ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ Российский патент 1994 года по МПК F01C5/02 F03C5/02 

Изобретение относится к пневмомашиностроению 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 [1] .

Недостатком этого пневмогидродвигателя является невысокий крутящийся момент.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является пневматический двигатель, содержащий корпус, рабочую камеру с деформируемыми стенками, коленчатый вал, кривошипно-шатунный механизм, установленный на конусовидном кольце, приваренном к корпусу, и размещенный в полости рабочей камеры, клапаны переднего и заднего хода, педали, краны сброса и подачи и баллон, заполненный сжатым воздухом, причем клапаны установлены с возможностью взаимодействия с соответствующими шатунами кривошипно-шатунного механизма и периодического сообщения полости рабочей камеры с баллоном, кривошип- но-шатунный механизм кинематически связан через дополнительный шатун и торцовую стенку рабочей камеры с коленчатым валом, впускные и выпускные трубы, в которых расположены перепускные клапаны [2] .

Недостатком прототипа являются низкие эксплуатационные возможности, связанные с невозможностью фиксировать пневмодвигатель в неподвижном положении.

Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что пневматический двигатель, содержащий корпус, рабочую камеру с деформируемыми стенками, коленчатый вал, кривошипно-шатунный механизм, установленный на конусовидном кольце, приваренном к корпусу, и размещенный в полости рабочей камеры, клапаны переднего и заднего хода, педали, краны сброса и подачи и баллон, заполненный сжатым воздухом, причем клапаны установлены с возможностью взаимоде- йствия с соответствующими шатунами кривошипно-шатунного механизма и периодического сообщения полости рабочей камеры с баллоном, кривошипно-шатунный механизм кинематически связан через дополнительный шатун и торцовую стенку рабочей камеры с коленчатым валом, впускные и выпускные трубы, в которых расположены перепускные клапаны, выполнен в виде баллона, заполненного сжатым воздухом, который соединен посредством магистрали с рабочей камерой, причем магистраль выполнена из последовательно соединенных трубопроводами газовых редукторов, крана, кинематически связанного с нажимной педалью, и перепускного клапана, установленного в магистрали.

Свойства пневмодвигателей совпадают, но предлагаемый пневмодвигатель способен фиксироваться в неподвижном положении, а в известном пневмодвигателе этого свойства нет.

На чертеже показан пневматический двигатель, продольный разрез.

Двигатель состоит из корпуса 1 с приваренным конусовидным кольцом 2, на котором укреплены подшипники 3, в которых находятся концы кривошипно-шатунного механизма 4, который через подшипники с шатунами 5 закреплен к шляпкам гильз 6. сопряженных с гильзами 7, контактирующими с выпускными трубами 8 через приваренные к выпускным трубам 8 колпаки 9 и подпружиненными пружинами 10, которые упираются в шляпки гильз 6 и 7. Через отверстия в последних проходят впускные трубы 11, в которых находятся впускные клапаны 12. Дополнительный шатун 13 через подшипники 14 соединен с кривошипно-шатунным механизмом 4 с одной стороны и с торцом рабочей камеры 15 с другой, которая через подшипники 16 соединена с коленчатым валом 17. Корпус 1 и торец рабочей камеры 15, соединены между собой рабочей камерой 18. От баллона 19 со сжатым воздухом идет подающая магистраль 20 с кранами 21-24, управляемыми нажимными педалями 25 и 26, соединенная с впускными 11 и выпускными 8 трубами, в которых находятся перепускные клапаны 27 и 28. Клапан 27, пропуская сжатый воздух в трубу 11, запирает выход из трубы 11, клапан 28 под давлением сжатого воздуха, идущего из магистрали 20, запирает вход и выход в трубы 8, а при отсутствии воздействия сжатого воздуха, идущего из магистрали 20, выпускает воздух из труб 8. На концах коленчатого вала 17 надеты подшипники 29, наружными обоймами закрепленные к жесткости (не показана). В магистраль 20, идущую от баллона 19 со сжатым воздухом, последовательно врезаны редукторы 30 и 31, кран 32, управляемый педалью 33. В трубе 34, установленной на корпусе 1, расположен перепускной клапан 35, который пропускает сжатый воздух только в одном направлении - в рабочую камеру 18.

Для того чтобы предлагаемый пневматический двигатель работал эффективно, необходимо единый коленчатый вал 17 соединить с четырьмя устройствами, показанными на чертеже, так, что если в одном устройстве будет начало впуска, в другом - начало выпуска, в третьем - пик впуска, в четвертом - пик выпуска. Рабочая камера 18 может быть выполнена из резинокорда или иного материала, обладающего прочностью и гибкостью. Малые колени кривошипно-шатунного механизма 4 развернуты относительно друг друга под углом 180^о. Большое колено кривошипно-шатунного механизма 4 развернуто относительно малых колен под углом 90^о.

