Генератор мощности

 

1. ГЕНЕРАТОР МОЩНОСТИ, содержащий связанные между собой приводной двигатель и насос, расположенные в корпусе с центральным отверстием для прохода вала, состоящим из трех разделенных неподвижными перегородками отсеков, при этом в центральном отсеке размещен блок цилиндров приводного двигателя с поршнями, соединенными при помощи штоков с качающимся относительно вала диском, расположенным в смежном отсеке, причем штоки связаны с диском при помощи шаровых шарниров, отличающийся тем, что, с целью уменьшения боковой нагрузки на поршень и обеспечения герметизации отсеков один от другого, каждый шаровой шарнир, соединяющий шток поршня с качающимся диском , вьшолнен с двумя контактными сферическими поверхностями, причем сферическая поверхность, находящаяся ««4.,:; «( % ч . .; в контакте с качающимся диском, имеет радиус кривизны больший, чем радиус сферической поверхности, находящейся в контакте со штоком, а последний в зоне пере&ечения с неподвижной перегородкой снабжен уплотнением, охватывающим шток и уст новленным с возможностью контакта со стенками неподвижной перегородки , имеющей отверстие для установки указанного уплотнения. 2.Генератор по п. 1, отличающийся тем, что уплотненение выполнено в вроде сферического шарнира, имеющего диск с кольцевой наружной канавкой и внутренним сферическим осевым отверстием, сопря (Л женным со сферическим телом, имеющим осевое отверстие для прохода штока, причем уплотнение шарнирно установлено в сквозном отверстии перегородки с гарантированным радиальным зазором относительно перегородки , и торцевые стенки кольцевой канавки охватывают участки стенки перегородки, примыкающие к отверстию . 3.Генератор по п. 1, о т л и- . чающийся тем, что уплотнение выполнено в виде упругого шарнира, имеющего диск из упругого материала с кольцевой наружной канавкой и внутренней осевой цилиндрической поверхностью , сопряженной с наружной поверхностью износостойкой втулки с осевым отверстием для прохода штока.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ соцИАлистичесних

РЕСПУБЛИН (19) (11) 4(51) F 04 В 17 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К flATEHTV штока.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 261 7558/25-06 (22) 12.05.78 (31) О/177519 (32) 12. 05. 77 (33) Бельгия (46) 23.03.85. Бюл. № 11 (72) Марсель Жирнаер (Бельгия) (71) С.Е.К.А. Сосьете Аноним (Сосьете д Антреприз Коммерсьяль э Аэронотик) (Бельгия) (53) 621.223(088.8) (56) 1. Патент CIIIA ¹ 3.198.022, кл. 14-60, 1965. (54) (57) 1. ГЕНЕРАТОР МОЩНОСТИ, содержащий связанные между собой приводной двигатель и насос, расположенные в корпусе с. центральным отверстием для прохода вала, состоящим из трех разделенных неподвижными перегородками отсеков, при этом в центральном отсеке размещен блок цилиндров приводного двигателя с поршнями, соединенными при помощи штоков с качающимся относительно вала диском, расположенным в смежном отсеке, причем штоки связаны с диском при помощи шаровых шарнйров, отличающийся тем, что, с целью уменьшения боковой нагрузки на поршень и обеспечения герметизации отсеков один от другого, каждый шаровой шарнир, соединяющий шток поршня с качающимся диском, выполнен с двумя контактными сферическими поверхностями, причем сферическая поверхность, находящаяся в контакте с качающимся диском, имеет радиус кривизны больший, чем радиус сферической поверхности, находящейся в контакте со штоком, а последний в зоне пересечения с неподвижной перегородкой снабжен уплотнением, охватывающим шток и установленным с возможностью контакта со стенками неподвижной перегородки, имеющей отверстие для установки указанного уплотнения.

2. Генератор по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что уплотненение выполнено в виде сферического шарнира, имеющего диск с кольцевой наружной канавкой и внутренним сферическим осевым отверстием, сопряженным со сферическим телом, имеющим осевое отверстие для прохода штока, причем уплотнение шарнирно установлено в сквозном отверстии перегородки с гарантированным радиальным зазором относительно перегородки, и торцевые стенки кольцевой канавки охватывают участки стенки перегородки, примыкающие к отверстию.

