EA012828B1

EA012828B1 - Chamber of volumetric rotary machine (versions) and vrm step comprising several chambers

Info

Publication number: EA012828B1
Application number: EA200702000A
Authority: EA
Inventors: Александр Владимирович ДИДИН
Original assignee: Александр Владимирович ДИДИН; ЯНОВСКИЙ, Илья Яковлевич
Priority date: 2006-08-10
Filing date: 2007-08-09
Publication date: 2009-12-30
Also published as: RU2006129001A; WO2008024030A1; RU2383745C2; EA200702000A2; EA200702000A3

Abstract

A volumetric rotary machine (VRM) in which a piston mounted in a rotor recess performs rotary vibration but it happens that even at VRM great revolutions the piston does not withstand big inertia load. Since mass, distributed near the line (plane) which, in the piston medium position passes through its rotation axis perpendicular to the rotor axis rotation, perform said oscillation substantially due to the action of centrifugal forces arising at rotation of the piston together with the rotor. Additional synchronizing elements (ASE) mounted on the piston near said line (plane) also does not increase practically the inertia load thereon improving conditions its interaction (contact and sliding) with the body flat surface. Moreover, there exists a VRM configuration in which the piston overlaps the working chamber and creates a pressure drop when positioned near its extreme oscillation points, that is when its speed is minimum towards the rotor and meaning minimum losses for friction and wear. As a result, the VRM is designed having high specific features (relation of capacity to the weight and dimension), potentially greater resource and reliability, geometrically simple working surfaces (plane over plane, sphere over sphere). There proposed a wide use of the VRM in multi-stage immersed pumps.

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к роторным объёмным машинам, которые могут быть использованы в качестве насосов, компрессоров, гидроприводов и т.д., в частности, в многоступенчатых погружных установках.The invention relates to the field of engineering, namely to rotary volumetric machines that can be used as pumps, compressors, hydraulic drives, etc., in particular, in multi-stage submersible plants.

Уровень техникиState of the art

Известна объёмная роторная машина (ОРМ) (8И 2004133654, 8И 2004124353(1)), у которой имеется корпус с внутренней полостью кольцевой формы. В этой полости установлен разделитель спиральной формы, в котором установлен ротор. Рабочая поверхность ротора является поверхностью вращения, в которой имеется по меньшей мере один паз вдоль оси вращения ротора, в каждом из которых установлен с возможностью вращения поршень, частично выступающий с одной стороны ротора. Поршень имеет при этом по крайней мере один сквозной вырез по периметру, взаимодействующий с разделителем, для синхронизации вращения поршня с вращением ротора. Окно входа машины и окно выхода машины разнесены вдоль оси ротора и отделяются друг от друга разделителем. Поршень такой машины вращается в одном направлении относительно ротора и вместе с ротором вращается относительно корпуса. Такая машина имеет следующие преимущества.Known volumetric rotary machine (ORM) (8I 2004133654, 8I 2004124353 (1)), which has a housing with an internal cavity of an annular shape. In this cavity, a spiral-shaped separator is installed in which the rotor is mounted. The working surface of the rotor is a surface of rotation, in which there is at least one groove along the axis of rotation of the rotor, in each of which a piston is installed that can rotate partially protruding from one side of the rotor. At the same time, the piston has at least one through-cut along the perimeter, interacting with the separator, to synchronize the rotation of the piston with the rotation of the rotor. The machine entry window and the machine exit window are spaced along the axis of the rotor and are separated from each other by a separator. The piston of such a machine rotates in one direction relative to the rotor and together with the rotor rotates relative to the housing. Such a machine has the following advantages.

Поршень надёжно установлен в прорези ротора, выступая из него частью около половины.The piston is securely installed in the slot of the rotor, protruding from it by a part of about half.

Разнесение окон входа и выхода вдоль оси ротора позволяет легко объединять такие машины в многоступенчатые, в том числе с общим ротором для многих ступеней. Такие машины используются в погружных установках. Общий ротор позволяет снять нагрузки с радиальных, а часто и с упорных подшипников ротора за счёт уравновешивания нагрузок отдельных ступеней при их развороте друг относительно друга.The spacing of the entry and exit windows along the axis of the rotor makes it easy to combine such machines into multi-stage ones, including with a common rotor for many stages. Such machines are used in submersible installations. The common rotor allows you to remove the load from the radial, and often from the thrust bearings of the rotor due to balancing the loads of the individual stages when they are rotated relative to each other.

Существенным преимуществом насоса, созданного на основе такой машины, является постоянство подачи.A significant advantage of the pump, created on the basis of such a machine, is the constant flow.

Недостатком таких машин является сложная форма разделителя и прорези поршня, не позволяющая осуществить их контакт по большой площади, для снижения износа этой пары трения (для уменьшения идеальной нагрузки на эту пару трения и для увеличения её ресурса).The disadvantage of such machines is the complicated shape of the separator and piston cuts, which do not allow their contact over a large area, to reduce the wear of this friction pair (to reduce the ideal load on this friction pair and to increase its life).

Известна ОРМ (СВ 1458459 и похожая на неё ΌΕ 3206286 А1), у которой в корпусе имеются полость в виде сегмента сферы, в которой вдоль оси симметрии полости установлен разделитель в виде сектора круга, перекрывающего полость; ротор, установленный с возможностью вращения в корпусе, с рабочей поверхностью в виде двух усечённых конусов, опирающихся вершинами на сферу с противоположных сторон, причём на поверхности сферы (в пределах рабочей полости), под углом к оси симметрии ротора, имеется кольцевой паз, выполненный касательно к обоим конусам. В этом пазу закреплён с возможностью вращения относительно ротора поршень, в котором имеется прорезь, способная пропускать разделитель. Причём поршень взаимодействует с разделителем через уплотнительный синхронизирующий элемент (УСЭ), выполненный в виде цилиндра, рассечённого пополам, пазом, начинающимся на одном торце и идущим практически до второго торца. Окно входа рабочего тела и соответствующее ему окно выхода расположены по одну сторону поршня. С другой стороны поршня имеется ещё пара окон входа и выхода. Поршень такой машины колеблется относительно корпуса, а ротор машины вращается относительно колеблющегося поршня.The ORM (CB 1458459 and a similar one ΌΕ 3206286 A1) is known, in which there is a cavity in the body in the form of a segment of a sphere in which a separator is installed along the axis of symmetry of the cavity in the form of a circle sector overlapping the cavity; a rotor mounted rotatably in the housing, with a working surface in the form of two truncated cones, supported by vertices on a sphere from opposite sides, and on the surface of the sphere (within the working cavity), at an angle to the axis of symmetry of the rotor, there is an annular groove made in relation to to both cones. In this groove, a piston is fixed rotatably relative to the rotor, in which there is a slot capable of passing the separator. Moreover, the piston interacts with the separator through the sealing synchronizing element (SSE), made in the form of a cylinder, cut in half, with a groove starting at one end and going almost to the second end. The entrance window of the working fluid and the corresponding exit window are located on one side of the piston. On the other side of the piston there are a couple more entry and exit windows. The piston of such a machine oscillates relative to the housing, and the rotor of the machine rotates relative to the oscillating piston.

Преимущества такой машины следующие: хороший контакт поршня с камерой корпуса по сферической поверхности, хороший контакт между поршнем, уплотняющим элементом и разделителем, простые геометрические формы: плоский разделитель, плоский поршень и т.д.The advantages of such a machine are as follows: good contact between the piston and the housing chamber on a spherical surface, good contact between the piston, the sealing element and the separator, simple geometric shapes: a flat separator, a flat piston, etc.

ОРМ имеет также недостатки: неудобство объединения такой машины в многоступенчатую машину, связанное с тем, что окна входа и выхода находятся по одну сторону поршня и для прохода из ступени в ступень необходимо делать канал, обходящий сферическую полость корпуса вдоль оси ротора. Недостатками также являются неравномерность подачи, слабое крепление поршня (только частью, сидящей в пазу на сфере), которое к тому же ослабляет вал за счёт кольцевого паза, ненадёжное крепление уплотнительного силового элемента в пазу поршня (возможно заклинивание при увеличении нагрузки).ORM also has disadvantages: the inconvenience of combining such a machine into a multi-stage machine, due to the fact that the entry and exit windows are on one side of the piston and for passage from stage to stage it is necessary to make a channel bypassing the spherical cavity of the housing along the axis of the rotor. Disadvantages are also uneven delivery, poor piston fastening (only the part sitting in the groove on the sphere), which also weakens the shaft due to the annular groove, unreliable fastening of the sealing force element in the piston groove (jamming with increasing load is possible).

Известна ОРМ (ΌΕ 3146782 А1), у которой имеются корпус с полостью в виде сегмента сферы, ротор, установленный с возможностью вращения, в котором выполнен сквозной разрез вдоль оси ротора. Также имеются поршень в виде диска, установленный в пазу ротора с возможностью вращения, камера в виде сферического сегмента, перегороженная разделителем по ходу вращения ротора, окна выхода и входа, расположенные до и после разделителя соответственно. Причём вращение поршня синхронизировано с вращением ротора при помощи вала, неподвижно идущего через ротор и системы шестерёнок, одна из которых закреплена на поршне. Поршень такой машины вращается в одном направлении относительно ротора и вместе с ротором вращается относительно корпуса.Known ORM (ΌΕ 3146782 A1), which has a housing with a cavity in the form of a segment of a sphere, a rotor mounted for rotation, in which a through cut is made along the axis of the rotor. There is also a piston in the form of a disk mounted in the groove of the rotor with the possibility of rotation, a camera in the form of a spherical segment, partitioned by a separator in the direction of rotation of the rotor, exit and entry windows located before and after the separator, respectively. Moreover, the rotation of the piston is synchronized with the rotation of the rotor with the help of a shaft moving motionlessly through the rotor and the gear system, one of which is mounted on the piston. The piston of such a machine rotates in one direction relative to the rotor and together with the rotor rotates relative to the housing.

Преимуществами этой машины являются сферический контакт поршня и камеры, надёжность крепления поршня, выступающего в обе стороны из вала, наличие прочного вала (продольный паз мало его ослабляет), возможность вывести (развести) окна входа и выхода вдоль вала для объединения нескольких ступеней на одном валу, независимость утечек от износа механизма синхронизации, возможность больших оборотов.The advantages of this machine are the spherical contact of the piston and the chamber, the reliability of the fastening of the piston protruding on both sides of the shaft, the presence of a strong shaft (the longitudinal groove weakens it a little), the ability to bring out (open) the entry and exit windows along the shaft to combine several steps on one shaft , independence of leaks from wear of the synchronization mechanism, the possibility of high revolutions.

Недостатком является ненадёжный механизм синхронизации, особенно если надо пропустить валThe disadvantage is the unreliable synchronization mechanism, especially if you need to skip the shaft

- 1 012828 шестерни через несколько ступеней.- 1 012828 gears through several steps.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Целью настоящей заявки является описание и защита узла ОРМ - камеры ОРМ (КОРМ). Он назван камерой, потому что из-за своих геометрических особенностей камеры чаще используются попарно, хотя работоспособной в качестве разных типов ОРМ является и одна отдельная камера. Предполагается широкое использование КОРМ в многоступенчатых погружных насосах, поэтому объединение двух камер в заявке называется ступенью ОРМ. В КОРМ поршень, установленный в пазу ротора, совершает вращательные колебания, однако оказалось, что он при этом, даже на больших оборотах ОРМ, не испытывает больших инерциальных нагрузок. Так как массы, распределенные вблизи линии (плоскости), которая в среднем положении поршня проходит через его ось вращения перпендикулярно оси вращения ротора, совершают эти колебания в значительной мере за счет действия центробежных сил, возникающих при вращении поршня вместе с ротором. То есть собственный период колебания поршня близок к периоду обращения ротора. Установка на поршень вблизи указанной линии (плоскости) дополнительных уплотняющих синхронизирующих элементов (УСЭ) тоже практически не увеличивает инерционную нагрузку на него, улучшая условия его взаимодействия (контакта и скольжения) с плоской поверхностью корпуса. Более того, существуют конфигурации КОРМ, в которых поршень перекрывает рабочую камеру и создает перепад давления в период своего нахождения вблизи крайних точек колебания, т. е. тогда, когда его скорость относительно ротора минимальна, а значит минимальны потери на трение и износ. В результате получилась ОРМ с высокими удельными характеристиками (отношение мощности к размеру и весу, подачи к размеру), с потенциально большими ресурсом и надежностью, геометрически простыми рабочими поверхностями (плоскость по плоскости, сфера по сфере).The purpose of this application is to describe and protect the ORM node - the ORM camera (KORM). It is called a camera because, due to its geometrical features, cameras are often used in pairs, although one separate camera is also capable of functioning as different types of ORMs. The widespread use of KORM in multi-stage submersible pumps is assumed, therefore, the combination of two chambers in the application is called the ORM stage. In KORM, the piston mounted in the groove of the rotor rotates, but it turned out that it does not experience large inertial loads even at high RPM speeds. Since the masses distributed near the line (plane), which in the middle position of the piston passes through its axis of rotation perpendicular to the axis of rotation of the rotor, they perform these oscillations to a large extent due to the action of centrifugal forces arising from the rotation of the piston together with the rotor. That is, the natural period of oscillation of the piston is close to the period of revolution of the rotor. Installation on the piston near the specified line (plane) of additional sealing synchronizing elements (SSEs) also practically does not increase the inertial load on it, improving the conditions for its interaction (contact and sliding) with the flat surface of the housing. Moreover, there are KORM configurations in which the piston closes the working chamber and creates a pressure drop during its stay near the extreme points of oscillation, i.e., when its speed relative to the rotor is minimal, and therefore, friction and wear losses are minimal. The result was an ORM with high specific characteristics (the ratio of power to size and weight, feed to size), with potentially large resource and reliability, geometrically simple working surfaces (plane on a plane, sphere on a sphere).

Цель изобретения достигается благодаря тому, что рабочая полость КОРМ ограничена геометрически простыми поверхностями; сегментом сферы корпуса, ограниченным наклонной, в общем случае криволинейной (с небольшими отклонениями от плоскости), а во многих частных случаях плоской поверхностью корпуса, поверхностями вращения ротора, состоящими в большинстве случаев из двух поверхностей: сферической и конической. Причем коническая поверхность в большинстве случаев взаимодействует с плоской наклонной поверхностью ротора.The purpose of the invention is achieved due to the fact that the working cavity of the feed is limited to geometrically simple surfaces; a segment of the housing sphere bounded by an inclined, generally curved (with slight deviations from the plane), and in many special cases flat surface of the housing, rotor surfaces of rotation of the rotor, consisting in most cases of two surfaces: spherical and conical. Moreover, the conical surface in most cases interacts with a flat inclined surface of the rotor.

