WO2020159394A1 - Система уплотнения роторно-поршневого компрессора - Google Patents
Система уплотнения роторно-поршневого компрессора Download PDFInfo
- Publication number
- WO2020159394A1 WO2020159394A1 PCT/RU2019/000049 RU2019000049W WO2020159394A1 WO 2020159394 A1 WO2020159394 A1 WO 2020159394A1 RU 2019000049 W RU2019000049 W RU 2019000049W WO 2020159394 A1 WO2020159394 A1 WO 2020159394A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- sealing
- radial
- rotor
- expanders
- expander
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C19/00—Sealing arrangements in rotary-piston machines or engines
- F01C19/005—Structure and composition of sealing elements such as sealing strips, sealing rings and the like; Coating of these elements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C19/00—Sealing arrangements in rotary-piston machines or engines
- F01C19/10—Sealings for working fluids between radially and axially movable parts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
- F01C21/08—Rotary pistons
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C18/22—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of internal-axis type with equidirectional movement of co-operating members at the points of engagement, or with one of the co-operating members being stationary, the inner member having more teeth or tooth equivalents than the outer member
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C27/00—Sealing arrangements in rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C27/001—Radial sealings for working fluid
- F04C27/002—Radial sealings for working fluid of rigid material
Definitions
- the invention relates to a system of seals for air and refrigeration rotary piston compressors, as well as heat and vacuum rotary piston pumps.
- a rotary piston compressor comprising an epitrochoid housing with front and rear side covers and a rotor located on an eccentric shaft. Sealing cylinders (crackers), radial and end sealing strips are installed in the rotor, which are pressed to the working surfaces of the side covers by expanders (leaf springs) and ensure the sealing of the working chambers of variable volume formed by the body, side covers and the rotor (RU 2535307 C2, publ. 10.12. 2014).
- the disadvantage of this device is that it has a sealing system. End sealing strips and cylindrical crackers of the sealing system are made with separate disconnected parts, and the pressing of the sealing elements is carried out by expanders, which are also made of separate disconnected metal parts.
- expanders which are also made of separate disconnected metal parts.
- the implementation of disconnected seals and disconnected expanders leads to a decrease in the efficiency of the seals and expanders, creates the complexity and laboriousness of their precise assembly, reduces the tightness of the working chambers, worsens the compressor bypass and gas-dynamic process performance as a whole.
- a known sealing system for a rotary piston engine consisting of radial seal elements, spring-loaded to the working surface of the housing, and mechanical seal elements, spring-loaded to the side covers (RU 2338071 C1, publ. 10.11.2008).
- a sealing system for a rotary piston compressor comprising radial and end sealing strips made in the grooves of the rotor, interacting with cylinders (crackers), compressed to the working surfaces by expanders (Wrede, F. and Kruse, N., "Recent Status of Trochoidal Type Compressors for Heat Pumps in Germany "(1986). International Compressor Engineering Conference. Paper 530, http://docs.lib.purdue.edu/icec/530).
- the disadvantage is that the end sealing strips and cylindrical crackers of the sealing system are made separate.
- a gap is formed, which leads to gas leakage through the opening gap at the leading top of the rotor, and a reactive force is formed, which raises the end of the end plate, which leads to gas leakage through the gap along the inner surface of the rotor groove.
- the pressing of the sealing elements is carried out by expanders, which are also made disconnected, require complex and time-consuming precise assembly, do not have fixation in the grooves of the rotor and can fall out and get lost during disassembly of the rotor, which causes various difficulties during maintenance.
- the implementation of disconnected seals and disconnected expanders leads to a decrease in the efficiency of the seals and expanders, creates the complexity and laboriousness of their precise assembly, reduces the tightness of the working chambers, worsens the compressor bypass and gas-dynamic process performance as a whole.
- the claimed invention eliminates the above disadvantages.
- the technical problem that the proposed technical solution solves is the creation of a reliable sealing system for a rotary piston compressor, with increased efficiency, which does not require complex and time-consuming assembly and maintenance operations, which improves the compressor's tightness and gas-dynamic process as a whole.
