ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ Российский патент 1994 года по МПК F03C5/02 

Изобретение относится к гидропневмомашиностроению и может найти применение в приводах вращательного действия различных машин.

Известен пневмогидродвигатель, содержащий статор, в котором установлен эксцентриковый ротор и эластичные силовые элементы в виде камер, размещенных в зазоре между ротором и статором, наружная поверхность каждой камеры охвачена пучками жил, концы которых закреплены на поверхности статора и ротора, при этом точки крепления жил расположены на прямых, перпендикулярных плоскости вращения ротора.

Недостатком пневматического двигателя, принятого за прототип, является недостаточно высокий крутящий момент.

Целью изобретения является повышение крутящего момента. Поставленная цель достигается тем, что пневматический двигатель, содержащий корпус, рабочую камеру с деформируемыми стенками, коленчатый вал и систему газораспределения, при этом камера закреплена на корпусе и кинематически связана с коленчатым валом, выполнен в виде кривошипно-шатунного механизма, установленного на приваренном к корпусу коническом кольце и размещенного в полости рабочей камеры, четырех запорных органов, попарно соединенных педалями, баллона, заполненного сжатым воздухом, вакуум-камеры, а также впускных и выпускных клапанов, при этом клапаны закреплены на корпусе с возможностью взаимодействия с соответствующими шатунами кривошипно-шатунного механизма и попеременного сообщения полости рабочей камеры с баллоном и вакуум-камерой, кривошипно-шатунный механизм кинематически связан через шатун и торцевую стенку рабочей камеры с коленчатым валом, причем один из пары запорных органов сообщает баллон с выпускными отверстиями, другой - вакуум-камеру с впускным отверстием, а во второй паре запорных органов один из них сообщает баллон с впускным отверстием, а другой - вакуум-камеру с выпускным отверстием.

Свойства пневматических двигателей совпадают как в известной, так и в предложенной совокупности, в обоих решениях это пневмодвигатель, но предложенный пневмодвигатель обладает высоким крутящим моментом, чего нет в известном пневмодвигателе.

На чертеже изображен пневматический двигатель (в разрезе), состоящий из корпуса 1, к которому приварено коническое кольцо 2, на котором укреплены подшипники 3, в которых находятся концы кривошипно-шатунного механизма 4, который с помощью шатуна 5 закреплен через подшипники 6 к шляпке гильзы 7, сопряженной с гильзой 8, которая контактирует с выпускными клапанами 9. Гильзы 7 и 8 подпружинены между собой пружинами 10 и 11, одна из которых упирается в шляпку гильзы 8, а другая - в шайбу 12, приваренную к впускной трубе 13, в которой находится впускной клапан 14. Дополнительный шатун 15 через подшипники 16 соединен с кривошипно-шатунным механизмом 4, с одной стороны, и торцевой стенкой рабочей камеры 17 - с другой, которая с другой стороны, через подшипники 18, соединена с коленчатым валом 19. Корпус 1 и торцевая стенка 17 соединены между собой камерой 20, которая стянута кольцами 21 и 22, соответственно с внутренней и наружной сторон. От баллона 23 и вакуум-камеры 24 отходят трубопроводы 25 и 26, в которых врезаны запорные органы 27 и 28, 29 и 30, попарно соединенные и управляемые педалями 31 и 32, соединенными соответственно с вышеуказанными впускным 14 и выпускными 9 клапанами, вышеупомянутый баллон 23 находится внутри вакуум-камеры 24, в стенки которой упираются ребра 33.

Для того, чтобы предлагаемый пневматический двигатель работал эффективно, необходимо единый коленчатый вал 19 соединить с четырьмя устройствами, показанными на чертеже, таким образом, что если в одном устройстве будет впуск, то в другом - выпуск, в следующем - впуск наполовину, в другом - выпуск наполовину. Корпус 1 соединен к жесткости (не показана). Концы коленчатого вала 19 через подшипники (не показаны) соединены с жесткостью (не показана).