Наклонную поверхность корпуса удается сделать плоской за счет того, что центр вращения поршня располагается в камере над этой поверхностью.The inclined surface of the housing can be made flat due to the fact that the center of rotation of the piston is located in the chamber above this surface.

Наклонную поверхность корпуса и взаимодействующую с ней грань УСЭ удается сделать плоской за счет того, что УСЭ совершает вращательные колебания относительно поршня вокруг геометрической оси, проходящей через центр вращения поршня.The inclined surface of the housing and the face of the SSE interacting with it can be made flat due to the fact that the SSE rotates with respect to the piston around a geometric axis passing through the center of rotation of the piston.

Задача изобретения также достигается за счет того, что при выполнении наклонной поверхности корпуса, смещенной за пределы центра рабочей камеры КОРМ (центра вращения поршня), появляется возможность выполнить на поршне поверхности, ответные наклонной поверхности корпуса.The objective of the invention is also achieved due to the fact that when performing an inclined surface of the housing, shifted outside the center of the working chamber of the KORM (center of rotation of the piston), it becomes possible to perform on the piston of the surface, the response of the inclined surface of the housing.

Задача изобретения также достигается за счет того, что на поршне выполняются поверхности, ответные наклонной поверхности корпуса, взаимодействующие с ней при работе КОРМ и являющиеся уплотняющими поверхностями поршня.The objective of the invention is also achieved due to the fact that the piston runs surfaces that are responsive to the inclined surface of the housing, interacting with it during operation of the CORM and which are the sealing surfaces of the piston.

Задача изобретения также достигается за счет того, что при выполнении наклонной поверхности корпуса смещенной за пределы центра рабочей камеры КОРМ (центра вращения поршня) поверхности, ответные наклонной поверхности корпуса, представляют собой часть цилиндра.The objective of the invention is also achieved due to the fact that when performing the inclined surface of the housing displaced outside the center of the working chamber of the KORM (center of rotation of the piston) surface, the response of the inclined surface of the housing is part of the cylinder.

Задача изобретения также достигается за счет того, что на поршне выполняются разъемы для установки УСЭ, которые улучшают контакт поршня с наклонной поверхностью корпуса и уменьшают внутренние перетечки рабочего тела через место контакта.The objective of the invention is also achieved due to the fact that the piston has connectors for installing SSEs, which improve the contact of the piston with the inclined surface of the housing and reduce the internal flow of the working fluid through the contact point.

Задача изобретения также достигается за счет того, что поршень выполняется с распределением масс, максимально приближенным к оси, проходящей через центр поршня вдоль его плоскости.The objective of the invention is also achieved due to the fact that the piston is executed with a mass distribution as close as possible to the axis passing through the center of the piston along its plane.

Задача изобретения также достигается за счет того, что поршень выполняется с распределением масс, максимально приближающим эллипсоид инерции поршня к оси, проходящей через центр поршня перпендикулярно его плоскости и плоскости его симметрии.The objective of the invention is also achieved due to the fact that the piston is executed with a mass distribution that approximates the piston of inertia ellipsoid to the axis passing through the center of the piston perpendicular to its plane and its plane of symmetry.

Изобретение поясняется при помощи чертежей.The invention is illustrated using the drawings.

На фиг. 1 представлена в изометрии камера объёмной роторной машины (КОРМ) с одним поршнем со снятой частью корпуса. Далее на всех фигурах ротор вращается по часовой стрелке при взгляде сверху.In FIG. 1 is an isometric view of a chamber of a volumetric rotary machine (KORM) with one piston with a removed part of the housing. Further, in all figures, the rotor rotates clockwise when viewed from above.

На фиг. 2 представлены в изометрии три части корпуса КОРМ по фиг. 1.In FIG. 2, three parts of the CORM body of FIG. one.

На фиг. 3 представлен в изометрии ротор КОРМ по фиг. 1.In FIG. 3 is a perspective view of the KORM rotor of FIG. one.

На фиг. 4 представлены в изометрии в разобранном виде поршень и два его уплотнительных синхронизирующих элемента (УСЭ) КОРМ по фиг. 1.In FIG. 4 shows a disassembled isometric view of the piston and its two sealing synchronizing elements (SSE) KORM according to FIG. one.

На фиг. 5 представлена в изометрии КОРМ, аналогичная КОРМ по фиг. 1, но с двумя поршнями со снятой частью корпуса.In FIG. 5 is an isometric KORM, similar to the KORM in FIG. 1, but with two pistons with the removed part of the body.

На фиг. 6 представлена в изометрии КОРМ, аналогичная КОРМ по фиг. 2, но с меньшим окном выхода, со снятой частью корпуса и убранным ротором (чтобы показать камеры и пересечение поршней).In FIG. 6 is an isometric KORM, similar to the KORM in FIG. 2, but with a smaller exit window, with the part of the housing removed and the rotor removed (to show the chambers and the intersection of the pistons).

На фиг. 7 представлен в изометрии другой вариант пересечения поршней.In FIG. 7 is an isometric illustration of another piston intersection.

- 2 012828- 2 012828

На фиг. 8 представлен в изометрии в разобранном виде другой вариант поршня и УСЭ.In FIG. Figure 8 shows a disassembled isometric view of another embodiment of the piston and SSE.

На фиг. 9 представлен в изометрии в разобранном виде поршень с УСЭ в виде роликов.In FIG. 9 shows a disassembled isometric view of a piston with SSE in the form of rollers.

На фиг. 10 представлен в изометрии поршень с облегчением.In FIG. 10 is an isometric view of a piston in relief.

На фиг. 11 представлена в изометрии со снятой частью корпуса КОРМ с подачей рабочего тела по валу. Здесь и далее снятая ближняя часть корпуса разворачивается на пол-оборота и помещается на фигуре слева, а если снимается дальняя часть корпуса, то на фигуре она сдвигается вправо.In FIG. 11 is an isometric view of a removed part of the housing of the KORM with the supply of the working fluid along the shaft. Hereinafter, the shot near part of the case unfolds half a turn and is placed on the figure on the left, and if the far part of the case is removed, then on the figure it moves to the right.

На фиг. 12 представлены в изометрии в разобранном виде ротор, часть корпуса, поршень и УСЭ КОРМ по фиг. 11.In FIG. 12 is an exploded exploded perspective view of the rotor, body part, piston, and SSE KORM of FIG. eleven.

На фиг. 13 представлена в изометрии ступень ОРМ, состоящая из двух КОРМ на одном валу. Обе КОРМ соединены в своей напорной части гидравлически, параллельно через множество небольших проходов в разделителе, при этом камеры работают в противофазе. КОРМ изображены со снятыми половинками корпуса.In FIG. 13 is an isometric ORM stage consisting of two KORM on one shaft. Both feeds are hydraulically connected in their pressure part, in parallel through many small passages in the separator, while the chambers operate in antiphase. FEED depicted with the body halves removed.

На фиг. 14 представлены в изометрии в частично разобранном виде (чтобы показать взаимное расположение поршней) ротор ступени ОРМ по фиг. 13 и часть корпуса - разделитель.In FIG. 14 is a partially exploded isometric view (to show the relative position of the pistons) of the ORM stage rotor of FIG. 13 and part of the housing is a separator.

На фиг. 15 представлена в изометрии ступень ОРМ, состоящая из двух КОРМ на одном валу, соединенных гидравлически, параллельно работающих в близких фазах, с проходом рабочего тела по разделителю со снятыми половинками корпуса.In FIG. 15 shows an isometric ORM stage consisting of two KORM on one shaft, hydraulically connected, working in parallel in close phases, with the passage of the working fluid along the separator with the body halves removed.

На фиг. 16 представлена в изометрии ступень ОРМ, состоящая из двух КОРМ на одном валу, соединенных гидравлически, параллельно работающих синфазно, с проходом рабочего тела в обход рабочей полости по каналам между трубой и корпусом, со снятыми половинками корпуса.In FIG. 16 shows an isometric ORM stage consisting of two KORM on one shaft, hydraulically connected, working in parallel in parallel, with the passage of the working fluid bypassing the working cavity through the channels between the pipe and the casing, with the halves of the casing removed.

На фиг. 17 представлен в изометрии в частично разобранном состоянии узел из двух поршней с УСЭ, имеющими дополнительные оси, соосные оси плоской наклонной поверхности корпуса.In FIG. 17 is an isometric view of a partially disassembled assembly of two pistons with SSEs having additional axes coaxial with the axis of the flat inclined surface of the housing.

На фиг. 18 представлена в изометрии ступень ОРМ, состоящая из двух КОРМ на одном валу, соединенных гидравлически, параллельно работающих синфазно, с проходом рабочего тела в обход рабочей полости по каналам между трубой и корпусом, со снятой половинкой корпуса, с общим поршнем.In FIG. Figure 18 is an isometric view of the ORM stage, consisting of two KORM on one shaft, hydraulically connected, working in parallel in parallel, with the passage of the working fluid bypassing the working cavity through the channels between the pipe and the housing, with the half of the housing removed, with a common piston.

На фиг. 19 представлен в изометрии общий поршень ступени ОРМ по фиг. 18.In FIG. 19 is a perspective view of the common piston of the ORM stage of FIG. eighteen.

На фиг. 20 представлены в изометрии в разобранном виде узел, состоящий из ротора, общего поршня и УСЭ ступени ОРМ по фиг. 18.In FIG. 20 is an exploded perspective view of an assembly consisting of a rotor, a common piston, and an SSE of an ORM stage of FIG. eighteen.

На всех фигурах одинаковые по функциям элементы обозначены одними номерами, гдеIn all figures, elements of the same function are denoted by the same numbers, where

- корпус;- housing;

- ротор;- rotor;

- выходной вал;- output shaft;

- поршень;- piston;

- уплотнительный синхронизирующий элемент (УСЭ);- sealing synchronizing element (SSE);

- внутренняя полость корпуса;- the internal cavity of the housing;

- сферическая поверхность корпуса;- spherical surface of the housing;

- (плоская) поверхность корпуса;- (flat) surface of the housing;

- цилиндрическое отверстие для выхода вала;- a cylindrical hole for the output of the shaft;

- сферическое углубление на плоской поверхности корпуса;- a spherical recess on a flat surface of the housing;

- цилиндрическое отверстие для выхода вала через плоскую поверхность корпуса;- a cylindrical hole for the shaft to exit through the flat surface of the housing;

- центральная сфера ротора;- the central sphere of the rotor;

- усеченный конус ротора;- truncated cone of the rotor;

- сегмент сферы ротора;- segment of the rotor sphere;

- геометрическая ось вращения ротора;- geometric axis of rotation of the rotor;

- сквозной паз в роторе;- through groove in the rotor;

- выемка в роторе под УСЭ;- a notch in the rotor under the SSE;

- выемка на плоской поверхности корпуса;- a recess on a flat surface of the housing;

- сферическая боковая поверхность поршня;- spherical side surface of the piston;

- торцевые поверхности поршня;- end surfaces of the piston;

- шарнирные разъемы на поршне;- swivel connectors on the piston;

- сферические площадки на поршне;- spherical platforms on the piston;

- геометрическая ось вращательных колебаний поршня;- the geometric axis of the rotational vibrations of the piston;

- плоская грань УСЭ;- flat face of SSE;

- вогнутая сферическая грань УСЭ;- concave spherical face of SSE;

- выпуклая сферическая грань УСЭ;- convex spherical face of SSE;

- шарнирный разъем УСЭ;- swivel connector SSE;

- соосные цилиндрические выступы на поршне;- coaxial cylindrical protrusions on the piston;

- цилиндрическая выемка на поршне;- a cylindrical recess on the piston;

- соосные цилиндрические выемки на УСЭ;- coaxial cylindrical recesses on the SSE;

- цилиндрический выступ на УСЭ;- a cylindrical protrusion on the SSE;

- ось шарнирных разъемов поршень - УСЭ;- axis of the piston swivel connectors - SSE;

- окно входа рабочего тела;- input window of the working fluid;

- 3 012828- 3 012828

- окно выхода рабочего тела;- exit window of the working fluid;

- патрубок подвода рабочего тела;- a nozzle for supplying a working fluid;

- патрубок отвода рабочего тела;- pipe branch of the working fluid;

- рабочая полость;- working cavity;

- рабочий участок;- work area;

- камера всасывания;- suction chamber;

- камера нагнетания;- discharge chamber;

- камера предварительного сжатия;- pre-compression chamber;

- вырез на середине поршня в виде сектора;- a cutout in the middle of the piston in the form of a sector;

- сферический (цилиндрический) вырез в центре поршня;- a spherical (cylindrical) cutout in the center of the piston;

- дуга;- arc;

- широкий по углу вырез в виде сектора;- wide angle cut in the form of a sector;

- отверстие под ось;- hole for the axis;

- ось, выступающая из поршня;- axis protruding from the piston;

- трубка;- a tube;

- отверстие в центре поршня;- a hole in the center of the piston;

- ось (штифт);- axis (pin);

- ролик;- movie;

- облегчение в виде выборки материала;- relief in the form of a selection of material;

- канал подвода рабочего тела;- a channel for supplying a working fluid;

- канал отвода рабочего тела;- channel for removal of the working fluid;

- крепежные отверстия;- mounting holes;

- канавка для предотвращения затирания механических примесей;- a groove to prevent mashing of mechanical impurities;

- сквозные отверстия на поршне;- through holes on the piston;

- уплотнительный элемент;- sealing element;

- верхняя камера ОРМ (КОРМ);- upper chamber ORM (KORM);

- нисходящий участок;- descending section;

- восходящий участок;- ascending section;

- нижняя КОРМ;- lower feed;

- проход для рабочего тела из одной КОРМ в другую;- passage for the working fluid from one feed to another;

- небольшой по угловой протяженности проход;- a small angular extent passage;

- заужение УСЭ;- narrowing of the SSE;

- разделитель;- delimiter;

- наклонный паз под разделитель;- an inclined groove under the divider;

- проход низкого давления;- low pressure passage;

- проход высокого давления;- high pressure passage;

- труба;- pipe;

- ребро;- rib;

- дополнительная ось УСЭ;- additional axis of SSE;

- дополнительная ось с дугой;- additional axis with an arc;

- общая ось УСЭ;- common axis of SSE;

- общая ось с дугой;- common axis with an arc;

- дуга в середине оси;- an arc in the middle of the axis;

- паз на поршне под вставку;- groove on the piston under the insert;

- вставка в поршень;- insert into the piston;

- выдвижное уплотнение поршня;- retractable piston seal;

- паз на поршне под выдвижное уплотнение;- groove on the piston under the sliding seal;

- прорезь на поршне под разделитель;- a slot on the piston under the separator;

- ось цельная с УСЭ.- the axis is integral with SSE.