- the technical result consists in increasing the efficiency of the sealing system and the compressor as a whole, simplifying the manufacture of the system, simplifying and reducing labor intensity during assembly and maintenance of the system, increasing the tightness of the working chambers, increasing the reliability and durability of the system, improving the compressor bypass and gas dynamic process in general.
- the sealing system of the rotary piston compressor contains radial and end sealing strips made in the rotor slots, compressed to the working surfaces by expanders and interacting with the sealing cylinders, while radial and end the sealing strips are made of an antifriction composite material, and each of the sealing cylinders is made integral with one of the ends of one end sealing strip.
- the sealing system of the rotary piston compressor contains radial and end sealing strips made in the rotor slots, pressed to the working surfaces by expanders and interacting with the sealing cylinders, while the radial and end sealing strips are made of antifriction composite material, and each expander for the sealing cylinder is made in one piece with one of the ends of one expander under the end sealing strip, and also at the same time with one of the ends of one expander under the radial sealing strip.
- Each expander for the radial sealing strip is made orthogonal to the expander for the end sealing strip and has a groove.
- FIG. 1 Sealing system of a rotary piston compressor disassembled (analogue);
- Fig. 2 Disassembled sealing system of a rotary piston compressor of the claimed invention
- Fig. Z End sealing strips made disconnected from sealing cylinders (analogue);
- FIG. 5 A schematic representation of gas leaks during operation of the end sealing strip, made disconnected from the sealing cylinder (analogue);
- Fig. 5a Schematic representation of the absence of gas leaks during operation of the end sealing strip, made in one piece with the sealing cylinder;
- the main claimed invention is that, in contrast to the known solutions, in which the sealing elements of the rotor, as well as the elastic elements of the expanders, pressing the sealing elements to the working surfaces of the machine body, are made in separate parts separated (Figs. 1, 3.6), the sealing elements the claimed solution, namely the mechanical seals in the form of "strips" and cylinders are combined, as well as expanders, that is, they are made as a whole (Figs. 2, 4, 7, 8, 9).
- the sealing system of the rotary piston compressor contains, made from the end and at the tops of the rotor, in its radial grooves, radial 1 and end 2 sealing strips interacting with cylinders 3, elastic elements (expanders) located under the corresponding sealing strips, pressing the sealing strips to working surfaces of the compressor housing and ensuring the sealing of the working chambers by pressing the sealing strips.
- Each of the sealing cylinders 3 is made integrally with one of the ends (with the leading end) of the end sealing strip 2 (Figs. 2, 4, 9). Those. one end 2 the sealing strip and one sealing cylinder 3 are made aligned in the leading apex of the rotor and are one piece. On each end side of the rotor, in its slots, two such parts are installed (Fig. 2). This implementation provides easy, reliable, not laborious assembly of the system, simplifies its manufacture and maintenance.
- Radial 1 and end 2 sealing strips are made of antifriction composite material (for example, CFRP / fluoropolymer composites, carbon and boron composites), by, for example, hot extrusion, pressing or casting.
- antifriction composite material for example, CFRP / fluoropolymer composites, carbon and boron composites
- Fig. 5. shows the gas leaks occurring in the known solutions during the operation of the rotor and its end sealing strip, made disconnected from the sealing cylinder.
- Fig. B shows that due to the combination of the end plate 2 and the sealing cylinder 3, under the action of centrifugal and frictional forces, due to the gas pressure, the adhesion of the end plate is ensured, the formation of a gap between the end plate and the sealing cylinder at the leading top of the rotor is excluded, so there is no gap along the inner surface of the groove, there is no reactive force that previously lifted the end of the strip and forms the largest leak.
- the pressing of the sealing elements to the working surfaces is carried out by expanders located under the corresponding sealing elements and made of wave-shaped spring steel, for example, by stamping, bending.
- Each expander 5 for a sealing cylinder 3 is made integral with one of the ends of one expander 4 for an end sealing strip 2, and also integral with one of the ends of one expander 6 for a radial sealing strip 1 (Figs. 2,7,8,9).
- On each end side of the rotor in its grooves, two such parts are installed.
- each expander 5 under the sealing cylinder and the expander 4 under the end sealing strip are installed in the end slots, and each expander 6 under the radial sealing strip 1 is simultaneously installed in the radial slot.
- two expanders 6 are located one above the other.
