Поршневая машина

 

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для преобразования возвратно-поступательного движения во вращение. Цель изобретения - повышение мощности поршневой машины. Машина

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (11) (51)5 F 01 В 9/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) ПОРШНЕВАЯ МАШИНА (57) Изобретение относится к машиностроению и предназначено для преобразования возвратно-поступательного движения во вращение. Цель изобретения — повышение мощности поршневой машины. Машина

22 21 2 (21) 4693360/29; 4726190/29 (22) 24.05.89 (46) 23.04..92. Бюл. М 15 (75) И.А.Сергейчук (53) 621.437(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1652626, кл. F 01 В 9/08, 18,10,88; р00 2

«Ф Й " (йй И " + вннекю

1728501 имеет корпус 1 с закрепленными в нем направляющими гильзами, в которых с воз.можностью возвратно-поступательного движения установлен цилиндр (Ц) 7 с овальными отверстиями 9 для осуществления движения относительно выходного вала 10, проходящего через эти отверстия и через неподвижно закрепленный в корпусе 1 с помощью опорного вала 12 поршень (П) 18.

Для движения Ц 7 относительно вала 12 в Ц

7 имеются овальные отверстия 11. На Ц 7 с противоположных сторон у каждого отверстия 9 образован выступ 13 с закрепленной на нем линейной рейкой 15, взаимодействующей с элементами передаточного механизма, выполненными в виде шестерен 25 и

26 и установленными на валу 10 в области перемещения рейки 15. При движении Ц 7 относительно П 18 рейки 15 взаимодействуют с шестернями 25 и 26 обгонных муфт, которые приводят вал 10 во вращательное движение в одном направлении, Радиальное перемещение Ц7 во время работы предотвращают регулировочные упоры 33, а

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное.

Целью изобретения является повышение мощности поршневой машины.

На фиг.1 схематически показана поршневая машина, разрез; на фиг.2 — разрез

А-А на фиг.1; на фиг.3 — поршневая машина с буферными элементами, разрез; на фиг.4 — разрез Б-Б на фиг.3.

Поршневая машина имеет корпус 1 с торцовыми крышками 2, в которых закреплены направляющие гильзы 3 с всасывающими и выхлопными окнами 4 и 5 соответственно (одна гильза 3 закреплена на крышке 2, а другая — в корпусе 1). Гильзы

3 закрыты крышками 6. В направляющих гильзах 3 с возможностью возвратно-поступательного движения установлен цилиндр

7, имеющий аналогичные всасывающие и выхлопные окна, крышки 8, два противоположных овальных отверстия 9, в которых установлен выходной вал 10, два овальных отверстия 11, в которых установлен опорный вал 12, и образованные у каждого отверстия 9 выступы 13 с буртами 14. Между буртами 14 размещены зубчатые рейки 15, через отверстия 16 закрепленные болтами

17. Выступы 13 с зубчатыми рейками 15 расположены диаметрально противоположрасположение выступов 13 с рейкой 15 на Ц

7 по обе его стороны симметрично плоскости, проходящей через оси Ц 7 и вала 10, уменьшает осевой момент Ц 7. В днище корпуса 1 и его крышке установлены буферные элементы, например эластичные (пружинные, гидравлические, пневматические), а на концах упоров 33 вмонтированы тормозные ролики, взаимодействующие с образованными на концах выступов 13 наклонными лысками, При запуске, остановке или в аварийных случаях возможен заход П 18 в камеру сгорания вплоть до контакта с крышкой гильз. В таких случаях, например, при малых инерционных силах П 18 торцы его выступов 13 вступают во взаимодействие с буферными элементами, исключая заход П 18 в камеру сгорания. При значительных инерционных силах П 18 дополнительно вступают в работу тормозные ролики, которые, взаимодействуя с наклонными лысками, окончательно останавливают П 18 на допустимой (расчетной) границе.

8 з.п, ф-лы, 4 ил. но со стороны каждого овального отверстия

9. Поршень 18 с кольцами 19 установлен в цилиндре 7 и посредством запрессованных в нем втулок 20 связан с валом 10, через

5 которые он проходит свободно, а в корпусе

1 вал 10 установлен на подшипниках 21, размещенных в стаканах 22, закрытых крышками 23.

