МУЛЬТИПЛИКАТОР Российский патент 2005 года по МПК B66F3/00 B30B15/00 

Предлагаемое изобретение относится к области общего машиностроения и может быть использовано в любой отрасли промышленности в качестве мультипликатора для целого ряда устройств, в которых требуется многократное увеличение командного усилия, например для всевозможных съемников, компенсаторов, усилителей, подъемников и прессов, а также для устройств, где применение гидросмесей в качестве рабочего тела неприемлемо, например в кислородных производствах.

В технике широко применяются устройства, в которых используется принцип мультипликатора, т.е. многократного увеличения командного усилия, например, по патенту РФ №2162817 от 10.02.2001 г., кл. В 66 F 3/24, содержащее корпус, опорную плиту, гидроцилиндр, предохранительный, перепускной, впускной и обратный клапаны, корпус плунжера и плунжер, коромысло и съемную рукоятку с использованием, в качестве рабочего тела гидросмеси.

Однако наряду с преимуществами эти устройства обладают и недостатками, заключающимися в следующем.

1. Сложность устройства, обусловленная необходимостью обеспечения герметизации всех соединений (подвижных и неподвижных). Герметичность достигается введением в стыках высокоточных посадок и чистоты поверхностей, введением всевозможных уплотнительных деталей (колец, манжет, прокладок). Все эти средства герметизации усложняют технологию изготовления устройств, что влечет за собой резкое увеличение их стоимости.

2. Применение в качестве рабочего тела гидросмесей ограничивает температурный диапазон использования этих устройств.

Задачами предлагаемого устройства являются исключение недостатков, присущих известным устройствам, а именно:

1) упростить конструкцию, исключив все высокоточные посадки и требования к высокой чистоте обработки поверхностей в соединениях, исключить из конструкции все уплотнительные детали (кольца, манжеты, прокладки), что позволит упростить технологию изготовления и снизить стоимость устройства;

2) повысить температурный диапазон использования устройства, исключив использование в качестве рабочего тела традиционных гидросмесей и заменив их набором шариков одинакового диаметра из упругого материала с нанесенным на их поверхности антифирикционным покрытием.

Указанные технические результаты достигаются тем, что в мультипликаторе, содержащем корпус с крышкой, поршень, плунжер, коромысло с рукояткой, обратный и перепускной клапаны, рабочее тело, в качестве рабочего тела используют набор шариков одинакового диаметра из упругого материала с нанесенным на них антифрикционным покрытием, поршень выполнен полым и установлен в корпусе с образованием полости между его днищем и днищем корпуса, которое выполнено упругим, например, посредством установленной на нем подпружиненной опоры, днище поршня выполнено с центральным отверстием, в котором установлен упомянутый обратный клапан для подачи шариков из его полости в полость между днищем поршня и днищем корпуса, и боковым отверстием для возврата шариков в полость этого поршня, в нижней части полости поршня размещен распределитель, выполненный с центральным и боковыми отверстиями, в центральном отверстии распределителя установлен упомянутый перепускной клапан, выполненный с диском, имеющим отверстие, совмещаемое с одним из боковых отверстий распределителя и боковым отверстием днища поршня для возврата шариков в полость этого поршня, коромысло шарнирно соединено с плунжером, размещенным в выполненном в распределительном клапане центральном отверстии с возможностью перемещения каждого из шариков, подаваемых через другое боковое отверстие распределителя, посредством обратного клапана в полость между поршнем и днищем корпуса, при этом в полости поршня установлена пружина с толкателем для поджатия шариков к распределителю.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, представленными на фиг.1-6.

На фиг.1 показан общий вид устройства в разрезе.

На фиг.2 показан в разрезе А-А узел соединения коромысла (11) с плунжером (12) и опорой (10).

На фиг.3 показан крупным планом выносной элемент Б узла соединения перепускного клапана (19) с рычагом управления (18).

На фиг.4 показан крупным планом выносной элемент В узла соединения обратного клапана (16), перепускного клапана (19), распределителя (15), плунжера (12) с поршнем (9).

На фиг.5 показан разрез Г-Г поршня (9) с видом в плане на обратный клапан (16) и диск Т перепускного клапана (19).

На фиг.6 показано в разрезе Р-Р место перехода подводящей спиральной канавки С в начало бокового отверстия Ф.

Корпус (1) представляет собой полый цилиндр с глухим дном, на верхний торец которого установлена крышка (2), а на дно цилиндра - пружина (3) с опорой (4). Нижняя оконечность корпуса (1) выполнена в виде опорного узла, например, в виде лап Д или сферической цапфы Е.

Крышка (2) имеет центральное отверстие несколько меньшего диаметра, чем внутренний диаметр цилиндрической полости корпуса (1). В цилиндрическую полость корпуса (1) входит подвижно поршень (9), имеющий на нижнем конце кольцевой буртик К, сопрягающийся с цилиндрической поверхностью корпуса (1). Цилиндрическая наружная поверхность поршня (9) выше буртика К сопрягается с поверхностью центрального отверстия крышки (2), образуя направляющую пару при перемещениях поршня (9), а также ограничительный упор в крайнем верхнем положении.