- Expanders made disconnected when the rotor rotates, have the ability to displace (fidget) in the rotor slots under the sealing elements, which leads to uneven pressing of the sealing elements to the working surfaces, poor sealing of the working chambers, premature and uneven abrasion of the sealing elements (Fig. 1, 6).
- Each expander 6 for a radial sealing strip 1 is made orthogonal to each expander 4 for an end sealing strip 2, and has a groove 7 (open cut), for example, rectangular, made along the long edge and mainly in the center of the expander 6, designed to securely fix the expanders 6 between itself (Figs. 7,8,10,11).
- the sealing system of which consists of twenty elements the claimed solution has a system of ten elements, which ensures easy, not laborious assembly of the system, simplifies its maintenance.
- the sealing system of a rotary piston compressor works as follows.
- the eccentric shaft is driven from the motor shaft (conventionally not shown). From the eccentric shaft, rotation is transferred to the rotor, which makes a planetary motion, rotating with the shaft and turning relative to it.
- the rotor rotates, the volume of the working chambers cyclically changes from minimum to maximum, due to which the working process is carried out.
- each sealing strip under the action of its spring-loaded element (expander) is tightly pressed against its working surface.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
- Compressor (AREA)
Abstract
Изобретение относится к роторно-поршневым машинам, а именно к системам уплотнений рабочих объемов данных машин, может быть использовано газовых (воздушных) и холодильных компрессорах, тепловых и вакуумных насосах, в двигателях внутреннего сгорания. Система уплотнения роторно-поршневого компрессора содержит выполненные в пазах ротора, радиальные и торцевые уплотнительные планки, поджимаемые к рабочим поверхностям экспандерами и взаимодействующие с уплотнительными цилиндриками, при этом радиальные и торцевые уплотнительные планки выполнены из антифрикционного композитного материала, причем каждый из уплотнительных цилиндриков выполнен заодно с одним из концов одной торцевой уплотнительной планки. Также описан второй вариант выполнения системы уплотнения роторно-поршневого компрессора. Технический результат заключается в повышении эффективности работы системы уплотнения и компрессора в целом, упрощении изготовления системы, упрощении и снижении трудоемкости при сборке и обслуживании системы, повышении герметичности рабочих камер, повышении надежности и долговечности системы, улучшении показателей компрессора по перепуску и газодинамическому процессу в целом.
Description
СИСТЕМА УПЛОТНЕНИЯ РОТОРНО-ПОРШНЕВОГО КОМПРЕССОРА
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к системе уплотнений воздушных и холодильных роторно- поршневых компрессоров, а также тепловых и вакуумных роторно-поршневых насосов.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Из уровня техники известен роторно-поршневой компрессор, содержащий эпитрохоидный корпус с передней и задней боковыми крышками и ротор, расположенный на эксцентриковом валу. В роторе установлены уплотнительные цилиндрики (сухари), радиальные и торцевые уплотнительные планки, поджимаемые к рабочим поверхностям боковых крышек экспандерами (пластинчатыми пружинами) и обеспечивающие герметизацию рабочих камер переменного объема, образованных корпусом, боковыми крышками и ротором (RU 2535307 С2, опубл. 10.12.2014).
Недостатком данного устройства является выполнение в нем системы уплотнения. Торцевые уплотнительные планки и цилиндрические сухари системы уплотнения, выполнены отдельными разъединенными деталями, а прижатие уплотнительных элементов осуществляется экспандерами, которые также выполнены отдельными разъединенными деталями из металла. Выполнение разъединенных уплотнителей и разъединенных экспандеров приводит к снижению эффективности работы уплотнений и экспандеров, создает сложность и трудоемкость точной их сборки, снижает герметичность рабочих камер, ухудшает показатели компрессора по перепуску и газодинамическому процессу в целом.
Известна система уплотнения роторно-поршневого двигателя, состоящая из элементов радиального уплотнения, подпружиненных к рабочей поверхности корпуса, и элементов торцевого уплотнения, подпружиненных к боковым крышкам (RU 2338071 С1 , опубл. 10.11.2008).