Описание наилучшего образца выполнения машиныDescription of the best model of the machine

Камера объемной роторной машины (КОРМ) (фиг. 1) состоит из корпуса 1, ротора 2 с выходным валом 3 и поршня 4, в состав которого входит уплотнительный синхронизирующий элемент (УСЭ) 5. Корпус 1 имеет внутреннюю полость 6, из которой выходит цилиндрическое отверстие 9 для выхода вала 3 ротора 2. Ось отверстия 9 является геометрической осью КОРМ и осью 15 вращения ротора 2. Полость 6 ограничена сферической поверхностью 7, соосной отверстию 9, и, в общем случае, криволинейной поверхностью 8, выполненной под наклоном (в среднем) к оси 15. В данном исполнении поверхность 8 выполнена плоской. Вблизи центра поверхности 8 имеется сферическое углубление 10 (фиг. 2), из которого тоже имеется цилиндрическое отверстие 11 для выхода вала 3 ротора 2, соосное с цилиндрическим отверстием 9. Ротор 2 выполнен в виде набора соосных элементов (фиг. 1, 3): центральной сферы 12, опирающегося на нее меньшим основанием усеченного конуса 13, ограниченного сегментом сферы 14, концентричной центральной сфере 12 и имеющей больший радиус, приблизительно равный радиусу сферической поверхности 7 корпуса 1, и примыкающие с противоположных сторон к перечисленнымThe chamber of a volumetric rotary machine (KORM) (Fig. 1) consists of a housing 1, a rotor 2 with an output shaft 3 and a piston 4, which includes a synchronizing sealing element (SSE) 5. Housing 1 has an internal cavity 6 from which a cylindrical the hole 9 for the output of the shaft 3 of the rotor 2. The axis of the hole 9 is the geometrical axis of the KORM and the axis of rotation of the rotor 2. The cavity 6 is bounded by a spherical surface 7, coaxial hole 9, and, in general, a curved surface 8 made at an angle (on average ) to axis 15. In this version, ited 8 is flat. Near the center of the surface 8 there is a spherical recess 10 (Fig. 2), from which there is also a cylindrical hole 11 for the output of the shaft 3 of the rotor 2, coaxial with the cylindrical hole 9. The rotor 2 is made in the form of a set of coaxial elements (Fig. 1, 3): the central sphere 12, supported on it by the smaller base of the truncated cone 13, bounded by the segment of the sphere 14, concentric with the central sphere 12 and having a larger radius approximately equal to the radius of the spherical surface 7 of the housing 1, and adjacent to the listed sides

- 4 012828 частям цилиндрические концы выходного вала 3. Вдоль диаметра ротора 2 и геометрической оси 15 вращения ротора 2, через поверхность центральной сферы 12, конуса 13 и сегмента сферы 14, выполнен сквозной паз 16 для размещения поршня 4. На стыке сквозного паза 16 с конусом 13 имеется выемка 17 под УСЭ 5, выполненная в виде фаски. Ротор 2 установлен в корпусе 1 с возможностью вращения вокруг своей геометрической оси 15. При этом центры сферических поверхностей 7, 12 и 14 приблизительно (с точностью до люфтов, допусков, износа) совпадают. В данном исполнении коническая поверхность 13 ротора 2 взаимодействует с плоской поверхностью 8 корпуса 1. В месте контакта допускается (чаще является полезным) наличие небольшой выемки 18 (фиг. 2). Перед местом контакта для отвода абразива желательно наличие канавки (не показано). Поршень 4 (фиг. 1, 4) выполнен в виде диска со сферической боковой поверхностью 19, меньшая часть которого обрезана хордой. Радиус поверхности 19 приблизительно равен радиусу поверхности 7 для возможности вращения поршня в корпусе при создании уплотнения между поверхностями 7 и 19. Торцевые поверхности 20 поршня 4 в данном исполнении плоские и параллельны друг другу. В симметричных относительно плоскости симметрии сферической боковой поверхности 19, перпендикулярной торцевой поверхности 20, противоположных частях поршня 4 имеются элементы, взаимодействующие с поверхностью 8. В данном исполнении это шарнирные разъемы 21 (похожие разъемы используются в дверных петлях) с установленными на них УСЭ 5. К разъемам 21 примыкают сферические площадки 22, концентричные поверхности 19 для контакта со сферическим углублением 10 корпуса 1. Поршень 4 установлен в сквозном пазу 16 ротора 2 с возможностью совершения вращательных колебаний в плоскости паза 16 относительно геометрической оси 23, проходящей приблизительно (с точностью до люфтов, допусков, износа) через центр центральной сферы 12 ротора 2 (относительно центра поверхности 19). При этом толщина поршня 4 приблизительно равна ширине паза 16 для уплотнения поршнем 4 паза 16. УСЭ 5 (фиг. 1, 4) имеет одну плоскую грань 24 для контакта с плоской поверхностью 8 корпуса 1, одну вогнутую сферическую грань 25 для контакта с центральной сферой 12 ротора 2, одну выпуклую сферическую грань 26 для контакта со сферической поверхностью 7 корпуса 1 и еще на одной грани выполнен шарнирный разъем 27, ответный шарнирному разъему 21 поршня 4. Шарнирный разъем 21 на поршне 4 состоит из двух соосных цилиндрических выступов 28, между которыми имеется соосная им цилиндрическая выемка 29. Шарнирный разъем 27 на УСЭ 5 состоит из двух соосных цилиндрических выемок 30, между которыми соосно им расположен цилиндрический выступ 31. Выступ 31 удерживает УСЭ 5 в основном от перемещения, перпендикулярного плоской грани 24, и скрепляет две половинки УСЭ 5, а выемки удерживают УСЭ 5 в основном от перемещения вдоль плоской грани 24 и от поворота в плоскости этой грани.- 4 012828 parts, the cylindrical ends of the output shaft 3. Along the diameter of the rotor 2 and the geometric axis 15 of rotation of the rotor 2, through the surface of the central sphere 12, cone 13 and segment of the sphere 14, a through groove 16 is made to accommodate the piston 4. At the junction of the through groove 16 s the cone 13 has a recess 17 under SSE 5, made in the form of a chamfer. The rotor 2 is installed in the housing 1 with the possibility of rotation around its geometric axis 15. In this case, the centers of the spherical surfaces 7, 12 and 14 approximately (accurate to play, tolerances, wear) coincide. In this embodiment, the conical surface 13 of the rotor 2 interacts with the flat surface 8 of the housing 1. At the point of contact, it is allowed (more often useful) to have a small recess 18 (Fig. 2). A groove (not shown) is desirable in front of the contact point for abrasive removal. The piston 4 (Fig. 1, 4) is made in the form of a disk with a spherical lateral surface 19, a smaller part of which is cut off by a chord. The radius of the surface 19 is approximately equal to the radius of the surface 7 for the possibility of rotation of the piston in the housing when creating a seal between the surfaces 7 and 19. The end surfaces 20 of the piston 4 in this design are flat and parallel to each other. In the spherical lateral surface 19 symmetrical with respect to the plane of symmetry, perpendicular to the end surface 20, opposite parts of the piston 4, there are elements interacting with the surface 8. In this design, these are hinge connectors 21 (similar connectors are used in door hinges) with SSE 5 installed on them. K spherical platforms 22, concentric surfaces 19 for contact with the spherical recess 10 of the housing 1 adjoin the connectors 21; the piston 4 is installed in the through groove 16 of the rotor 2 with the possibility of making a rotator oscillations 16 relative to the geometric axis of the plane of the slot 23 extending approximately (up clearances, tolerances, wear) through the center of the central sphere 12 of the rotor 2 (relative to the center of the surface 19). The thickness of the piston 4 is approximately equal to the width of the groove 16 for sealing by the piston 4 of the groove 16. The SSE 5 (Figs. 1, 4) has one flat face 24 for contact with the flat surface 8 of the housing 1, one concave spherical face 25 for contact with the central sphere 12 of the rotor 2, one convex spherical face 26 for contact with the spherical surface 7 of the housing 1 and on another face there is a hinge connector 27 corresponding to the hinge connector 21 of the piston 4. The hinge connector 21 on the piston 4 consists of two coaxial cylindrical protrusions 28, between which coaxial they have a cylindrical recess 29. The hinge connector 27 on the SSE 5 consists of two coaxial cylindrical recesses 30, between which the cylindrical protrusion 31 is coaxially located. The protrusion 31 holds the SSE 5 mainly from displacement perpendicular to the flat face 24 and fastens the two halves of the SSE 5, and the recesses hold the SSE 5 mainly from moving along a flat face 24 and from turning in the plane of this face.

Для данного исполнения довольно важной особенностью является то, что оба шарнирных разъема 21 находятся на одной оси 32 и ось 32 шарнирных разъемов 21 и 27 пересекает (с точностью до люфтов, допусков, износа) ось 23 колебательных вращений поршня 4. Именно благодаря этому факту, грань 24 УСЭ 5 может находиться в постоянном контакте с плоской поверхностью 8 корпуса 1. При этом ось 32 находится во внутренней полости 6 над плоской поверхностью 8 и приблизительно параллельна ей. Окна входа 33 и выхода 34 рабочего тела (фиг. 1, 2) расположены на плоской поверхности 8 и примыкают с разных сторон к месту контакта этой поверхности с конусом 13 ротора 2. ОРМ имеет патрубок подвода 35 и патрубок отвода 36 рабочего тела. Рабочая полость 37 КОРМ ограничена сферической поверхностью 7 корпуса 1, конической поверхностью 13 и центральной сферой ротора 2. Рабочая поверхность ротора 2, т.е. поверхность, ограничивающая рабочую полость 37 и взаимодействующая с корпусом 1 для уплотнения камеры, состоит из поверхностей 12 и 13. Рабочую камеру 37 уплотняет поверхность 14 ротора 2 по поверхности 7 корпуса 1, поверхность (углубление) корпуса 10 по поверхности 12 ротора 2, поверхность 13 ротора 2 по поверхности 8 корпуса 1, поверхность 20 поршня 4 по поверхности паза 16 ротора 2, поверхность 19 поршня 4 по поверхности 7 корпуса 1, поверхность 24 УСЭ 5 по поверхности 8 корпуса 1 и между частями поршня поверхности разъемов 21 и 27.For this version, a rather important feature is that both hinge connectors 21 are on the same axis 32 and the axis 32 of the hinge connectors 21 and 27 intersects (with accuracy to play, tolerances, wear) the axis 23 of the oscillatory rotations of the piston 4. It is because of this fact, face 24 SSE 5 may be in constant contact with the flat surface 8 of the housing 1. In this case, the axis 32 is in the inner cavity 6 above the flat surface 8 and approximately parallel to it. The windows of the inlet 33 and the outlet 34 of the working fluid (Fig. 1, 2) are located on a flat surface 8 and are adjacent on different sides to the contact point of this surface with the cone 13 of the rotor 2. The ORM has a supply pipe 35 and a branch pipe 36 of the working fluid. The working cavity 37 KORM is limited by the spherical surface 7 of the housing 1, the conical surface 13 and the central sphere of the rotor 2. The working surface of the rotor 2, i.e. the surface bounding the working cavity 37 and interacting with the housing 1 for sealing the chamber consists of surfaces 12 and 13. The working chamber 37 is sealed by the surface 14 of the rotor 2 along the surface 7 of the housing 1, the surface (recess) of the housing 10 along the surface 12 of the rotor 2, surface 13 rotor 2 along surface 8 of housing 1, surface 20 of piston 4 along surface of groove 16 of rotor 2, surface 19 of piston 4 along surface 7 of housing 1, surface 24 of SSE 5 along surface 8 of housing 1 and between parts of the piston of surface of connectors 21 and 27.

В данной ОРМ (фиг. 1) поршни 4 создают перепад давления, только проходя рабочий участок 38, расположенный между окном входа 33 и окном выхода 34 в месте, где площадь поперечного (проходящего вдоль оси 15 ротора 2) сечения рабочей полости близка к своему максимальному значению. Там они разделяют рабочую полость 37 на камеры всасывания (во время работы их объем увеличивается) 39 и камеры нагнетания (во время работы их объем уменьшается) 40. В этом есть несколько преимуществ: максимальная подача ОРМ, минимальные потери на трение, т. к. скорость поршня 4 относительно ротора 2 близка к нулю, максимальное уплотнение между поршнем 4, УСЭ 5 и корпусом 1 за счет сил инерции. На рабочем участке 38 более предпочтительным для работы с точки зрения уплотнения является его левая часть, где рабочая камера 37 начинает сужаться, т.к. поршень 4 дополнительно прижимается к поверхности 8 за счет сил трения в пазу 16 ротора 2.In this ORM (Fig. 1), the pistons 4 create a pressure drop only passing through the working section 38 located between the inlet window 33 and the exit window 34 at a place where the cross-sectional area (passing along axis 15 of rotor 2) of the working cavity is close to its maximum value. There they divide the working cavity 37 into suction chambers (their volume increases during operation) 39 and discharge chambers (their volume decreases during operation) 40. There are several advantages to this: maximum ORM feed, minimal friction losses, because the speed of the piston 4 relative to the rotor 2 is close to zero, the maximum seal between the piston 4, SSE 5 and the housing 1 due to inertia. On the working section 38, the left part, where the working chamber 37 begins to narrow, is more preferable for working from the point of view of compaction the piston 4 is additionally pressed against the surface 8 due to friction in the groove 16 of the rotor 2.

Подача такой ОРМ тем более постоянна, чем короче рабочий участок 38, т.е. больше угловые размеры окон 33 и 34. Если рабочий участок 38 имеет большую угловую протяженность (меньшие окна 33 и 34), то подача ОРМ становится менее равномерной.The supply of such ORM is all the more constant, the shorter the working section 38, i.e. the angular dimensions of the windows 33 and 34 are larger. If the working section 38 has a large angular extent (smaller windows 33 and 34), then the feed of the ORM becomes less uniform.

Для увеличения напора и равномерности подачи ОРМ в ней можно устанавливать несколько поршней 4, например два (фиг. 5). Для этого в роторе 2 проделано два сквозных паза 16.To increase the pressure and uniformity of the supply of ORM, several pistons 4 can be installed in it, for example two (Fig. 5). To do this, in the rotor 2 made two through grooves 16.

