ПЕРЕДАЧА ВРАЩЕНИЯ ИЗ ОДНОЙ ИЗОЛИРОВАННОЙ ПОЛОСТИ В ДРУГУЮ Российский патент 1997 года по МПК F16H21/48 

Изобретение относится к механизмам для передачи вращательного движения из одной полости в другую через герметичную эластичную оболочку и может быть применено в энергетическом машиностроении, в частности, в машинах, работающих по циклу Стирлинга, в компрессорах и насосах для перекачки ядовитых и радиоактивных веществ. Известна передача вращения из одной изолированной полости в другую.

Она содержит корпус с полостями высокого и низкого давления, соосно установленные в нем ведущий и ведомый валы с закрепленными на них кривошипами, связанными между собой посредством двуплечего коромысла, одно плечо которого шарнирно связано с соответствующим кривошипом, закрепленную в корпусе и на другом плече коромысла эластичную оболочку с фланцем, колпачок, охватывающий эластичную оболочку, и шарнирно связанный с другим кривошипом, и шайбу 1.

Указанная передача имеет недостатки:
сложность изготовления дополнительной эластичной оболочки;
недостаточная надежность в работе при повышенных давлениях газа в полости высокого давления вследствие вдавливания материала основной оболочки в отверстия дополнительной и из-за перегрузки торцевого подшипника, на который опирается коромысло.

Решаемой задачей изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности работы передачи.

Передача вращения из одной изолированной полости в другую, содержащая корпус с полостями высокого и низкого давления, соосно установленные в нем ведущий и ведомый вал с закрепленными на них кривошипами, связанными между собой посредством двуплечего коромысла, одно плечо которого шарнирно связано с соответствующим кривошипом, закрепленную в корпусе и на другом плече коромысла эластичную оболочку с фланцем, колпачок, охватывающий эластичную оболочку и шарнирно связанный с другим кривошипом, и шайбу, снабжена буртиком, шайба выполнена из эластичного материала и установлена в полости низкого давления соосно валам, одним торцем шайба оперта на фланец эластичной оболочки, а другим на буртик, дополнительной оболочкой, выполненной из эластичного материала, установленной на коромысле соосно ему, один торец которой оперт на фланец основной эластичной оболочки, а другой в буртик коромысла, а эластичная шайба скреплена с фланцем эластичной оболочки на их поверхности контакта.

На фиг. 1 показана передача вращения из одной изолированной полости в другую в разрезе; на фиг. 2 показана основная эластичная оболочка в рабочем положении в разрезе;
на фиг. 3 показан разрез А-А на фиг. 2;
на фиг. 4 показана шайба из эластичного материала;
на фиг. 5 показан вариант выполнения основной эластичной оболочки, скрепленной с шайбой.

Передача содержит две половины 1 и 2 корпуса, в расточке 3 закреплен фланец 4 герметизирующей эластичной оболочки 5. Соосно установленные ведущий 6 и ведомый 7 валы имеют по кривошипу 8 и 9, в которых выполнены цилиндрические отверстия 10 и 11. Валы 6 и 7 кинематически связаны между собой посредством двуплечего коромысла 12, одно ступенчатое плечо 13 которого закреплено шарнирно в ступенчатом отверстии 10 на роликах 14 и 15. На другое плечо 16 надета основная эластичная оболочка 5, а на нее надет с натягом колпачок 17 и закреплен шарнирно в отверстии 11 на роликах 18. Общая ось 19 валков 6 и 7 и ось 20 коромысла 12 расположены под углом α который выбирается конструктивно.

Валы 6 и 7 установлены в корпусах 1 и 2 на подшипниках 21 и 22. Торцевые подшипники 23, 24, 25 и 26 воспринимают осевые силы. Крышку 27 крепят к корпусу 2 винтами 28. Половины корпуса 1 и 2 крепят винтами 29 к стенке 30 машины, внутренний контур которой уплотняют от внешней среды. На валу 7 закреплено зубчатое колесо 31, сопрягаемое с шестерней 32 машины. Эластичная оболочка 5 до точек b и r выполнена в виде колпачка. Далее она переходит плавно по радиусу R во фланец 4. На цилиндрической расточке 33 корпуса 2 установлена шайба 34 из эластичного материала (резины или полиуретана), которая одной торцевой поверхностью опирается на буртик 35, закрепленный на корпусе 2, а другим торцом шайба 34 прижата к фланцу 4.

