Коловратный двигатель Советский патент 1932 года по МПК F01C21/10 

Изобретение относится к коловратным двигателям с концентрично расположенным кулачным барабаном, который управляет скользящими ,в пазах кожуха заслонками, прижимаемыми к барабану давлением рабочей среды.

Существуют коловратные пневматические двигатели, соединяемые в одно целое с рабочим инструментом, требующим вращательного движения, например, сверлом, шлифовальным диском или т. п. Главные требования, предъявляемые к ним,-это простота конструкции и легкость веса при достаточной мощности. Существующие двигатели подобного рода состоят обычно из двух или более таких коловратных двигателей, посаженных рядом на общую ось, и представляющих собою, каждый, эксцентрично насаженное на вал цилиндрическое тело, вращающееся в концентричной с валом камере, с раднально перемещающейся заслонкой, отделяющей образующуюся камеру впуска от камеры выпуска сжатого . Во всех таких.двигателях, сжатый воздух работает без расшнрецня, простым выхлопой, вследствие чего энергия его используется недостаточно рационально.

Предлагаемое изобретение в отличие от таких устройств представляет собою, вопервых, совмещение трех или даже четырех таких коловратных двигателей, благодаря чему мощность такого аггрегата значительно больше мощности обычного коловратного двигателя, одинаковой с ним величины и веса, во-вторых, сжатый воздух работает в нем с расширением, чем достигается меньший расход воздуха при той же мощности и, наконец, в-третьих, благодаря особому пневматическому устройству для обратного перемещения заслонок, позволяющему преодолевать инерцшо их массы, число оборотов у них может быть сделано значительно больше, чем у двигателей подобного рода.

В предлагаемом пневматическом коловратном двигателе, с целью создания дополнительного сжатия возд}гха в пазовых камерах, в них поступает сжатыб воздух через окна, которые перекрываются самой заслонкой до прихода ее в крайнее высшее положение, а для образования сопротивления осевому давлению, производимому на барабан при вводе рабочего воздуха, между концом вала в днкщек

втулки насаженного на него барабана помещена пружина.

На чертеже фиг. 1 изображает продольный разрез коловратного двигателя; фиг, 2 - поперечный разрез его по АВ фиг. 1; фиг. 3 - то же, в другой форме выполнения.

Вал 7 коловратного двигателя (фиг. 1) при помощи шариковых подшипников 2vi4 вращается в корпусе 3, соединенном при помощи болтов 6 и гаек с кожухом 7 и крышкой 8, составляющей одно целое с рукояткой 9. Кожух 7 представляет собою концентричный с валом / цилиндр, внутри которого вращается зашпоненный на валу / кулачный барабан 10, имеющий в поперечном сечении (фиг. 2) форму фигуры, очерченной плавной симметричной кривой. Кожух 7 снабжен тремя, расположенными под углом в 120° друг к другу, пазовыми камерами 11, служащими направляющими для скользящих в них заслонок 12, упирающихся, в боковую поверхность барабана 10 и могущих передвигаться в своих пазах вверх и вниз. Заслонки 72, в целях уменьшения инерции их массы, сделаны из возможно более легкого материала (фибры, алюминия, сплава „электрон или т. п.). Таким образом, между поверхностью барабана 10 и внутренней поверхностью кожуха 7 образуются две симметрично расположенные полости и и Ь. Торцовые поверхности барабана 10 прилегают к дискам 13, 14, скрепленным болтами б в одно целое с кожухом 7. Во всех зазорах между барабаном 7,кожухом 7 и дисками 75, 14 образуется масляная пленка из поступающего в рабочий воздух из резервуара 75 в рукоятке 9 масла, количество которого регулируется иглой 16, что предохраняет от утечки воздуха при отсутствии трейия между указанными частями. Посредством нажатия рукоятки 19 сжатый воздух подается через канал 77 в ручке 9 и клапан 18 в центральное отверстие 20 в торцовой крышке 8 к центру барабана 10. На обращенной к барабану торцовой поверхности крышки 8 выфрезерованы три канавки 21, а на торцовой поверхности барабана 76-фасонная канавка 22. Форма этих канавок подобрана таким «бравом, чтобы -при одном обороте -бара€ава в каждом промежутке между касания барабана W с кожуха 7 н заднев

поверхностью одной заслонки происходила в нужный момент, соответственно заране построенной золотниковой диаграмме, отсечка рабочего воздуха, после чего там происходит его расширение, и затем выпуск. Выпуск происходит при помощи каналов 23 в заслонках 12, соединяющих в нужный момент полость между барабаном 7(, кожухом 7 и заслонкой 12 с выпускными отверстиями 24 для отработавшего воздуха.

Сжатый воздух, поступающий в вышеуказанные полости и производящий там работу расширения, создает некоторый вращающий момент, который через заклиненный на валу 7 барабан JO передается рабочему инструменту, сидящему на конце вала, напр., шлифовальному диску, сверлу, буру или другому вращательному инструменту. Для уничтожения осевого давления, создаваемого воздухом при впуске его со стороны рукоятки, между днищем втулки барабана /О и концом вала 7 помещена пружина 25, упругость которой рассчитана соответственным образом, бла-, годаря чему трение скольжения торцовой поверхности барабана о поверхность диска 7J заменяется трением качания шарикоподшипников. Скольжение заслонок 72 в своих пазах вверх и вниз должно совершаться с такой быстротой, чтобы они следовали за вращением барабана и всегда оставались прижатыми к его поверхности.

Такое прижимание заслонок 72 к поверхности барабана производится тем же сжатым воздухом, действующим наподобие буфера. Для этого пространство 26 над каждой заслонкой 72 в ее пазовой камере 77 сообщается с центральным каналом 20 для впуска воздуха при помощи специальных каналов 27, через окна 28 в диске М, расположенные не у самой вершины пазовых камер 77, а несколько ближе к центру системы. Вследствие этого при движении заслонки 72 в яазбвой камере 77 пространство 26 всегда заполнено сжатым воздухом рабочего давления, а с момента перекрытия заслонкой J2 окна 28, заключенн .в атом простршгстве воздух подвергается еще дополнительному сжатию и прижимает 1эаелонку /2 к барабану /0, «е позволяя ей отделяться от него при самых больших «короетях вращения.

в форме выполнения, показанной в разркзе на фиг. 3, действие двигателя аналогично фиг. 1 и 2, с той только разницей, что вместо трех задвижек /2 их помещено четыре, под углом 90° друг к другу, и барабан имеет соответственную форму тела, поверхность которого касается поверхности цилиндра кожуха 7 в трех ме«тах, соответственно чему сделаны и все каналы для впуска сжатого воздуха.

Предмет патента.

1. Коловратиый двигатель с концентрично расположенным кулачным барабаон, управляющим скользящими в пазах

кожуха заслонками, прижимаемыми к барабану давлением рабочей среды, отлшчающейся тем, что окна 28, служащие для впуска сжатого воздуха через канал 20 в пазовую камеру 7/, перекрываются самой заслонкой ДО прихода ее в крайнее высшее положение, с целью создания дополнительного сжатия воздуха в пазовых камерах /Л

2. В двигателе по п. 1 применение помещенной между концом вала /, входящим во втулку барабаиа 70, и днищен втулки пружины 25, предназначенной для создания сопротивления давлению вводимого рабочего воздуха.

фиг/

$