3. Генератор по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что уплотнение выполнено в виде упругого шарнира, имеющего диск из упругого материала с кольцевой наружной канавкой и внутренней осевой цилиндрической поверхностью, сопряженной с наружной поверхностью износостойкой втулки с осевым отверстием для прохода

Ф 1147

Изобретение относится к насосостроению, в частности к насосам, агрегатированным с приводным двигателем, для преобразования энергии топлива приводного двигателя в энергию рабочей жидкости, перекачиваемой насосом.

Известен генератор мощности, содержащий связанные между собой приводной двигатель и насос, размещенные в корпусе с центральным отверстием для прохода вала, состоящим из трех разделенных неподвижными перегородками отсеков, при этом в центральном отсеке размещен блок цилиндров приводного двигателя с поршнями, соединенными при помощи штоков с качающимся относительно вала диском, расположенным в смежном отсеке, причем штоки связаны с диском при 20 помощи шаровых шарниров t1j .

При работе известного генератора его диск, связанный штоками с поршнями блока цилиндров приводного двигателя, совершает качательное движение,25 при этом из-за особенностей кинематической связи поршень нагружается боковой силой, что снижает механический КПД приводного двигателя с и способствует преждевременному

30 износу поршней. Отсек приводного двигателя в известнЬм устройстве сообщается с отсеком, где расположен качающийся диск, в результате газы из цилиндров приводного двигателя внутреннего сгорания прорываются в отсек с качающимся диском, что приводит к ускорению окислительных процессов в масле систем смазки, при этом масло быстрее теряет свои эксплуатационные качества, и долговечность узлов трения, подлежащих смазке, существенно уменьшается.

Цель изобретения — уменьшение боковой нагрузки на поршень и обес— печение герметизации отсеков один от другого.

Эта цель достигается тем, что в генераторе мощности, содержащем 50 связанные между собой приводной двигатель и насос, размещенные в корпусе с центральным отверстием для прохода .вала, состоящим из трех разделенных неподвижными перегородками 55 отсеков, при этом центральный отсек содержит блок цилиндров приводного двигателя с поршнями, соединенными

254 2 при помощи штоков с качающимся относительно вала диском, расположенном в смежном отсеке, причем штоки связаны с диском при помощи шаровых шарниров, каждый шаровой шарнир, соединяющий шток поршня с качающимся диском, выполнен с двумя контактными сферическими поверхностями, а сферическая поверхность, находящаяся в контакте с качающимся диском, имеет радиус кривизны больший, чем радиус сферической поверхности, находящейся в контакте со штоком, а последний в зоне пересечения с неподвижной перегородкой снабжен уплотнением, охватывающим шток и установленным с возможностью контакта со стенками неподвижной перегородки, имеющей отверстие для установки указанного уплотнения.

При этом уплотнение выполнено в виде сферического шарнира, включающего диск с кольцевой наружной канавкой и внутренним сферическим осевым отверстием, сопряженным со сферическим телом, имеющим осевое отверстие для прохода штока, причем уплотнение шарнирно установлено в сквозном отверстии перегородки с гарантированным радИальным зазором относительно перегородки, и торцевые стенки кольцевой, канавки охватывают участки стенки перегородки, примыкающие к отверстию.

Кроме того, уплотнение может быть выполнено в виде упругого шарнира, включающего диск из упругого материала с кольцевой наружной канавкой и внутренней осевой цилиндрической поверхностью, сопряженной с наружной поверхностью износостойкой втулки с осевым отверстием для прохода штока.

На фиг. 1 изображена схема подключения генератора к внешней нагрузке; на фиг. 2 — вариант схемы подключения генератора к внешней нагрузке, на фиг. 3 — вариант исполнения поршня насоса, показанного на фиг. 1, на фиг. 4 — вариант исполнения генератора с двумя насосными блоками, на фиг. 5 — вавиант исполнения генератора с одним насосным блоком, на фиг. 6 — вариант исполнения уплотнения штока в виде сферического шарнира, на фиг. 7 — вариант .исполнения уплотнения штока в виде упругого шарнира, на фиг. 8 — вариант исполнения генератора с компрес3 11472 сорным блоком; на фиг. 9 — модифицированный вариант исполнения генератора с компрессорным блоком, показанного на фиг. 8; на фиг. 10 — сечение А-А на фиг. 9.