Устройство работает следующим образом. При нажатии на педаль 32 сжатый воздух через запорный орган 29 подается в рабочую камеру 20 через впускной клапан 14 золотникового типа. Открытие впускного клапана 14 происходит следующим образом. Кривошипно-шатунный механизм 4, вращаясь, малым коленом воздействует на шатун 5, который давит на шляпку гильзы 7, которая в свою очередь давит на кончик впускного клапана 14, и тот открывается. Малое колено кривошипно-шатунного механизма 4 развернуто на 90^о относительно большого колена, поэтому при впуске сжатого воздуха стенка рабочей камеры 17, под давлением сжатого воздуха, вместе с коленчатым валом 19, движется от верхней мертвой точки к нижней, после чего впускной клапан 14 закрывается. При движении коленчатого вала 19 от нижней мертвой точки к верхней малое колено кривошипно-шатунного механизма 4, двигаясь вниз, через шатун 5 тянет за собой гильзу 7 и сопряженную с ней гильзу 8, шляпка которой отходит от выпускных клапанов 9, и сжатый воздух через открытый запорный орган 30 поступает в вакуум-камеру 24. Подача и выпуск сжатого воздуха в предлагаемый пневмодвигатель осуществляется через запорные органы 27 и 28, 29 и 30, попарно соединенные и управляемые педалями 31 и 32. Чем больше открываются запорные органы, тем больше их пропускная способность. При ненажатых педалях 31 и 32 все запорные органы закрыты. Педали 31 и 32 отжимаются под действием силы, а возвращаются в исходное положение с помощью пружин (не показаны). При нажатии на педаль 31 открываются запорные органы 27 и 28, и пневмодвигатель крутится в обратном направлении, при этом подача сжатого воздуха происходит через клапана 9, а выпуск сжатого воздуха происходит через клапан 14. Установленный в вакуум-камере 24 баллон со сжатым воздухом 23 - безопасен, так как в случае взрыва энергия сжатого воздуха перейдет в вакуум-камеру 24. При подаче сжатого воздуха рабочая камера 20 приобретает форму, близкую к шаровидной, а при выпуске сжатого воздуха рабочая камера 20 приобретает форму выворачиваемого вовнутрь чулка, в результате достигается высокий крутящий момент предлагаемого пневмодвигателя.

Технико-экономическая эффективность заключается в том, что предлагаемый пневмодвигатель конструктивно прост за счет уменьшения количества клапанов и имеет высокий крутящий момент. (56) Авторское свидетельство СССР N 564436, кл. F 04 B 43/00, 1974.

Использование: в приводах вращательного действия различных машин. Сущность изобретения: сжатый воздух подается как во впускной, так и в выпускной клапан в зависимости от направления вращения двигателя. 1 ил.

ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ, содержащий корпус, рабочую камеру с деформируемыми стенками, коленчатый вал и систему газораспределения, при этом камера закреплена на корпусе и кинематически связана с коленчатым валом, отличающийся тем, что, с целью повышения крутящего момента, система газораспределения выполнена в виде кривошипно-шатунного механизма, установленного на приваренном к корпусу коническом кольце и размещенного в полости рабочей камеры, четырех запорных органов, попарно соединенных педалями, баллона, заполненного сжатым воздухом, вакуум-камеры, а также впускных и выпускных клапанов, при этом клапаны закреплены на корпусе с возможностью взаимодействия с соответствующими шатунами кривошипно-шатунного механизма и попеременного сообщения полости рабочей камеры с баллоном и вакуум-камерой, кривошипно-шатунный механизм кинематически связан через шатун и торцевую стенку рабочей камеры с коленчатым валом, причем один из пары запорных органов сообщает баллон с выпускными отверстиями, другой - вакуум -камеру с впускным отверстием, а во второй паре запорных органов один из них сообщает баллон с впускным отверстием, а другой - вакуум-камеру с выпускным отверстием.