Недостатком является, то что торцевые уплотнительные планки и цилиндрики (сухари) системы уплотнения выполнены отдельными разъединенными деталями, что снижает эффективность работы торцевых уплотнений за счет перепуска между торцевой планкой и сухариком, что ухудшает показатели герметичности системы торцевого уплотнения ротора компрессора, что приводит перепуску и газодинамическому процессу в целом. При этом прижатие уплотнительных элементов осуществляется экспандерами, которые также выполнены разъединенными, требуют сложной и трудоемкой точной сборки, не имеют фиксации в пазах ротора и при разборе ротора могут выпасть и потеряться, что в процессе обслуживания доставляет различные сложности.
Также из уровня техники известна система уплотнения роторно-поршневого компрессора, содержащая выполненные в пазах ротора радиальные и торцевые уплотнительные планки, взаимодействующие с цилиндриками (сухарями), поджимаемые к рабочим поверхностям экспандерами (Wrede, F. and Kruse, Н., "Recent Status of Trochoidal Type Compressors for Heat Pumps in Germany" (1986). International Compressor Engineering Conference. Paper 530, http://docs.lib.purdue.edu/icec/530).
Недостатком является, то что торцевые уплотнительные планки и цилиндрические сухари системы уплотнения выполнены разъединенными. Во время работы роторно- поршневой машины при вращении ротора, за счет центробежных сил и сил трения между сухарями и торцевыми планками образуется зазор, что приводит к утечке газа через раскрывающийся зазор у лидирующей вершины ротора, также образуется реактивная сила, которая поднимает конец торцевой планки, что приводит к утечке газа через зазор по внутренней поверхности канавки ротора. При этом прижатие уплотнительных элементов осуществляется экспандерами, которые также выполнены разъединенными, требуют сложной и трудоемкой точной сборки, не имеют фиксации в пазах ротора и при разборе ротора могут выпасть и потеряться, что в процессе обслуживания доставляет различные сложности. Выполнение разъединенных уплотнителей и разъединенных экспандеров приводит к снижению эффективности работы уплотнений и экспандеров, создает сложность и трудоемкость точной их сборки, снижает герметичность рабочих камер, ухудшает показатели компрессора по перепуску и газодинамическому процессу в целом.
Заявленное изобретение устраняет вышеуказанные недостатки.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Технической задачей, которую решает предлагаемое техническое решение, является создание надежной системы уплотнения для роторно-поршневого компрессора, с повышенной эффективностью работы, не требующей сложных и трудоемких операций по сборке и обслуживанию, улучшающей показатели компрессора по герметичности и газодинамическому процессу в целом.
Технический результат заключается в повышении эффективности работы системы уплотнения и компрессора в целом, упрощении изготовления системы, упрощении и снижении трудоемкости при сборке и обслуживании системы, повышении герметичности рабочих камер, повышении надежности и долговечности системы, улучшении показателей компрессора по перепуску и газодинамическому процессу в целом.
Технический результат достигается за счет того, что система уплотнения роторно- поршневого компрессора содержит выполненные в пазах ротора, радиальные и торцевые уплотнительные планки, поджимаемые к рабочим поверхностям экспандерами и взаимодействующие с уплотнительными цилиндриками, при этом радиальные и торцевые
уплотнительные планки выполнены из антифрикционного композитного материала, причем каждый из уплотнительных цилиндриков выполнен заодно с одним из концов одной торцевой уплотнительной планки.
Система уплотнения роторно-поршневого компрессора содержит выполненные в пазах ротора, радиальные и торцевые уплотнительные планки, поджимаемые к рабочим поверхностям экспандерами и взаимодействующие с уплотнительными цилиндриками, при этом радиальные и торцевые уплотнительные планки выполнены из антифрикционного композитного материала, причем каждый экспандер под уплотнительный цилиндрик выполнен заодно с одним из концов одного экспандера под торцевую уплотнительную планку, а также заодно с одним из концов одного экспандера под радиальную уплотнительную планку.