Генератор мощности представляет собой приводной двигатель, содержащий (фиг. 1) цилиндр 1 с поршнем

2, при помощи штока -3 связанный с проходным поршнем 4 насоса высокого 1р давления, включающего цилиндр 5 с впускным отверстием 6 и выпускным отверстием 7 с нагнетательным каналом 8 . Выход насоса при помощи нагнетательной гидролинии 9 и распределительного устройства 10 подключен к внешней нагрузке, например гидромотору 11 с вращательным движением выходного звена. Выход гидромотора через распределительное устройство 10 сообщен с гидробаком 12. Рабочая жидкость из гидробака 12 подается во впускное отверстие 6 цилиндра насоса при помощи подпиточного насоса 13, в нагнетательную гидролинию которого вклю- 25 чен регулировочный клапан 14 с возвратной линией 15. В гидролинии

9 установлен гидроклапан 16, позволяющий отключить гидромотор 11, не останавливая насоса, при этом нагнетаемая насосом рабочая жидкость по гидролинии 17 возвращается в гидробак 12. Таким образом, на фиг. 1 показана схема использования генератора мощности в схеме с разомкнутым контуром циркуляции. Однако

35 генератор мощности может быть использован в схеме с замкнутым контуром циркуляции, как это показано на фиг. 2. Отличие этой схемы состоит в том, что между распределительным устройством 10 и впускным отверстием 6 насоса включена гидро-. линия 18 низкого давления, образующая совместно с гидролиниями подвода и отвода гидромотора и нагнетательной линией 9 замкнутый контур циркуляции.

Замкнутый контур циркуляции снабжен необходимой гидроаппаратурой, позволяющей осуществлять регулирование выходных параметров привода.

К нагнетательной гидролинии 9 подключен гидроаккумулятор 19 с изменяемой характеристикой, а к гидроли- 55 нии 18 низкого давления — гидроаккумулятор 20 и подпорный клапан 21. Между нагнетательной гидролинией 9 и гид54 4 ролинией 18 низкого давления включен предохранительный клапан 22.

Проходной поршень 4 насоса высокого давления имеет на торце 23 проходное отверстие 24 и снабжен упором 25 с пазами 26 для прохода жидкости. Между торцем 23 и упором

25 размещен с возможностью ограниченного перемещения хвостовик 27 штока 3, связанного с поршнем 2 приводного двигателя. При ходе штока 3 влево хвостовик 27 взаимодействует с упором 25, и поршень 4 перемещается совместно со штоком 3, при этом рабочий цилиндр 5 через впускное отверстие 6, пазы 26 и проходное отверстие 24 заполняется рабочей жидкостью. При ходе штока

3 вправо хвостовик 27 взаимодействует с торцем 23 поршня и последний перемещается совместно со штоком

3, вытесняя рабочую жидкость через выпускное отверстие 7 и нагнетательный клапан 8 в нагнетательную гидролинию 9.

Конструктивно генератор мощности может быть реализован следующим образом.

Генератор мощности содержит корпус 28 с отверстием для прохода вала 29, состоящий из трех разделенных неподвижными перегородками

30 и 31 отсеков 32-34, при этом центральный отсек 32 включает блок цилиндров 35 приводного двигателя с поршнями 36 при помощи штоков 37 с качающимся относительно вала 29 диском 38, расположенным в смежных отсеках 33 и 34, причем штоки 37 связаны с соответствующим диском

38 при помощи. шаровых шарниров 39 (фиг. 4) . К каждому крайнему отсеку

33 или 34 прикреплен насос высокого давления, включающий связанные с качающимся диском 38 плунжера 40, установленные с возможностью возвратнопоступательного движения в рабочих цилиндрах 41. Каждый цилиндр 41 имеет головку 42 со всасывающим

43 и нагнетательным 44 клапанами, причем рабочая жидкость ко всасывающим клапанам 43 подается при помощи насоса 13 подпитки.

