ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ КОМПРЕССОР С ПРУЖИННЫМ НАКАТНИКОМ И ВЫДВИЖНЫМ ПОРШНЕМ Советский патент 1931 года по МПК F41F19/02 

Изобретение касается гидравлического компрессора с пружинным накатником и выдвижным поршнем и имеет целью включение внутреннего цилиндра в систему частей, работающих при откатке.

На чертеже фиг. 1 и 2 изображают продольный разрез гидравлического компрессора в двух вариантах с пружинными накатниками и выдвижными поршнями, соответственно для малокалиберной и среднекалиберной артиллерии.

Наружный цилиндр 1 гидравлического компрессора (фиг. 1 и 2) изготовляется - как одно целое с качающейся люлькой или отдельно, но тогда прочие принадлежности закрепляются в люльке и представляют собой качающуюся часть орудийной установки. Передняя крышка или головка компрессора 2 с обыкновенным гидравлическим сальником (для штока) имеет два отверстия Б и Б¹ для наполнения компрессора жидкостью и для выпуска воздуха, снабженные игольчатыми винтовыми клапанами и, кроме того, имеет удлиненную часть - конус Р, предназначенный для регулирования наката. Головка компрессора связана с удлиненной втулкой 3, имеющей поверхность Ж, играющую роль веретена и регулирующую откат. Во внутренней части цилиндра помещается шток 4 компрессора с поршнем. Подвижной рабочий внутренний цилиндр 5 снабжен поршнеобразной головкой Т с сальниковым приспособлением С и воротниковым кольцом Е. При проходе этого кольца по веретену 3 меняется площадь отверстия Г для прохода жидкости, чем достигается регулирование скорости отката. При откате подвижной цилиндр 5 выходит из компрессора наружу (как показано условно на чертеже) и при накате возвращается в свое первоначальное положение. Передняя концевая гайка 6 подвижного цилиндра 5 действует своею переднею частью И, как регулятор наката. Задняя гайка 7 сальника (у подвижного цилиндра 5) имеет для своего поджима в цилиндре 1 отверстие 7а. Пружина 8, производящая давление на жидкость цилиндром 5, при откате сжимается выдавливаемой через отверстие Г жидкостью, а при накате разжимается, выдавливая жидкость через то же отверстие Г обратно под поршень штока компрессора. Кроме всех поименованных частей компрессор снабжен подвижной гайкой 9 пружины 8 и контрольной втулкой 10, хранящейся вместе с инструментом и употребляющейся при заполнении компрессора жидкостью.

Процесс работы компрессора следующий; после выстрела шток 4 компрессора с поршнем, откатывающийся вместе с телом орудия, перегоняет жидкость из объема А в объем В через кольцевое отверстие Г, образуемое поверхностью кольцевого ободка Е и веретенообразной поверхностью Ж, отчего подвижной цилиндр 5 получает движение, обратное направлению поршневого штока, вследствие чего увеличивается объем В на величину объема жидкости, выдавливаемой из объема А. Следовательно объемы, проходимые в элемент времени поршнем штока и подвижным цилиндром, - одинаковы. Принимая их за описанные площадями цилиндры, получим, что скорости их (для каждого элемента) будут выражаться высотою этих описываемых цилиндров, что при разных их площадях дает уравнение