Каждый экспандер под радиальную уплотнительную планку выполнен ортогонально экспандеру под торцевую уплотнительную планку и имеет паз.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1. Система уплотнения роторно-поршневого компрессора в разборе (аналог);
Фиг.2. Система уплотнения роторно-поршневого компрессора заявленного изобретения в разборе;
Фиг.З. Торцевые уплотнительные планки, выполненные разъединено с уплотнительными цилиндриками (аналог);
Фиг.4. Торцевые уплотнительные планки заявленного изобретения, выполненные заодно с уплотнительными цилиндриками;
Фиг.5. Схематичное изображение утечек газа в процессе работы торцевой уплотнительной планки, выполненной разъединено с уплотнительным цилиндриком (аналог);
Фиг.5а. Схематичное изображение отсутствия утечек газа в процессе работы торцевой уплотнительной планки, выполненной заодно с уплотнительным цилиндриком;
Фиг.6. Элементы экспандеров, выполненные разъединено (аналог);
Фиг.7. Элементы экспандеров заявленного изобретения, выполненные заодно в сборе, общий вид;
Фиг.8. Элементы экспандеров заявленного изобретения, выполненные заодно в сборе, вид сбоку;
Фиг.9. Элементы уплотнителей и экспандеров заявленного изобретения, выполненные заодно в сборе, общий вид;
Фиг.10. Экспандеры под радиальные уплотнительные планки заявленного изобретения, выполненные с пазом;
Фиг.11. Экспандеры под радиальные уплотнительные планки заявленного изобретения, соединенные внахлест.
На фигурах цифрами обозначены следующие элементы:
1 - радиальная уплотнительная планка;
2 - торцевая уплотнительная планка;
3 - уплотнительный цилиндрик;
4 - экспандер под торцевую уплотнительную планку;
5 - экспандер под уплотнительный цилиндрик;
6 - экспандер под радиальную уплотнительную планку;
7 - паз, выполненный в экспандере под радиальную уплотнительную планку;
8 - направление реактивной силы, поднимающей конец уплотнительной планки;
9 - направление утечки газа через зазор у внутренней поверхности паза ротора;
10 - направление утечки газа под уплотнение;
11 - направление утечки газа в паз через его внешнюю поверхность;
12 - внешняя поверхность паза ротора;
13 - внутренняя поверхность паза ротора;
14 - направление утечки газа через раскрывающийся зазор у лидирующей вершины ротора;
15 - направление силы трения.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Основной заявленного изобретения является то, что в отличии от известных решений, в которых уплотнительные элементы ротора, а также упругие элементы экспандеры, поджимающие уплотнительные элементы к рабочим поверхностям корпуса машины, выполнены отдельными деталями разъединено (фиг.1 ,3,6), уплотнительные элементы заявленного решения, а именно торцевые уплотнения в виде «планок» и цилиндрики объединены, а также экспандеры, то есть выполнены заодно целое (фиг.2,4,7,8,9).
Система уплотнения роторно-поршневого компрессора содержит, выполненные с торцевых и на вершинах ротора, в его радиальных пазах, радиальные 1 и торцевые 2 уплотнительные планки, взаимодействующие с цилиндриками 3, упругие элементы (экспандеры), расположенные под соответствующими уплотнительными планками, поджимающие уплотнительные планки к рабочим поверхностям корпуса компрессора и обеспечивающие герметизацию рабочих камер прижатием уплотнительных планок.
Каждый из уплотнительных цилиндриков 3 выполнен заодно с одним из концов (с лидирующим концом) торцевой уплотнительной планки 2 (фиг.2,4,9). Т.е. одна торцевая 2
уплотнительная планка и один уплотнительный цилиндрик 3 выполнены совмещенными в лидирующей вершине ротора и являются одной деталью. С каждой торцевой стороны ротора, в его пазах, установлено по две таких детали (фиг. 2). Такое выполнение обеспечивает легкую, надежную, не трудоемкую сборку системы, упрощает ее изготовление и обслуживание.
Радиальные 1 и торцевые 2 уплотнительные планки выполнены из антифрикционного композитного материала (например, из углепластиков/ фторполимерных композитов, углеродсодержащих и борсодержащих композитов), путем, например, горячей экструзии, прессования или литья.
На фиг.5. показаны утечки газа, происходящие у известных решений в процессе работы ротора и его торцевой уплотнительной планки, выполненной разъединено с уплотнительным цилиндриком. В процессе вращения ротора за счет центробежных сил и сил трения между уплотнительными цилиндриками и торцевыми уплотнительными планками образуется зазор, приводящий к утечке газа через образующийся у лидирующей вершины ротора зазор, а за счет реактивной силы, поднимается конец торцевой уплотнительной планки, приводящий к утечке газа через зазор по внутренней поверхности канавки ротора.