При уменьшении углового (вокруг оси вращения ротора 15) размера окна выхода 34 (фиг. 6) междуWhen reducing the angular (around the axis of rotation of the rotor 15) the size of the exit window 34 (Fig. 6) between

- 5 012828 двумя поршнями 4 на рабочем участке 38 рабочей камеры 37 образуется камера предварительного сжатия 41 рабочего тела. Только после уменьшения объема камеры 41 в заданное (положением окна выхода 34) количество раз камера предварительного сжатия 41 соединяется с окном выхода 34. Т.е. ОРМ может использоваться в качестве компрессора, имеющего камеру предварительного сжатия. На фиг. 6 показано перекрытие поршней 4 внутри ротора 2, при котором они могут совершать вращательные колебания на довольно большой угол. Для этого на середине одного из поршней 4 выполнен вырез 42 в виде сектора, выходящий на сферическую поверхность 19, а по направлению к центру поршня заходящий за радиус центральной сферы 12 ротора 2, и сферический (цилиндрический) вырез 43 в центре таким образом, что две половинки поршня 4 оказались состыкованы дугой 44. А на середине другого поршня 4 выполнен такой же вырез 42 в виде сектора, выходящий на сферическую поверхность 19, который своей нижней частью выходит в более широкий по углу вырез 45 в виде сектора диска, находящийся по радиусу диска на уровне дуги 44 первого поршня 4.- 5 012828 with two pistons 4 on the working section 38 of the working chamber 37, a preliminary compression chamber 41 of the working fluid is formed. Only after reducing the volume of the chamber 41 to a predetermined number (by the position of the exit window 34) the pre-compression chamber 41 is connected to the exit window 34. That is, OPM can be used as a compressor having a pre-compression chamber. In FIG. 6 shows the overlap of the pistons 4 inside the rotor 2, in which they can rotate at a rather large angle. To do this, in the middle of one of the pistons 4, a cutout 42 is made in the form of a sector facing the spherical surface 19, and toward the center of the piston extends beyond the radius of the central sphere 12 of the rotor 2, and a spherical (cylindrical) cutout 43 in the center so that two the halves of the piston 4 were joined by an arc 44. And in the middle of the other piston 4, the same cutout 42 is made in the form of a sector, which extends onto a spherical surface 19, which, with its lower part, extends into a wider angle cutout 45 in the form of a disk sector located along the radius of the disk n and the level of the arc 44 of the first piston 4.

Более простое, но более прочное исполнение поршней 4, показанное на фиг. 7, позволяет им качаться на меньший угол. На первом поршне выполнен вырез 43 в центре, а на втором - вырез в виде сектора 42. При этом они легко по очереди вставляются в сквозные пазы 16 ротора 2 при сборке. В разъеме 21 для дополнительной фиксации УСЭ 5 может выполняться отверстие 46. Такое же отверстие (не показано) выполняется и на УСЭ 5. Тогда УСЭ 5 может дополнительно крепиться с возможностью вращения осью (штифтом) (не показана), пропускаемой через отверстие 46. Если отверстие выполнено через весь поршень, то два УСЭ 5 могут оказаться на общей физической оси. В одной КОРМ можно использовать и большее количество поршней 4, выбирая в качестве дополнительного поршня 4 поршень 4 с дугой 44 (фиг. 6) и разнося дуги 44, соединяющие две половинки поршней 4, по радиусу. При этом вырезы 42 служат хорошим облегчением поршня 4, т. к. смещение масс поршня 4 к оси 23 снижает инерциальную нагрузку поршня при его колебаниях (массы, сконцентрированные вдоль оси 23, имеют такой же период собственных колебаний в поле центробежных сил, что и период колебаний поршня 4).The simpler but more robust piston 4 shown in FIG. 7, allows them to swing at a smaller angle. On the first piston, a cutout 43 is made in the center, and on the second, a cutout in the form of sector 42. Moreover, they are easily inserted in turn into the through grooves 16 of the rotor 2 during assembly. A hole 46 can be made in the connector 21 for additional fixing of the SSE 5. The same hole (not shown) is also made on the SSE 5. Then the SSE 5 can additionally be mounted with the possibility of rotation by an axis (pin) (not shown) passed through the hole 46. If the hole is made through the entire piston, then two SSEs 5 may appear on a common physical axis. In one FEED it is possible to use a larger number of pistons 4, choosing as an additional piston 4 a piston 4 with an arc 44 (Fig. 6) and spreading arcs 44 connecting the two halves of the pistons 4 along the radius. In this case, the cut-outs 42 serve as a good relief of the piston 4, since the displacement of the masses of the piston 4 to the axis 23 reduces the inertial load of the piston during its oscillations (masses concentrated along axis 23 have the same period of natural vibrations in the field of centrifugal forces as the period piston vibrations 4).

Поршни 4 могут использоваться как с УСЭ 5 разных типов, так и без УСЭ 5. На фиг. 8 приведен пример УСЭ 5, качающегося на оси 47, выступающей из поршня 4. Ось 47 может быть частью поршня 4 (более прочное соединение, но более сложное изготовление), а может вставляться в отверстие в поршне 4 либо неподвижно, либо с возможностью вращения. В каждом случае это определяется материалами, нагрузками, требуемой прочностью. УСЭ 5 выполнен в виде трубки 48 с плоской пластинкой. На нем имеются те же функциональные поверхности 24, 25, 26, что и на предыдущем УСЭ 5. Трубка 48 надевается на ось 47 либо неподвижно (тогда вращается ось 47 в поршне 4), либо с возможностью вращения. При выполнении в центре поршня 4 отверстия 49 он может фиксироваться в роторе 2 при помощи оси (штифта) 50, которая может запрессовываться в отверстие 49, либо иметь возможность вращаться в нем. При этом на центральной сфере 12 ротора 2 тоже выполняется отверстие под ось 50.Pistons 4 can be used both with SSE 5 of various types and without SSE 5. In FIG. Figure 8 shows an example of a SSE 5 swinging on an axis 47 protruding from a piston 4. Axis 47 can be part of a piston 4 (a stronger connection, but a more complicated manufacturing), or it can be inserted into the hole in the piston 4 either motionless or rotationally. In each case, this is determined by materials, loads, required strength. SSE 5 is made in the form of a tube 48 with a flat plate. It has the same functional surfaces 24, 25, 26 as on the previous SSE 5. The tube 48 is put on the axis 47 either motionless (then the axis 47 rotates in the piston 4), or with the possibility of rotation. When the hole 49 is made in the center of the piston 4, it can be fixed in the rotor 2 by means of an axis (pin) 50, which can be pressed into the hole 49 or be able to rotate in it. At the same time, a hole for the axis 50 is also made on the central sphere 12 of the rotor 2.

На фиг. 9 приведен пример УСЭ 5, выполненного в виде ролика 51, надетого на ось 47, выступающую из поршня 4. В качестве ролика 51, например, может быть использована твердосплавная, пластиковая или резиновая втулка. Ролик 51 может быть закреплен на оси 47 с возможностью вращения или неподвижно.In FIG. Figure 9 shows an example of a SSE 5 made in the form of a roller 51 mounted on an axis 47 protruding from the piston 4. As a roller 51, for example, a carbide, plastic, or rubber sleeve can be used. The roller 51 can be mounted on the axis 47 with the possibility of rotation or motionless.

Облегчение поршня 4 может выполняться в виде выборки 52 материала (фиг. 10) на его переднем по ходу вращения ротора торце 20. Выборка 52 смещена вправо. Такая же выборка 52 (она не видна) сделана на обращенном от нас торце 20 (на фигуре слева) симметрично относительно оси симметрии поршня 4. Выборки могут быть заполнены более легким материалом. В этом случае выборки 52 могут располагаться на заднем (работающем в качестве подшипника скольжения) торце 20.Relief of the piston 4 can be performed in the form of a sample 52 of the material (Fig. 10) at its front end 20 in the direction of rotation of the rotor. The sample 52 is shifted to the right. The same sample 52 (it is not visible) was made on the face 20 facing us (in the figure on the left) symmetrically with respect to the axis of symmetry of the piston 4. The samples can be filled with lighter material. In this case, the samples 52 may be located on the rear (acting as a sliding bearing) end 20.

В некоторых системах рабочее тело требуется прогонять через вращающийся вал (например, в системах охлаждения). Тогда удобным может оказаться расположение одного или обоих окон входа 33 и выхода 34 рабочего тела на роторе 2 (фиг. 11). Ротор 2 такой КОРМ похож на ротор 2 с фиг. 1, за исключением того, что диаметр верхнего выходного вала 3 у него больше и в одной из выемок 17 под УСЭ 5 выполнено окно входа 33 справа от сквозного паза 16 и окно выхода 34 слева от паза 16. Окна 33 и 34 соединяются с выполненными внутри ротора 2, идущими вдоль его оси 15 по разные стороны от паза 16 каналами, соответственно, подвода 53 и отвода 54 рабочего тела. Корпус такой КОРМ выполнен из трех частей. Две части корпуса одинаковы и представляют собой продольную половинку от цилиндра со сквозным цилиндрическим отверстием 9, соосным боковой стороне цилиндра. Внутри цилиндра выполнена сферическая полость 6 с центром на оси отверстия 9. Третья часть корпуса представляет собой шар, диаметр которого равен диаметру сферической полости 6 со сквозным цилиндрическим отверстием 11. Верхняя (немного большая) часть шара срезана плоскостью, проходящей под углом к оси цилиндрического отверстия 11. Срез образует плоскую поверхность 8. В центре шара выполнена сферическая полость 10, диаметр которой равен диаметру центральной сферы 12 ротора 2. Для крепления двух одинаковых половинок корпуса между собой и крепления к ним третьей части корпуса на них выполнены крепежные отверстия 55 под винты. Ротор вставляется в третью часть корпуса благодаря тому, что цилиндрическое отверстие 11 имеет больший диаметр, чем диаметр нижней части выходного вала 3. Герметичность обеспечивается контактом сферы 12 по сферической полости 10. Зазор между выходным валом и отверстием 11 используется для установки подшипника (не показан). На поверхности 8, в месте ее конIn some systems, the working fluid needs to be driven through a rotating shaft (for example, in cooling systems). Then it may be convenient to arrange one or both windows of the entrance 33 and exit 34 of the working fluid on the rotor 2 (Fig. 11). Rotor 2 of such a feed is similar to rotor 2 of FIG. 1, except that the diameter of the upper output shaft 3 is larger and in one of the recesses 17 under the SSE 5, an input window 33 is made to the right of the through groove 16 and an output window 34 to the left of the groove 16. Windows 33 and 34 are connected to those made inside rotor 2, running along its axis 15 on different sides of the groove 16 channels, respectively, the supply 53 and the withdrawal 54 of the working fluid. The body of such a feed is made of three parts. The two parts of the body are the same and represent a longitudinal half from the cylinder with a through cylindrical hole 9, coaxial to the side of the cylinder. A spherical cavity 6 is made inside the cylinder with a center on the axis of the hole 9. The third part of the body is a ball whose diameter is equal to the diameter of the spherical cavity 6 with a through cylindrical hole 11. The upper (slightly larger) part of the ball is cut off by a plane passing at an angle to the axis of the cylindrical hole 11. The slice forms a flat surface 8. In the center of the ball a spherical cavity 10 is made, the diameter of which is equal to the diameter of the central sphere 12 of the rotor 2. For attaching two identical halves of the body to each other and is mounted The third part of the casing is attached to them with fixing holes 55 for screws. The rotor is inserted into the third part of the housing due to the fact that the cylindrical hole 11 has a larger diameter than the diameter of the lower part of the output shaft 3. Tightness is ensured by the contact of the sphere 12 along the spherical cavity 10. The gap between the output shaft and the hole 11 is used to install a bearing (not shown) . On surface 8, in the place of its con

- 6 012828 такта с конической поверхностью 13 ротора 2, для увеличения площади контакта имеется выемка 18, ответная поверхности 13. Сразу перед (по ходу вращения ротора 2) выемкой 18 выполнена канавка 56, служащая для предотвращения затирания (затягивания) твердых частиц механических примесей в острый угол между поверхностями 8 и 13. Особенностью данного варианта КОРМ является наличие сквозных отверстий 57 (фиг. 12) на одной из выступающих из ротора 2 частей поршня 4. Для создания постоянного перепада давления КОРМ необходима только одна выступающая из ротора 2 часть поршня 4. Вторая часть поршня 4 используется только для его синхронизации с поверхностью 8 через УСЭ 5 или непосредственно. Чтобы не соединялись каналы подвода 53 и отвода 54 рабочего тела в момент прохода УСЭ 5 через площадку контакта конической поверхности 13 ротора 2 с поверхностью 8 (выемку 18), этот УСЭ 5 должен плотно входить в выемку 18, перекрывая окна 33 и/или 34 на момент прохода. В профильной канавке на сферической поверхности 19 поршня 4 установлен уплотнительный элемент 58, который может выполняться, например, из резины, пластика, твердого сплава, в зависимости от рабочей среды. Такой элемент 58 может улучшать условия трения и выбирать зазоры сразу по нескольким поверхностям: поршень 4 - поверхность 7 корпуса 1, поршень - УСЭ 5, УСЭ 5 - поверхность 8 корпуса 1.- 6 012828 cycles with a conical surface 13 of the rotor 2, for increasing the contact area there is a recess 18, a response to the surface 13. Immediately before (in the direction of rotation of the rotor 2) the recess 18 has a groove 56, which serves to prevent solid particles of mechanical impurities from overwriting (tightening) in acute angle between surfaces 8 and 13. A feature of this KORM variant is the presence of through holes 57 (Fig. 12) on one of the piston 4 parts protruding from the rotor 2. To create a constant KORM pressure difference, only one protruding 2 ora part of the piston 4. The second part of the piston 4 is used only to synchronize it with the surface 8 via SSE 5 or directly. In order not to connect the channels of supply 53 and removal 54 of the working fluid at the time of passage of the SSE 5 through the contact area of the conical surface 13 of the rotor 2 with the surface 8 (recess 18), this SSE 5 must fit tightly into the recess 18, blocking the windows 33 and / or 34 on moment of passage. In the profile groove on the spherical surface 19 of the piston 4, a sealing element 58 is installed, which can be made, for example, of rubber, plastic, hard alloy, depending on the working medium. Such an element 58 can improve the friction conditions and select gaps on several surfaces at once: piston 4 — surface 7 of housing 1, piston — SSE 5, SSE 5 — surface 8 of housing 1.

В связи с конструктивными особенностями (наклон поверхности 8 к оси вращения 15 ротора 2) большую перспективу имеет применение пары КОРМ. Две КОРМ, находящиеся на одном валу, могут образовывать последовательное или параллельное гидравлическое соединение. Такие объединения разгружают общий вал от радиальных или осевых гидравлических и динамических нагрузок, выравнивают подачу ОРМ, позволяют получать большее отношение мощности ОРМ к ее размеру. Учитывая перспективу применения ОРМ в качестве многоступенчатого погружного насоса высокого давления, логично такое объединение двух КОРМ называть ступенью ОРМ.In connection with the design features (the inclination of the surface 8 to the axis of rotation 15 of the rotor 2), the use of a pair of KORM is very promising. Two feed, located on the same shaft, can form a series or parallel hydraulic connection. Such associations unload the common shaft from radial or axial hydraulic and dynamic loads, equalize the ORM supply, and allow a greater ratio of the ORM power to its size to be obtained. Given the prospect of using ORM as a multi-stage submersible high-pressure pump, it is logical to call this combination of two KORM as an ORM stage.