Внутреняя полость 24, ограниченная в

10 осевом направлении торцами крышек 8 и торцами поршня 18, образует рабочие ка меры, На выходном валу 10 в области образованных в цилиндре 7 выступов 13 установлены обгонные муфты 25 и 26, вы15 полненные в виде шестерен, взаимодействующих с зубчатыми рейками 15. Сцепление обгонных муфт 25 и 26 с валом 10 осуществляется за счет вмонтированных в муфты роликов 27, взаимодействующих с напрес20 сованными на вал 10 втулками 28. Для исключения осевого перемещения обгонных муфт 25 и 26 на валу 10 установлены шайбы

29 и 30 и распорные втулки 31. Для исключения радиального смещения цилиндра 7 и

25 регулировки зубчатого зацепления между рейкой 15 и обгонными муфтами 25 и 26 в корпусе 1 установлены закрепленные болтами 32 упоры 33 с регулировочными прокладками 34. Упоры 33 могут быть

30 выполнены как в виде пластин, так и с вмонтированными в них роликами. Для исключе1728501 ния нагрузки на выходной вал 10 при работе машины в поршне 18 выполнено сквозное отверстие 35. Поршень 18 установлен на опорном валу 12 с возможностью радиального перемещения, а в цилиндре 7 выполне- 5 ны овальные отверстия 11, через которые свободно проходит опорный вал 12, закрепленный в отверстиях 36 корпуса 1 с помощью шайбы 37 и гайки 38.

Кроме того, в корпусе 1 и его крышке 2 10 (фиг.4) установлены по два буферных элемента 39, которые предназначены для предотвращения контактирования (ударов) днищ поршня 18 с внутренними поверхностями крышек2 направляющих гильзЗ.Для 15 достижения поставленной цели в поршневой машине предусмотрены также тормозные ролики 40, вмонтированные с помощью пластин 41 на концах регулировочных упоров 33 и взаимодействующиес наклонными 20 лысками 42, образованными на концах выступов 13. При значительных инерционных силах ролики 40 предназначены для восприятия части этих инерционных сил во время захода поршня 18 в объем камеры сжатия и 25 остановки поршня 18 на допустимой (расчетной) границе. Буферные элементы 39 могут быть выполнены из эластичного материала, в виде пружины, в виде эластичных камер, заполненных жидкостью или ra- 30 зом.

Поршневая машина работает r..ëåäóþщим образом. При перемещении ц линдра

7 относительно поршня 18, обусловленном термодинамическими процессами, проис- 35 ходящими в рабочих камерах, обе обгонные муфты 25 и 26 совершают маятниковое вращение относительно выходного вала 10 вследствие зацепления их зубьев с линейными рейками 15, закрепленными на высту- 40 пах 13 цилиндра 7, причем обгонные муфты

25 и 26 одна относительно другой совершает вращение в противофазе, Если одна из обгонных муфт (например, муфта 26) отно-. сительно выходного вала 10 вращается по 45 часовой стрелке, то другая муфта 25 вращается против часовой стрелки. Таким образом, при любом направлении движения цилиндра 7 каждая из обгонных муфт 25 и

26 поочередно сцепляется с выходным ва- 50 лом 10 и тем самым обеспечивает передачу прямолинейного возвратно-поступательного движения цилиндра 7 на выходной вал 10, который совершает вращательное движение в одном из направлений, При этом одна 55 из обгонных муфт работает вхолостую, а другая обеспечивает передачу движения с цилиндра 7 на выходной вал 10, При изменении движения цилиндра 7 каждая из обгонных муфт меняет режим работы с холостого на рабочий и наоборот. Для исключения выхода из зацепления линейных реек 15 с обгонными муфтами 25 и 26 и регулировки их зацепления служат упоры 33 с регулировочными прокладками 34, Для увеличения долговечности работы машины поршень 18 установлен на опорном валу 12 с воэможностью его радиального смещения относительно опорного вала, При равномерной работе машины поршень 18, совершая возвратно-поступательное движение, останавливается под воздействием расширяющихся газов (гидравлического усилия или сжатия воздуха) перед объемом камер сжатия рабочих камер, а в момент запуска, остановки или в аварийных случаях поршень 18 под воздействием сил инерции заходит в объем камер сжатия рабочих камер, причем возможно даже контактирование (удары) днищ поршня 18 с внутренними поверхностями крышек

2 направляющих гильз 3. Пои запуске, остновке или в аварийных случаях, когда поршень 18 заходит в объем камер сжатия рабочих камер, вступают в работу буферные элементы 39, которые контактируют с торцами выступов 13 поршня 18 и гасят его скорость до предела остановки поршня 18 на требуемой границе. При больших инерционных силах поршень 18, сжимая буферные элементы 39, продолжает двигаться в объем камер сжатия рабочих камер, но дальнейшее продвижение останавливают тормозные ролики 40, которые контактируют с наклонными лысками 42 выступов 13 и останавливают поршень 18 на допустимой (расчетной) границе.