На верхний торец поршня (9) установлена опора (10), в верхней части которой образована цапфа Л, а в средней части выполнен паз М, в котором смонтировано коромысло (11), соединенное с плунжером (12) и с опорой (10). В нижней части опоры (10) выполнено углубление, в котором размещен рычаг управления (18) (фиг.3) перепускным клапаном (19). В центре нижней части опоры (10) выполнено отверстие, выходящее в паз М, в котором установлен подвижно верхний конец плунжера (12).

Коромысло (11) соединено шарнирно осью (22) с опорой (10) и осью (13) с плунжером (12). В верхней и нижней стенках паза М установлены винты (14) для ограничения хода коромысла (11).

Поршень (9) выполнен полым. В нижнюю часть полости ввернут на резьбе H распределитель (15). Между дном поршня (9) и распределителем (15) закреплен обратный клапан (16), выполненный в виде кольцевой пружины с отогнутыми наклонно вниз лепестками. На нижнем торце распределителя (15) выполнена кольцевая выборка, в которой размещен подвижно диск Т перепускного клапана (19) (фиг.4).

Распределитель (15) выполнен в виде цилиндра с наружной резьбой Н, центральным И₁ и боковыми отверстиями Ф и Я. В центральное отверстие И₁ распределителя (15) входит подвижно полая ось перепускного клапана (19). Боковое отверстие Ф распределителя имеет вертикальный участок и наклонный в сторону центрального отверстия участок, пересекающийся с центральным отверстием Е₁ перепускного клапана (19). Боковое отверстие Я распределителя выполнено параллельно центральному И₁. Отверстия Ф, Я, Е₁, Г₁, В₁ служат для перепуска шариков (17), поэтому имеют размер, соответствующий диаметру шарика.

Перепускной клапан (19) выполнен в виде полой оси, нижний конец которой выполнен в виде диска Т, а верхний конец имеет шлицы А₁ (фиг.3) для соединения с рычагом управления (18).

В центральное отверстие Е₁ перепускного клапана (19) входит подвижно плунжер (12).

В днище поршня (9) выполнено центральное коническое отверстие Ж₁, в которое входят с зазором лепестки П обратного клапана (16) и боковое коническое отверстие Б₁, сопрягающееся с отверстием Г₁ обратного клапана (16). Распределитель (15) зафиксирован таким образом, что ось отверстия Я совпадает с осями отверстий Б₁ и Г₁.

Перепускной клапан (19) на своем диске Т имеет отверстие В₁ (фиг.5), которое может быть совмещено с отверстиями Я, Б₁, Г₁ поворотом клапана (19) по стрелке Д₁. Поворот осуществляется рычагом управления (18), соединенным с клапаном (19) посредством шлицевого соединения А₁, (фиг.3) и выведенным через паз поршня (9) наружу.

Полость Ц поршня (9) является емкостью для размещения набора.шариков (17). Для обеспечения подачи шариков (17) под нижний торец плунжера (12) в верхней части поршня установлена пружина (20) с толкателем (21).

Работа предлагаемого устройства производится следующим образом.

Исходное положение устройства.

1. Полость Ю корпуса (1) не заполнена шариками (17).

2. Поршень (9) своим нижним торцом опирается на опору (4).

3. Полость Ц поршня (9) заполняют до рабочего уровня шариками (17), сняв предварительно опору (10), пружину (20) с толкателем (21).

4. Устанавливают на место пружину (20) с толкателем (21) и опору (10).

5. Перепускной клапан (19) находится в закрытом положении, диск Т перекрывает отверстие Я распределителя. Коромысло (11) находится в верхнем положении (рукояткой Э по стрелке Щ).

6. Устройство устанавливают в приспособление (съемник, компенсатор, пресс, подъемник), закрепляя опорные узлы Д (Е) и Л.

Устройство может работать в любом положении, в вертикальном, наклонном или горизонтальном благодаря наличию пружины (20) с толкателем (21), которые обеспечивают поддавливание шариков (17) к распределителю (15) независимо от положения устройства.

Под действием пружины (20) шарики (17) заполняют входное отверстие Ф распределителя (15) и попадают в центральное отверстие Е₁ перепускного клапана (19) (плунжер (12) находится в верхнем положении) и заполняют его до лепестков П обратного клапана (16). Ниже шарики пройти не могут, так как лепестки П за счет своей упругости перекрывают проход в полость Ю корпуса (1).

