ВПУСКНОЙ КЛАПАН ПОРШНЕВОЙ ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ МАШИНЫ Российский патент 2024 года по МПК F16K15/02 F16K15/06 F01B25/10 

Изобретение относится к области машиностроения - машинам объемного действия, в частности поршневым пневматическим машинам, таким как пневматический двигатель, воздушный компрессор и прочим, и может быть использовано в качестве поршневого пневматического двигателя транспортного средства (автомобиля), а также в горнодобывающей, химической промышленности и иных отраслях для силового привода машин и механизмов.

В настоящее время стремительно набирают популярность механизмы и устройства, работающие от альтернативных источников энергии, например, электрические, пневматические машины, которые по своим техническим и эксплуатационным характеристикам приближаются к устройствам, работающим на традиционном топливе.

Наиболее близким аналогом к предложенному устройству является решение RU 154841 U1, 10.09.2015, раскрывающее впускной клапан в поршневом пневмодвигателе, содержащем поршень, цилиндр с выхлопными окнами, впускной штуцер, крышку цилиндра, в которой размещен самодействующий нормально открытый впускной клапан с запорным элементом и подвижный относительно клапанной доски ограничитель перемещения запорного элемента, при этом впускной штуцер крышки цилиндра соединен трубопроводом с ресивером.

Устройство имеет низкую надежность, склонность к перекосам и заклиниванию, недостаточную герметизацию с поверхностью клапанного седла (доски) и плохую синхронизацию с рабочим поршнем при работе устройства.

Задачей предложенного изобретения является устранение указанных недостатков.

Техническим результатом является повышение надежности работы устройства, повышение ремонтопригодности, повышение синхронизации впускного клапана с поршневой системой при простоте конструкции.

Данный результат обеспечивается тем, что впускной клапан поршневой пневматической машины включает цилиндрический полый корпус, имеющий на своей внешней поверхности резьбу, выполненную с возможностью взаимодействия с ответной резьбой на головке блока цилиндров устройства, при этом резьба на внешней поверхности цилиндрического полого корпуса взаимодействует с контргайкой для регулировки высоты фиксации впускного клапана, в нижней части цилиндрического полого корпуса выполнено выходное отверстие со скошенной под конус поверхностью, образующей седло, головку клапана, содержащую толкатель, выполненный с возможностью взаимодействия с поршнем при работе устройства, рабочую часть, выполненную с конусной поверхностью, взаимодействующей при работе с седлом, и опорную часть, содержащую выемку под установку пружины, в верхней части цилиндрического полого корпуса установлена втулка, содержащая на своей наружной поверхности резьбу, взаимодействующую с резьбой на внутренней поверхности цилиндрического полого корпуса, при этом втулка содержит впускное отверстие для входа в нее рабочей среды и выемку, служащую для установки в нее ответной части пружины.

Втулка содержит сверху верхнюю опорную площадку, которая через уплотнение взаимодействует с верхним торцом цилиндрического полого корпуса.

На дне выемок имеется кольцевой выступ, фиксирующий крайние кольца пружины.

Верхняя опорная площадка имеет многогранную поверхность под ключ.

На конце толкателя размещен компенсатор.

Подробную конструкцию устройства рассмотрим с учетом прилагаемых чертежей, где:

Фиг. 1 - основной вид впускной клапан поршневой пневматической машины в сборе в цилиндре пневматического устройства;

Фиг. 2 - увеличенный фрагмент головки клапана;

где позиция:

1 - цилиндрический полый корпус;

2 - выходное отверстие;

3 - седло;

4 - головка клапана;

5 - толкатель;

6 - рабочая часть;

7 - опорная часть;

8 - уплотнение;

9 - пружина;

10 - втулка;

11 - впускное отверстие;

12а, 12б - выемка;

13 - верхняя опорная площадка;

14 - контргайка;

15 - компенсатор.

Впускной клапан поршневой пневматической машины включает цилиндрический полый корпус 1, имеющий на своей внешней поверхности резьбу, выполненную с возможностью взаимодействия с ответной резьбой на головке блока цилиндров устройства при установке предлагаемого впускного клапана, что позволяет регулировать положение впускного клапана относительно поршня. При этом резьба на внешней поверхности цилиндрического полого корпуса взаимодействует с контргайкой 14 для регулировки высоты фиксации впускного клапана. Контргайка 14 фиксирует впускной клапан.

Цилиндрический полый корпус 1 выполняется из металла, например, стали или металлических сплавов с высокой точностью обработки поверхности, исключая неровности и шероховатости, и низкой теплопроводностью.

В нижней части цилиндрического полого корпуса 1 выполнено выходное отверстие 2 со скошенной под конус расширяющейся вверх поверхностью, образующей седло 3.

Головка клапана 4 содержит толкатель 5, выполненный с возможностью взаимодействия с поршнем при работе устройства. Толкатель 5 выполняется, как правило, в виде цилиндрического стержня для обеспечения контакта с поверхностью поршня или предпочтительно с поверхностью резьбовой пластины на поршне, которую при необходимости легко заменить на новую, не меняя весь поршневой модуль. Толкатель 5 должен обладать достаточной прочностью и твердостью, чтобы принимать на себя удар от поршня для подъема головки клапана 4 и впуска воздуха через образовавшуюся щель в процессе работы узла. Толкатель 5 предпочтительно выполнен с компенсатором 15, который компенсирует (сглаживает) удары от поршня. Наличие данного толкателя 5 обеспечивает повышение надежности работы устройства, повышение синхронизации впускного клапана с поршневой системой при простоте конструкции.

Головка клапана 4 также включает рабочую часть 6, которая выполнена с конусной поверхностью, взаимодействующей при работе с седлом 3, при этом в нижней части хода головки клапана 4 рабочая часть 6 центрируется своей шлицевой поверхностью с поверхностью седла 3, исключая поступление рабочей среды и герметизацию при опущенной в нижнее положение головки клапана 4. Под рабочей средой подразумевается, как правило, воздух, фреон или какая-либо воздушная смесь, приводящая в движение цилиндро-поршневую группу пневматической машины. Наличие рабочей части 6 с конусной поверхностью, ее взаимодействие с седлом 6 обеспечивает повышение надежности работы устройства, повышение синхронизации впускного клапана с поршневой системой, подачу рабочей среды с высоким давлением и высокой температурой при простоте конструкции.

Головка клапана 4 также включает опорную часть 7. Данная опорная часть 7 содержит выемку 12а под установку в нее пружины 9. При этом пружина 9 устанавливается с небольшим зазором в данной выемке 12а, дабы исключить ее осевое смещение при работе устройства и быструю замену пружины 9 при ее выходе из строя.

При этом предпочтительно, на дне выемки 12а выполнить кольцевой выступ, фиксирующий нижнее кольцо пружины 9 в нем для полного исключения смещения и/или вылета пружины 9 в процессе работы узла. Наличие данной опорной части 7 и ее конструктивные особенности обеспечивают повышение надежности работы устройства, высокую ремонтопригодность, повышение синхронизации впускного клапана с поршневой системой при простоте конструкции.

В верхней части цилиндрического полого корпуса 1 установлена посредством резьбового соединения втулка 10. Для этого втулка 10 содержит, по меньшей мере, на части своей наружной поверхности резьбу, взаимодействующую с резьбой, также нарезанной на, по меньшей мере, части внутренней поверхности цилиндрического полого корпуса 1. Данное резьбовое соединение позволяет быстро разбирать-собирать узел, обеспечивая доступ к внутренним деталям для обслуживания и замены поврежденных и/или изношенных элементов впускного клапана.

Втулка 10 содержит впускное отверстие 11 для входа в нее рабочей среды и выемку 12б, служащую для установки в нее ответной части пружины 9. При этом также как и на опорной части 7 головки клапана 4, на дне выемки 12б предпочтительно выполнить кольцевой выступ, фиксирующий верхнее кольцо пружины 9 в нем для полного исключения смещения и/или вылета пружины 9.

Втулка 10 предпочтительно содержит сверху верхнюю опорную площадку 13, которая через уплотнение 8 взаимодействует с верхним торцом цилиндрического полого корпуса 1. Такое выполнение исключает утечку рабочей среды, герметизируя элементы сопряжения между собой. Кроме того, верхняя опорная площадка 13 может иметь многогранную поверхность для легкого взаимодействия с ключом (торцевой головкой ключа), для закручивания-раскручивания втулки 10. Конструктивное выполнение данной втулки 10 обеспечивает повышение надежности работы устройства, высокую ремонтопригодность, повышение синхронизации впускного клапана с поршневой системой при простоте конструкции.

Устройство работает следующим образом.

Впускной клапан поршневой пневматической машины устанавливается по резьбе цилиндрического полого корпуса 1 в головку блока цилиндров пневматической машины.

Посредством резьбы регулируют высоту положения впускного клапана и фиксируют его контргайкой 14.

При верхнем положении поршня происходит его взаимодействие с толкателем 5 головки клапана 4.

Толкатель 5 поднимает вверх подпружиненную головку клапана 4, тем самым открывается выходное отверстие 2 для захода рабочей среды.

Рабочая среда через впускное отверстие 11 втулки 10 проходит в полость цилиндра.

Поршень постепенно перемещается вниз, воздействие поверхности поршня и толкателя 5 пропадает.

Головка клапана 4 под воздействием пружины 9 стремится вниз.

Рабочая часть 6 головки клапана 4 возвращается в закрытое положение и центрируется в седле 3 своими конусными поверхностями.

Цикл повторяется.

Пример 1

Впускной клапан поршневой пневматической машины включает стальной цилиндрический полый корпус 1, имеющий на своей внешней поверхности резьбу,

- резьба на внешней поверхности цилиндрического полого корпуса 1 взаимодействует с контргайкой 14 для регулировки высоты фиксации впускного клапана,

- в нижней части цилиндрического полого корпуса 1 выполнено выходное отверстие 2 со скошенной под конус поверхностью, образующей седло 3,

- головка клапана 4 включает толкатель 5,

- головка клапана 4 включает рабочую часть 6, выполненную с конусной поверхностью,

- головка клапана 4 включает опорную часть 7, содержащую выемку 12а,

- в верхней части цилиндрического полого корпуса 1 установлена втулка 10, содержащая на своей наружной поверхности резьбу, взаимодействующую с резьбой на внутренней поверхности цилиндрического полого корпуса 1,

- втулка 10 содержит впускное отверстие 11 для входа в нее рабочей среды и выемку 12б,

- между выемками 12а и 12б установлена пружина 9.

Пример 2

Впускной клапан поршневой пневматической машины включает цилиндрический полый корпус 1, имеющий на своей внешней поверхности резьбу,

- резьба на внешней поверхности цилиндрического полого корпуса 1 взаимодействует с контргайкой 14 для регулировки высоты фиксации впускного клапана,

- в нижней части цилиндрического полого корпуса 1 выполнено выходное отверстие 2 со скошенной под конус поверхностью, образующей седло 3,

- головка клапана 4 включает толкатель 5, на конце которого размещен компенсатор 15,

- головка клапана 4 включает рабочую часть 6, выполненную с конусной поверхностью,

- головка клапана 4 включает опорную часть 7, содержащую выемку 12а,

- в верхней части цилиндрического полого корпуса 1 установлена втулка 10, содержащая на своей наружной поверхности резьбу, взаимодействующую с резьбой на внутренней поверхности цилиндрического полого корпуса 1,

- втулка 10 содержит сверху верхнюю опорную площадку 13, которая через уплотнение 8 взаимодействует с верхним торцом цилиндрического полого корпуса 1,

- верхняя опорная площадка 13 имеет многогранную поверхность под ключ,

- втулка 10 содержит впускное отверстие 11 для входа в нее рабочей среды и выемку 12б,

- на дне выемок 12а и 12б имеется кольцевой выступ, в который фиксируются крайние кольца пружина 9.

Предложенное решение обеспечивает повышение надежности работы устройства, повышение ремонтопригодности, повышение синхронизации впускного клапана с поршневой системой при простоте конструкции.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности поршневым пневматическим машинам. Впускной клапан поршневой пневматической машины включает цилиндрический полый корпус, имеющий на своей внешней поверхности резьбу, выполненную с возможностью взаимодействия с ответной резьбой на головке блока цилиндров устройства. Резьба на внешней поверхности цилиндрического полого корпуса взаимодействует с контргайкой для регулировки высоты фиксации впускного клапана. В нижней части цилиндрического полого корпуса выполнено выходное отверстие со скошенной под конус поверхностью, образующей седло. Головка клапана содержит толкатель, выполненный с возможностью взаимодействия с поршнем при работе устройства, рабочую часть, выполненную с конусной поверхностью, взаимодействующей при работе с седлом, и опорную часть, содержащую выемку под установку пружины. В верхней части цилиндрического полого корпуса установлена втулка, содержащая на своей наружной поверхности резьбу, взаимодействующую с резьбой на внутренней поверхности цилиндрического полого корпуса. При этом втулка содержит впускное отверстие для входа в нее рабочей среды и выемку, служащую для установки в нее ответной части пружины. Изобретение направлено на повышение надежности работы устройства, повышение ремонтопригодности, повышение синхронизации впускного клапана с поршневой системой при простоте конструкции. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Впускной клапан поршневой пневматической машины, характеризующийся тем, что включает цилиндрический полый корпус, имеющий на своей внешней поверхности резьбу, выполненную с возможностью взаимодействия с ответной резьбой на головке блока цилиндров устройства, при этом резьба на внешней поверхности цилиндрического полого корпуса взаимодействует с контргайкой, для регулировки высоты фиксации впускного клапана,

в нижней части цилиндрического полого корпуса выполнено выходное отверстие со скошенной под конус поверхностью, образующей седло,

головку клапана, содержащую толкатель, выполненный с возможностью взаимодействия с поршнем при работе устройства, рабочую часть, выполненную с конусной поверхностью, взаимодействующей при работе с седлом, и опорную часть, содержащую выемку под установку пружины,

в верхней части цилиндрического полого корпуса установлена втулка, содержащая на своей наружной поверхности резьбу, взаимодействующую с резьбой на внутренней поверхности цилиндрического полого корпуса,

при этом втулка содержит впускное отверстие для входа в нее рабочей среды и выемку, служащую для установки в нее ответной части пружины.

2. Впускной клапан по п. 1, характеризующийся тем, что втулка содержит сверху верхнюю опорную площадку, которая через уплотнение взаимодействует с верхним торцом цилиндрического полого корпуса.

3. Впускной клапан по п. 1, характеризующийся тем, что на дне выемок имеется кольцевой выступ, фиксирующий крайние кольца пружины.

4. Впускной клапан по п. 1, характеризующийся тем, что верхняя опорная площадка имеет многогранную поверхность под ключ.

5. Впускной клапан по п. 1, характеризующийся тем, что на конце толкателя размещен компенсатор.