Каждый шаровой шарнир, соединяющий шток 37 поршня 36 с качающимся диском 38, выполнен двойным с двумя контактными сферическими поверхностями 45 и 46, причем сферическая

1147254 поверхность 46, находящаяся в контакте с качающимся диском 38, имеет радиус кривизны больший, чем радиус сферической поверхности 45, находящейся в контакте со штоком 37.

Каждый шток 37 в зоне пересечения с соответствующей перегородкой

30 или 31 снабжен уплотнением, охватывающим шток 37 и установленным с возможностью контакта со стенками неподвижной перегородки 30 или 31, имеющей отверстие 47 для установки этого уплотнения. Уплотнение может быть выполнено в виде сферического шарнира, включающего диск 48 с коль- 15 цевой наружной канавкой 49 и внутренним сферическим осевым отверстием

50, сопряженным со сферическим телом 51, имеющим осевое отверстие для прохода штока 37, причем уплот- 20 нение шарнирно установлено в сквозном отверстии 47 перегородки 30 с гарантированным радиальным зазором относительно перегородки и торцевые стенки кольцевой канавки 49 охваты- 25 вают участки стенки перегородки 30, примыкающей к отверстию 47 (фиг. 6).

Изобретение предусматривает другой вариант исполнения уплотнения— в виде упругого шарнира, включающего Зр диск 52 из упругого материала с кольцевой наружной канавкой и внутренней осевой цилиндрической поверхностью, сопряженной с наружной поверхHOCThIO H3HOCOCTOHKOH ETQJIKH 53 с осевым отверстием для прохода штока

37 (фиг. 7).

Представленный на фиг. 5 генератор мощности отличается от генераторр мощности, изображенного на 40 фиг. 4, тем, что в нем предусмотрен один насосный блок, который приводится качающимся, диском 38, расположенным в отсеке 33 и связанным валом 29 с вторым качающимся диском 45

38, расположенным в отсеке 34, что позволяет реализовать в энергию потока насоса всю мощность, развиваемую приводным двигателем. В указанном вариант е исполнения. отс еки герметизируются при помощи уплотнения, представленного на фиг. 6 .

На фиг. 8 и,9 представлен вариант исполнения генератора мощности, в котором вместо насоса высокого давления установлен компрессор, причем компрессор размещен в одном отсеке с приводным двигателем.

В этом варианте исполнения генератор мощности имеет один рабочий цилиндр 54 с двумя поршнями 36, связанными с качающимися дисками

38 так же, как в генераторе, показанном на фиг. 5, а компрессор, эквивалентный по мощности насосу высокого давления, включает пва оппозитно установленных в цилиндре

55 поршни 56 и 57, связанные штоками

58 с соответс гвующими качающимися дисками 38. В варианте исполнения, показанном на фиг. 8, всасывающие клапаны 59 расположены в поршнях

56 и 57, а нагнетательные клапаны 60 прикреплены к цилиндру 55, а в варианте исполнения, показанном на фиг. 9, и всасывающий 59 и нагнетательный 60 клапаны прикреплены к цилиндру 55 (фиг. 10).

Таким образом, при реализации изобретения введением двойных шаровых шарниров между штоком поршня приводного двигателя и качающимся диском достигается уменьшение бокового усилия, действующего на поршень, что обеспечивает повышение

КПД генератора мощности.

Важным результатом от реализации изобретения в части герметизации отсеков является также возможность предусмотреть независимую и эффективную систему смазки как для приводного двигателя, расположенного в центральном отсеке, так и для механизмов, расположенных в смежных отсеках, что позволяет существенно повысить долговечность генератора мощности.

1147254

20 5

1147254 а

27

2Ч

3 A 2f

f фиа

1147254

1147254

1147254

Фиг.б

1147254

1147254

Фиг.9

ВНИИПИ Заказ 1388/46 Тираж 586 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул.Проектная, 4