Рукояткой Э отклоняют коромысло (11) вниз по стрелке Ш, при этом плунжер (12), упираясь своим нижним торцом в шарик (17), толкает его вниз. Шарик передает усилие на расположенные ниже шарики. Нижний шарик, перемещаясь вниз, отжимает в стороны лепестки П обратного клапана (16) и проходит в полость Ю корпуса (Г), после чего лепестки П в силу упругости смыкаются, упираясь своими торцами в пропущенный шарик (17), препятствуя его обратному перемещению после ослабления усилия со стороны плунжера (12).

Перемещают коромысло (11) вверх по стрелке Щ, приподнимая плунжер (12), который освобождает проход для шариков (17) в центральное отверстие Е₁, поступающих из бокового отверстия Ф.

Вновь опускают коромысло (11) вниз, проталкивая очередной шарик (17) через обратный клапан (16) в полость Ю корпуса (1).

Совершая последовательно движения коромыслом (11) вверх-вниз, заполняют полость Ю корпуса (1) шариками (17), которые, по мере заполнения полости, воздействуют на опору (4) и сжимают пружину (3). Сжимаясь, пружина (3) накапливает энергию и передает усилие своего сжатия через шарики (17) на дно поршня (9) и, следовательно, через цапфу Л на ответный силовой узел.

В случае, когда необходимо снять нагрузку или опустить цапфу Л вниз, приводят в действие перепускной клапан (19). Рукояткой (18) поворачивают диск Т перепускного клапана (19) по стрелке Д₁ (фиг.5), совмещая отверстие B₁ в диске с отверстиями Я, Б₁ и Г₁, при этом образуется проход шарикам (17) из полости Ю корпуса (1) в полость Ц поршня (9). Поскольку пружина (3) в корпусе (1) рассчитана на значительно большие усилия, чем пружина (20), которая обеспечивает небольшое поджатие шариков (17), образуется перепад давления, направленный из полости Ю в полость Ц, под действием которого шарики (17) через освободившийся проход будут переходить в полость Ц поршня (9), пружина (3) освободится и снимет силовое воздействие на поршень (9) и цапфа Л опустится.

В связи с тем, что перемещения шариков (17) в устройстве кроме качения сопровождаются и трением скольжения, для снижения потерь на трение целесообразно на наружные поверхности шариков нанести антифрикционное покрытие, например графит.

Изобретение относится к общему машиностроению и может быть использовано в устройствах, где требуется многократное увеличение командного усилия. В мультипликаторе в качестве рабочего тела используют набор шариков одинакового диаметра из упругого материала с нанесенным на них антифрикционным покрытием. Поршень выполнен полым и установлен в корпусе с образованием полости между его днищем и днищем корпуса, которое выполнено упругим, например, посредством установленной на нем подпружиненной опоры. Днище поршня выполнено с центральным отверстием, в котором установлен обратный клапан для подачи шариков из его полости в полость между днищем поршня и днищем корпуса, и боковым отверстием для возврата шариков в полость этого поршня. В нижней части полости поршня размещен распределитель, выполненный с центральным и боковыми отверстиями, в центральном отверстии распределителя установлен перепускной клапан, выполненный с диском, имеющим отверстие, совмещаемое с одним из боковых отверстий распределителя и боковым отверстием днища поршня для возврата шариков в полость этого поршня. Коромысло шарнирно соединено с плунжером, размещенным в выполненном в распределительном клапане центральном отверстии с возможностью перемещения каждого из шариков, подаваемых через другое боковое отверстие распределителя. В полости поршня установлена пружина с толкателем для поджатая шариков. Изобретение обеспечивает упрощение технологии изготовления и стоимости устройства за счет исключения уплотнительных элементов, необходимых при использовании в качестве рабочего тела гидросмеси. 6 ил.

Мультипликатор, содержащий корпус с крышкой, поршень, плунжер, коромысло с рукояткой, обратный и перепускной клапаны, рабочее тело, отличающийся тем, что в качестве рабочего тела используют набор шариков одинакового диаметра из упругого материала с нанесенным на них антифрикционным покрытием, поршень выполнен полым и установлен в корпусе с образованием полости между его днищем и днищем корпуса, которое выполнено упругим, например, посредством установленной на нем подпружиненной опоры, днище поршня выполнено с центральным отверстием, в котором установлен упомянутый обратный клапан для подачи шариков из его полости в полость между днищем поршня и днищем корпуса, и боковым отверстием для возврата шариков в полость этого поршня, в нижней части полости поршня размещен распределитель, выполненный с центральным и боковыми отверстиями, в центральном отверстии распределителя установлен упомянутый перепускной клапан, выполненный с диском, имеющим отверстие, совмещаемое с одним из боковых отверстий распределителя и боковым отверстием днища поршня для возврата шариков в полость этого поршня, коромысло шарнирно соединено с плунжером, размещенным в выполненном в распределительном клапане центральном отверстии с возможностью перемещения каждого из шариков, подаваемых через другое боковое отверстие распределителя, посредством обратного клапана в полость между поршнем и днищем корпуса, при этом в полости поршня установлена пружина с толкателем для поджатия шариков к распределителю.