РАДИАЛЬНО-ПЛУНЖЕРНАЯ ПНЕВМОГИДРОМАШИНА ПЕРЕМЕННОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ Российский патент 1997 года по МПК F04B1/07 

Изобретение относится к плунжерным пневмо- и гидромашинам высокого давления, где есть необходимость изменять рабочий объем цилиндров в процессе работы безступенчато, и может быть применено в любой отрасли промышленности. Особенно оно необходимо для перекачки жидкостей или газов от нулевой до максимальной производительности при постоянном давлении, например, в дозирующих насосах.

Известны радиально-плунжерные насосы с эксцентриковым приводом плунжеров и неподвижными цилиндрами [1]
Этим насосам присущи высокие технические данные, но в них не предусмотрена возможность регулирования величины хода плунжера.

Наиболее близким техническим решением является регулируемый эксцентриковый поршневой насос содержащий корпус с радиально цилиндрами, в которых находятся всасывающие поршни, нагнетательные клапаны и регулируемый механизм привода поршней с эксцентриком. Привод и эксцентрик сопрягаются плоскими, опорными поверхностями, параллельными плоскости изменения эксцентриситета. В эксцентрике выполнена цилиндрическая расточка с осью, наклоненной к его продольной оси в плоскости изменения эксцентриситета. С расточкой взаимодействует продольно перемещаемый регулируемый элемент, выполненный в виде надетой на привод втулки, а привод выполнен в виде двух закрепленных на валу кулачковых полумуфт [2]
Недостатками данного устройства является большой ход тяги, необходимый для уменьшения угла трения между тягой и втулкой и больше осевого усилие на подшипнике из-за наклона оси вращения втулки относительно вала, что снижает надежность и ресурс насоса. Кроме того, из-за необходимости осевого перемещения втулки насос имеет значительный вес и габариты.

Задачей изобретения является создание пневмо-гидромашины переменной производительности с автоматическим бесступенчатым изменение рабочего объема от нулевой до максимальной производительности при постоянном давлении, обладающей большим ресурсом и надежностью и малым весом и габаритами.

Решение поставленной задачи осуществляется за счет того, что в пневмо-гидромашине переменной производительности, содержащей корпус, в котором установлены цилиндры с плунжерами взаимодействующими с втулкой и нагревательные клапаны, регулируемый механизм привода плунжеров, выполненный в виде вращающегося вала, с закрепленном на нем кривошипом, соосно которому установлена полумуфта, кинематически связанная со втулкой, вал и полумуфта установлены с возможностью свободного вращения и имеет соосно расположенные отверстия, снабженные криволинейными пазами, в которых установлен приводной элемент с направляющими, взаимодействующими с криволинейными пазами, связанный с механизмом его принудительного перемещения, а втулка снабжена расточкой, смещенной относительно оси наружного диаметра и установлена на кривошипе с возможностью вращения.

Пазы вала и полумуфты или направляющие рессоры могут быть выполнены разнонаправленными.

Предложенное устройство может представлять собой насос, компрессор, гидромотор, пневмодвигатель и т. д, но описано на примере насоса.

На фиг. 1 изображена пневмо-гидромашина в разрезе; на фиг.2 сечение А-А на фиг.1.

Пневмо-гидромашина содержит корпус 1 с цилиндрами 2, и установленными в них плунжерами 3, находящимися в постоянном контакте с втулкой 4 снабженной внутренней расточкой, смещенной относительно оси вращения ее на кривошипе 5 вала 6. Вал 6 установлен в корпусе 1 с возможностью свободного вращения и снабжен отверстием, в котором выполнены криволинейные внутренние паза 7, например винтовые. Втулка 4кинематически связана с полумуфтой 8, которая установлена с возможностью свободного вращения. В полумуфте 8 соосно отверстию вала выполнено отверстие с криволинейными, например, винтовыми, пазами 9, направленными в противоположную сторону по отношению к пазам 7 вала 6. В зависимости от необходимой точности регулировки шаг винтовой резьбы пазов 7 и 9 может быть одинаковыми ли разными. В отверстиях вала 6 и полумуфты 8 установлена приводной элемент, например, рессора 10 с направляющими 11 и 12, выполненными, например, в виде штыря и взаимодействующими с пазами 7 и 9, связанный с механизмом его принудительного осевого перемещения, например, электромагнитом, гидравлическим исполнительным элементом и т.д.

Работает пневмо-гидромашина следующим образом.

От привода момент вращения передается одновременно валу 6 и полумуфте 8, втулка 4 при этом, вращаясь совместно с валом 6 и полумуфтой 8, остается неподвижной относительно вала 6 и проводит в возвратно-поступательное движение плунжеры 3. Причем ход плунжеров 3 зависит от взаимного расположения втулки 4 и вала 6. Для изменения хода плунжеров 3 в процессе работы рессора 10 перемещается в осевом направлении механизмом ее принудительного перемещения, и за счет противоположно направленных криволинейных пазов 7 и 9, полумуфта 8 и вал 6 разворачиваются относительно друг друга в противоположные стороны. А так как полумуфта 8 кинематически связана с втулкой 4, то втулка 4 разворачивается на кривошипе 5 вала 6 и при этом меняется величина хода плунжеров.

За счет разного направления пазов 7 и 9, размещения рессоры 10 в отверстиях вала 6 и полумуфты 8 снижается осевой ход рессоры 10 и осевое усилие замыкается на торцах вала 6 и полумуфты 8, что повышает ресурс и надежность пневмо-гидромашины, из-за отсутствия осевого перемещения осевого перемещения втулки 4 снижается вес и габариты машины.

Кроме того, величины безступенчато при работающей гидромашине.

Использование: в любой отрасли промышленности для перекачки газа или жидкости. Сущность изобретения: в корпусе 1 установлены цилиндры 2 с плунжерами 3, кинематически связанными с втулкой 4. Вал 6 и полумуфта 8 свободно вращаются в корпусе 1 снабжены соосными отверстиями с криволинейными отверстиями с криволинейными разнонаправленными пазами 7 и 9, соответственно. В отверстиях установлена рессора 10, направляющие которой контактируют с пазами 7 и 9, связанная с механизмом ее принудительного осевого перемещения. Втулка 4 вращается на кривошипе 5 вала 6 и кинематически связана с полумуфтой 8. 1 з.п.ф-лы. 2 ил.

1. Радиально-плунжерная пневмогидромашина переменной производительности, содержащая корпус, в котором установлены цилиндры с плунжерами, взаимодействующими с втулкой, всасывающие и нагнетательные клапаны, регулируемый механизм привода плунжеров, выполненный в виде вращающегося вала с закрепленным на нем кривошипом, соосно которому установлена полумуфта, кинематически связанная со втулкой, отличающаяся тем, что вал и полумуфта установлены с возможностью свободного вращения и имеют соосно расположенные отверстия и снабженные криволинейными пазами, в которых установлен приводной элемент с направляющими, взаимодействующими с криволинейными пазами, связанный с механизмом его принудительного осевого перемещения, а втулка снабжена расточкой, смещенной относительно оси наружного диаметра, и установлена на кривошипе с возможностью вращения. 2. Пневмогидромашина по п.1, отличающаяся тем, что пазы вала и полумуфты выполнены разнонаправленными.