Поршневая машина Советский патент 1992 года по МПК F01B9/08 

имеет корпус 1 с закрепленными в нем направляющими гильзами, в которых с воз- .можностью возвратно-поступательного движения установлен цилиндр (Ц) 7 с овальными отверстиями 9 для осуществления движения относительно выходного вала 10, проходящего через эти отверстия и через неподвижно закрепленный в корпусе 1 с помощью опорного вала 12 поршень (П) 18. Для движения Ц 7 относительно вала 12 в Ц 7 имеются овальные отверстия 11. На Ц 7 с противоположных сторон у каждого отверстия 9 образован выступ 13 с закрепленной на нем линейной рейкой 15, взаимодействующей с элементами передаточного механизма, выполненными в виде шестерен 25 и 26 и установленными на валу 10 в области перемещения рейки 15. При движении Ц 7 относительно П 18 рейки 15 взаимодействуют с шестернями 25 и 26 обгонных муфт, .которые приводят вал 10 во вращательное движение в одном направлении. Радиальное перемещение Ц 7 во время работы предотвращают регулировочные упоры 33, а

расположение выступов 13с рейкой 15 на Ц

7по обе его стороны симметрично плоскости, проходящей через оси Ц 7 и вала 10, уменьшает осевой момент Ц 7. В днище корпуса 1 и его крышке установлены буферные элементы, например эластичные (пружинные, гидравлические, пневматические), а на концах упоров 33 вмонтированы тормозные ролики, взаимодействующие с образованными на концах выступов 13 наклонными лысками. При запуске, остановке или в аварийных случаях возможен заход П 18 в камеру сгорания вплоть до контакта с крышкой гильз. В таких случаях, например, при малых инерционных силах П 18 торцы его выступов 13 вступают во взаимодействие с буферными элементами, исключая заход П 18 в камеру сгорания. При значительных инерционных силах П 18 дополнительно вступают в работу тормозные ролики, которые, взаимодействуя с наклонными лысками, окончательно останавливают П 18 на допустимой (расчетной) границе.

8з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для преобразования возвратно-поступательного движения во вращение. Цель изобретения - повышение мощности поршневой машины. Машина

Изобретение относится к машиностро- ениюм предназначено для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное.

Целью изобретения является повышение мощности поршневой машины.

На фиг.1 схематически показана поршневая машина, разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - поршневая машина с буферными элементами, разрез; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.З.

Поршневая машина имеет корпус 1 с торцовыми крышками 2, в которых закреплены направляющие гильзы 3 с всасывающими и выхлопными окнами 4 и 5 соответственно (одна гильза 3 закреплена на крышке 2, а другая - в корпусе 1). Гильзы 3 закрыты крышками 6. В направляющих гильзах 3 с возможностью возвратно-поступательного движения установлен цилиндр 7, имеющий аналогичные всасывающие и выхлопные окна, крышки 8, два противоположных овальных отверстия 9, в которых установлен выходной вал 10, два овальных отверстия 11, в которых установлен опорный вал 12, и образованные у каждого отверстия 9 выступы 13 с буртами 14. Между буртами 14 размещены зубчатые рейки 15, через отверстия 16 закрепленные болтами 17. Выступы 13 с зубчатыми рейками 15 расположены диаметрально противоположно со стороны каждого овального отверстия 9. Поршень 18 с кольцами 19 установлен в цилиндре 7 и посредством запрессованных в нем втулок 20 связан с валом 10, через

которые он проходит свободно, а в корпусе 1 вал 10 установлен на подшипниках 21, размещенных в стаканах 22, закрытых крышками 23.

Внутреняя полость 24, ограниченная в

осевом направлении торцами крышек 8 и торцами поршня 18, образует рабочие камеры. На выходном валу 10 в области образованных в цилиндре 7 выступов 13 установлены обгонные муфты 25 и 26, выполненные в виде шестерен, взаимодействующих с зубчатыми рейками 15. Сцепление обгонных муфт 25 и 26 с валом 10 осуществляется за счет вмонтированных в муфты роликов 27, взаимодействующих с напрессованными на вал 10 втулками 28. Для исключения осевого перемещения обгонных муфт 25 и 26 на валу 10 установлены шайбы 29 и 30 и распорные втулки 31. Для исключения радиального смещения цилиндра 7 и

регулировки зубчатого зацепления между рейкой 15 и обгонными муфтами 25 и 26 в корпусе 1 установлены закрепленные болтами 32 упоры 33 с регулировочными прокладками 34. Упоры 33 могут быть

выполнены как в виде пластин, так и с вмонтированными в них роликами. Для исключения нагрузки на выходной вал 10 при работе машины в поршне 18 выполнено сквозное отверстие 35. Поршень 18 установлен на опорном валу 12с возможностью радиального перемещения, а в цилиндре 7 выполне- ны овальные отверстия 11, через которые свободно проходит опорный вал 12, закрепленный в отверстиях 36 корпуса 1 с помощью шайбы 37 и гайки 38.

Кроме того, в корпусе 1 и его крышке 2 (фиг.4) установлены по два буферных элемента 39, которые предназначены для пред- отвращения контактирования (ударов) днищ поршня 18 с внутренними поверхностями крышек 2 направляющих гильзЗ.Для достижения поставленной цели в поршневой машине предусмотрены также тормозные ролики АО, вмонтированные с помощью пластин 41 на концах регулировочных упоров 33 и взаимодействующиес наклонными лысками 42, образованными на концах выступов 13. При значительных инерционных силах ролики 40 предназначены для восприятия части этих инерционных сил во время захода поршня 18 в объем камеры сжатия и остановки поршня 18 на допустимой (расчетной) границе. Буферные элементы 39 могут быть выполнены из эластичного материала, в виде пружины, в виде эластичных камер, заполненных жидкостью или га- зом.

