Поршень с газостатической разгрузкой Советский патент 1989 года по МПК F16J1/00 

ложения торец ступенчатого плунжера 14, перемещаясь по осевой расточке 13, перекрывает устье канала 9 и на-, чинает сжимать газ. В положении, когда совмещаются устье радиального канала 24 и кольцевая проточка 18, газ по осевому каналу, выполненному на торце запрессованной в расточку 13 втулки 15, и радиальным каналам 17, поступает в полость 16, выполненную в ступени меньшего диаметра плунжера 14. При движении поршня 1 из крайнего верхнего положения в момент,

когда совместится кольцевая проточка 18 с устьем канала 22, сжатый газ из полости 16 по заглушенному глухому осевому каналу и радиальному каналу 23 поступает в камеру питания. « При дальнейшем движении поршня 1 в сторону торца цилиндра ступень меньшего диаметра плунжера 14 дополнительно сжимает газ в камере питания, откуда он через каналы 11 и дроссельные устройства 12 поступает в зазор 4, обеспечивая газостатическую разгрузку поршня. 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения. Целью изобретения является повышение надежности работы поршня за счет обеспечения его устойчивого центрирования путем повышения давления в камере питания. При движении поршня 1 из крайнего нижнего положения торец ступенчатого плунжера 14, перемещаясь по осевой расточке 13, перекрывает устье канала 9 и начинает сжимать газ. В положении, когда совмещаются устье радиального канала 24 и кольцевая проточка 18, газ по осевому каналу, выполненному на торце запрессованной в расточку 13 втулки 15, и радиальным каналам 17, поступает в полость 16, выполненную в ступени меньшего диаметра плунжера 14. При движении поршня 1 из крайнего верхнего положения в момент, когда совместится кольцевая проточка 18 с устьем канала 22, сжатый газ из полости 16 по заглушенному глухому осевому каналу и радиальному каналу 23 поступает в камеру питания. При дальнейшем движении поршня 1 в сторону торца цилиндра ступень меньшего диаметра плунжера 14 дополнительно сжимает газ в камере питания, откуда он через каналы 11 и дроссельные устройства 12 поступает в зазор 4, обеспечивая газостатическую разгрузку поршня. 2 ил.

1

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в аппаратах, предназначенных для сжатия чистых газов.

Цель изобретения - повышение надежности работы поршня за счет обеспечения устойчивого его центрирования путем повышения давления сжатия в камере питания.

На фиг. 1 представлено устройство в крайнем нижнем положении поршня, общий вид; на фиг. 2 - то же, в его крайнем верхнем положении.

Поршень 1 с газостатической раз- грузкой снабжен шатуном 2 и размещен в цилиндре 3 с зазором 4 относительно его стенки 5. В поршне 1 выполнена камера питания, включающая верхнюю 6 и нижнюю 7 части. Верхняя часть .6 камеры питания сообщена каналами 8 и 9 через узел повышения давления с полостью 10 сжатия цилиндра 3. Нижняя часть 7 камеры питания сообщена каналами 11 через дроссельные устрой- ства 12 с зазором 4 между поршнем 1 и стенкой 5 цилиндра 3.

В поршне 1 выполнена осевая расточка 13. С торцом цилиндра 3 жестко соединен ступенчатый плунжер 14, а в осевую расточку 13 запрессована втулка 15, образующая с плунжером 14 двухступенчатый узел повышения давления. В ступени меньшего диаметра плунжера 14 выполнены полость 16 и радиальные каналы 17, сообщенные с концевыми участками. Устья каналов 17 связаны между собой кольцевой канавкой 18. Полость 16 выполнена путем расточки плунжера 14 и со стороны его торца заглушена с помощью заглушки 19

На диаметрально противоположных участках втулки 15 выполнены глухие осевые каналы 20 и 21 и радиальные каналы 22 - 24. Со стороны торца з втулки 15 осевой канал 20 перекрыт заглушкой 25, а со стороны боковой поверхности втулки 15 радиальные каналы 23 и 24 перекрыты заглушками 26. В крайних положениях поршня 1 радиальные каналы 17 ступени меньшего диаметра плунжера 14 совмещены с одним из радиальных каналов втулки 15.

Между внутренней поверхностью расточки поршня по диаметру D и наружной поверхностью плунжера по диаметру D выполнен зазор 27. Между боковой поверхностью плунжера 14 по диаметру d и внутренней поверхностью втулки по диаме тру d выполнен зазор 28. Наличие зазоров 4,27 и 28 обеспечивает возможность радиального смещения поршня 1 под действием сил инерции и давления газа. Всасывание и нагнетание газа производится через соответствующие клапаны 29 и 30, размещенные на торце цилиндра 3.

Поршень с газостатической разгрузкой работает следующим образом.

После заполнения системы газом и перемещения поршя 1 вверх плунжер 14 своим торцом с диаметром D отсекает канал 9 и газ, находящийся в замкнутом объеме верхней полости камеры питания, начинает сжиматься. Газ, находящийся в полости 10 сжатия, также нчинает сжиматься, а клапан 29 закрывается. В крайнем верхнем положении поршня 1 сжатый газ из полости 24 выходит через открывшийся клапан 30, а сжатый газ из полости 13 начинает перетекать по каналам 21 и 24 в кольцевую проточку 18 и далее по радиаль- ным каналам 17 в полость 16, где и аккумулируется.

Газ, находящийся в это время в полости нагнетания, также сжимается и перетекает по каналам 11 через дроссельные устройства 12 в зазор 4. При последующем ходе поршня 1 вниз полость 16 отсекается от полости 15, а полость 10 сжатия начинает заполняться газом через открывающийся клапан 29. При открытии устья канала 9 газ из полости 10 сжатия перетекает в полость 13, а газ, находящийся под давлением в полости 16, начинает перетекать по каналам 17 и кольцевой проточке 18, каналам 20 - 23 в полость нагнетания. При последующем ходе поршня 1 вверх газ в полости 10 опять начинает сжиматься, а газ, находящийся в полости нагнетания, начинает повторно сжиматься и с давлением, превосходящим давление в полости 10 сжатия, начинает вытекать по каналам через дроссельные устройства 12 в зазор 4 между поршнем 1 и стенкой 5 цилиндра.

Перемещение поршня 1 по диаметрам D и d плунжера 14 происходит только

0

5

0

5

0

5

в период пуска и остановки компрессора. В установившемся режиме работы компрессора поршень 1 работает без контакта с цилиндром 3 и плунжером 1t за счет газостатического подвеса поршня 1 только по зазору 4 и возможности радиального смещения поршня.

Фор ла изобретения

Поршень Ос газостатической разгрузкой, размещенный в цилиндре с зазором относительно его стенки, в котором выполнена камера питания, сообщенная каналами через узел повышения давления с полостью сжатия цилиндра, а через дроссельные устройства - с зазором между поршнем и цилиндром, о т- личающийся тем, что, с целью повышения надежности работы, в поршне выполнена осевая расточка, узел повышения давления выполнен двухступенчатым и составлен из ступенчатого плунжера, жестко связанного с торцом цилиндра, и втулки, запрессованной в осевую расточку поршня, при этом в ступени меньшего диаметра плунжера выполнены полость и сквозные радиальные каналы, на диаметрально- противоположных участках втулки выполнены глухие осевые каналы и радиальные, сообщенные с концевыми участками осевых, один из осевых каналов заглушен, а в крайних положениях поршня радиальные каналы ступени меньшего Диаметра плунжера совмещены с одним из радиальных каналов втулки.