Пневматический двигатель Советский патент 1992 года по МПК F03C5/02 F04B43/00 

Изобретение относится к пневмомаши- ностроению и может найти применение в приводах вращательного действия различных машин.

Известен пневмогидродвигатель, содержащий статор, в котором установлен эксцентриковый ротор и эластичные силовые элементы в виде камер, размещенных в зазоре между ротором и статором (1).

Эластичные силовые элементы известного пневмогидродвигателя, деформируясь под действием давления приводной среды, создают усилие, приводящее во вращение ротор. Пневмогидродвигатель обладает высоким объемным КПД и надежностью, однако относительно сложен конструктивно, что связано с необходимостью обеспечить прочность и устойчивость рабгтающих на сжатие в радиальном направлении эластичных силовых элементов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является пкевмогидродвигатель, содержащий статор, в котором установлен эксцентриковый ротор и эластичные силовые элементы в виде камер, размещенных в зазоре между ротором и статором, наружная поверхность каждой камеры охвачена пучками жил, концы которых закреплены на поверхности статора и ротора, при этом точки крепления жил расположены на прямых, перпендикулярных плоскости вращения ротора.

Недостатком пневмогидродвигателя, принятого за прототип, является недостаточно высокий крутящий момент.

Цель изобретения - повышение крутящего момента.

Поставленная цель достигается тем, что пневматический двигатель, содержащий корпус, рабочую камеру с деформируемыми стенками и систему газораспределения, при этом камера закреплена на корпусе и кинематически связана с коленчатым валом, система газораспределения выполнена в виде кривошипно-шатунного механизма, установленного на приваренном к корпусу конусовидном кольце и размещенного в полости рабочей камеры, а также клапанов переднего и заднего хода, педалей, запорных элементов, баллона, заполненного сжатым воздухом и вакуумкамеры, при этом клапаны закреплены на корпусе с возможностью взаимодействия с соответствующими шатунами кривошипно- шатунного механизма и попеременного сообщения полости рабочей камеры с

баллоном и с вакуум-камерой, причем кри- вошипно-шатунный механизм кинематически связан через дополнительный шатун и торцовую стенку рабочей камеры с копенча- тым валом, а баллон размещен внутри вакуум-камеры.

На чертеже изображен пневматический двигатель, разрез, состоящий из корпуса 1, к которому приварено конусовидное кольцо 2, на котором укреплены подшипники 3, в

которых находятся концы кривошипно-шатунного механизма 4, который с помощью шатунов 5, закреплен через подшипники 6, к шляпкам гильз 7, сопряженных с гильзами 8, которые контактируют с выпускными клапанами 9, и подпружинены пружинами 10 и 11, один из которых упираются в шляпки гильз, а другие - в шайбы 12, приваренные к впускным трубам 13, в которых находятся впускные клапана 14, дополнительный шатун 15, через подшипники 16, соединен с кривошипно-шатунным механизмом 4, с одной стороны, и торцовой стенкой рабочей камеры 17 - с другой, которая с другой стороны через подшипники 18 соединена с коленчатым валом 19, корпус 1 и торцовая стенка 17 соединены между собой рабочей камерой 20, которая стянута кольцами 21 и 22, соответственно С внутренней и наружной сторон, от баллона 23 и вакуум-камеры

24 отходят трубопроводы 25 и 26, в которых врезаны запорные элементы 27 и 28,29 и 30, попарно соединенные и управляемые педалями 31 и 32, соединенные соответственно с вышеуказанными впускными 14 и выпускными 9 клапанами, вышеупомянутый баллон 23 находится внутри вакуум-камеры 24 в стенки которых упираются ребра 33

Для того, чтобы предлагаемый пневматический двигатель работал эффективно, необходимо единый коленчатый вал 19 соединить с четырьмя устройствами, показанными на фигуре, таким образом, что, если в одном устройстве будет впуск, то в другом - выпуск, в следующем - впуск наполовину, в другом - выпуск наполовину. Корпус 1 соединен к жесткости (не показана). Концы коленчатого вала 19 через подшипники (не показаны) соединены с жесткостью (не показана).

