Патент на изобретение №2322587

(54) УСТРОЙСТВО ОБЪЕМНОЙ МАШИНЫ (ВАРИАНТЫ)

(57) Реферат:

Изобретение относится к объемным роторно-поршневым машинам вытеснительного типа и может быть использовано в насосах, компрессорах, двигателях. В первом варианте устройство содержит статор, ротор, установленный эксцентрично в статоре. Планетарный механизм выполнен из большой шестерни и малой шестерни. Большая шестерня неподвижно установлена в зацеплении снаружи малой шестерни, выполненной с возможностью обкатывания большой шестерни планетарного механизма. Статор связан с большой шестерней, а ротор – с малой шестерней. Приведены уравнения, описывающие контуры ротора и статора. Во втором варианте устройство содержит статор и ротор. Малая шестерня установлена неподвижно, а большая шестерня выполнена с возможностью обкатывания малой шестерни планетарного механизма. Статор связан с малой шестерней, а ротор – с большой шестерней. Приведены уравнения, описывающие контуры ротора и статора. Повышаются КПД и удельные показатели производительности, мощности. 2 н.п. ф-лы, 18 ил.

Текст описания приведен в факсимильном виде.

Формула изобретения

1. Устройство объемной машины, содержащее статор, ротор, установленный эксцентрично в статоре, планетарный механизм, выполненный из большой шестерни и малой шестерни, при этом большая шестерня неподвижно установлена в зацеплении снаружи малой шестерни, выполненной с возможностью обкатывания большой шестерни планетарного механизма, статор связан с большой шестерней, а ротор – с малой шестерней планетарного механизма, контур для наружной поверхности ротора в его поперечном сечении – огибающая семейства прямых, а порождающая это семейство прямая y_z неподвижно связана с большой шестерней и в системе координат O₁X₁Y₁, начало которой расположено в центре большой шестерни, задана уравнением

где А – угол наклона прямой y_z к оси O₁X₁, (0A);

x₁ – координата текущей точки прямой y_z по O₁X₁;

В – угол наклона отрезка, соединяющего начало O₁ системы координат O₁X₁Y₁ с прямой y_z, и отсчитываемый от оси O₁X₁, (0В и ВА);

а – длина отрезка, соединяющего начало O₁ системы координат O₁X₁Y₁ с прямой y_z,

а контур выполнен в соответствии с параметрическим уравнением

где х, у – текущие координаты точек контура по осям X, Y декартовой системы координат OXY, начало которой расположено в центре малой шестерни;

е – величина эксцентриситета;

z – параметр зацепления, z=2, 3…;

=(z+1);

– угол поворота большой шестерни относительно малой шестерни, отсчитываемый от оси Х в системе координат OXY, начало которой расположено в центре малой шестерни, служащий параметром, 02;

=(z-1)-2A,

=+A,

а* – параметр формы, определяемый как а*=а/е и удовлетворяющий условию ,

а контур внутренней поверхности статора в его поперечном сечении выполнен из z+1 прямолинейных участков, каждый из которых выполнен соответствующим параметрическому уравнению

x_k=e[(z+1)coscos-a*sin(B-A)sin],

y_k=e[(z+1)sincos+a*sin(B-A)cos],

где x_k, y_k – текущие координаты точек контура статора по осям X₁, Y₁ декартовой системы координат O₁X₁Y₁, начало которой расположено в центре большой шестерни;

k=0, 1,…, z – номер прямолинейного участка;

=3,14,

– угол поворота малой шестерни относительно большой шестерни, отсчитываемый от оси X₁ в системе координат O₁X₁Y₁, начало которой расположено в центре большой шестерни, служащий параметром, для которого

, если ,

, если B-A<0 и

, или если В-А>0 и ,

, если B-A<0 и ,

,

причем смежные прямолинейные участки контура статора сопряжены между собой z+1 криволинейными участками, каждый из которых выполнен в виде дуги, соответствующей либо параметрическому уравнению

где х’, у’ – текущие координаты точек дуг сопряжения по осям O₁X₁, O₁Y₁;

– параметр, определенный на отрезке

, если k – четно и В-А<0 или если k – нечетно и В-А>0,

или – параметр, определенный на отрезке

, если z – четно, k – нечетно и B-A<0 или если z – четно, k – четно и В-А>0,

либо параметрическому уравнению

где – параметр, определенный на отрезке

, если z – нечетно, k – нечетно и В-А<0

или – параметр, определенный на отрезке

, если z – нечетно, k – четно и В-А>0.