На фиг.ба показано, что за счет объединения торцевой планки 2 и уплотнительного цилиндрика 3, при воздействии центробежных сил и сил трения, за счет давления газа обеспечивается прилегание торцевой планки, исключается образование зазора между торцевой планкой и уплотнительным цилиндриком у лидирующей вершины ротора, так же отсутствует зазор по внутренней поверхности канавки, отсутствует реактивная сила ранее поднимающая конец планки и образующая самую большую утечку. Т.е. по сравнению с известными решениями, в которых закладывался зазор, компенсирующий тепловое расширение, в заявленном решении зазора у лидирующего уплотнительного цилиндрика нет, за счет чего уменьшается объем утечки и повышается эффективность работы системы уплотнения и компрессора в целом.
За счет применения антифрикционного композитного материала, дополнительно повышается эффективность работы торцевых уплотнений, достигаются лучшие показатели компрессора по перепуску и газодинамическому процессу в целом.
Прижатие уплотнительных элементов к рабочим поверхностям осуществлено экспандерами, расположенными под соответствующими уплотнительными элементами, и изготовленными из волнообразной пружинной стали, путем, например, штамповки, гибки.
Каждый экспандер 5 под уплотнительный цилиндрик 3 выполнен заодно с одним из концов одного экспандера 4 под торцевую уплотнительную планку 2, а также заодно с одним из концов одного экспандера 6 под радиальную уплотнительную планку 1 (Фиг.2,7,8,9). Т.е. экспандер 5 под уплотнительный цилиндрик 3, экспандер 4 под торцевую уплотнительную планку 2, а также экспандер 6 под радиальную уплотнительную планку 1 ,
соединенные заодно, представляют собой одну деталь. С каждой торцевой стороны ротора, в его пазы, устанавливаются по две таких детали. При сборке системы и установке каждой такой детали в пазы ротора, каждый экспандер 5 под уплотнительный цилиндрик и экспандер 4 под торцевую уплотнительную планку устанавливаются в торцевые пазы, а каждый экспандер 6 под радиальную уплотнительную планку 1 одновременно устанавливается в радиальный паз. При этом, при установке всех четырех деталей экспандеров, в каждом из двух радиальном пазе ротора располагаются два экспандера 6 один над другим.
Экспандеры, выполненные разъединено (как, например, у известных решений), при вращении ротора, имеют возможность смещаться (ерзать) в пазах ротора под уплотнительными элементами, что приводит к неравномерному прижатию уплотнительных элементов к рабочим поверхностям, плохой герметизации рабочих камер, преждевременному и неравномерному истиранию уплотнительных элементов (Фиг.1 ,6).
Каждый экспандер 6 под радиальную уплотнительную планку 1 выполнен ортогонально каждому экспандеру 4 под торцевую уплотнительную планку 2, и имеет паз 7 (открытый вырез), например, прямоугольный, выполненный по длинному краю и преимущественно по центру эспандера 6, предназначенный для надежной фиксации экспандеров 6 между собой (Фиг.7,8, 10,11).
При установке экспандеров в пазы ротора, экспандеры 6 под радиальную уплотнительную планку, за счет пазов, устанавливаются внахлест, тем самым сцепляются между собой и образуют надежное соединение (Фиг.11).
Такое выполнение экспандеров позволяет не только равномерно, качественно и надежно прижимать уплотнительные элементы к рабочим поверхностям, но и обеспечить легкую, не трудоемкую сборку системы, упростить ее обслуживание, повысить ее надежность и долговечность.
В отличии от аналогов, система уплотнения которых состоит из двадцати элементов, у заявленного решения система состоит из десяти элементов, что обеспечивает легкую, не трудоемкую сборку системы, упрощает ее обслуживание.
Система уплотнения роторно-поршневого компрессора работает следующим образом.