На фиг. 13 изображена ступень ОРМ с параллельным соединением КОРМ, работающих в противофазе друг с другом. Верхняя из КОРМ 59 для создания давления использует весь рабочий участок 38 рабочей камеры 37, на котором ее площадь поперечного сечения увеличивается - нисходящий участок 60 (назван по направлению движения поршня 4), и захватывает часть рабочей камеры 37 с уже уменьшающимся сечением - начало восходящего участка 61. А нижняя КОРМ 62 для создания давления использует часть своей рабочей камеры 37 с близким к максимуму, но еще увеличивающимся сечением (конец восходящего участка 61) и весь участок рабочей камеры 37, на котором ее площадь поперечного сечения уменьшается (нисходящий участок 60). На остальных участках камер 37 расположены окна входа 33 и выхода 34 (зона перепуска) или просто увеличены их размеры для уменьшения герметичности. При этом поверхности 8 корпуса каждой КОРМ параллельны друг другу, а проход 63 для рабочего тела из одной КОРМ в другую выполнен в виде нескольких небольших по угловой протяженности проходов 64, расположенных на нисходящем участке 60. При прохождении поршнем 4 выхода на поверхность 8 корпуса 1 прохода 64 выход перекрывается поршнем 4 либо УСЭ 5. Окна входа 33 и выхода 34 рабочего тела распложены на восходящей части 46 КОРМ на сферической поверхности 7 корпуса 1. При небольшом расстоянии между поверхностями 8 соседних КОРМ (для уменьшения длины ступени) центральные сферы 12 разных КОРМ могут частично выходить в соседнюю КОРМ. Чтобы это не мешало движению УСЭ 5, на нем со стороны, обращенной к ротору 2 (вместо вогнутой сферической грани 25), выполнено заужение 65. Подача данной ступени получается постоянной, перепад давления обеспечивается на всем цикле. При наличии достаточной герметичности ступени (точное изготовление, или хорошее уплотнение, или небольшой перепад давления) в многоступенчатой машине можно увеличить КПД ступени ОРМ и уменьшить ее износ, исключив из работы часть нисходящего участка 60, где скорость поршня 4 относительно ротора 2 максимальна. Это можно сделать, например, увеличив угловые размеры проходов 64 или объединив их в один большой проход 63. Третью часть корпуса, содержащую поверхности 8 обеих КОРМ 59 и 62, можно назвать разделителем 66. Для ее фиксации в продольных цилиндрических половинках корпуса 1 служит наклонный паз 67. Цилиндрическую часть корпуса иногда удобно разделять на половинки плоскостью вдоль его оси, перпендикулярной показанному делению. При отдельном роторе каждой ступени удобней делить поперечной плоскостью. Если на УСЭ 5 выполнено заужение 65 или поршень 4 используется без УСЭ 5, то для упрочнения ротора 2 две центральные сферы 12 можно состыковывать цилиндрическим участком (не показан) или вообще вместо двух сфер 12 выполнять один цилиндр. Правда, это несколько увеличит внутренние перетечки.In FIG. 13 shows the ORM stage with a parallel connection of the KORM working in antiphase with each other. The top of the KORM 59 to create pressure uses the entire working section 38 of the working chamber 37, on which its cross-sectional area increases - the descending section 60 (named in the direction of the piston 4), and captures part of the working chamber 37 with a decreasing section - the beginning of the ascending section 61. And the lower KORM 62 for creating pressure uses a part of its working chamber 37 with a close to maximum, but still increasing cross-section (end of ascending section 61) and the entire section of the working chamber 37, on which its cross-sectional area I decreased (downward section 60). On the remaining sections of the chambers 37, the windows of the entrance 33 and exit 34 (bypass zone) are located or their dimensions are simply increased to reduce the tightness. The surface 8 of the housing of each KORM is parallel to each other, and the passage 63 for the working fluid from one KORM to another is made in the form of several small angular lengths of passages 64 located on the descending section 60. When the piston 4 passes the exit to the surface 8 of the housing 1 of the passage 64 the output is blocked by a piston 4 or SSE 5. The windows of the inlet 33 and the outlet 34 of the working fluid are located on the upstream part 46 of the KORM on the spherical surface 7 of the housing 1. With a small distance between the surfaces 8 of the adjacent KORM (to reduce the length of the step) the central spheres of 12 different KORM can partially go to the neighboring KORM. So that this does not interfere with the movement of the SSE 5, on it, from the side facing the rotor 2 (instead of the concave spherical face 25), a narrowing 65 is made. The flow of this stage is constant, the pressure drop is provided throughout the cycle. If there is sufficient stage tightness (precise manufacturing, or good sealing, or a small pressure drop) in a multi-stage machine, the efficiency of the ORM stage can be increased and its wear reduced by eliminating part of the descending section 60, where the piston 4 has maximum speed relative to the rotor 2. This can be done, for example, by increasing the angular dimensions of the aisles 64 or by combining them into one large aisle 63. The third part of the body, containing the surfaces 8 of both KORM 59 and 62, can be called a separator 66. For its fixation in the longitudinal cylindrical halves of the body 1, there is an inclined groove 67. It is sometimes convenient to divide the cylindrical part of the housing into halves by a plane along its axis perpendicular to the division shown. With a separate rotor of each stage, it is more convenient to divide by a transverse plane. If the SSE 5 is made narrower 65 or the piston 4 is used without the SSE 5, then to strengthen the rotor 2, the two central spheres 12 can be joined by a cylindrical section (not shown) or, in general, instead of two spheres 12, make one cylinder. True, this will slightly increase internal overflows.

Для увеличения подачи ступени параллельно соединяются КОРМ, использующие для создания перепада давления только рабочие участки 38, где сечения рабочих камер 37 близки к своему максимальному значению (фиг. 15). При этом для создания плавного прохода 68 низкого давления из камеры разрежения 39 нижней КОРМ 62 в камеру разрежения 39 верхней КОРМ 59 и прохода 69 высокого давления из камеры сжатия 40 нижней КОРМ 62 в камеру сжатия 40 верхней КОРМ 59 по разделителю 66, поверхности 8 разных КОРМ 59 и 62 за счет их разворота относительно оси 15 расположены под углом друг к другу. Проходы 68 и 69 похожи по форме (на фиг. 15 хорошо виден один из них) и отделены друг от друга наклонным ребром. По проходу 68 рабочее тело в камеру разрежения 39 верхней КОРМ 59 попадает, проходя сначала через камеру разрежения 39 нижней КОРМ 62. А по проходу 69 рабочее тело из камеры сжатия 40 нижней КОРМ 62 выходит, проходя сначала через камеру сжатия 40 верхней КОРМ 59. При использовании нескольких поршней 4 в каждой КОРМ 59 и 62 участки общего ротора 2 в разныхTo increase the feed rate of the stage, KORM are connected in parallel, using only working sections 38 to create a differential pressure, where the cross sections of the working chambers 37 are close to their maximum value (Fig. 15). At the same time, to create a smooth low-pressure passage 68 from the rarefaction chamber 39 of the lower KORM 62 to the rarefaction chamber 39 of the upper KORM 59 and the high-pressure passage 69 from the compression chamber 40 of the lower KORM 62 to the compression chamber 40 of the upper KORM 59 by separator 66, surface 8 of different KORM 59 and 62 due to their rotation relative to the axis 15 are located at an angle to each other. The passages 68 and 69 are similar in shape (one of them is clearly visible in FIG. 15) and are separated from each other by an inclined rib. In the passage 68, the working fluid enters the rarefaction chamber 39 of the upper KORM 59, first passing through the rarefaction chamber 39 of the lower KORM 62. And in the passage 69, the working fluid leaves the compression chamber 40 of the lower KORM 62, first passing through the compression chamber 40 of the upper KORM 59. the use of several pistons 4 in each KORM 59 and 62 sections of the common rotor 2 in different

- 7 012828- 7 012828

КОРМ 59 и 62 могут быть развернуты относительно оси 15 для разведения их по фазе (фиг. 15). Например, при прохождении поршнем 4 верхней КОРМ 59 максимального сечения на ее рабочем участке 38 поршень 4 нижней КОРМ 62 проходит меньшее на рабочем участке 38 сечение рабочей камеры 37. Это сглаживает подачу ступени. Для увеличения площади опоры УСЭ 5 и для более равномерного износа выход проходов 68 и 69 между КОРМ 59 и 62 на поверхности 8 может быть выполнен в виде набора отверстий, как на фиг. 12. При больших подачах для увеличения проходов 68 и 69 они могут выходить на поверхность корпуса 1 (фиг. 15) (в погружных многоступенчатых насосах корпус обычно размещается в трубе).FEED 59 and 62 can be deployed relative to axis 15 to dilute them in phase (Fig. 15). For example, when the piston 4 passes the upper KORM 59 of the maximum cross section at its working section 38, the piston 4 of the lower KORM 62 passes a smaller cross section of the working chamber 37 at the working section 38. This smooths the feed of the stage. In order to increase the support area of SSE 5 and for more even wear, the output of the passages 68 and 69 between the KORM 59 and 62 on the surface 8 can be made in the form of a set of holes, as in FIG. 12. At high feeds, to increase the passages 68 and 69, they can go to the surface of the housing 1 (Fig. 15) (in multi-stage submersible pumps, the housing is usually located in the pipe).

Проходы 68 и 69 рабочего тела из нижней КОРМ 62 в верхнюю КОРМ 59 через разделитель 66 нужны для того, чтобы не занимать место по диаметру ступени, т.е., если стоит задача, через отверстие (скважину) определенного диаметра прокачать максимальное количество жидкости или наоборот для определенной подачи жидкости бурить скважину минимального диаметра. Если такой или аналогичной задачи нет, то проходы 68 и 69 можно выполнять в обход разделителя 66, через окна входа 33 и выхода 34, расположенные на сферической поверхности 7 корпуса 1, а разворот КОРМ 62 и 59 выбрать такой, как на фиг. 12, для максимальной разгрузки ротора 2 и сокращения длины ступени. Подача ступени по фиг. 15 близка к постоянной. Размещаясь в трубе с внутренним диаметром 90 мм (5А габарит), эта ступень, работая на 3000 об/мин, может давать до 1500 м³/сут. Другой способ увеличения подачи многоступенчатого погружного насоса - выделение места по диаметру трубы 70, в которую входят ступени под проходы 68 и 69 рабочего тела в обход сферических полостей 6 (фиг. 16). При этом между трубой 70 и проходами 68 и 69 может еще оставаться и стенка корпуса, а можно для экономии места использовать трубу 70 в качестве одной из стенок прохода 68, 69. Если проходы 68 и 69 отделяются в трубе только ребрами 71, то ступени можно вставлять в трубу с небольшим натягом, создаваемым деформацией трубы 70. Натяг еще увеличится при работе ОРМ, т. к. внутреннее давление стремится сделать трубу 70 круглой. Это решает проблему перетечек между проходами 68 и 69. При выделении места под проходы 68 и 69 диаметр рабочей камеры 37 получается меньше. Зато можно соединять параллельно (или последовательно) несколько КОРМ (например, аналогичных КОРМ по фиг. 5, но с окнами на поверхности 7) из нескольких ступеней, получая в каждой ступени полную разгрузку ротора за счет соединения двух КОРМ с параллельными поверхностями 8, по меньшей мере, от радиальной силы. Подача такой ОРМ определяется только тем, сколько места мы выделили в трубе 70 под проходы 68 и 69. А платой за это является снижение подачи каждой отдельной КОРМ и, как следствие, увеличение требуемого количества ступеней, и увеличение доли внутренних перетечек в подаче ОРМ (снижение объемного КПД при одинаковом давлении на ступень). Такие параллельные наборы ступеней затем можно соединять последовательно друг с другом для увеличения давления, перекрывая, например, проход 68 и соединяя проход 69 с проходом 68 следующего набора. Такой же подход параллельного и последовательного соединения КОРМ подходит и для КОРМ с подачей рабочего тела по валу (фиг. 11).The passages 68 and 69 of the working fluid from the lower KORM 62 to the upper KORM 59 through the separator 66 are needed so as not to occupy a place in the diameter of the stage, i.e., if there is a task, pump a maximum amount of liquid through an opening (well) of a certain diameter or vice versa, for a specific fluid supply, drill a borehole of a minimum diameter. If there is no such or similar task, then the passages 68 and 69 can be bypassed by the separator 66, through the windows of the entrance 33 and exit 34 located on the spherical surface 7 of the housing 1, and choose the KORM 62 and 59 turn as in FIG. 12, for maximum unloading of the rotor 2 and reducing the length of the step. The feed of the step of FIG. 15 is close to constant. Placed in a pipe with an internal diameter of 90 mm (5A overall), this stage, working at 3000 rpm, can produce up to 1500 m ³ / day. Another way to increase the supply of a multi-stage submersible pump is to allocate space along the diameter of the pipe 70, which includes steps for passages 68 and 69 of the working fluid, bypassing the spherical cavities 6 (Fig. 16). In this case, between the pipe 70 and the passages 68 and 69 there may still be a wall of the housing, or you can use the pipe 70 as one of the walls of the passage 68, 69 to save space. If the passages 68 and 69 are separated in the pipe only by ribs 71, then the steps can insert into the pipe with a slight interference created by the deformation of the pipe 70. The interference will still increase during the operation of the ORM, since the internal pressure tends to make the pipe 70 round. This solves the problem of leakages between passages 68 and 69. When allocating space for passages 68 and 69, the diameter of the working chamber 37 is smaller. But it is possible to connect in parallel (or sequentially) several KORM (for example, similar KORM in Fig. 5, but with windows on the surface 7) from several stages, receiving in each stage complete unloading of the rotor by connecting two KORM with parallel surfaces 8, at least least of radial force. The supply of such ORM is determined only by how much space we allocated in the pipe 70 for passages 68 and 69. And the fee for this is to reduce the supply of each individual CORM and, as a result, increase the required number of steps, and increase the proportion of internal overflows in the supply of ORM (decrease volumetric efficiency at the same pressure per stage). Such parallel sets of steps can then be connected in series with each other to increase pressure, blocking, for example, passage 68 and connecting passage 69 to passage 68 of the next set. The same approach of parallel and serial connection of KORM is suitable for KORM with the supply of the working fluid along the shaft (Fig. 11).

