Гибкий поршень гидравлической машины объемного вытеснения Советский патент 1993 года по МПК F04B21/04 F16J1/00 

СЯ. CJ

Изобретение относится к машиностроению, а именно насосостроению, и может найти применение на промышленных объ- ектах, где перекачиваемая среда может быть вязкой и может содержать взвешенные механические включения.

Известен поршень машины объемного вытеснения со встроенным электроприводом, представляющий собой гибкую пластину.

В качестве прототипа принят гибкий поршень гидравлической машины объемного вытеснения, который выполнен в виде пакета уплотненных между собой плоских рамок, установленных с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном оси вращения криволинейного пространственно изогнутого вала, который соединен с приводным двигателем и проходит внутри овальных отверстий рамок.

Недостатками прототипа являются отсутствие связи гибкого поршня с торцовыми стенками корпуса насоса, из-за чего нарушается постоянство обжатия пакета рамок и его формы, относительно низкий КПД из- за значительного трения (и, следовательно, потерь) между рамками при их относительном перемещении, а также между валом и внутренними гранями рамок. Кроме того, при вращении пространственно изогнутого вала между ним и рамками возникают силы, стремящиеся повернуть рамки так, чтобы они оказались направленными по нормали к поверхности вала, при этом происходит выворачивание уплотняющих прокладок и теряется поперечная герметичность обоймы (поршня), что также снижает КПД машины.

Цель изобретения является создание гибкого поршня гидравлической машины объемного вытеснения с более высоким КПД, т.е. обеспечивающего большую эффективность насоса путем исключения отмеченных недостатков, а именно обеспечивающего снижение гидравлических потерь за счет повышения поперечной герметичности гибкого поршня и механических потерь за счет снижения трения вала о рамки и рамок о крышку и днище корпуса.

Цель достигается тем, что в поршне, содержащем обойму, выполненную а виде пакета плоских рамок, и пространственно изогнутый вал, рамки выполнены составными, причем боковые грани имеют элементы из антифрикционного материала, например из капролона, а верхние и нижние элементы рамок имеют призматическую форму, крайние рамки пакета имеют шарнирную связь с торцовыми стенками, а к боковым наружным поверхностям обоймы прикреплены

пластины из эластичного водонепроницаемого материала, например резины, в которых имеются в каждом промежутке между боковыми планками рамок пазы с обеих сторон.

На фиг.1 изображен гибкий поршень гидравлической машины объемного вытеснения с валом; на фиг.2 - составная рамка; на фиг.З - фрагмент боковой стенки поршня.

Поршень содержит составные рамки 1, образующие пакет гибкой обоймы поршня, пространственно изогнутый вал 2, подсоединяемый к приводному двигателю. Каждая

5 рамка состоит из боковых планок 3 с антифрикционными планками 4, верхних и ниж- , них элементов 5 призматической формы. При этом концы планок А выступают над кромками элементов 5. Пакет рамок 1, наса0 женный на вал 2 и обжатый в осевом направ- лении, своими крайними рамками с помощью шарниров 6 и 7 подсоединен к торцовым стенкам корпуса. К боковым наружным поверхностям обоймы поршня при5 креплены пластины 8 из „эластичного водонепроницаемого материала, например резины. Пластины 8 имеют наружные 9 и внутренние 10 пазы. Боковые планки рамок 3 являются закладными элементами пла0 стин 8, Соединение элементов рамок и пластин производится, например, с помощью винтов.

Поршень работает следующим образом.

5 Под действием крутящего момента, передаваемого от приводного двигателя, пространственно изогнутый вал 2 приходит во вращение и, будучи в постоянном зацеплении с каждой рамкой 1 пакета поршня и

0 воздействуя на них, деформирует пакет поршня, вызывая его колебания, распространяющиеся вдоль оси пакета поршня в виде бегущей волны. При взаимодействии поршня, совершающего бегущеволновое движе5 ние, с корпусом гидравлического канала происходит объемное вытеснение жидкости. Боковые эластичные пластины 8 обеспечивают поперечную герметичность поршня. Усилие от зала 2 передаются на

0 рамхи через антифрикционные планки 4, выступающие концы которых скользят по днищу и крышке корпуса гидравлического канала, обеспечивая снижение потерь на трение вала о боковые планки рамок и ра5 мок о днище и крышку корпуса.

Рамки 1 при вращении вала 2 благодаря призматической форме элементов 5 совершают угловые колебания. При этом нагруж- ние 9 и внутренние 10 пазы пластин 8 то сходятся, то расходятся, обеспечивая поперечную герметичность поршня, а также его подвижность благодаря отсутствию потерь энергии на растяжение и сжатие материала эластичных пластин. Постоянство усилия сжатия пакета рамок при колебаниях поршня обеспечивается закреплением его на шарнирах 6 и 7, жестко связанных с торцовыми стенками корпуса.

По сравнению с прототипом применение составных рамок с элементами из антифрикционного материала позволяет существенно снизить потери на трение.

Применение боковых пластин 8 из водонепроницаемого эластичного материала, (например, резины) позволяет существенно повысить поперечную герметичность поршня и улучшить гидравлический КПД насоса. Пазы 9 и 10 на пластинах 8 уменьшают потери на сжатие и растяжение пластин при колебательном движении рамок и повышают подвижность пластин.

(56) Авторское свидетельство СССР Ns 1832869, кл. F 04 С 5/00, 1987.

Изобретение относится к насосостроению. Цель изобретения - повышение КПД машины путем снижения потерь на трение. Поршень содержит пространственно изогнутый вал и рамки с овальными отверстиями, расположенные на валу. Рамки выполнены составными и снабжены боковыми планками, выполненными из антифрикционного материала и имеющими длину, превышающую длину рамок. Поршень снабжен пластинами из водонепроницаемого эластичного материала, имеющими пазы с внутренней и внешней сторон и прикрепленными к нему по всей длине со стороны планок с возможностью закрытия-раскрытия пазов при изгибе поршня 1 злф-лы, 3 ил.

Ф-ормула изобретения ( 1. ГИБКИЙ ПОРШЕНЬ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ МАШИНЫ ОБЪЕМНОГО ВЫТЕСНЕНИЯ, содержащий пространственно изогнутый вал и рамки с овальными отверстиями, расположенные на валу, отличаю1 щийся тем, что, с целью повышения КПД машины путем снижения потерь на трение, рамки выполнены составными и снабжены боковыми планками, выполненными из антифрикционного материала и имею

щими длину, превышающую длину рамок.

снабжен пластинами из водонепроницаемого эластичного материала, имеющими пазы с внутренней и внешней сторон и прикрепленными к нему по всей длине со стороны планок с возможностью зэкрытияраскрытия пазов при изгибе поршня.

Т

pc/&f

(рЈ/Ј.Ј