Эксцентриковый вал приводится во вращение от вала двигателя (условно не показано). От эксцентрикового вала вращение передается ротору, который совершает планетарное движение, вращаясь с валом и проворачиваясь относительно него. При вращении ротора объем рабочих камер циклически изменяется от минимального до максимального, за счет чего осуществляется рабочий процесс. При вращении ротора каждая уплотнительная планка под действием своего подпружиненного элемента (экспандера) плотно прижимается к своей рабочей поверхности. При этом, по сравнению с известными решениями, в которых уплотнительные и прижимные элементы выполнены
разъединено отдельными деталями, приводящее к тому, что во время работы роторно- поршневой машины за счет центробежных сил и сил трения между уплотнительными цилиндриками и торцевыми уплотнительными планками образуется зазор, приводящий к утечке газа через раскрывающийся зазор у лидирующей вершины ротора, а за счет реактивной силы, поднимается конец торцевой уплотнительной планки, приводящий к утечке газа через зазор по внутренней поверхности канавки ротора, у заявленного решения при вращении ротора, за счет выполнения торцевой уплотнительной планки и уплотнительного цилиндрика заодно, и качественного, надежного, постоянного прижатия их к рабочим поверхностям с помощью экспандеров, элементы которых выполнены заодно, такие зазоры не образуются и соответственно утечек газа не происходит, что приводит к повышению эффективности работы системы уплотнений, повышению герметичности рабочих камер, улучшению показателей компрессора по перепуску и газодинамическому процессу в целом.
Claims
1. Система уплотнения роторно-поршневого компрессора, содержащая, выполненные в пазах ротора, радиальные и торцевые уплотнительные планки, поджимаемые к рабочим поверхностям экспандерами и взаимодействующие с уплотнительными цилиндриками, отличающаяся тем, что радиальные и торцевые уплотнительные планки выполнены из антифрикционного композитного материала, причем каждый из уплотнительных цилиндриков выполнен заодно с одним из концов одной торцевой уплотнительной планки.
2. Система уплотнения роторно-поршневого компрессора, содержащая, выполненные в пазах ротора, радиальные и торцевые уплотнительные планки, поджимаемые к рабочим поверхностям экспандерами и взаимодействующие с уплотнительными цилиндриками, отличающаяся тем, что радиальные и торцевые уплотнительные планки выполнены из антифрикционного композитного материала, причем каждый экспандер под уплотнительный цилиндрик выполнен заодно с одним из концов одного экспандера под торцевую уплотнительную планку, а также заодно с одним из концов одного экспандера под радиальную уплотнительную планку.
3. Система уплотнения по п.2, отличающаяся тем, что каждый экспандер под радиальную уплотнительную планку выполнен ортогонально экспандеру под торцевую уплотнительную планку и имеет паз.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US17/426,016 US11988207B2 (en) | 2019-01-28 | 2019-01-28 | Sealing system for a rotary-piston compressor |
| PCT/RU2019/000049 WO2020159394A1 (ru) | 2019-01-28 | 2019-01-28 | Система уплотнения роторно-поршневого компрессора |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2019/000049 WO2020159394A1 (ru) | 2019-01-28 | 2019-01-28 | Система уплотнения роторно-поршневого компрессора |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2020159394A1 true WO2020159394A1 (ru) | 2020-08-06 |
Family
ID=71841531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2019/000049 WO2020159394A1 (ru) | 2019-01-28 | 2019-01-28 | Система уплотнения роторно-поршневого компрессора |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11988207B2 (ru) |
| WO (1) | WO2020159394A1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023283660A1 (de) | 2021-07-14 | 2023-01-19 | Ausserer Florian Karl | Rotationskolbenverdichter |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58177575U (ja) * | 1982-05-24 | 1983-11-28 | クラリオン株式会社 | バンケル式コンプレツサのシ−ル部材 |
| RU1814689C (ru) * | 1990-03-23 | 1993-05-07 | В.Д. Журилов | Роторно-поршневой двигатель Журилова В. |
