КОМПРЕССОР ДЛЯ ПНЕВМОСИСТЕМ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В ДВИГАТЕЛЕСТРОЕНИИ Российский патент 2014 года по МПК F04B49/02 

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к пневмосистемам, обеспечивающим запуск двигателя, торможение колес, управление сельхозаппаратурой и др. пневмосистемам, установленным на самолетах, вертолетах, танках и боевых машинах пехоты.

При работе пневмосистем, используемых при эксплуатации самолетов, вертолетов, в танках и боевых машинах пехоты, сжатый воздух вырабатывается, как правило, компрессорами типа АК-50 или АК-150.

Эти компрессоры широко известны и их конструкции и принципы работы подробно изложены в их технических описаниях на двигатели, например, АШ-62 ИР для самолета Ан-2 Государственного научно-технического издательства «Оборонгиз», Москва, 1962 г. и в книге Б.М. Рыжова «Авиационные поршневые компрессоры», стр.220, «Оборонгиз», 1963 г.

Наиболее близким аналогом предлагаемому техническому решению является компрессор типа АК-50 (Б.М. Рыжов. «Авиационные поршневые компрессоры», стр.220, «Оборонгиз», 1963 г.).

Компрессор-аналог крепится на корпусе двигателя с помощью гаек, наворачиваемых на шпильки, установленные в корпусе двигателя. Крутящий момент с ведущего вала двигателя передается на ведомый вал компрессора с помощью полумуфт, установленных на ведущем и ведомом валах. Полумуфты соединены жестко друг с другом с помощью четырех штифтов, обеспечивая таким образом передачу крутящего момента от двигателя к компрессору на протяжении всего времени работы двигателя от его запуска до остановки.

Компрессор в процессе работы заполняет бортовой баллон сжатым воздухом до давления 50 кг/см². Далее открывается стравливающий клапан автомата давления и компрессор, не прекращая своей работы, выпускает сжатый воздух в атмосферу. Таким образом, компрессор работает постоянно с момента запуска двигателя до его остановки.

Основным недостатком этих компрессоров является то, что 90% времени они работают вхолостую, выпуская вырабатываемый избыточный воздух в атмосферу.

При такой бесполезной работе дополнительно происходит износ трущихся пар (поршневых колец - гильзы цилиндра), износ перепускных клапанов, канавок поршня, подшипников. Кроме того, в результате отбора мощности на компрессор ухудшаются топливо-экономические показатели и снижается эффективная мощность двигателя.

Достигаемым техническим результатом изобретения является повышение износостойкости деталей компрессора путем исключения его работы вхолостую, обеспечивающее увеличение ресурса его работы.

Технический результат достигается тем, что в компрессор для пневмосистем, включающий пневматическую сеть, соединенную с бортовым баллоном для сжатого воздуха, функциональный узел-картер, состоящий из двух половин, одна из которых содержит фланцевый переходник, во внутренней полости которого размещен вал компрессора, соединенный с валом двигателя, введена система автоматического выключения и включения в работу, состоящая из блока управления с прямым и обратным клапанами, подпружиненного поршня, соединенного с фрикционной муфтой, постоянного магнита и трубопровода, фрикционная муфта установлена во внутренней полости фланцевого переходника картера на одной оси с валом компрессора и состоит из ведомой и ведущей полумуфт, при этом ведомая полумуфта соединена с валом компрессора и штоком с подпружиненным поршнем, а ведущая полумуфта соединена с валом двигателя, полость над подпружиненным поршнем через блок управления посредством трубопровода соединена с бортовым баллоном для сжатого воздуха, шток, соединяющий фрикционную муфту с подпружиненным поршнем, выполнен разрезным, состоящим из двух частей, соединенных между собой шаровым элементом, во внутренней полости фланцевого переходника картера в месте расположения ведомой полумуфты установлено магнитное возвратное устройство в виде постоянного магнита.

По существу изобретения предлагается ввести в конструкцию компрессора систему автоматического отключения компрессора после заполнения им бортового баллона объекта до заданной величины и автоматического включения его в работу после израсходования определенного количества сжатого воздуха потребителями.

При этом полностью исключается работа компрессора вхолостую и значительно увеличивается ресурс его работы.

Монтаж системы автоматического отключения в конструкцию компрессора осуществляют путем минимальных доработок конструкции компрессора-аналога. При этом габариты и присоединительные размеры компрессора сохранены, что немаловажно для его использования по прежнему назначению.

Предлагаемая конструкция компрессора поясняется чертежом, где на фиг.1 представлена общая схема компрессора (разрез).