На плечо 16 коромысла надета дополнительная эластичная оболочка 36, изготовленная из эластичного материала. Она прижата торцом к фланцу 4 основной эластичной оболочки, а с противоположной стороны оперта на буртик 37 коромысла 12. Полость 38 высокого давления изолирована от внешней среды. Для получения максимального ресурса работы эластичной оболочки необходимо, чтобы все слои 39, 40, 41 ее по кругу фланца 4 при работе передачи изгибались бы по правильным дугам. Поверхность 42 имеет сложную кривую форму, а торец 43 шайбы 34 повторяет эту форму благодаря эластичности материала и прижатию шайбы к фланцу 4. Указанные слои 40 и 41, а также другие, за исключением нейтральных 39 между точками 44 и 45, вероятно, при работе передачи будут растягиваться и сжиматься на незначительную величину. Например, если дуга 39 равна 30 мм (в изображенном в заявке масштабе), то дуга 40 равна 31 мм, а дуга 41 равна 29 мм. Зазор 46 выполнен минимальным, он может быть равен нулю. Эластичная шайба 34 может быть прикреплена к фланцу т4 эластичной оболочки 5 в месте 47 прижатия.

Это значит, что обе детали выполнены как одна в общей пресс-форме.

Работа передачи.

Если вращать вал 6, то вращение передается плечу 13 коромысла 12. Второе плечо 16 совершает такое же движение, что и плечо 13 и вращает вал 7 через эластичную оболочку, колпачок и шарнир. Если во внутреннем контуре машины по циклу Стирлинга вращается вал 7, то это движение передается наружному валу 6.

Шайба 34 передает корпусу 2 через буртик 35 половину давления газа, находящегося в полости 38, поскольку площадь ее торца 43 составляет 55% от площади круга а б. На подшипник 23 действует вдвое меньшая сила. Упрощена конструкция передачи, повышена надежность ее работы, вследствие того, что вместо сложной стальной дополнительной оболочки используют две простые эластичные детали.

Использование: в механизмах для передачи вращательного движения из одной полости в другую через герметичную эластичную оболочку, в компрессорах, насосах для перекачки ядовитых и радиоактивных веществ. Сущность изобретения: состоит из корпуса в виде двух половин 1 и 2, в расточке 3 которого закреплен фланец 4 герметизирующей эластичной оболочки 5, соосно установленные ведущий 6 и ведомый 7, валы имеют по кривошипу 8 и 9, в которых выполнены цилиндрические отверстия 10 и 11 на роликах 14 и 15. На плече 16 надета основная эластичная оболочка 5 с колпачком 17. Преимущество: упрощение конструкции и повышение надежности. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Передача вращения из одной изолированной полости в другую, содержащая корпус с полостями высокого и низкого давления, соосно установленные в нем ведущий и ведомый валы с закрепленными на них кривошипами, связанными между собой посредством двуплечего коромысла, одно плечо которого шарнирно связано с соответствующим кривошипом, закрепленную в корпусе и на другом плече коромысла эластичную оболочку с фланцем, колпачок, охватывающий эластичную оболочку и шарнирно связанный с другим кривошипом, и шайбу, отличающаяся тем, что передача снабжена буртиком, шайба выполнена из эластичного материала и установлена в полости низкого давления соосно валам, одним торцом шайба оперта на фланец эластичной оболочки, а другим на буртик. 2. Передача по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительной оболочкой, выполненной из эластичного материала, установленной на коромысле соосно ему, один торец которой оперт на фланец основной эластичной оболочки, а другой в буртик коромысла. 3. Передача по п. 1, отличающаяся тем, что эластичная шайба скреплена с фланцем эластичной оболочки на их поверхности контакта.