Устройство работает следующим образом. При нажатии на педаль 31, сжатый воздух, через запорный орган 27 подается в рабочую камеру 20, через впускной клапан 14, золотникового типа. Открытие впускного клапана 14 происходит следующим образом. Кривошипно-шатунный механизм А, вращаясь, малым коленом воздействует на шатун 5, который давит на шляпку гильзы 7, которая в свою очередь давит на кончик впускного клапана 14 и тот открывается. Малые колени к0ивошипно-шатунного механизма развернуты друг относительно друга на 180° и на 90°относительно большого колена, поэтому при впуске сжатого воздуха стенка рабочей камеры 17, под давлением сжатого воздуха, вместе с коленчатым валом 19, движется от верхней мертвой точки к нижней, после чего впускной клапан 14 закрывается. При движении коленчатого вала 19 от нижней мертвой точки к верхней, малое колено кривошипно-шатунного механизма 4, двигаясь вниз, через малый шатун 5, тянет за собой гильзу 7 и сопряженную с ней гильзу 8, шляпка которой отходит от выпускных клапанов 9, и сжатый воздух, через открытый запорный орган 28 поступает в вакуум-камеру 24. Подача и выпуск сжа- того воздуха в предлагаемый пневмодвигатель осуществляется через запорные элементы 27 и 28, 29 и 30, попарно соединенные и управляемые педалями 31 и 32. Чем больше открываются запорные органы, тем больше их пропускная способность. При не нажатых педалях 31 и 32, все запорные элементы закрыты. Педали 31 и 32 отжимаются под действием силы, а возвращаются в исходное положение с помощью пружин (не показаны). При нажатии на педаль 31 пневмодвигатель крутится в одном направлении, а при нажатии на педаль 32 пневмодвигатель крутится в обрат5 ном направлении. При быстром переходе вращения пневмодвигателя с одного направления на другое, происходит эффективное торможение пневмодвигателем. Установленный в вакуум-камере 24 баллон

0 со сжатым воздухом 23 - безопасен, так как в случае взрыва энергия сжатого воздуха перейдет в вакуум-камеру 24. При подаче сжатого воздуха рабочая камера 20 приобретает форму, близкую к шаровидной, а при

5 выпуске сжатого воздуха рабочая камера 20 приобретает форму выворачиваемого вовнутрь чулка, в результате достигается высокий крутящий момент предлагаемого пневмодвигателя.

о Технико-экономическая эффективность заключается в том, что предлагаемый пневмодвигатель имеет высокий крутящий момент.

5 Формула изобретения

Пневматический двигатель, содержащий корпус, рабочую камеру с деформируемыми стенками, коленчатый вал и систему газораспределения, при этом камера заQ креплена на корпусе и кинематически связана с коленчатым валом, отличающий- с я тем, что, с целью повышения крутящего момента, система газораспределения выполнена в виде кривошипно-шатунного меt- ханизма, устанозленного на приваренном к корпусу коническом кольце и размещенного в полости рабочей камеры, а также впускных и выпускных клапанов переднего и заднего хода, педалей, запорных элементов,

Q баллона, заполненного сжатым воздухом, и вакуум-камеры, при этом клапаны закреплены на корпусе с возможностью взаимодействия с соответствующими шатунами кривошипно-шатунного механизма и попеременного сообщения полости рабочей камеры с баллоном и вакуум-камерой, причем кривошипно-шатунный механизм кинематически связан через шатун и торцевую стенку рабочей камеры с коленчатым валом, а баллон размещен в вакуум-камере-.

5

Использование: в приводах вращатель- ного действия различных машин. Сущность изобретения: при нажатии на педаль 31, сжатый воздух подается в рабочую камеру 20 через впускной клапан 14 золотникового типа. Кривошипно-шатунный механизм 4. вращаясь, малым коленом воздействует на шатун 5, в результате чего впускной клапан 14 открывается. Малые колени кривошипно- шатунного механизма развернуты друг относительно друга на 180° и на 90° относительно большого колена, при впуске сжатого воздуха стенка рабочей камеры 17