Для разборки машины необходимо снять крышку 2 вместе с направляющей гильзой 3 и крышкой 6. В нижней части необходимо снять такую же направляющую гильзу 3 с крышкой 6. Затем последовательно снимают крышки 23, стаканы 22, подшипники 21, распорные втулки 31, шайбы 30 и обгонные муфты 25 и 26. Выпрессовывают втулки 28, снимают шайбы 29, вынимают вал 10. Далее необходимо вынуть вал 12, а затем гильзу 3 с рейками 15. В дальнейшем отворачивают болты 32 и вынимают упоры

33 с регулировочными прокладками 34.

Сборку производят в обратной последовательности.

В связи с тем, что передаточный механихм предложенной конструкции вынесен

1 из поршня 18 на периферию цилиндра 7 по обе его стороны и закреплен на выходном валу 10 симметрично относительно плоскости, проходящей через оси этого вала 10 и цилиндра 7, его практически можно изготовить с такой прочностью, которая способст1728501

17

28

1Ч вует передаче на вал 10 всей мощности, создаваемой в камерах сгорания при определенном диаметре поршня 18, из-за чего мощность машины увеличивается до расчетного значения. Кроме того, .в конструкции 5 машины взаимодействующие элементы имеют меньший износ за счет установки поршня 18 на опорном валу 12 с возможностью радиального смещения его относительно опорного вала 12 и исключения 10 осевого смещения циилиндра 7 благодаря наличию регулируемых упоров 33. что ведет к увеличению срока службы поршневой машины.

Формула изобретения

1, Поршневая машина, имеющая корпус с торцовыми крышками, цилиндр с овальными отверстиями и наружными выступами с зубчатыми рейками, установленный в кор- 20 пусе с возможностью возвратно-поступательного перемещения, неподвижный поршень, выходной вал, а также обгонные муфты с зубчатыми венцами, смонтированные на выходном валу с возможностью вза- 25 имодействия с зубчатыми рейками, о т л ич а ю щ а я с я тем, что с целью повышения мощности, машина снабжена неподвижным опорным валом и регулировочными упорами, в цилиндре и поршне выполнены допол- 30 нительные отверстия, причем в цилиндре— овальные, наружные выступы с зубчатыми рейками расположены диаметрально противоположно со стороны каждого овально1о отверстия с возможностью взаимодействия 35 с регулировочными упорами, закрепленными в корпусе, а опорный вал установлен в дополнительных отверстиях цилиндра и поршня, 2. Машина по п.1, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что упоры выполнены в виде пластин.

3. Машина по п.1 или п.2, о т л и ч а ющ а я с я тем, что она снабжена роликами, установленными в упорах и взаимодействующими с выступами.

4. Машина по п.1, отличающаяся тем, что поршень установлен на опорном валу с возможностью радиального перемещения, 5. Машина по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена буферными элементами и тормозными роликами, при этом на выступах цилиндра выполнены наклонные лыски, буферные элементы закреплены на внутренней поверхности корпуса со стороны торцовых крышек, а тормозные ролики установлены в упорах с возможностью взаимодействия с наклонными лысками выступов цилиндра.

6. Машина по и 5, о тл и ч а ю ща я с я тем, что буферные элементы выполнены из эластичного материала.

7. Машина по п.5, отличающаяся тем, что буферные элементы выполнены в виде пружины.

8. Машина по и 5, отл и ч а ю ща я с я тем, что буферные элементы выполнены в виде эластичных камер, заполненных жидкостью.

9. Машина по п.5, о тл и ч а ю ща я с я тем, что буферные элементы выполнены в виде эластичных камер, заполненных газом.

1728501

1728501

Составитель А.Павлов

Техред M.Моргентал Корректор М.Кучерявая

Редактор Г.Бельская

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1391 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5