При использовании КОРМ отдельно (фиг. 5) увеличить ее КПД и ресурс могут более сложные УСЭ 5 с дополнительными осями 72 и 73 (фиг. 17). Ось 72 крепится перпендикулярно к середине общей оси 74 двух УСЭ 5. Общая ось 75 двух других УСЭ 5 имеет середину в виде дуги 76 для обхода оси 74. К дуге 76 крепится ось 73, выполненная в виде трубки. В поршень в отверстие 46 УСЭ 5 на осях вставляются через пазы 77 и фиксируются вставками 78. Оси 72 и 73 выходят из ротора 2 через отверстие на месте одного (нижнего) из выходных валов перпендикулярно поверхности 8 в отверстие в корпусе, в котором они имеют возможность вращения вокруг своей геометрической оси. Оси 72 и 73 удерживают грани 24 УСЭ 5 параллельно поверхности 8, а если они зафиксированы в корпусе от осевого перемещения, то могут обеспечивать небольшой гарантированный зазор между гранями 24 и поверхностью 8 между частями, имеющими максимальные относительные скорости. Это может быть важным, например, при использовании КОРМ в качестве сухого компрессора.When using KORM separately (Fig. 5), its more efficient and resource can be increased by more complex SSE 5 with additional axes 72 and 73 (Fig. 17). The axis 72 is attached perpendicular to the middle of the common axis 74 of the two SSEs 5. The common axis 75 of the other two SSEs 5 has a middle in the form of an arc 76 to bypass the axis 74. The axis 73, made in the form of a tube, is attached to the arc 76. In the piston, in the hole 46, SSE 5 on the axes are inserted through the grooves 77 and fixed by inserts 78. The axes 72 and 73 exit the rotor 2 through the hole in place of one (lower) of the output shafts perpendicular to surface 8 into the hole in the housing in which they are able to rotation around its geometric axis. The axes 72 and 73 hold the faces 24 of the SSE 5 parallel to the surface 8, and if they are fixed in the housing from axial movement, they can provide a small guaranteed clearance between the faces 24 and the surface 8 between parts with maximum relative speeds. This can be important, for example, when using FOOD as a dry compressor.

В системе из двух ступеней, подающей рабочее тело по валу вдоль его оси, параллельно работают четыре КОРМ. КОРМ каждой ступени находятся в одной фазе, а обе КОРМ другой ступени находятся в противоположной фазе. Это дает возможность разгрузить участки ротора каждой ступени от радиальной и осевой нагрузки.In a two-stage system supplying the working fluid along the shaft along its axis, four KORMs work in parallel. The FEED of each step is in one phase, and both the FEED of the other step are in the opposite phase. This makes it possible to unload the rotor sections of each stage from radial and axial loads.

Если расстояние между центрами сферических поверхностей 7, 12, 14 двух КОРМ вдоль оси 15 ротора 2 выбирается равным нулю, то поршни 4 разных КОРМ можно объединять в один поршень 4 (фиг. 15). При этом уменьшается нагрузка на общий поршень 4, но из-за того, что оси 32 УСЭ 5 обоих КОРМ не могут, будучи параллельны поверхности 8, одновременно проходить через центр поршня 4, приходится принимать меры для сохранения уплотнения контакта поршень 4 (УСЭ 5) - поверхность 8. Приведу некоторые из них. Прохождение через центр поршня 4 осей 32 только одной из двух КОРМ (несимметричный поршень 4) и возложение на них основной нагрузки по синхронизации поршня 4. Конструкция УСЭ 5, при которой УСЭ 5 выбирает зазор между поршнем 4 и поверхностью 8 (фиг. 16). Введение небольшого отклонения от плоскостности поверхности 8 на одной из поверхностей 8 (снижает технологичность, ресурс пары трения). Прижатие (например, перепадом давления) к поверхности 8 только стороны поршня 4, создающей перепад давления (в системе появляется люфт). Объединение на общей оси 32, проходящей через центр поршня 4 УСЭ 5, разных КОРМ (увеличивает толщину поршня, усложIf the distance between the centers of the spherical surfaces 7, 12, 14 of the two KORM along the axis 15 of the rotor 2 is chosen equal to zero, then the pistons 4 of different KORM can be combined into one piston 4 (Fig. 15). This reduces the load on the common piston 4, but due to the fact that the axes 32 of the SSE 5 of both KORM cannot simultaneously pass through the center of the piston 4, being parallel to the surface 8, measures must be taken to maintain the contact seal of the piston 4 (SSE 5) - surface 8. I will give some of them. Passing through the center of the piston 4 axles 32 of only one of the two KORM (asymmetric piston 4) and laying the main load on them to synchronize the piston 4. Design SSE 5, in which SSE 5 selects the gap between the piston 4 and surface 8 (Fig. 16). The introduction of a small deviation from the flatness of the surface 8 on one of the surfaces 8 (reduces manufacturability, the resource of the friction pair). Pressing (for example, a pressure drop) to the surface 8 of only the side of the piston 4, which creates a pressure drop (a backlash appears in the system). The combination on a common axis 32, passing through the center of the piston 4 SSE 5, different KORM (increases the thickness of the piston, complicating

- 8 012828 няет конструкцию).- 8 012828 nyat design).

Ступень ОРМ (фиг. 18-20) состоит из двух КОРМ 59 и 62 с общим ротором 2. Корпус 1 ступени выполнен в виде цилиндра, состоящего из двух продольных (плоскость разъема вдоль оси 15) половинок. Внутри корпуса выполнена одна сферическая полость, в которой под углом к оси 15 выполнен паз 67 для установки разделителя 66, который разделяет эту сферическую полость на две полости 6. Верхняя полость 6 содержит центр сферической полости. Разделитель похож на плоскую шайбу. Ее верхняя поверхность является поверхностью 8 верхней КОРМ 59, а нижняя поверхность является поверхностью 8 нижней КОРМ 62. Внутреннее отверстие разделителя 66 выполнено сферическим и является углублением 10 одновременно обеих КОРМ 59 и 62. Нижняя сторона разделителя 66 выполнена в этом исполнении тоже плоской и является поверхностью 8 нижней КОРМ 62. Разделитель 66 выполнен состоящим из двух с-образных частей. Разъем между ними нужен только для того, чтобы разделитель надевался на ротор и мог проходить в любом месте, например, перпендикулярно разъему корпуса 1. Из полостей 6 соосно оси 15 выходят в разные стороны два цилиндрических отверстия 9 для выходного вала 3. Ротор 2 выполнен в виде набора соосных элементов (фиг. 20): центральной сферы 12, опирающихся на нее меньшим основанием двух усеченных конусов 13, каждый из которых ограничен своим сегментом сферы 14, концентричной центральной сфере 12 и имеющей больший радиус, приблизительно равный радиусу сферической поверхности 7 корпуса 1, и примыкающие с противоположных сторон к перечисленным частям цилиндрические концы выходного вала 3. Вдоль диаметра ротора 2 и геометрической оси 15 вращения ротора 2 через поверхность центральной сферы 12, конусов 13 и сегментов сферы 14 выполнен сквозной паз 16 для размещения поршня 4. На стыке сквозного паза 16 и верхнего конуса 13 имеется выемка 17 под УСЭ 5, выполненная в виде фаски. Ротор 2 установлен в корпусе 1 с возможностью вращения вокруг своей геометрической оси 15. При этом центры сферических поверхностей 7, 12 и 14 приблизительно (с точностью до люфтов, допусков, износа) совпадают. В данном исполнении конические поверхности 13 ротора 2 взаимодействует с плоскими поверхностями 8 корпуса 1. В месте контакта допускается (чаще является полезным) наличие небольшой выемки 18 (не показана). Перед местом контакта, для отвода абразива, желательно наличие канавки (не показана). Поршень 4 (фиг. 19, 20) выполнен в виде диска со сферической боковой поверхностью 19. Радиус поверхности 19 приблизительно равен радиусу поверхности 7 для возможности вращения поршня в корпусе при создании уплотнения между поверхностями 7 и 19. Торцевые поверхности 20 поршня 4 в данном исполнении плоские и параллельны друг другу. В симметричных относительно плоскости симметрии сферической боковой поверхности 19, перпендикулярной торцевой поверхности 20, противоположных частях поршня 4 имеются пазы 81 под разделитель 66, в которых находятся элементы, взаимодействующие с поверхностью 8. В данном исполнении в верхней КОРМ 59 - это соосные оси 32 сектор цилиндрической поверхности и цилиндрическое отверстие 83 в поршень 4. Дно прорези выполнено в виде сферической площадки 22, концентричной поверхности 19, для контакта со сферическим углублением 10 корпуса 1. В нижней камере - это уплотняющий элемент 79, установленный в пазу 80 с возможностью выдвигаться из него и выбирать зазор между нижней боковой стороной прорези 81 поршня 4 и поверхностью 8 нижней КОРМ. Поршень 4 установлен в сквозном пазу 16 ротора 2 с возможностью совершения вращательных колебаний в плоскости паза 16 относительно геометрической оси 23, проходящей приблизительно (с точностью до люфтов, допусков, износа) через центр центральной сферы 12 ротора 2 (относительно центра поверхности 19). При этом толщина поршня 4 приблизительно равна ширине паза 16 для уплотнения поршнем 4 паза 16. УСЭ 5 (фиг. 19, 20) имеет собственную ось 82, входящую в отверстие 83 в поршне 4, одну плоскую грань 24 для контакта с плоской поверхностью 8 корпуса 1, одну вогнутую сферическую грань 25 для контакта с центральной сферой 12 ротора 2, одну выпуклую сферическую грань 26 для контакта со сферической поверхностью 7 корпуса 1 и еще на одной грани имеется сектор цилиндрической поверхности, соосный оси 82. Ось 82 входит в отверстие поршня 4 и удерживает УСЭ 5 от перекоса, оставляя вращательную степень свободы. Для данного исполнения довольно важной особенностью является то, что обе оси 82 УСЭ верхней КОРМ 59 находятся на одной оси 32 и ось 32 пересекает (с точностью до люфтов, допусков, износа) ось 23 колебательных вращений поршня 4. Именно благодаря этому факту, грань 24 УСЭ 5 может находиться в постоянном контакте с плоской поверхностью 8 верхней КОРМ 59, принимая на себя нагрузку по синхронизации колебаний поршня 4. При этом ось 32 находится во внутренней полости 6 над плоской поверхностью 8 и приблизительно параллельна ей. Окна входа 33 и выхода 34 рабочего тела (фиг. 18) расположены на обеих половинках корпуса 1 на поверхностях 7 и примыкают с разных сторон к местам контакта этих поверхностей с конусами 13 ротора 2. Окна входа 33 и выхода 34 ведут в каналы 53 и 54 соответственно, как и у ступени по фиг. 16. Нижняя поверхность разделителя может быть выполнена криволинейной, отслеживающей нижнюю боковую сторону прорези 81. Тогда можно обойтись без уплотнительного элемента 79. В другом варианте в нижней камере может использоваться любой из описанных ранее тип УСЭ 5. Но его грань 24 лучше выполнить слегка криволинейной с наличием выпуклых участков. Описанное здесь объединение поршней двух КОРМ можно использовать во всех описанных выше типах соединения двух КОРМ, кроме, пожалуй, ступени по фиг. 15 (разделитель слишком тонкий, чтобы по нему провести потоки).The ORM stage (Fig. 18-20) consists of two KORM 59 and 62 with a common rotor 2. The housing of the 1 stage is made in the form of a cylinder consisting of two longitudinal (connector plane along the axis 15) halves. One spherical cavity is made inside the housing, in which an groove 67 is made at an angle to the axis 15 for mounting a separator 66, which divides this spherical cavity into two cavities 6. The upper cavity 6 contains the center of the spherical cavity. The spacer is like a flat washer. Its upper surface is the surface 8 of the upper KORM 59, and the lower surface is the surface 8 of the lower KORM 62. The inner hole of the separator 66 is spherical and is a recess 10 of both KORM 59 and 62 at the same time. The lower side of the separator 66 is also flat in this design and is the surface 8 lower FOOD 62. The separator 66 is made up of two c-shaped parts. The connector between them is needed only so that the separator is put on the rotor and can pass anywhere, for example, perpendicular to the connector of the housing 1. Two cylindrical openings 9 for the output shaft 3 extend from the cavities 6 coaxially to the axis 15. The rotor 2 is made in in the form of a set of coaxial elements (Fig. 20): a central sphere 12 resting on it with a smaller base of two truncated cones 13, each of which is limited by its segment of the sphere 14, concentric to the central sphere 12 and having a larger radius approximately equal to the radius of the spheres surface 7 of the housing 1, and adjacent from opposite sides to the listed parts of the cylindrical ends of the output shaft 3. Along the diameter of the rotor 2 and the geometric axis 15 of rotation of the rotor 2 through the surface of the central sphere 12, cones 13 and segments of the sphere 14 is made through the groove 16 for accommodating the piston 4. At the junction of the through groove 16 and the upper cone 13 there is a recess 17 for SSE 5, made in the form of a chamfer. The rotor 2 is installed in the housing 1 with the possibility of rotation around its geometric axis 15. In this case, the centers of the spherical surfaces 7, 12 and 14 approximately (accurate to play, tolerances, wear) coincide. In this embodiment, the conical surfaces 13 of the rotor 2 interact with the flat surfaces 8 of the housing 1. At the point of contact, it is allowed (more often useful) to have a small recess 18 (not shown). Before the point of contact, for the removal of the abrasive, it is desirable to have a groove (not shown). The piston 4 (Fig. 19, 20) is made in the form of a disk with a spherical lateral surface 19. The radius of the surface 19 is approximately equal to the radius of the surface 7 for the possibility of rotation of the piston in the housing when creating a seal between surfaces 7 and 19. The end surfaces 20 of the piston 4 in this design flat and parallel to each other. In the spherical lateral surface 19 symmetrical with respect to the plane of symmetry, perpendicular to the end surface 20, opposite parts of the piston 4, there are grooves 81 under the separator 66, in which there are elements interacting with the surface 8. In this design, in the upper KORM 59, the sector of the cylindrical axis 32 is coaxial with axis 32 surface and a cylindrical hole 83 into the piston 4. The bottom of the slot is made in the form of a spherical platform 22, concentric surface 19, for contact with the spherical recess 10 of the housing 1. In the lower chamber is a sealing element 79 installed in the groove 80 with the ability to extend from it and select the gap between the lower lateral side of the slot 81 of the piston 4 and the surface 8 of the lower feed. The piston 4 is installed in the through groove 16 of the rotor 2 with the possibility of performing rotational vibrations in the plane of the groove 16 relative to the geometric axis 23, passing approximately (with accuracy to the backlash, tolerances, wear) through the center of the central sphere 12 of the rotor 2 (relative to the center of the surface 19). The thickness of the piston 4 is approximately equal to the width of the groove 16 for sealing by the piston 4 of the groove 16. SSE 5 (Fig. 19, 20) has its own axis 82, which enters the hole 83 in the piston 4, one flat face 24 for contact with the flat surface 8 of the housing 1, one concave spherical face 25 for contact with the Central sphere 12 of the rotor 2, one convex spherical face 26 for contact with the spherical surface 7 of the housing 1 and on another face there is a sector of a cylindrical surface, coaxial to axis 82. Axis 82 enters the bore of the piston 4 and keeps SSE 5 from skew, leaving increasing rotational degree of freedom. For this version, a rather important feature is that both axes 82 of the SSE of the upper KORM 59 are located on the same axis 32 and the axis 32 intersects (up to backlash, tolerances, wear) the axis 23 of the oscillatory rotations of the piston 4. It is thanks to this fact, face 24 SSE 5 can be in constant contact with the flat surface 8 of the upper KORM 59, taking on the load to synchronize the oscillations of the piston 4. Moreover, the axis 32 is in the inner cavity 6 above the flat surface 8 and approximately parallel to it. The windows of the inlet 33 and the outlet 34 of the working fluid (Fig. 18) are located on both halves of the housing 1 on the surfaces 7 and are adjacent on different sides to the contact points of these surfaces with the cones 13 of the rotor 2. The windows of the inlet 33 and the outlet 34 lead to the channels 53 and 54 respectively, as with the step of FIG. 16. The lower surface of the separator can be made curved, tracking the lower side of the slot 81. Then you can do without the sealing element 79. In another embodiment, in the lower chamber can be used any of the previously described type of SSE 5. But its face 24 is better to make slightly curved with the presence of convex sections. The combination of pistons of two KORM described here can be used in all types of connection of two KORM described above, except, perhaps, for the stage of FIG. 15 (the separator is too thin to draw flows through it).