Поршневая машина работает следующим образом. При перемещении цилиндра 7 относительно поршня 18, обусловленном термодинамическими процессами, проис- ходящими в рабочих камерах, обе обгонные муфты 25 и 26 совершают маятниковое вращение относительно выходного вала 10 вследствие зацепления их зубьев с линейными рейками 15, закрепленными на высту- пах 13 цилиндра 7, причем обгонные муфты

25и 26 одна относительно другой совершает вращение в противофазе. Если одна из обгонных муфт (например, муфта 26) относительно выходного вала 10 вращается по часовой стрелке, то другая муфта 25 вращается против часовой стрелки. Таким образом, при любом направлении движения цилиндра 7 каждая из обгонных муфт 25 и

26поочередно сцепляется с выходным ва- лом 10 и тем самым обеспечивает передачу прямолинейного возвратно-поступательного движения цилиндра 7 на выходной вал 10, который совершает вращательное движение в одном из направлений. При этом одна из обгонных муфт работает вхолостую, а другая обеспечивает передачу движения с цилиндра 7 на выходной вал 10, При изменении движения цилиндра 7 каждая из бб- гонных муфт меняет режим работы с

холостого на рабочий и наоборот. Для исключения выхода из зацепления линейных реек 15 с обгонными муфтами 25 и 26 и регулировки их зацепления служат упоры 33 с регулировочными прокладками 34. Для увеличения долговечности работы машины поршень 18 установлен на опорном валу 12 с возможностью его радиального смещения относительно опорного вала.

При равномерной работе машины поршень 18, совершая возвратно-поступательное движение, останавливается под воздействием расширяющихся газов (гидравлического усилия или сжатия воздуха) перед объемом камер сжатия рабочих камер, а в момент запуска, остановки или в аварийных случаях поршень 18 под воздействием сил инерции заходит в объем камер сжатия рабочих камер, причем возможно даже контактирование (удары) днищ поршня 18 с внутренними поверхностями крышек 2 направляющих гильз 3. При запуске, ост- новке или в аварийных случаях, когда поршень 18 заходит в объем камер сжатия рабочих камер, вступают в работу буферные элементы 39, которые контактируют с торцами выступов 13 поршня 18 и гасят его скорость до предела остановки поршня 18 на требуемой границе. При больших инерционных силах поршень 18, сжимая буферные элементы 39, продолжает двигаться в объем камер сжатия рабочих камер, но дальнейшее продвижение останавливают тормозные ролики 40, которые контактируют с наклонными лысками 42 выступов 13 и останавливают поршень 18 на допустимой (расчетной) границе.

Для разборки машины необходимо снять крышку 2 вместе с направляющей гильзой 3 и крышкой 6. В нижней части необходимо снять такую же направляющую гильзу 3 с крышкой 6. Затем последовательно снимают крышки 23, стаканы 22, подшипники 21, распорные втулки 31, шайбы 30 и обгонные муфты 25 и 26. Выпрессовывают втулки 28, снимают шайбы 29, вынимают вал 10. Далее необходимо вынуть вал 12, а затем гильзу 3 с рейками 15. В дальнейшем отворачивают болты 32 и вынимают упоры 33 с регулировочными прокладками 34. Сборку производят в обратной последовательности.

В связи с тем, что передаточный меха- нихм предложенной конструкции вынесен из поршня 18 на периферию цилиндра 7 по обе его стороны и закреплен на выходном валу 10 симметрично относительно плоскости, проходящей через оси этого вала 10 и цилиндра 7, его практически можно изготовить с такой прочностью, которая способствует передаче на вал 10 всей мощности, создаваемой в камерах сгорания при определенном диаметре поршня 18, из-за чего мощность машины увеличивается до расчетного значения. Кроме того, в конструкции машины взаимодействующие элементы имеют меньший износ за счет установки поршня 18 на опорном валу 12с возможностью радиального смещения его относительно опорного вала 12 и исключения осевого смещения циилиндра 7 благодаря наличию регулируемых упоров 33, что ведет к увеличению срока службы поршневой машины.

Формула изобретения 1. Поршневая машина, имеющая корпус с торцовыми крышками, цилиндр с овальными отверстиями и наружными выступами с зубчатыми рейками, установленный в корпусе с возможностью возвратно-поступательного перемещения, неподвижный поршень, выходной вал, а также обгонные муфты с зубчатыми венцами, смонтированные на выходном валу с возможностью взаимодействия с зубчатыми рейками, отличающаяся тем, что с целью повышения мощности, машина снабжена неподвижным опорным валом и регулировочными упорами, в цилиндре и поршне выполнены дополнительные отверстия, причем в цилиндре - овальные, наружные выступы с зубчатыми рейками расположены диаметрально противоположно со стороны каждого овального отверстия с возможностью взаимодействия с регулировочными упорами, закрепленными в корпусе, а опорный вал установлен в дополнительных отверстиях цилиндра и поршня.

эластичного материала.

тем, что буферные элементы выполнены в виде эластичных камер, заполненных газом.