Поршень объемной гидромашины Советский патент 1992 года по МПК F04B21/04 F16J1/00 

Изобретение относится к деталям устройств для нагнетания жидкостей и объемных гидроприводов, а именно к деталям цилиндропоршневых групп таких устройств.

Цель изобретения - увеличение КПД гидромашины путем повышения плотности сопряжения поршня с цилиндром гидромашины.

Указанная цель достигается за счет специальной конструкции самого поршня гидромашины. Такой поршень имеет корпус традиционно цилиндрической формы и головку поршня. Внутри тела поршня имеется кольцевая полость, по форме напоминающая собой диск с утолщенной торообразной периферией. По форме полость осесиммет- рична и ориентирована соосно общей оси симметрии поршня. Полость внутри поршня заполнена несжимаемой текучей средой. Образована полость соединением корпуса поршня, выполненного в виде стакана с выпуклой расточкой внутри, с грибообразной головкой поршня, центральный стержень которой запрессован внутрь фигурной выемки, в торце корпуса поршня и днища фигурной выемки не касается.

В процессе рабочего хода такой поршень под действием давления в надпорш- невом пространстве укорачивается на столько, на сколько в свободном состоянии торец центрального стержня грибообразной головки поршня не достает до днища, образующей стакан фигурной выемки в корпусе поршня. Поскольку полость в теле поршня заполнена несжимаемой жидкостью, то поршень, укорачиваясь, под воздействием рабочего давления раздувается, что и приводит к самоуплотнению его в гильзе цилиндра. Выпуклые периферийные поверхности полости в теле поршня способствуют направленности деформации, т.е. выпиранию тонких стенок корпуса поршня наружу, а не прогибу их внутрь. Этому же способствует и наполнение полости текучим несжимаемым веществом.

При снятии рабочего давления поршень переходит в свое исходное состояние и степень прижатия его стенок к внутренним поверхностям гильзы цилиндра уменьшается.

За счет того, что поршень самоуплотняется только тогда, когда это необходимо, т.е. на период рабочего хода, и разуплотняется на период холостых ходов, уменьшаются потери на трение и, следовательно, повышается КПД гидромашины.

В грибообразной головке поршня имеется осевое сверление, использующееся для заправки полости поршня жидкостью, и

радиальное, расположенное на уровне верхней точки торообразной полости,-для удаления из последней воздушных пузырьков в момент заправки. Заглушка в осевом сверлении головки поршня герметизирует полость, превращая ее в замкнутую.

На фиг. 1 изображена верхняя часть поршня (шаровой шарнир не показан) в нерабочем состоянии; на фиг. 2 - то же, в

0 состоянии рабочего хода.

Корпус 1 (фиг. 1) поршня, как и весь поршень, установлен внутри гильзы 2 цилиндра. В торце корпуса 1 поршня выполнена фигурная выемка, напоминающая собой

5 цилиндрический стакан с днищем 3 и выпуклой расточкой на боковой внутренней поверхности его стенок 4. Максимум диаметра расточки корпуса 1 поршня приходится на плоскость А-А. Внутри корпуса 1 располо0 жен центральный стержень 5 грибообразной головки 6. Закреплена головка 6 на корпусе 1 поршня путем запрессовки центрального ее стержня 5. Длина центрального стержня 5 меньше чем глубина образующей

5 стакан торцовой фигурной выемки в корпусе 1 на величину A S, поэтому торец 7 стержня 5 не касается днища 3 выемки в корпусе 1 и возвышается над последним. Образовавшаяся между торцовой частью стержня 5 и

0 фигурной выемкой в корпусе 1 полость 8, представляющая собой фигуру в виде диска с торообразным венцом, заполнена несжимаемой текучей средой. Для заправки полости 8 жидкостью служит осевое сверление 9,

5 закрытое заглушкой 10. Радиальное сверление 11 расположено в самой верхней точке полости 8 и служит для удаления пузырьков воздуха при заправке последней жидкостью.

0 В процессе рабочего хода поршня (фиг. 2) на головку 6 его воздействует давление рабочей жидкости. Под действием статического давления рабочей жидкости тонкие стенки 4 корпуса 1 в районе плоскости А-А

5 проседают до тех пор, пока торец 7 стержня 5 не коснется внутренней поверхности днища 3 торцовой фигурной выемки корпуса 1. Поскольку полость 8 в теле поршня заполнена текучей несжимаемой средой, то тонкие

0 стенки 4 корпуса 1 выпираются наружу, раздуваясь и уплотняя сопряжение корпус 1 поршня - гильза 2 цилиндра. Выпиранию стенок 4 корпуса 1 наружу способствует и форма полости 8, а именно ее выпуклые

5 периферийные поверхности.

Когда рабочее давление будет снято, то поршень, под действием сил упругости и избыточного давления жидкости внутри полости 8, возвратится в свое первоначальное состояние. В этом случае степень прижатия

стенок 4 корпуса 1 поршня к внутренним поверхностям гильзы 2 цилиндра будет ниже, чем в предыдущем рабочем состоянии.

Осевое сверление 9 и радиальное сверление 11 используются при изготовлении поршня для заправки его внутренней полости 8 несжимаемой текучей средой. Герметизируется полость посредством запрессовки заглушки 10.

Такая конструкция поршня эффективна в системах высокого давления, где в качестве рабочей жидкости используются маслянистые текучие среды. Преимуществом конструкции является то, что уплотнение пары поршень - гильза цилиндра усиливается в процессе рабочего хода пропорционально рабочему давлению, а в процессе холостых ходов - ослабляется. Это благоприятно сказывается на КПД гидромашины, а следовательно, на экономичности ее применения.

Формула.изобретения

1. Поршень объемной гидромашины, содержащий корпус с фигурной выемкой,

имеющей днище и стенки, и жестко закрепленную на корпусе головку с центральным стержнем, имеющим сквозной осевой канал и размещенным в выемке корпуса с образованием замкнутой кольцевой полости, отличающийся тем, что, с целью увеличения КПД путем повышения плотности сопряжения поршня с цилиндром гидромашины, кольцевая полость имеет торообразную

форму и заполнена несжимаемой текучей средой.

2.Поршень по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что стержень установлен в корпусе

с зазором между его торцом и днищем выемки и с возможностью прилегания торца к днищу при прогибе стенок полости.

3.Поршень по п. 2, отличающийся тем, что в стержне выполнено радиальное

отверстие с заглушкой, расположенное на уровне верхней точки торообразной полости и сообщенное с ней и с осевым каналом стержня.

Изобретение относится к деталям устройств для нагнетания жидкостей. Цель изобретения - повышение КПД гидромашины путем повышения плотности сопряжения поршня с цилиндром гидромашины. Поршень содержит корпус 1 с фигурной выемкой, имеющей днище 3 и стенки 4, и жестко закрепленную на корпусе 1 головку 6 с центральным стержнем 5, имеющим осевой канал 9 и размещенным в выемке корпуса 1 с образованием замкнутой кольцевой полости, которая имеет торообразную форму и заполнена несжимаемой текучей средой. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.