Двигатель работает следующим образом.

При нажатии на педаль 25 сжатый воздух из баллона 19 идет через подающую магистраль 20, кран 22, впускную трубу 11 и открытый клапан 12 под гибкую оболочку. Под давлением сжатого воздуха торец рабочей камеры 15 движется до нижней мертвой точки, а поднимает торец рабочей камеры 15 к верхней мертвой точке коленчатый вал 17, на который действует такое же устройство сбоку и снизу, при этом корпуса 1 на всех устройствах остаются неподвижными, так как закреплены к жесткости (не показана). Вместе с вращением коленчатого вала 17 вращаются кривошипно-шатунные механизмы 4, которые при движении торцов рабочих камер 15 от верхней меривой точки к нижней открывают впускные клапаны 12, а при движении торцов рабочих камер 15 от нижней мертвой точки к верхней впускные клапаны 12 закрыты, а выпускные трубы 8 открыты.

На автомобилях предложенный пневматический двигатель работает следующим образом.

Водитель нажимает ногой на педаль 25, сжатый воздух из баллона 19 через подающую магистраль 20 и кран 22 поступает в рабочие камеры 18 и автомобиль, трогаясь с места, начинает движение. Чем больше смещается педаль 25, тем больше открываются краны 21 и 22 и выше скорость автомобиля. Если водитель убрал ногу с педали 25, пружина, которая находится под педалью (не показана), возвращает педаль 25 в исходное положение, при этом краны 21 и 22 закрываются. Если водитель во время движения автомобиля перенесет ногу с педали 25 на педаль 26 и при этом нажмет на нее, произойдет торможение двигателем, а после остановки - движение автомобиля назад, так как пневматический двигатель вращается в обратном направлении. Чтобы исключить самопроизвольное движение остановленного автомобиля, имеется педаль 33, при нажатии на которую открывается кран 32 и сжатый воздух через трубу 34 и перепускной клапан 35 поступает в рабочие камеры 18, в результате торцы рабочих камер 15 давят с четырех сторон на коленчатый вал 17, который фиксируется в неподвижном положении. Чтобы рабочие камеры не разорвались, предусмотрен газовый редуктор 31, за которым поддерживается определенное давление сжатого воздуха. Чтобы ограничить скорость автомобиля, предусмотрен газовый редуктор 30, за которым поддерживается определенное давление сжатого воздуха. Таким образом, предлагаемый пневматический двигатель способен выполнять функции стояночного тормоза на автомобиле.

При подаче сжатого воздуха рабочая камера 18 приобретает форму, близкую к шаровидной, а при выпуске сжатого воздуха рабочая камера приобретает форму выворачиваемого вовнутрь чулка, в результате достигается высокий крутящийся момент пневмодвигателя.

Технико-экономическая эффективность заключается в том, что предлагаемый пневматический двигатель фиксируется в неподвижном положении, выполняя функции стояночного тормоза на автомобилях.

Использование: в приводах вращательного действия различных машин. При нажатии на педель 33 открывается кран 32 и сжатый воздух через трубу 34 и перепускной клапан 35 поступает в рабочие камеры 18, в результате торцы рабочих камер 15 давят с четырех сторон на коленчатый вал 17, который фиксируется в неподвижном положении. Чтобы рабочие камеры 18 не разорвались, предусмотрен газовый редуктор 31, за которым поддерживается определенное давление сжатого воздуха. Таким образом, предлагаемый пневматический двигатель способен выполнять функции стояночного тормоза на автомобилях. 1 ил.

ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ, содержащий корпус, рабочую камеру с деформируемыми стенками, коленчатый вал и систему газораспределения, включающую впускные и выпускные патрубки, отличающийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей, он снабжен кривошипно-шатунным механизмом, установленным на коническом кольце, приваренном к корпусу, педалями, кранами сброса и подачи и баллоном, сообщенным с впускным патрубком, в котором последовательно установлены газовые редукторы, в полости рабочей камеры размещены клапаны переднего и заднего хода, причем впускные и выпускные клапаны установлены с возможностью взаимодействия с соответствующими шатунами кривошипно-шатунного механизма и периодического сообщения полости рабочей камеры с баллоном и атмосферой, а кривошипно-шатунный механизм кинематически связан через дополнительный шатун и торцевую стенку рабочей камеры с коленчатым валом, при этом во впускных и выпускных патрубках установлены перепускные клапаны, первые из которых соответственно сообщают рабочую камеру с источником сжатого воздуха, а последние запирают выход сжатого воздуха из рабочей камеры.