или

откуда видно, что

или, обозначив соответственно площади f и F, будем иметь, что

т.-е. скорости обратно пропорциональны площадям цилиндров, а так как время действия обоих цилиндров равно, то линейные величины проходимых ими путей подчиняются этому же закону, что обусловливает полную диференциальность площадей цилиндров. Отсюда, имея определенный на основании расчетов объем жидкости А, надо при откате перегнать в объем Б при необходимой площади сечения отверстия Г; задаваясь площадью подвижного цилиндра или желаемым сжатием пружины, можно определить полностью основные размеры компрессора. Так, например, исходя из величины отката, можно определить линейную величину хода подвижного рабочего цилиндра, а следовательно имеется возможность на пути, который проходит подвижной цилиндр 5, поставить регулятор отката (веретено), каковым и является втулка 3, при чем регулирование отката происходит изменением площади кольцевого сечения Г, все время разделяющего два объема А и Б, непрерывно меняющиеся по величине в зависимости от образующей поверхности Ж. По приходе кольцевого ободка Е к концу необходимого хода для подвижного цилиндра, должен закончиться откат на линии, разграничивающей стрелками два хода цилиндров Н и h, где площадь кольцевого отверстия Г будет близка к нулю, а сила пружины начнет преодолевать силу сопротивления накату, т.-е. с этого момента начнется накат. В общем процесс отката в данном компрессоре происходит аналогично процессам отката в гидравлических компрессорах (без воздуха) с предварительным давлением на жидкость, в виду чего и принципы его теоретического построения остаются самыми обычными. Роль же регулирующего откат веретена полностью выполняется втулкой 3 с веретенообразной поверхностью Ж. Так как регулирование производится на длине хода подвижного цилиндра кольцом, находящимся на этом цилиндре, что эквивалентно регулированию за весь путь отката, то поверхность Ж втулки представляет собой нормальное веретено, сжатое по длине обратно пропорционально отношениям площадей f и F (см. формулу) и равное длине хода h подвижного цилиндра, на каковую линейную величину в конце отката сжимается этим цилиндром и пружина.

С момента полного уравновешивания силы пружины и силы откатывающих масс фактически начнется процесс наката, так как в следующий момент сила сжатой пружины уже начнет работать для наката, который в начале происходит по закону отката в обратном порядке (что аналогично гидропружинным накатникам), т.-е. пружина 8, расширяясь, производит подвижным цилиндром 5 давление на жидкость по направлению стрелки Р¹, перегоняя ее из объема В в объем А через концевую площадь отверстия Г, так что теоретическое построение элементов накатника аналогично построению обыкновенных, гидропружинных накатников с предварительным давлением на жидкость. В момент совпадения плоскости И передней гайки 6 с плоскостью П конусной части передней крышки начинается регулирование наката. Задаваясь конусностью поверхности Р у этой крышки, а также ее высотой, получают продолжительность и степень регулирования наката.

Так как пройденный путь s плоскости И, помноженный на обратное отношение площадей цилиндров, дает действительный линейный размер пути торможения наката (выраженный в единицах измерения длины наката), то при небольших, как это видно из чертежа, размерах этого отростка торможения (регулирование) наката составляет около 40%, при чем, в результате перегона жидкости из объема В в объем А видно, что жидкость, поступая под поршень, будет вталкивать поршень вместе со штоком 4 в цилиндр и в момент прихода ободкового кольца Е в свое первоначальное положение, закончится обратное выдавливание жидкости под поршень, т.-е. закончится накат и жидкость будет находиться под своим первоначальным давлением, даваемым пружиною 8.

Таким образом в одном цилиндре, при помощи действия пружины на рабочий подвижной цилиндр, можно получить поступательно-возвратное движение при желаемом распределении поглощения энергии отката и желаемых условий наката одной и той же жидкостью при ее постоянном объеме. Так как отношение площадей цилиндров можно выбирать в какой угодно пропорции, то следовательно и ход рабочего подвижного цилиндра можно выбирать произвольно (меняя отношения площадей цилиндров), что дает возможность использовать и подобрать правильно пружину 8. В виду того что пружина круглого сечения, примененная в компрессоре для малокалиберной артиллерии, имеет предел как в диаметре винтов, так и в диаметре стержня проволоки, является необходимым для среднекалиберной артиллерии заменить витую пружину дисковой „бельвилльской", как это видно на фиг. 2, или в крайнем случае поставить по две винтовых параллельных пружины.

Если два или несколько одинаковых компрессоров соединить между собою трубками, то получатся сдвоенные, строенные и т.п. компрессоры, годные для тяжелой артиллерии.

На фиг. 1 и 2 изображены компрессоры, тождественные между собой с разницей лишь в системе пружин, размер которых можно изменить по необходимости.

Гидравлический компрессор с пружинным накатником и выдвижным поршнем, отличающийся тем, что внутренний цилиндр 5 (фиг. 1 и 2), в целях включения его в систему частей, работающих при откате, устроен подвижным в направлении, обратном направлению отката, и снабжен поршнеобразной головкой Т с сальниковым приспособлением С и воротниковым кольцом Е, подвергающейся давлению жидкости, вытесняемой в полость В и передающей его пружинам накатника при откате.