CH397133A - Rotary piston machine - Google Patents

Rotary piston machine

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Publication number
CH397133A
CH397133A CH898863A CH898863A CH397133A CH 397133 A CH397133 A CH 397133A CH 898863 A CH898863 A CH 898863A CH 898863 A CH898863 A CH 898863A CH 397133 A CH397133 A CH 397133A
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CH
Switzerland
Prior art keywords
piston
bore
axis
cylindrical
shaft
Prior art date
Application number
CH898863A
Other languages
French (fr)
Inventor
Finn Brown Richard
Original Assignee
Reavell And Company Limited
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Publication of CH397133A publication Critical patent/CH397133A/en

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B27/00Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B27/04Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F04B27/06Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement the cylinders being movable, e.g. rotary
    • F04B27/065Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement the cylinders being movable, e.g. rotary having cylinders in star- or fan-arrangement, the connection of the pistons with an actuating element being at the inner ends of the cylinders
    • F04B27/0657Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement the cylinders being movable, e.g. rotary having cylinders in star- or fan-arrangement, the connection of the pistons with an actuating element being at the inner ends of the cylinders rotary cylinder block
    • F04B27/0663Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement the cylinders being movable, e.g. rotary having cylinders in star- or fan-arrangement, the connection of the pistons with an actuating element being at the inner ends of the cylinders rotary cylinder block the rotary cylinder being provided with only one piston, reciprocating within this cylinder

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)

Description

  

      Machine    rotative à     piston       La présente invention a pour objet une machine  rotative à piston, par exemple un     compresseur     rotatif.  



  Dans une machine rotative     connue,    un bloc cylin  dre principal tourne     concentriquement    dans une  chambre de rotor     cylindrique    pratiquement du même       diamètre    que le bloc,

   et ce     dernier    présente un alé  sage diamétral de     section    rectangulaire s'étendant à  travers le     bloc    et     perpendiculairement    à son     axe    de       rotation.    Dans     cet        alésage    est monté un     piston    d'un       diamètre    sensiblement égal à la largeur de l'alésage       dans    le plan de     rotation    et dont l'axe     est        parallèle    à  l'axe de rotation du bloc.

   La longueur     axiale    du  piston est     pratiquement    égale à la dimension de l'alé  sage dans la     direction    axiale du bloc principal, de       sorte    qu'il     occupe    toute la section transversale<B>de</B>  l'alésage ou presque. Ce piston est fixé     concentri-          quement    sur un arbre qui est lui-même     parallèle    à  l'axe de     rotation    du bloc cylindre     principal    et con  centrique à cet axe.

   Le bloc     cylindre        principal    est  couplé par engrenage audit arbre afin de     tourner          dans    le même sens à une vitesse deux fois plus fai  ble, d'où il résulte que     cette        rotation    s'effectue en  même temps qu'un mouvement alternatif du piston  dans l'alésage.  



  Un problème     dans    la     construction    d'une telle       machine        rotative    à     piston    provient de     ce    que la con  version entre le mouvement     rotatif    de l'arbre et le  mouvement     alternatif    du piston impose une cons  truction du piston et du cylindre qui, en vertu de  la     configuration    de leurs surfaces en engagement,

    rend     difficile    de     sceller    la machine     intérieurement     pour éviter des     fuites.    Les     fuites    dépendent entière  ment des jeux et ceux-ci doivent être     suffisants    pour       tenir        compte    de     l'expansion    due à la     différence    de  température entre les conditions de marche et d'arrêt.

    Les fuites représentent une perte directe et, en     outre,       en     chauffant    le fluide utilisé dans la     machine,    aug  mentent .le     travail        nécessaire    pour la     compression.     



  La     machine    faisant l'objet de la présente inven  tion est     caractérisée    en     ce        qu'elle        comprend    un bloc  cylindre rotatif de forme     extérieure        cylindrique    pré  sentant un alésage diamétral     cylindrique    et un     piston          cylindrique    capable de se     déplacer    dans l'alésage,  son axe     coincidant    avec celui de     l'alésage,

      et     monté     excentriquement par     rapport    à un arbre     s'étendant          perpendiculairement    à l'axe du piston, l'arbre étant  lui-même     excentrique    par rapport à -l'axe de rota  tion du bloc     cylindre    dans une chambre de rotor.

         Comme    dans la     machine        connue    indiquée précédem  ment, la     rotation    de l'arbre est     accompagnée    par la  rotation du bloc     cylindre    à demi-vitesse et du mou  vement     alternatif    du piston dans l'alésage du  cylindre.  



  Le     dessin    annexé représente, à titre d'exemple,       une    forme     d'exécution    de la     machine    objet de l'in  vention  La     fig.    1 en est une     coupe    longitudinale, et  la     fig.    2 est une     coupe    selon 2-2 de la     fig.    1.  



  La machine représentée est un     compresseur    qui       présente        une    chambre de rotor 1     dans        laquelle    est  ajusté un rotor     cylindrique    2     formant        un        bloc    cylin  dre présentant un     alésage        diamétral        cylindrique    3.