| RU2484107C1 (ru) * | 2011-12-16 | 2013-06-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова" | Полимерная композиция триботехнического назначения |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1237856B (de) * | 1963-02-27 | 1967-03-30 | Nsu Motorenwerke Ag | Ringfoermige Innendichtung fuer Kolben von Rotationskolbenmaschinen, insbesondere-Brennkraftmaschinen |
| US3794450A (en) * | 1972-02-09 | 1974-02-26 | Gen Motors Corp | Rotary machine apex seal |
| US3887311A (en) * | 1974-03-28 | 1975-06-03 | Gen Motors Corp | Rotary machine apex seal |
| DE2521049A1 (de) * | 1975-05-12 | 1976-11-25 | Leander Wildner | Radial-axialdichtungsanlage fuer kreiskolben |
| US4012180A (en) * | 1975-12-08 | 1977-03-15 | Curtiss-Wright Corporation | Rotary compressor with labyrinth sealing |
| JPS58177575A (ja) | 1982-04-09 | 1983-10-18 | Hitachi Ltd | ビデオデイスクプレ−ヤのリ−ドイン調整機構 |
| RU2338071C1 (ru) | 2007-04-03 | 2008-11-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверской государственный технический университет" | Система уплотнения роторно-поршневого двигателя |
| UA104999C2 (ru) * | 2010-07-28 | 2014-04-10 | Максим Вікторович Оленич | Роторно-поршневой компрессор |
| GB2557946A (en) | 2016-12-19 | 2018-07-04 | Pattakos Manousos | Rotary engine |
-
2019
- 2019-01-28 US US17/426,016 patent/US11988207B2/en active Active
- 2019-01-28 WO PCT/RU2019/000049 patent/WO2020159394A1/ru active Application Filing
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58177575U (ja) * | 1982-05-24 | 1983-11-28 | クラリオン株式会社 | バンケル式コンプレツサのシ−ル部材 |
| RU1814689C (ru) * | 1990-03-23 | 1993-05-07 | В.Д. Журилов | Роторно-поршневой двигатель Журилова В. |
| RU2484107C1 (ru) * | 2011-12-16 | 2013-06-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова" | Полимерная композиция триботехнического назначения |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| WREDE, F ET AL.: "Recent Status of Trochoidal Type Compressors for Heat Pumps in Germany", INTERNATIONAL COMPRESSOR ENGINEERING CONFERENCE, PAPER 530, 1986, XP055726576, Retrieved from the Internet <URL:https://docs.lib.purdue.edu/icec/530> * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023283660A1 (de) | 2021-07-14 | 2023-01-19 | Ausserer Florian Karl | Rotationskolbenverdichter |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20220136505A1 (en) | 2022-05-05 |
| US11988207B2 (en) | 2024-05-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10221690B2 (en) | Rotary engine with intake and exhaust through rotor shaft | |
| CA2672332C (en) | A rotary device | |
| CA2642932C (en) | Vane machine with stationary and rotating cylinder parts | |
| US4028021A (en) | Rotary trochoidal compressor with compressible sealing | |
| US4018548A (en) | Rotary trochoidal compressor | |
| KR20010109305A (ko) | 회전식 유체기계, 베인식 유체기계, 및 내연기관의 폐열회수장치 | |
| EP0808411B1 (en) | Rotary device with slidable vane supports | |
| EP3665405B1 (en) | Piston sealing ring assembly having a gap cover element | |
| US3902829A (en) | Rotary power device | |
| WO2020159394A1 (ru) | Система уплотнения роторно-поршневого компрессора | |
| EP1617040A2 (en) | Vane-type rotary apparatus with split vanes | |
| CA2782745A1 (en) | Apex seal arrangement for rotary internal combustion engine | |
| EP0058456A1 (en) | A rotating vane-pump or -motor | |
| CA2782794C (en) | Apex seal for rotary internal combustion engine | |
| US3767333A (en) | Energy converters with crankpin concentric pistons | |
| US3904332A (en) | Seal for rotary device | |
| US3799710A (en) | Vanes for rotary pumps and motors | |
| CN216950859U (zh) | 一种泵体组件及旋转式压缩机 | |
| US20150377023A1 (en) | Eccentric motor | |
| US4207039A (en) | Seal grid system for a rotary piston mechanism | |
| US11873816B2 (en) | Rotary vane device with longitudinally extending seals | |
| US3269329A (en) | Sealing means for vanes of rotary vane machines | |
| CA2782735C (en) | Apex and face seals with rotary internal combustion engine | |
| CN109026696B (zh) | 压缩机泵体、压缩机、空调器 | |
| RU188307U1 (ru) | Двигатель |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 19913864 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 19913864 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |