Поршень с газовой поддержкой Советский патент 1984 года по МПК F16J1/02 

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для обеспечения компремирования особо чисты сред. Известен поршень с газовой поддержкой, в корпусе которого образована полость питания, сообщенная с внешней средой через установленный на торце поршня обратный клапан и через дроссельные отверстия, выполненные на боковой поверхности поршня 1. Недостаток указанного поршня низкая экономичность его работы, по скольку требуется большое количество рабочей среды для создания несущего газового слоя. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является по шень с газовой поддержкой, в корпу се которого образована полость пита ния, сообщенная с внешней средой че рез установленный на торце поршня обратный клапан и через дроссельны отверстия, выполненные по центру упругих элементов, перекрывающих ок на боковой поверхности поршня 2. Недостатком известного поршня яв ляется то, что установка Кс1ждого ги кого элемента в отдельности приводи в процессе работы поршня к неодинаковому их прогибу, что приводит к н равномерности несущего газового сло и тем caNfiJM снижает надежность цент риров ния поршня. Цель изобретения - повышение надежности центрирования поршня. Указанная цель достигается тем, что в поршне, в корпусе которого об разована полость питания, сообщенная с внешней средой через установленный на торце поршня обратный кла Дан и через дроссельные отверстия, выполненные по центру упругих элементов, перекрывающих окна на боковой поверхности поршня, упругие эле менты выполнены в виде оболочки, охватывакнцей полость питания, при этом в зоне указанных окон по оси дроссельных отверстий на оболочке выполнены конические углубления. На фиг, 1 представлен пориень, общий вид; на фиг, 2-- - оболочка во время работы пориня, поршень содержит корпус 1, в кот ром образована полость 2 питания, сообщенная с внешней средой через установленный на торце поршня обратный клапан 3, На корпус поршня напрессована обо лочка 4, охватывающая полость питания, при этом в оболочке выполнены дроссельные отверстия 5 по центру окон б, выполненных на боковой поверхности поршня. Поршень при работе установлен в цилиндре 7 с боковыми зазорами 8 и 9 и своим торцом обращен к камере 10 сжатия, В во не окон 6 по оси дроссельных отверстий на обрлочке 4 выполнены конические углубления 11. Поршень работает следующим образом. Сжатый газ из камеры 10 через клапан 3 попадает в полость 2 питания и истекает оттуда через, дроссели 5 в боковые зазора 8 и 9, где создается несущий газовый слой, предотвращающий касание поршня о стенки цилиндра 7. До заполнения сжатым газом полости 2 коническое углубление 11 выглядит таким образом, как оно показано на фиг. 2, При работе поршня, когда полость 2 заполнена сжатым газом, на гибком участке оболочки 4 в зоне окон б появляется обусловленный Нсхличием дросселей 5 перепад давления, который выгибает гибкие участки в сторону зазора и они становятся по форме близкими к обычной цилиндрической поверхности (до приложения боковой нагрузки), Этот момент показан на фиг. 3, После приложения боковой нагрузки, направленной, например, справа налево, давление в боковом зазоре 8 увеличивается, приближаясь к давлению в полости 2, и гибкий участок в зоне зазора 8 приобретает вид, показанный на фиг, 2, В боковом зазоре 9 давление падает, что приводит к увеличению перепада давления на гибком участке оболочки, вследствие чего этот участок прогибается в сторону цилиндра, что и показано на фиг, 4, Таким образом, на левой стороне поршня образуются карманы с хорошим распределением давления в несущем газовом слое и с высокой его реакцией, а на правой стороне выпуклая форма оболочки в зоне дроссельных отверстий способствует дополнительному падению давления в зазоре 9 за счет приближения дросселя к стенке цилиндра, и кроме того, ухудшает эпюру давления газа в зоне гибкого участка стенки. Все это дополнительно уменьшает реакцию газового слоя в зазоре 9. Разница в реакциях газового слоя в боковых зазо pax 8 и 9 и составляет несущую способность пориня, Напрессовка оболочки на корпус пориня позволяет обеспечить равные прогибы оболочки в плсадади окон, диаметр которых определяется зависимостьюи,-3,15 V. ЛР где DQ - диаметр окон; Е .- модуль упругости; h - толщина оболочки; сА - максимальный зазор между поршнем и цилиндром; ЛР - максимальный перепад давления между торцами поршня при соблюВт дении условия при этом ма(симальный начальный прогиб вдоль осей окон будет составлять величину Б . -§- (1 - cos , где D - наружный диаметр корпуса поршня; If - угол в градусах наружными кромками окон в корпусе, очерченный радиусг1ми, проведенными из центра окружности поршня. Обеспечение равных прогибов оболочки в плс1Щс1ди окон позволяет сформировать равномерный несущий газовый слой, чем и повьппается надежность центрирования поршня.

ПОРШЕНЬ С ГАЗОВОЙ ПОДДЕРЖКОЙ, В корпусе которого образована полость питания, сообщенная с внешней средой через установленный на торце поршня обратный клапан и через дроссельные отверстия, выполненные по центру упругих элементов, перекрывающих окна на боковой поверхности поршня, отличающийс я тем, что, с целью повышения надежности центрирования, упругие элементы выполнены в виде оболочки, охватывающей полость питания, при этом в зоне указанных окон по оси дроссельных отверстий на оболочке выполнены конические углубления. (Л с: со с 4; tsD to