ПОРШНЕВАЯ МАШИНА Российский патент 1995 года по МПК F01B13/04 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при создании роторно-поршневых бесшатунных насосов, компрессоров, двигателей, поршневых машин.

Известны устройства и машины аналогичного назначения, например поршневая машина, содержащая два параллельных вала, соединенных со штоками двух пар поршней и взаимодействующих с помощью корпуса с двумя парами смонтированных оппозитно расположенных цилиндров.

Однако машина имеет недостаточно высокие динамические свойства (неуравновешенность инерционных масс, значительное боковое давление поршней на цилиндры).

Наиболее близкой к предлагаемой является поршневая машина Мищенко (прототип).

Машина содержит два параллельных вала и два дугообразных элемента на них смонтированными двумя парами оппозитно расположенных цилиндров. Взаимодействие происходит посредством крестовины, образуемой двумя парами взаимно перпендикулярных штоков с поршнями.

Однако машина имеет недостаточные динамическую сбалансированность и надежность.

Целью изобретения является уменьшение воздействия инерционных сил, повышение динамических качеств, надежности работы машины и ее универсальности.

Цель достигается тем, что на крестовине, образуемой двумя парами соосных с взаимно перпендикулярными осями штоков поршней смонтирован вал с осью, перпендикулярной осям штоков. Вал содержит зубчатое колесо, которое вместе с другим зубчатым колесом с валом в подшипнике на стойке смонтировано с возможностью нахождения в постоянном зацеплении при циклическом движении вала вместе с крестовиной, получаемом от вращения двух дугообразных элементов вместе с размещенными на них соответственно двумя парами оппозитно расположенных цилиндров около двух параллельных осей.

Вал на крестовине снабжен опорной поверхностью и применен по крайней мере один подшипник качения, смонтированный на опоре, кинематически связанной со стойкой с возможностью контактного воздействия на опорную поверхность вала в течение всего цикла пространственного перемещения вала вместе с крестовиной.

Подвод (отвод) энергии прямо к крестовине позволяет в два раза уменьшить обороты машины в насосно-компрессорном варианте и уменьшить боковое давление поршней при двигательном варианте машины.

Применение опорной поверхности на валу и опорных подшипниках качения снижает уровень паразитных колебаний крестовины - штоков, приближает их геометрию движения к закономерной и приводит к другим динамическим улучшениям.

На чертеже изображена поршневая машина, общий вид.

Поршневая машина содержит смонтированный на корпусе шарнир 1, одно из звеньев которого с помощью рычага 2 фиксирует ось 3, эксцентричную оси шарнира 1, ось 3 и подвижный второй элемент шарнира 1 соединены с возможностью вращения с дугообразными элементами 4 и 5, на которых смонтированы две пары оппозитно размещенных цилиндров 6, 7 и 8, 9 с поршнями 10-13, установленными с возможностью возвратно-поступательного перемещения. Соосно расположенные пары штоков 14, 15 и 16, 17 смонтированы в крестовину 18 с взаимно перпендикулярными осями. На крестовине смонтирован вал 19 с осью, перпендикулярной осям крестовины. На валу 19 жестко смонтировано зубчатое колесо 20, находящееся при его циклических перемещениях вместе с крестовиной 18 и валом 19 в постоянном зацеплении с зубчатым колесом 21, жестко соединенным с валом 22. Вал 19 содержит цилиндрический опорный элемент 23, находящийся в постоянном контакте при циклических перемещениях вала 19 с подшипником качения 24, смонтированным в корпусе 25.

Поршневая машина работает следующим образом.

При вращении подвижного элемента шарнира 1 вместе с элементом 5, цилиндрами 6 и 7, поршнями 12 и 13, штоками 14 и 15 и крестовиной 18, которая передает это движение штокам 16 и 17, поршням 10 и 11, цилиндрам 8 и 9, происходят вращение вокруг оси 3 и перемещение поршней вдоль цилиндров. Перемещение и вращение крестовины с валом 19 посредством зубчатого зацепления колес 20 и 21 передают вращательное движение валу 22. Вал 19, находясь в постоянном контакте опорным элементом 23 с подшипником качения 24, смонтированным в корпусе 25, улучшает динамические свойства машины.

Использование: в машиностроении и при создании роторно-поршневых бесшатунных насосов, компрессоров, двигателей, поршневых машин. Сущность изобретения: машина содержит разъемный корпус в виде двух дугообразных элементов 4 и 5, на которых смонтированы две пары оппозитно размещенных цилиндров 6, 7 и 8, 9 с поршнями 10 - 13, установленными с возможностью возвратно-поступательного движения. Соосно расположенные штоки 14, 15 и 16, 17 смонтированы в крестовину 18. На последней смонтирован вал 19 с осью, перпендикулярной осям крестовины, а на валу 19 установлено зубчатое колесо 20 с возможностью постоянного зацепления с колесом 21, жестко соединенным с валом 22. Вал 19 снабжен опорным элементом 23, установленным с возможностью контакта с подшипником качения 24, смонтированным в корпусе 25. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. ПОРШНЕВАЯ МАШИНА, содержащая раму с опорами, расположенные в опорах валы, разъемный корпус в виде двух дугообразных элементов, на каждом из которых размещена пара оппозитных цилиндров с поршнями, установленными с возможностью возвратно-поступательного перемещения и связанными попарно посредством штоков с образованием крстовины, при этом элементы корпуса связаны с одним из валов, продольные оси которых параллельны, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей, машина снабжена дополнительным валом, жестко связанным с крестовиной, ось которой перпендикулярна оси дополнительного вала, и зубчатой передачей с внутренними зацеплением, при этом колесо большего диаметра установлено на одном из основных валов, колесо меньшего диаметра закреплено на дополнительном валу с возможностью зацепления с колесом большего диаметра, а элементы корпуса ориентированы в одну сторону. 2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительной опорой, выполненной в виде опорного элемента и подшипника качения, а корпусе выполнена опорная поверхность, на которой закреплен подшипник качения, а опорный элемент установлен на дополнительном валу с возможностью взаимодействия с подшипником качения.