Работа КОРМ.Work feed.

- 9 012828- 9 012828

КОРМ по фиг. 1 работает следующим образом. На фиг. 1 поршень 4 находится на рабочем участке в состоянии своего максимального отклонения (в крайней точке качания) в области максимального сечения рабочей камеры 37, перекрывая ее проход. Камера 37 не замкнута в кольцо, т.к. за ротором 2 ее перекрывает место контакта конической поверхности 13 ротора 2 с плоской поверхностью 8 корпуса 1 выемка 17. В результате поршень 4 разделяет камеру 37 на две полости - камеру разрежения 39 (справа от поршня 4) и камеру сжатия 40 (слева от поршня 4). УСЭ 5 улучшает контакт поршня 4 с плоской поверхностью 8. При вращении ротора 2 по часовой стрелке при взгляде сверху размер камеры разрежения увеличивается и в нее поступает рабочее тело через окно входа 33. При этом размер камеры сжатия 40 уменьшается и рабочее тело из нее выходит через окно выхода 34. Далее, вследствие наклона плоской поверхности 8, сечение рабочей камеры 37 при перемещении ближней к нам части поршня 4 начинает убывать. Поршень 4 вынужден при этом начать проворачиваться так, что ближняя часть поршня 4 смещается вверх и от нас. Когда задняя часть УСЭ 5 наезжает на окно выхода 34, перекрытие рабочей полости 37 поршнем 4 прекращается. Временно КОРМ не создает перепада давления (на самом деле небольшой перепад остается, как у машин вентиляторного типа). Движение рабочего тела в магистрали на это время должно поддерживаться либо инерцией его движения, либо другими последовательно установленными КОРМ. Уменьшением размера окон 33 и/или 34 или увеличением размера УСЭ 5 можно устранить этот участок цикла, но тогда подача КОРМ станет принудительно пульсирующей и потеряется подача, снизится КПД за счет нагрузки на поршень 4 при его движении относительно ротора 2. Через некоторое время передний край УСЭ 5 второго конца поршня 4 съезжает с окна входа 33 и наезжает на рабочую площадку 38. Теперь этот конец поршня 4 перекрывает сечение рабочей камеры 37, проталкивая по ней рабочее тело из окна входа 33 в окно выхода 34.FEED in FIG. 1 works as follows. In FIG. 1, the piston 4 is on the working site in the state of its maximum deviation (at the rocking extreme point) in the region of the maximum cross section of the working chamber 37, blocking its passage. The camera 37 is not closed in the ring, because behind the rotor 2, it is blocked by the contact point of the conical surface 13 of the rotor 2 with the flat surface 8 of the housing 1 of the recess 17. As a result, the piston 4 divides the chamber 37 into two cavities — the rarefaction chamber 39 (to the right of the piston 4) and the compression chamber 40 (to the left of the piston 4 ) SSE 5 improves the contact of the piston 4 with the flat surface 8. When the rotor 2 is rotated clockwise when viewed from above, the size of the rarefaction chamber increases and the working fluid enters through the entrance window 33. In this case, the size of the compression chamber 40 decreases and the working fluid leaves it through exit window 34. Further, due to the inclination of the flat surface 8, the cross section of the working chamber 37 when moving the closest part of the piston 4 begins to decrease. In this case, the piston 4 is forced to begin to turn so that the proximal part of the piston 4 is shifted upwards and away from us. When the back of the SSE 5 runs into the exit window 34, the overlapping of the working cavity 37 by the piston 4 is stopped. Temporarily the KORM does not create a pressure drop (in fact, a small drop remains, as with fan-type machines). The movement of the working fluid in the highway at this time should be supported either by the inertia of its movement, or by other sequentially established KORM. Reducing the size of the windows 33 and / or 34 or increasing the size of the SSE 5 can eliminate this section of the cycle, but then the feed will become forcibly pulsating and the feed will be lost, the efficiency will decrease due to the load on the piston 4 when it moves relative to the rotor 2. After some time, the leading edge SSE 5 of the second end of the piston 4 slides off the inlet window 33 and bumps into the working platform 38. Now this end of the piston 4 overlaps the cross section of the working chamber 37, pushing the working medium through it from the inlet window 33 to the exit window 34.

КОРМ по фиг. 5 работает аналогично КОРМ по фиг. 1. Отличие заключается в том, что у нее больше поршней 4 (два) и перепад давления поддерживается на всем цикле. На рабочей площадке 38 поршни 4 постоянно сменяют друг друга. Еще одно отличие состоит в том, что вырезы 42 и 45 на поршнях 4 смещают центр масс каждого поршня 4 к его оси 32, тем самым существенно уменьшая прижатие поршня к поверхностям корпуса 7 и 8 силами инерции.FEED in FIG. 5 operates similarly to the FEED of FIG. 1. The difference is that it has more 4 (two) pistons and the pressure drop is maintained throughout the cycle. At site 38, pistons 4 are constantly replaced. Another difference is that the cutouts 42 and 45 on the pistons 4 shift the center of mass of each piston 4 to its axis 32, thereby significantly reducing the piston's pressing against the surfaces of the housing 7 and 8 by inertia.

КОРМ по фиг. 6 работает аналогично КОРМ по фиг. 5. Отличие заключается в том, что у нее окно выхода меньше и некоторое время на рабочей площадке 38 находится два поршня 4. Между ними отсекается объем рабочего тела (газа или газожидкостной смеси), т.е. образуется камера предварительного сжатия 41, который начинает сжиматься по мере продвижения поршней 4 влево. При достижении задней границей УСЭ 5 переднего поршня 4 окна выхода 34 отсеченный объем (камера 41) соединяется с камерой сжатия 40. Желательно, чтобы в этот момент давление рабочего тела в камере 41 приблизительно равнялось давлению в камере 40. И так, в камеру всасывания все время непрерывно заходит рабочее тело из окна входа 33. Из камеры вытеснения непрерывно рабочее тело выходит через окно выхода 34. Между ними периодически возникают и исчезают камеры предварительного сжатия. От зазора (объема) между выемкой 17 ротора 2 и УСЭ 5 зависит, будет ли теряться часть сжатого рабочего тела при выходе УСЭ 5 из камеры сжатия 40. Для компрессора зазор лучше делать минимальным. Потребление и подача КОРМ компрессором рабочего тела почти постоянны и непрерывны.FEED in FIG. 6 operates similarly to the FEED of FIG. 5. The difference is that it has a smaller exit window and for some time two pistons 4 are located on the working platform 38. The volume of the working fluid (gas or gas-liquid mixture) is cut off between them, i.e. a pre-compression chamber 41 is formed, which begins to compress as the pistons 4 move to the left. When the rear limit of the SSE 5 of the front piston 4 of the exit window 34 reaches the cut-off volume (chamber 41) is connected to the compression chamber 40. It is desirable that at this moment the pressure of the working fluid in the chamber 41 is approximately equal to the pressure in the chamber 40. And so, in the suction chamber time, the working fluid continuously enters from the input window 33. The working fluid exits continuously from the displacement chamber through the exit window 34. Pre-compression chambers periodically appear and disappear between them. The gap (volume) between the recess 17 of the rotor 2 and the SSE 5 depends on whether a part of the compressed working fluid will be lost when the SSE 5 leaves the compression chamber 40. It is better to minimize the gap for the compressor. Consumption and supply of FOOD by the compressor of the working fluid is almost constant and continuous.

КОРМ по фиг. 11 работает следующим образом. Один конец поршня 4, все время находясь в рабочей камере 37, делит ее на две части - камеру разрежения 39 (сзади, по ходу вращения ротора, за этим концом поршня 4) и камеру сжатия 40 (перед этим концом поршня). Поскольку окно входа 33 рабочего тела находится сразу сзади за этим концом поршня 4, а окно выхода 34 - сразу перед этим концом поршня 4, то они практически постоянно связаны с камерами разрежения 39 и нагнетания 40 соответственно. Исключение составляет момент прохода окном входа 33 или окном выхода 34 площадки 17. На этот момент подача КОРМ минимальна, и окна входа 33 и/или выхода 34 перекрываются УСЭ 5, исключая возможность перетечки рабочего тела между ними. Другой конец поршня 4 не перекрывает рабочую камеру 37, т.к. на нем выполнен по меньшей мере один сквозной проход 57. Этот конец поршня 4 используется только для центровки поршня по поверхности 19 для обеспечения колебаний за счет УСЭ 5 этого конца поршня 4 и в качестве противовеса рабочему концу поршня 4. Подача одной такой КОРМ пульсирующая от нуля до максимальной. При использовании ступени из двух таких КОРМ, установленных на одном валу для работы в противофазе, связанных гидравлически параллельно общими каналами 53 и 54, подача становится практически постоянной. При использовании двух ступеней, каждая из которых состоит из двух таких КОРМ, установленных на одном валу для работы в одной фазе, а ступени находятся между собой в противофазе и связаны гидравлически параллельно общими каналами 53 и 54, практически постоянной становится подача, и роторы каждой ступени разгружаются от радиальных и осевых нагрузок.FEED in FIG. 11 works as follows. One end of the piston 4, all the while in the working chamber 37, divides it into two parts - the rarefaction chamber 39 (behind, in the direction of rotation of the rotor, behind this end of the piston 4) and the compression chamber 40 (before this end of the piston). Since the input window 33 of the working fluid is immediately behind the end of the piston 4, and the output window 34 is immediately before this end of the piston 4, they are almost always connected with the chambers of rarefaction 39 and pressure 40, respectively. The exception is the moment of passage through the entrance window 33 or exit window 34 of the platform 17. At this point, the feed is minimal, and the input and output windows 33 and / or exit 34 overlap SSE 5, eliminating the possibility of overflow of the working fluid between them. The other end of the piston 4 does not overlap the working chamber 37, because at least one through passage 57 is made on it. This end of the piston 4 is used only for centering the piston on the surface 19 to provide oscillations due to the SSE 5 of this end of the piston 4 and as a counterweight to the working end of the piston 4. The supply of one such feed is pulsating from zero to the maximum. When using a stage of two such KORM installed on the same shaft for operation in antiphase, hydraulically connected in parallel by common channels 53 and 54, the feed becomes almost constant. When using two stages, each of which consists of two such KORM, mounted on one shaft for operation in one phase, and the stages are in antiphase and hydraulically connected in parallel by common channels 53 and 54, the feed becomes practically constant, and the rotors of each stage unloaded from radial and axial loads.

Работа ступеней.Work steps.

Ступень по фиг. 13 работает следующим образом. Когда выступающие в рабочую камеру 37 части поршней 4 обеих КОРМ 59 и 62 идут по нисходящему участку 60 разделителя 66 или далее на участке камеры 37, примыкающем к ее максимальному сечению (т. е. по напорному участку), они разбивают камеру 37 на камеру всасывания 39 и камеру сжатия 40 (проходы 63 ввиду их небольшой угловой протяжённости перекрываются поршнем 4 или УСЭ 5 и не влияют на процесс камерообразования). На напорном участке жидкость из нижней КОРМ 62 попадает в верхнюю КОРМ 39 через проходы 63. Если наThe step of FIG. 13 works as follows. When the parts of the pistons 4 of the two KORM 59 and 62 protruding into the working chamber 37 go along the descending section 60 of the separator 66 or further along the section of the chamber 37 adjacent to its maximum section (i.e., along the pressure section), they break the chamber 37 into the suction chamber 39 and compression chamber 40 (passages 63, due to their small angular extent, are blocked by piston 4 or SSE 5 and do not affect the chamber formation process). At the pressure section, liquid from the lower KORM 62 enters the upper KORM 39 through passages 63. If on

- 10 012828 указанных участках находятся две пары поршней, то между ними образуется еще одна камера постоянного объема. При движении поршней рабочее тело заходит в камеру всасывания 39 через окно 33 из канала подвода рабочего тела 53 и выходит из камеры сжатия 40 через окно 34 в канал отвода рабочего тела 54. На напорном участке находится 2 или 3 пары выступающих частей поршней 4, так что процесс создания напора ступенью является непрерывным. Подача такой ступени практически постоянная. Когда поршни проходят перепускной участок - восходящий участок 61 без его самого начала, они создают небольшой перепад давления, работая лишь как лопасти вентилятора.- 10 012828 of these areas are two pairs of pistons, then between them another chamber of constant volume is formed. When the pistons move, the working fluid enters the suction chamber 39 through the window 33 from the inlet channel of the working fluid 53 and leaves the compression chamber 40 through the window 34 into the channel for withdrawing the working fluid 54. At the pressure section there are 2 or 3 pairs of protruding parts of the pistons 4, so that the process of creating pressure step is continuous. The supply of such a stage is almost constant. When the pistons pass the bypass section - the ascending section 61 without its very beginning, they create a small pressure drop, working only as fan blades.

