ПОРШНЕВАЯ МАШИНА Советский патент 1994 года по МПК F04B49/10 F25B1/00 

Изобретение относится к поршневым машинам, а именно к холодильным поршневым компрессорам, преимущественно аммиачных холодильных систем, к двигателям внутреннего сгорания.

Цель изобретения - обеспечение работоспособности после гидравлического удара.

На фиг. 1 изображена схема поршневой машины, сечение по одному из блоков; на фиг. 2 - вид на нижнюю головку шатуна (разрез по А-А на фиг. 1); на фиг. 3 - положение кривошипа со скобой, вкладышами и накладкой в пазу шатуна после гидроудара.

Поршневая машина содержит корпус 1, цилиндр 2 с крышкой 3 и поршнем 4, шатун 5, состоящий из верхней головки 6, тела 7, нижней головки 8, крышки 9 нижней головки 8, кривошипа 10 и системы защиты, включающей ограничитель 11 хода поршня 4, накладку 12, скобу 13, тарированные шпильки 14. Шатун 5 имеет паз 15. Между кривошипом 10 и скобой 13, а также кривошипом 10 и накладкой 12 установлены вкладыши 16. Скоба 13 крепится винтами 17. Машина имеет клапаны 18 всасывания, клапаны 19 нагнетания. В полости одного из цилиндров 2 находится жидкий хладагент 20.

Машина работает следующим образом. Хладагент 20 (аммиак) по трубопроводу всасывания (на чертеже не показан) попадает в корпус 1 (картер), а затем через клапаны 18 всасывания в полость цилиндра 2 над поршнем 4. В конце хода всасывания жидкий хладагент 20 заполнит часть полости цилиндра 2 над поршнем 4. При сжатии (ход поршня 4 вверх) пары выходят через клапаны 19 до заполнения всей полости жидкостью.

При подходе жидкости через клапаны 19 за счет вязкости жидкого холодильного агента создается большой перепад давления на клапанах 19, то есть развивается давление гидравлического удара.

При нарастании перепада давления до 15 кг/см² кривошип 10 рвет шпильки 14, связывающие накладку 12 с крышкой 9. Размеры шпилек 14 и резьбы на них определяют по известным соотношениям
τ·π·P_ср·H = D2с

_р , где τ- напряжение среза в резьбе;
σ_р - напряжение растяжения в шпилькее;
Н - длина работающего пояса резьбы;
D_ср - средний диаметр резьбы, или упрощенный расчет размер шпильки:
F = = , где D₁ - диаметр шпильки;
Р - усилие на шпильке;
[σ ] _p - допускаемое напряжение;
F - площадь сечения шпильки.

Накладка 12, закрепленная на кривошипе 10 скобой 13, начинает скользить по пазу 15 шатуна 5. Поршень 4 под действием давления насыщенного пара жидкости отбрасывается вниз на ограничители 11 хода поршня 4 и там удерживается давление насыщенных паров. При вращении кривошипа 10 накладка 12 скользит в пазу 16 (паз 15 выполнен на длину хода поршня 4 + высота накладки 12 + высота скобы 13) и качает шатун 5 на пальце поршня 4. Разорванные шпильки 14 выпадают на дно картера.

Таким образом, блок цилиндра 2, поршня 4, шатуна 5 и кривошип 10 при развитии давления гидравлического удара выключается из работы. Его выключение не отражается на работоспособности остальных блоков, которые продолжают работать, а элементы выключенного блока не повреждаются. (56) Справочник: Холодильные компрессоры. - М. : Легкая и пищевая промышленность, 1981, с. 40, рис. 1.191.

Изобретение позволяет обеспечить работоспособность холодильного компрессора после гидравлического удара. В каждом из блоков корпуса 1 установлен цилиндр 2 с крышкой 3 и подвижный поршень 4. Шатун 5 состоит из верхней головки 6, тела 7, нижней головки 8, крышки 9 головки 8, кривошипа 10. Система защиты каждого блока снабжена ограничителем 11 хода поршня, накладкой 12, скобой и тарированными шпильками. Шатун 5 выполнен с пазом в теле 7 и головке 8 в плоскости, проходящей через оси шатуна 5 и кривошипа 10. Длина паза равна сумме длины хода поршня 4, высоты накладки 12 и толщины скобы 13. Ограничитель 11 установлен на цилиндре 2 под нижней мертвой точкой. Кривошип 10 соединен скобой с накладкой 12, между которыми установлены вкладыши. Поршень 4 под давлением насыщенного пара отбрасывается вниз на ограничитель 11 и там удерживается давлением паров. Таким образом блок при гидравлическом ударе выключается из работы, что не отражается на работоспособности остальных блоков. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. ПОРШНЕВАЯ МАШИНА, содержащая корпус с блоками, каждый из которых включает цилиндр с крышками и подвижные поршень, шатун, состоящий из верхней головки, тела, нижней головки и крышки нижней головки, кривошипа и систему защиты каждого блока, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения работоспособности после гидравлического удара, каждый блок снабжен ограничителем хода поршня, накладкой, скобой и тарированными шпильками, шатун выполнен с пазом в теле и нижней головке в плоскости, проходящей через оси шатуна и кривошипа на длину, равную сумме длины хода поршня, высоты накладки и толщины скобы, а система защиты образована ограничителем хода поршня, установленным на цилиндре под нижней мертвой точкой, кривошипом, соединенным скобой с накладкой, установленным в пазу шатуна и закрепленными на его крышке тарированными шпильками. 2. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что между кривошипом и скобой, а также кривошипом и накладкой установлены вкладыши.