    Pendant la     rotation    du bloc, chaque extrémité de  l'alésage     communique        alternativement    avec une     partie     d'entrée 4 et une     partie    de     sortie    5 dans la bâche.  



  Un piston     cylindrique    6 peut     glisser        dans    l'alé  sage 3 et présente une     surface    extrême tournée con  vexe 7 dont la     courbure    est égale à celle de la     paroi          intérieure    de la chambre 1.

   Le piston 6     comporte     un moyeu 8     tournant        librement        dans    le     piston    et       constituant    un excentrique     fixé    .sur     un    arbre d'en  traînement 9.

       Les,axes    du moyeu excentrique 8 et de  l'arbre 9 sont parallèles à     l'axe    de     rotation    du bloc           cylindrique    2,     l'arbre        étant        excentrique        par        rapport    à  ce dernier axe.  



  Le bloc     rotor    2 (fia. 1) est monté dans la cham  bre 1 par des roulements à billes 10. Le moyeu est  logé     dans    un palier à     roui--aux    12 dans le piston 6.  L'arbre 9 et un prolongement 14 de ce     dernier    sont  montés pour     tourner    dans des pièces     extrêmes    11  de la bâche au moyen de     paliers    13. Le     piston    6 est  muni de segments 15.  



  On voit que le bloc     rotor    2 et le piston 6 sont  creux pour     réduire    la masse des     parties    mobiles.  En     fonctionnement,    -une roue dentée 16     sur    le  prolongement 14 de l'arbre 9 entraîne un     anneau     denté 17 à     denture    intérieure sur le bloc     cylindre    2,

    de sorte que le bloc 2 est obligé de tourner     dans    le  même     sens    que l'arbre et à     demi-vitesse.    La     dispasi-          tion    est telle que pendant une révolution de l'arbre 9  et du moyeu excentrique 8, le bloc cylindre 2 fait       une        demi-révolution    et le piston 6 se     déplace    d'une       extrémité    de l'alésage cylindrique 3 à l'autre.  



  En couplant     ensemble    deux     machines    semblables  en     déphasant    de     901,    leurs     parties    rotatives, il est  possible de se passer des     engrenages.        Il    est visible       (fig.    2) que le piston peut exercer une poussée sur  l'alésage du     cylindre        dans    le sens voulu pour     faire     tourner le     cylindre.    Cette poussée varie cependant  entre une valeur     maximum,

      quand le     piston    est à  l'une ou l'autre des     extrémités    de sa     course,    à une  valeur     nulle    à     mi-course.    Il est donc nécessaire d'uti  liser des roues     dentées    16, 17 pour qu'un     compres-          seur    ne     comportant    qu'un piston et un     cylindre    puisse       démarrer        dans        n'in        iporte        quelle    position.

       Toutefois,     si on utilise deux     cylindres    couplés     rigidement    l'un  à l'autre, ou un     cylindre    présentant des alésages pour  deux pistons, on peut     supprimer    les :roues dentées en  plaçant les deux alésages     perpendiculairement    l'un  à l'autre.    La machine     peut    être     complètement    équilibrée       contre    les forces     centrifuges    et les couples par des  poids     d'équilibrage.  



      Rotary piston machine The present invention relates to a rotary piston machine, for example a rotary compressor.



  In a known rotary machine, a main cylinder block rotates concentrically in a cylindrical rotor chamber of substantially the same diameter as the block,

   and the latter has a diametral randomness of rectangular section extending through the block and perpendicular to its axis of rotation. In this bore is mounted a piston with a diameter substantially equal to the width of the bore in the plane of rotation and whose axis is parallel to the axis of rotation of the block.

   The axial length of the piston is practically equal to the dimension of the bore in the axial direction of the main block, so that it occupies the entire cross section of <B> of </B> the bore or almost. This piston is fixed concentrically on a shaft which is itself parallel to the axis of rotation of the main cylinder block and con centric to this axis.

   The main cylinder block is geared to said shaft in order to rotate in the same direction at twice the speed, whereby this rotation takes place simultaneously with reciprocating movement of the piston in the cylinder. bore.



  A problem in the construction of such a rotary piston machine arises from the fact that the con version between the rotary movement of the shaft and the reciprocating movement of the piston requires a construction of the piston and the cylinder which, by virtue of the configuration. of their surfaces in engagement,

    makes it difficult to seal the machine internally to prevent leakage. The leaks are entirely dependent on the clearances and these must be sufficient to take account of the expansion due to the temperature difference between the on and off conditions.

    Leakage is a direct loss and furthermore by heating the fluid used in the machine increases the work required for compression.



  The machine forming the subject of the present invention is characterized in that it comprises a rotary cylinder block of cylindrical exterior shape having a cylindrical diametrical bore and a cylindrical piston capable of moving in the bore, its axis coinciding with that of the bore,

      and mounted eccentrically with respect to a shaft extending perpendicularly to the axis of the piston, the shaft itself being eccentric with respect to the axis of rotation of the cylinder block in a rotor chamber.