2. Устройство объемной машины, содержащее статор, ротор, установленный эксцентрично в статоре, планетарный механизм, выполненный из большой шестерни и малой шестерни, при этом малая шестерня установлена в зацеплении внутри большой шестерни, причем малая шестерня установлена неподвижно, а большая шестерня выполнена с возможностью обкатывания малой шестерни планетарного механизма, статор связан с малой шестерней, а ротор – с большой шестерней планетарного механизма, контур для наружной поверхности ротора в его поперечном сечении – огибающая семейства прямых, а порождающая это семейство прямая y_z неподвижно связана с малой шестерней и в системе координат O₁X₁Y₁, начало которой расположено в центре малой шестерни, задана уравнением

где А – угол наклона прямой y_z к оси O₁X₁, (0A);

x₁ – координата текущей точки прямой y_z no O₁X₁;

В – угол наклона отрезка, соединяющего начало O₁ системы координат O₁X₁Y₁ с прямой y_z, и отсчитываемый от оси O₁X₁, (0В и ВА);

а – длина отрезка, соединяющего начало O₁ системы координат O₁X₁Y₁ с прямой y_z,

при этом контур наружной поверхности ротора выполнен в соответствии с параметрическим уравнением

где х, y – текущие координаты точек контура по осям X, Y декартовой системы координат OXY, начало которой расположено в центре большой шестерни,

е – величина эксцентриситета;

z – параметр зацепления, z=2, 3…;

а* – параметр формы, определяемый как а*=а/е и удовлетворяющий условию

₁=zt;

t – угол поворота малой шестерни относительно большой шестерни, отсчитываемый от оси Х в системе координат OXY, начало которой расположено в центре большой шестерни, служащий параметром, 0t2;

₁=(z+2)t+2A,

₁=t+A,

а контур внутренней поверхности статора в его поперечном сечении выполнен из z прямолинейных участков, каждый из которых выполнен соответствующим параметрическому уравнению

x_n=e[zcos₁cos₁-a*sin(B-A)sin₁],

y_n=e[zsin₁cos₁+a*sin(B-A)co₁],

где x_n, y_n – текущие координаты точек контура статора по осям X₁, Y₁ декартовой системы координат O₁X₁Y₁, начало которой расположено в центре малой шестерни;

n=0, 1,…, (z-1) – номер прямолинейного участка;

,

=3,14,

,

– угол поворота большой шестерни относительно малой шестерни, отсчитываемый от оси X₁ в системе координат O₁X₁Y₁, начало которой расположено в центре малой шестерни, служащий параметром, для которого

, если ,

, если B-A<0 и

, или если В-А>0 и ,

, если B-A<0 и ,

,

причем смежные прямолинейные участки контура статора сопряжены между собой z криволинейными участками, каждый из которых выполнен в виде дуги, соответствующей либо параметрическому уравнению

где х’, у’ – текущие координаты точек дуг сопряжения по осям O₁X₁, O₁Y₁;

– параметр, определенный на отрезке

, если k – четно и В – А<0, или если k – нечетно и В-А>0,

или – параметр, определенный на отрезке

, если z – нечетно, k – нечетно и В – А<0, или z – нечетно, k – четно и В-А>0,

либо параметрическому уравнению

где – параметр, определенный на отрезке,

, если z – четно, k – нечетно и В – А<0, или

если z – четно, k – четно и В-А>0.

РИСУНКИ