ПОРШНЕВАЯ МАШИНА Российский патент 1994 года по МПК F01B13/04 

Изобретение относится к машиностроению и может найти применение при создании насосов, компрессоров, поршневых машин.

Известна поршневая машина, содержащая раму с опорами, разъемный корпус в виде двух элементов, на каждом из которых размещена пара оппозитных цилиндров с поршнями, установленными с возможностью возвратно-поступательного перемещения и связанными попарно при помощи штоков, расположенных взаимно перпендикулярно и соединенных между собой с образованием крестовины, каждый из элементов корпуса связан с одним из валов, помещенных в опоры рамы.

Недостатком известной машины является низкий КПД из-за бокового давления поршней на стенки цилиндров и, следовательно, трения между ними.

Цель изобретения - повышение КПД путем уменьшения трения поршней о стенки цилиндров.

Поставленная цель достигается тем, что известная машина, содержащая раму с опорами, разъемный корпус в виде двух элементов, на каждом из которых размещена пара оппозитных цилиндров с поршнями, установленными с возможностью возвратно- поступательного перемещения и связанными попарно при помощи штоков, расположенных взаимно перпендикулярно и соединенных между собой с образованием крестовины, согласно изобретению снабжена сдвоенными эксцентриками с подшипниками, валом отбора мощности с эксцентриком и механизмом синхронизации, при этом на эксцентрике вала с возможностью вращения расположена крестовина, элементы корпуса выполнены в виде прямоугольных арок и установлены в опорах рамы на подшипниках сдвоенных эксцентриков, через которые проходит вал отбора мощности, кинематически связанный с элементами корпуса посредством механизма синхронизации, выполненного в виде системы шестерен с передаточным отношением 2:1.

Наличие кинематической связи между валом отбора мощности и двумя элементами корпуса обеспечивает синхронизацию вращения вала отбора мощности и элементов корпуса, что приводит к тому, что крутящий момент от вала передается не через крестовину и штоки с поршнями, а через синхронизирующие шестеренки, а это, в свою очередь, уменьшает боковое давление поршней на стенки цилиндров и, следовательно, трение между ними.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемой машины; на фиг. 2 - продольный разрез машины, где видна система синхронизиующих шестерен.

Машина содержит элементы 1 и 2 корпуса в виде прямоугольных арок с оппозитными цилиндрами 3 и 4 соответственно, поршни которых 5 и 6 соединены между собой с образованием крестовины 7, которая своим центром на подшипнике 8 расположена на эксцентрике 9, вал эксцентрика установлен на подшипниках 10 рамы 11. Рама 11 имеет сдвоенные эксцентрики 12, на подшипниках 14 и 15 которых вращаются прямоугольные элементы 1 и 2. Вал эксцентрика - вал 10 отбора мощности имеет противовесы 17 и 18 для устранения вибраций поршневой машины. На валу 16 закреплена шестеренка 19, связанная с шестерней 20, установленной неподвижно на элементе 2, через шестерни 21 и 22, вал которых проходит через подшипник рамы 11. Общее передаточное отношение этих шестерен 2:1, вал отбора мощности вращается в два раза быстрее, чем элемент 2. Кинематическая связь элемента 1 с валом 16 отбора мощности осуществляется аналогично через набор шестерен 23-26. Общее передаточное отношение шестерен 2:1.

Поршневая машина работает следующим образом.

При вращении вала 16 через систему шестерен 19-26 вращаются элементы 1 и 2 с числом оборотов в два раза меньше, при этом эксцентриситет эксцентрика имеет размер, в два раза меньший, чем расстояние, на которое смещены оси элементов 1 и 2. Крутящий момент передается от вала 16 к элементам 1 и 2 через систему синхронизирующих шестерен. Крутящий момент от давления газов на днища поршня через шток, эксцентрик вращает вал 16, который вращает элементы 1 и 2 через шестеренки. Противовесы 17 и 18, вращаясь с валом 16, уравновешивают центробежные силы, возникающие при вращении крестовины, уравновешивая всю машину.

Использование: в машиностроении и может найти применение в насосах, компрессорах и двигателях. Сущность изобретения: элементы корпуса выполнены в виде прямоугольных арок с оппозитными цилиндрами 3 и 4. Поршни 5 и 6 соединены между собой штоками с образованием крестовины 7, установленной на эксцентрике 9 вала 16. Рама 11 имеет сдвоенные эксцентрики 12, на подшипниках 14 и 15 которых установлены арки. Вал 16 отбора мощности снабжен противовесами для устранения вибрации поршневой машины. Кинематическая связь арок с валом 16 осуществляется посредством шестерен 23 - 26. Общее передаточное отношение шестерен 2 : 1. 2 ил.

ПОРШНЕВАЯ МАШИНА, содержащая раму с опорами, разъемный корпус в виде двух элементов, на каждой из которых размещена пара оппозитных цилиндров с поршнями, установленными с возможностью возвратно-поступательного перемещения и связанными попарно при помощи штоков, расположенных взаимно перпендикулярно и соединенных между собой с образованием крестовины, отличающаяся тем, что, с целью повышения КПД путем уменьшения трения поршней о стенки цилиндров, машина снабжена сдвоенными эксцентриками с подшипниками, валом отбора мощности с эксцентриком и механизмом синхронизации, при этом на эксцентрике вала с возможностью вращения расположена крестовина, элементы корпуса выполнены в виде прямоугольных арок и установлены в опорах рамы на подшипниках сдвоенных эксцентриков, через которые проходит вал отбора мощности, кинематически связанный с элементами корпуса посредством механизма синхронизации, выполненного в виде системы шестерен с передаточным отношением 2 : 1.