         As in the known machine indicated above, the rotation of the shaft is accompanied by the rotation of the half-speed cylinder block and the reciprocating movement of the piston in the cylinder bore.



  The accompanying drawing shows, by way of example, an embodiment of the machine which is the subject of the invention. FIG. 1 is a longitudinal section thereof, and FIG. 2 is a section along 2-2 of FIG. 1.



  The machine shown is a compressor which has a rotor chamber 1 in which is fitted a cylindrical rotor 2 forming a cylinder block dre having a cylindrical diametrical bore 3.

    During the rotation of the block, each end of the bore communicates alternately with an inlet part 4 and an outlet part 5 in the tarpaulin.



  A cylindrical piston 6 can slide in the bore 3 and has a convex turned end surface 7 whose curvature is equal to that of the inner wall of the chamber 1.

   The piston 6 comprises a hub 8 rotating freely in the piston and constituting an eccentric fixed. On a drive shaft 9.

       The axes of the eccentric hub 8 and of the shaft 9 are parallel to the axis of rotation of the cylindrical block 2, the shaft being eccentric with respect to the latter axis.



  The rotor unit 2 (fia. 1) is mounted in chamber 1 by ball bearings 10. The hub is housed in a roller bearing with 12 in the piston 6. The shaft 9 and an extension 14 of the latter are mounted to rotate in end parts 11 of the tarpaulin by means of bearings 13. The piston 6 is provided with segments 15.



  It can be seen that the rotor unit 2 and the piston 6 are hollow to reduce the mass of the moving parts. In operation, a toothed wheel 16 on the extension 14 of the shaft 9 drives a toothed ring 17 with internal teeth on the cylinder block 2,

    so that block 2 is forced to rotate in the same direction as the shaft and at half speed. The breakdown is such that during one revolution of the shaft 9 and of the eccentric hub 8, the cylinder block 2 makes a half revolution and the piston 6 moves from one end of the cylindrical bore 3 to the other. .



  By coupling together two similar machines by shifting their rotating parts by 901, it is possible to do without gears. It can be seen (fig. 2) that the piston can exert pressure on the cylinder bore in the desired direction to rotate the cylinder. This thrust varies however between a maximum value,

      when the piston is at either end of its stroke, at zero value at mid-stroke. It is therefore necessary to use toothed wheels 16, 17 so that a compressor having only one piston and one cylinder can start in any position.

       However, if two cylinders rigidly coupled to one another are used, or a cylinder having bores for two pistons, it is possible to eliminate the: toothed wheels by placing the two bores perpendicular to each other. The machine can be completely balanced against centrifugal forces and torques by balancing weights.

 

Claims (1)

REVENDICATION Machine rotative à piston, caractérisée en ce qu'elle comprend un bloc cylindre rotatif de forme extérieure cylindrique présentant un alésage diamé tral cylindrique, et un piston cylindrique capable de se déplacer dans l'alésage, CLAIM Rotary piston machine, characterized in that it comprises a rotary cylinder block of cylindrical exterior shape having a cylindrical diameter bore, and a cylindrical piston capable of moving in the bore, son axe coïncidant avec celui de l'alésage et monté excentriquement par rap port à un arbre s'étendant perpendiculairement à l'axe du piston, l'arbre étant lui-même excentrique pas rapport à l'axe de rotation du bloc cylindre dans une chambre de rotor. its axis coinciding with that of the bore and mounted eccentrically with respect to a shaft extending perpendicular to the axis of the piston, the shaft itself being eccentric not with respect to the axis of rotation of the cylinder block in a rotor chamber. SOUS-REVENDICATIONS 1. Machine selon la revendication, caractérisée en ce que le piston présente des surfaces extrêmes partiellement cylindriques et convexes dont le rayon correspond à la courbure de la surface intérieure de la chambre de rotor. 2. Machine selon la revendication, caractérisée en ce que le piston porte des segments. 3. SUB-CLAIMS 1. Machine according to claim, characterized in that the piston has partially cylindrical and convex end surfaces, the radius of which corresponds to the curvature of the inner surface of the rotor chamber. 2. Machine according to claim, characterized in that the piston carries segments. 3. Machine selon la revendication, caractérisée en ce que le piston est monté sur un excentrique fixé sur ledit arbre. 4. Machine selon la revendication, caractérisée en ce que le piston est monté sur un bloc qui exé cute un mouvement de va-et-vient dans un alésage du piston, cet alésage étant perpendiculaire à l'axe de va-et-vient du piston. Machine according to claim, characterized in that the piston is mounted on an eccentric fixed on said shaft. 4. Machine according to claim, characterized in that the piston is mounted on a block which executes a reciprocating movement in a bore of the piston, this bore being perpendicular to the reciprocating axis of the piston. piston.
CH898863A 1962-07-18 1963-07-18 Rotary piston machine CH397133A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4432311A1 (en) * 1994-09-10 1995-02-02 Klaus Gotthardt Reciprocating piston machine with rotating cylinder
CN101871449A (en) * 2010-06-08 2010-10-27 余文凌 Small rotor-type submersible pump

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