Компрессор включает систему автоматического выключения и включения в работу, которая содержит блок управления 1 с прямым 2 и обратным 3 клапанами, поршень 4, подпружиненный силовой пружиной 5 и соединенный штоком 6 с фрикционной муфтой 7. Фрикционная муфта 7 состоит из двух полумуфт: ведомой полумуфты 8 и ведущей полумуфты 9. Ведомая полумуфта 8 установлена на валу 10 компрессора, а ведущая полумуфта 9 закреплена на валу 11 двигателя. Шток 6, соединяющий поршень 4 с фрикционной муфтой 7, выполнен разрезным, состоящим из двух частей, соединенных между собой шаровым элементом 12. Функциональный узел системы автоматического выключения и включения в работу, состоящий из фрикционной муфты 7, соединенной разрезным штоком 6 с поршнем 4, подпружиненным силовой пружиной 5, расположен во внутренней полости фланцевого переходника картера 13. Полость 14 над поршнем 4 трубопроводом 15 через прямой 2 и обратный 3 клапаны блока управления 1 соединена с бортовым баллоном 16 для сжатого воздуха пневмосети компрессора. Во внутренней полости фланцевого переходника картера 13 в месте расположения ведомой полумуфты 8 фрикционной муфты 7 установлено магнитное возвратное устройство в виде постоянного магнита 17.

Предлагаемое устройство функционирует следующим образом

Сжатый воздух, вырабатываемый компрессором, заполняет бортовой баллон 16 для сжатого воздуха до давления 50 кг/см². При достижении давления воздуха 50 кг/см² и более срабатывает прямой клапан 2 блока управления 1, перепуская воздух под давлением по трубопроводу 15 в полость 14 над поршнем 4 со штоком 6.

Поршень 4 отжимает силовую пружину 5 и отключает фрикционную муфту 7 (поршень 4 с составным штоком 6 отведен от ведомой полумуфты 8, установленной на валу 10 компрессора, а последняя при помощи магнитного возвратного устройства в виде постоянного магнита 17 выведена из сцепления с ведущей полумуфтой 9, установленной на ведущем валу 11 двигателя).

Компрессор останавливается.

При снижении давления в бортовом баллоне 16 пневмосети компрессора, например, до 30 кг/см² срабатывает обратный клапан 3, выравнивая давление в полости 14 над поршнем 4 с давлением в пневмосети. При этом силовая пружина 5 включает фрикционную муфту 7 (возвратная силовая пружина 5 воздействует на поршень 4 и через составной шток 6 на ведомую полумуфту 8, которая далее вводится в сцепление с ведущей полумуфтой 9, зафиксированной на ведущем валу 11 двигателя). Крутящий момент с ведущего вала 11 двигателя передается на ведомый вал 10 компрессора.

Компрессор вступает в работу.

Далее циклы повторяются. Для предотвращения проворачивания поршня 4 при работе компрессора шток 6 поршня выполнен разрезным, состоящим из двух частей, одна из которых соединена с поршнем 4, а другая - с ведомой полумуфтой 8 фрикционной муфты 7. В промежутке между составными частями штока 6 установлен шаровой элемент 12.

Для исключения проскальзывания полумуфт 8 и 9 в момент их отключения используется магнитное возвратное устройство в виде постоянного магнита 17.

Таким образом, введенная в конструкцию компрессора система автоматического выключения и включения в работу обеспечивает решение поставленной технической задачи. Работа компрессора вхолостую полностью исключается за счет его автоматического отключения.

Изобретение относится к области двигателестроения. В конструкцию компрессора введена система автоматического выключения и включения в работу, состоящая из блока управления с прямым и обратным клапанами, подпружиненного поршня, соединенного с фрикционной муфтой, постоянного магнита и трубопровода. Фрикционная муфта состоит из ведомой и ведущей полумуфт. Ведомая полумуфта соединена с валом компрессора и штоком с подпружиненным поршнем. Ведущая полумуфта соединена с валом двигателя. Полость над подпружиненным поршнем через блок управления посредством трубопровода соединена с бортовым баллоном для сжатого воздуха. Шток, соединяющий фрикционную муфту с подпружиненным поршнем, выполнен разрезным, состоящим из двух частей, соединенных между собой шаровым элементом. Во внутренней полости фланцевого переходника картера в месте расположения ведомой полумуфты установлено магнитное возвратное устройство в виде постоянного магнита. Повышается ресурс работы компрессора путем исключения его работы вхолостую. 1 ил.

Компрессор для пневмосистем, используемых в двигателестроении, включающий пневматическую сеть, соединенную с бортовым баллоном для сжатого воздуха, функциональный узел-картер, состоящий из двух половин, одна из которых содержит фланцевый переходник, во внутренней полости которого размещен вал компрессора, соединенный с валом двигателя, отличающийся тем, что в конструкцию компрессора введена система автоматического выключения и включения в работу, состоящая из блока управления с прямым и обратным клапанами, подпружиненного поршня, соединенного с фрикционной муфтой, постоянного магнита и трубопровода, фрикционная муфта установлена во внутренней полости фланцевого переходника картера на одной оси с валом компрессора и состоит из ведомой и ведущей полумуфт, при этом ведомая полумуфта соединена с валом компрессора и штоком с подпружиненным поршнем, а ведущая полумуфта соединена с валом двигателя, полость над подпружиненным поршнем через блок управления посредством трубопровода соединена с бортовым баллоном для сжатого воздуха, шток, соединяющий фрикционную муфту с подпружиненным поршнем, выполнен разрезным, состоящим из двух частей, соединенных между собой шаровым элементом, во внутренней полости фланцевого переходника картера в месте расположения ведомой полумуфты установлено магнитное возвратное устройство в виде постоянного магнита.