Работу ступени по фиг. 15 можно рассматривать как работу двух параллельных КОРМ по фиг. 5. Отличие только в смешанном расположении окон - на поверхностях 7 и 8 и проходе рабочего тела по проходам 68 и 69 разделителя 66. При движении поршня 4 по рабочему участку 38 нижней КОРМ 62 он разбивает ее рабочую полость 37 на две части - увеличивающуюся камеру разрежения 39, куда из канала подвода 53 рабочего тела через окно входа 33 поступает рабочее тело, и уменьшающуюся камеру сжатия 40, откуда выходит рабочее тело сначала в проход высокого давления 69, а затем из него через камеру сжатия 40 верхней КОРМ 59 в ее окно выхода 34 и далее в канал отвода 54 рабочего тела. При движении поршня 4 по рабочему участку 38 верхней КОРМ 59 он разбивает ее рабочую полость 37 на две части увеличивающуюся камеру разрежения 39, куда из канала подвода 53 рабочего тела сначала через окно входа 33 нижней КОРМ 62, затем по каналу прохода высокого давления 68 поступает рабочее тело, и уменьшающуюся камеру сжатия 40, откуда рабочее тело выходит в окно выхода 34 и далее в канал отвода 54 рабочего тела. Фазы КОРМ разведены для компенсации неравномерности подачи каждой из них. Когда поршень делит рабочую полость 37 одной из КОРМ 59/62 в максимальном на ее рабочем участке 38 сечении, рабочая полость 37 другой КОРМ 59/62 делится ее поршнем 4 на минимальном сечении ее рабочего участка 38.The operation of the step of FIG. 15 can be regarded as the operation of two parallel SORMs of FIG. 5. The difference is only in the mixed arrangement of windows - on surfaces 7 and 8 and the passage of the working fluid through the passages 68 and 69 of the separator 66. When the piston 4 moves along the working section 38 of the lower KORM 62, it breaks its working cavity 37 into two parts - an increasing rarefaction chamber 39, where a working fluid enters from the supply channel 53 of the working fluid through the inlet window 33, and a decreasing compression chamber 40, from where the working fluid exits first into the high-pressure passage 69, and then out of it through the compression chamber 40 of the upper KORM 59 to its exit window 34 and further 54 workers his body. When the piston 4 moves along the working section 38 of the upper KORM 59, it breaks its working cavity 37 into two parts, an increasing rarefaction chamber 39, where first from the inlet channel 53 of the working fluid first through the inlet window 33 of the lower KORM 62, then the working channel passes through the high pressure passage 68 body, and a decreasing compression chamber 40, from where the working fluid enters the exit window 34 and then into the channel 54 of the working fluid. The phases of the feed are divorced to compensate for the uneven supply of each of them. When the piston divides the working cavity 37 of one of the KORM 59/62 in the maximum section at its working section 38, the working cavity 37 of the other KORM 59/62 shares its piston 4 at the minimum section of its working section 38.

Работу ступени по фиг. 16 можно рассматривать как работу двух параллельных КОРМ по фиг. 5. Отличие только в расположении окон на поверхностях 7. При движении поршня 4 по рабочему участку 38 нижней КОРМ 62 он разбивает ее рабочую полость 37 на две части - увеличивающуюся камеру разрежения 39, куда из канала подвода 53 рабочего тела через окно входа 33 поступает рабочее тело, и уменьшающуюся камеру сжатия 40, откуда выходит рабочее тело в окно выхода 34 и далее в канал отвода 54 рабочего тела. При движении поршня 4 по рабочему участку 38 верхней КОРМ 59 он разбивает ее рабочую полость 37 на две части - увеличивающуюся камеру разрежения 39, куда из канала подвода 53 рабочего тела через окно входа 33 поступает рабочее тело, и уменьшающуюся камеру сжатия 40, откуда рабочее тело выходит в окно выхода 34 и далее в канал отвода 54 рабочего тела. Фазы КОРМ 59 и 62 совпадают для уравновешивания общего ротора 2.The operation of the step of FIG. 16 can be regarded as the operation of two parallel SORMs of FIG. 5. The difference is only in the location of the windows on the surfaces 7. When the piston 4 moves along the working section 38 of the lower KORM 62, it breaks its working cavity 37 into two parts — the increasing rarefaction chamber 39, where the working fluid passes from the supply channel 53 of the working fluid through the input window 33 body, and a decreasing compression chamber 40, from where the working fluid exits into the exit window 34 and further into the exhaust channel 54 of the working fluid. When the piston 4 moves along the working section 38 of the upper KORM 59, it breaks its working cavity 37 into two parts — an increasing rarefaction chamber 39, where a working fluid enters from the supply channel 53 of the working fluid through the inlet window 33, and a decreasing compression chamber 40, from where the working fluid leaves the exit window 34 and then into the channel 54 of the working fluid. KORM phases 59 and 62 coincide to balance the common rotor 2.

Работа ступени по фиг. 18 похожа на работу ступени по фиг. 16.The operation of the step of FIG. 18 is similar to the operation of the step of FIG. sixteen.

Claims

1. Камера объемной роторной машины (КОРМ), содержащая корпус, ротор с выходным валом, установленный в корпусе с возможностью вращения, имеющий концентричную его оси вращения рабочую поверхность, по меньшей мере один поршень, причем рабочей поверхностью корпуса является в общем случае криволинейная, наклонная (в среднем) к оси вращения ротора поверхность и сегмент сферы (сфера в техническом смысле, т.е. в пределах допусков, отклонений), обрезанный упомянутой наклонной поверхностью, рабочие поверхности корпуса и ротора образуют рабочую полость, на рабочей поверхности ротора выполнен по меньшей мере один паз вдоль его оси вращения, в каждом пазу ротора установлен поршень с возможностью перекрытия (уплотнения) рабочей полости и совершения вращательных колебаний в плоскости паза, причем поршень выполнен в виде по меньшей мере части диска с уплотнительными синхронизирующими элементами (УСЭ) для взаимодействия с наклонной поверхностью корпуса, при этом УСЭ связаны с поршнем шарнирно, а шарниры расположены на одной оси, пересекающей ось вращательных колебаний поршня.1. The chamber of a volumetric rotary machine (KORM), comprising a housing, a rotor with an output shaft, rotatably mounted in the housing, having a working surface concentric with its axis of rotation, at least one piston, the working surface of the housing being generally curved, inclined (on average) to the axis of rotation of the rotor, the surface and segment of the sphere (sphere in the technical sense, i.e., within tolerances, deviations) cut off by the said inclined surface, the working surfaces of the housing and rotor form a working strip b, at least one groove is made on the working surface of the rotor along its axis of rotation, a piston is installed in each groove of the rotor with the possibility of overlapping (sealing) the working cavity and performing rotational vibrations in the groove plane, the piston being made in the form of at least part of a disk with sealing synchronizing elements (SSE) for interaction with the inclined surface of the housing, while the SSE are pivotally connected to the piston, and the hinges are located on the same axis intersecting the axis of the rotational vibrations of the piston.

2. КОРМ по п.1, где наклонная поверхность корпуса выполнена плоской.2. FEED according to claim 1, where the inclined surface of the housing is made flat.

3. КОРМ по п.1, где рабочая поверхность ротора выполнена в виде двух соосных поверхностей усеченного конуса, опирающегося усеченной частью на сферу.3. FEED according to claim 1, where the working surface of the rotor is made in the form of two coaxial surfaces of a truncated cone, resting the truncated part on a sphere.

4. КОРМ по п.3, где поверхность усеченного конуса ротора взаимодействует с наклонной поверхностью корпуса вдоль своей образующей.4. FOOD according to claim 3, where the surface of the truncated cone of the rotor interacts with the inclined surface of the housing along its generatrix.

5. КОРМ по п.1, где на одном из концов поршня выполнен по меньшей мере один сквозной проход на противоположную сторону поршня.5. FEED according to claim 1, where at one end of the piston is made at least one through passage on the opposite side of the piston.

6. КОРМ по п.1, где часть рабочей камеры, прилегающая к области ее максимального сечения (вдоль оси вращения ротора), выполнена без окон входа и выхода и используется для создания поршнем перепада давления.6. FOOD according to claim 1, where the part of the working chamber adjacent to the region of its maximum cross-section (along the axis of rotation of the rotor) is made without entry and exit windows and is used to create a pressure differential by the piston.

7. КОРМ по п.1, где шарниры связи УСЭ с поршнем выполнены в виде соосных цилиндрических выступов и расположенной между ними выемки на поршне и двух соосных выемок с расположенным между ними выступом на УСЭ, входящим в выемку поршня.7. FEED according to claim 1, where the hinges for connecting the SSE with the piston are made in the form of coaxial cylindrical protrusions and a recess located between them on the piston and two coaxial recesses with a protrusion located between them on the SSE, which is included in the piston recess.

8. Камера объемной роторной машины КОРМ, содержащая корпус, ротор с выходным валом, уста8. The chamber of the volumetric rotary machine KORM, comprising a housing, a rotor with an output shaft, mouth

- 11 012828 новленный в корпусе с возможностью вращения, имеющий концентричную его оси вращения рабочую поверхность, по меньшей мере один поршень, причем рабочей поверхностью корпуса является плоская наклонная к оси вращения ротора поверхность и сегмент сферы (сфера в техническом смысле, т.е. в пределах допусков, отклонений), обрезанный упомянутой наклонной поверхностью, рабочие поверхности корпуса и ротора образуют вокруг ротора незамкнутую рабочую полость, упирающуюся своими концами в место контакта рабочей поверхности ротора с плоской наклонной поверхностью корпуса, на рабочей поверхности ротора выполнен по меньшей мере один сквозной паз вдоль его оси вращения, в каждом пазу ротора установлен поршень с возможностью перекрытия (уплотнения) рабочей полости и совершения вращательных колебаний в плоскости паза, причем поршень выполнен в виде по меньшей мере части диска с уплотнительными синхронизирующими элементами (УСЭ) для взаимодействия с наклонной поверхностью корпуса и синхронизации вращательных колебаний поршня относительно ротора с вращением ротора, при этом УСЭ связаны с поршнем шарнирно, а шарниры расположены на одной оси, пересекающей ось вращательных колебаний поршня.- 11 012828 installed in the housing with the possibility of rotation, having a working surface concentric with its axis of rotation, at least one piston, the working surface of the body being a flat surface and a segment of a sphere inclined to the axis of rotation of the rotor (sphere in the technical sense, i.e. within tolerances, deviations) cut off by the said inclined surface, the working surfaces of the housing and the rotor form an open working cavity around the rotor, abutting their ends against the contact of the working surface of the rotor with a flat surface a sloping surface of the housing, on the working surface of the rotor at least one through groove is made along its axis of rotation, a piston is installed in each groove of the rotor with the possibility of overlapping (sealing) the working cavity and performing rotational vibrations in the groove plane, and the piston is made in the form of at least parts of the disk with sealing synchronizing elements (SSE) for interacting with the inclined surface of the housing and synchronizing the rotational vibrations of the piston relative to the rotor with the rotation of the rotor, while SSE Knit with a piston pivotally and hinges are arranged on the same axis intersecting the rotational axis of the piston oscillations.

9. Ступень объемной роторной машины, содержащая по меньшей мере две камеры объемной роторной машины (КОРМ), каждая из которых содержит корпус, ротор с выходным валом, установленный в корпусе с возможностью вращения, имеющий концентричную его оси вращения рабочую поверхность, по меньшей мере один поршень, причем рабочей поверхностью корпуса является в общем случае криволинейная, наклонная (в среднем) к оси вращения ротора поверхность и сегмент сферы (сфера в техническом смысле, т.е. в пределах допусков, отклонений), обрезанный упомянутой наклонной поверхностью, рабочие поверхности корпуса и ротора образуют рабочую полость, на рабочей поверхности ротора выполнен по меньшей мере один паз вдоль его оси вращения, в каждом пазу ротора установлен поршень с возможностью перекрытия (уплотнения) рабочей полости и совершения вращательных колебаний в плоскости паза, а поршень выполнен в виде по меньшей мере части диска, при этом роторы камер установлены на общей геометрической оси их вращения, обращены друг к другу частями рабочих камер, ограниченных наклонными поверхностями корпусов, на указанных наклонных поверхностях расположены выходы сквозных проходов из одной камеры в другую, причем у одной камеры ступени окно входа выполнено на участке с увеличивающимся поперечным сечением, проходы в другую камеру выполнены на участке с уменьшающимся поперечным сечением, а окно выхода выполнено на участке с уменьшающимся поперечным сечением в другой камере.9. A step of a volumetric rotary machine, comprising at least two chambers of a volumetric rotary machine (KORM), each of which contains a housing, a rotor with an output shaft mounted rotatably in the housing, having a working surface concentric to its axis of rotation, at least one a piston, the working surface of the housing being generally curved, inclined (on average) to the surface of the rotor and the segment of the sphere (sphere in the technical sense, i.e., within tolerances, deviations), cut off by the said inclination On the surface, the working surfaces of the housing and the rotor form a working cavity, at least one groove is made on the working surface of the rotor along its axis of rotation, a piston is installed in each groove of the rotor with the possibility of overlapping (sealing) the working cavity and performing rotational vibrations in the groove plane, and the piston is made in the form of at least part of the disk, while the rotors of the chambers are mounted on a common geometric axis of their rotation, facing each other by parts of the working chambers bounded by the inclined surfaces of the housings, on these inclined surfaces there are exits of through passages from one chamber to another, moreover, at one chamber of the step, the entrance window is made in the section with decreasing cross-section, the passages to the other chamber are made in the section with decreasing cross-section, and the exit window is made in the section with decreasing transverse section in another chamber.

10. Ступень объемной роторной машины по п.9, у которой по меньшей мере две КОРМ развернуты относительно оси вращения роторов на такой угол, при котором они работают в противофазе.10. The step of the volumetric rotary machine according to claim 9, in which at least two KORM are rotated relative to the axis of rotation of the rotors at such an angle at which they work in antiphase.

11. Ступень объемной роторной машины по п.9, в которой по меньшей мере у двух КОРМ наклонные поверхности корпусов параллельны.11. The step of the volumetric rotary machine according to claim 9, in which at least two feeds, the inclined surfaces of the bodies are parallel.

12. Ступень объемной роторной машины по п.9, в которой центры сегментов сферы по меньшей мере двух КОРМ совпадают в техническом смысле с точностью до допусков на изготовление, зазоры и люфты.12. The step of the volumetric rotary machine according to claim 9, in which the centers of the segments of the sphere of at least two SORM coincide in the technical sense, up to manufacturing tolerances, clearances and backlashes.

13. Ступень объемной роторной машины по п.9, в которой по меньшей мере по одному поршню из двух разных КОРМ составляют одно целое (неподвижны относительно друг друга).13. The step of the volumetric rotary machine according to claim 9, in which at least one piston from two different KORM are integral (stationary relative to each other).

14. Ступень объемной роторной машины по п.9, в которой по меньшей мере по одному УСЭ из двух разных КОРМ установлены на одной общей оси.14. The step of the volumetric rotary machine according to claim 9, in which at least one SSE of two different SORMs are installed on one common axis.