На фиг. 1 изображен план предлагаемого насоса в разрезе по его оси вращения, на фиг. 2 и 3 - боковой вид и поперечный разрез его, на фиг. 4 - лобовой его вид и на фиг. 5 и 6 - детали цилиндров насоса и его приводов управления.
Основным принципом насоса положено использование падения свободных, тяжелых поршней 1 (фиг. 5), имеющих возможность поступательного движения в двухстороннего действия цилиндрах 2, для сжатия об′ема воздуха под ними.
Необходимая плотность между поршнем и стенкой цилиндра достигается или применением поршневых колец 3 (фиг. 5) обыкновенного устройства или заменой их плотно укрепленными медными обоймами при поршнях с прикрепленной к ним по краям кожей, или же с обычными кольцами 3 при поршнях, снабженных кожей по краям для предотвращения утечки воздуха из-под поршней.
На обоих концах каждого цилиндра расположено по четыре всасывающих патрубка 4 (фиг. 5), с автоматическими пружинными впускными клапанами 5, и по одной выпускной трубе 6 в общий для всех цилиндров воздухопровод 7. Труба 6 снабжена цилиндрическим золотником 8, управляемым особым нижеописанным приводом.
Цилиндры 2 расположены по 10 и ряд в полости барабана 9 (фиг. 1), в котором устроено восемь таких рядов и плоскостях, перпендикулярных к оси вращения барабана 2, при чем оси цилиндров параллельны между собой в каждом ряду, в каждом же последующем ряду отклонены на 22,5 градуса, против осей цилиндров предыдущего ряда.
Получающиеся, таким образом, 8 секций вступают в действие последовательно, по мере поворота барабана 9 на каждые 22,5 градуса, а за один полуоборот барабана 9 совершается полный цикл действия всех 80 цилиндров.
Во избежание преждевременного падения поршня - пока ось его цилиндра не приняла вертикального положения - поршни 1 задерживаются в соответственном (верхнем) положении стопорами 10 (фиг. 6) на цилиндрах 2 захватывающими скошенными концами за уступ кольцевой выточки 12 на поршнях 1. Стопора 10 снабжены уплотнительными кольцами 11 для устранения возможности протечки воздуха.
Стопора 10 каждого ряда цилиндров 2 связаны между собою в одну систему для каждого ряда цилиндров управляющими штангами 14, 14′ с эксцентриковыми наделками 13 (фигура 6).
На выпущенном из барабана 9 конце каждой штанги 14, 14′ укреплен ролик 15, 15′, набегающий в надлежащий для данного ряда момент (когда оси цилиндров его подходят к вертикальному положению) на короткий шаблон 16, 16′ (фиг. 1-4 и 6), чем достигается перемещение штанги 14, при котором эксцентриковые наделки 13 штанг перемещают стопора 10 или внутрь цилиндров или выдвигают их из цилиндров и тем или удерживают поршни на месте, или освобождают их; в последнем случае поршни 1 получают возможность свободного падения под действием силы тяжести и, падая, сжимают действием своего веса заключенный в цилиндре под собою воздух, а с другой стороны - всасывают одновременно через верхние клапана 5 из патрубков 4 окружающий воздух в верхнюю полость цилиндра 2.
При этом стопора 10 нижнего конца этого ряда цилиндров 2 оттягиваются шаблоном 16 (фиг. 1-4) посредством штанги 14. Силой пружин 25 и 25′ на штангах 14 и 14′ обе системы приводятся к первоначальному положению, когда ролики 15 и 15′ сойдут с шаблонов 16 и 16′, длина которых определяется промежутком времени, в течение которого необходимо держать стопора 10 и 10′ оттянутыми.
Само падение останавливается противодействием подушки сжатого воздуха под поршнем, так как выпускные золотники 8 открываются лишь после конца падения поршней, при чем открывание это производится аналогичным вышеописанному для стопоров 10 приводом, состоящим из штанги 17 (фиг. 1 и 3) с роликом 18, пружиной для обратной постановки на место 19 и рычажными передачами 20 к золотникам 8 (фиг. 5). Для воздействия на ролики 18 предусмотрен в надлежащем месте шаблон 21 (фиг. 4), открывающий вышеописанным приводом золотники 8, пока ролик 18 проходит по шаблону 21. После схода ролика с шаблона 21, золотники 8 закрываются действием пружины 19 на штангах 17 (фиг. 1, 3).
Сжатый воздух от выпускных золотников 8 каждого ряда проводится общей магистралью 22 через выводную трубу 23 в полости цапфы 24, барабана 9 (фиг. 1).
Труба 23 соединяется с неподвижной частью воздухопровода вне насоса посредством сальника.
Барабан 9 покоится своими полыми цапфами 24 в двух концевых подшипниках и катится своими двумя гладкими ободами 27 на четырех роликах 28, установленных на фундаменте насоса в соответственных гнездах 29 (фиг. 2).
Для вращения барабана 9 служит двигатель 26 достаточной мощности, сцепленный Гриссоновской передачей с ободом 30 на барабане 9, вращающемся на простых или шариковых, или роликовых подшипниках.
Вышеописанное устройство может быть использовано также для выкачивания воздуха, при условии некоторых изменений в устройстве системы впускных и выпускных клапанов и соответствующей перестановки шаблонов 21.
1. Воздушный насос для нагнетания воздуха с прикрепленными к вращающемуся барабану цилиндрами двухстороннего действия со свободно падающими тяжелыми поршнями без штоков, характеризующийся применением для принудительного управления стопорами 10 (фиг. 5 и 6), удерживающими в крайних положениях, при помощи кольцевых пазов 12, поршни цилиндров 2 (фиг. 3 и 5), расположенных в полости барабана 9 (фиг. 2 и 3) параллельно друг другу по несколько в ряд, в перпендикулярных к оси его вращения плоскостях, отдельных для каждого ряда цилиндров штанг 14 и 14′ с наделками 13, пружинами 25 и 25′ и роликами 15 и 15′, набегающими в надлежащий момент при вращении барабана на неподвижные шаблоны 16 и 16′, а для управления выпускными золотниками 8 - присоединением к указанным частям отдельных, для каждого ряда цилиндров, штанг 17 и 17′ (фиг. 3 и 5) с рычажными передачами 20, пружинами 19 и 19′ и роликами 18 и 18′, набегающими на неподвижные шаблоны 21, при чем означенный барабан 9 (фиг. 2), вращаемый на полых для пропуска выводной трубы 23 воздухопровода 22 цапфах 24 в подшипниках 31 двигателем 26, поддерживается также катками 28, установленными в обоймах 29 на фундаменте насоса.
2. Видоизменение воздушного насоса, охарактеризованного в п. 1, предназначаемое для выкачивания воздуха, отличающееся тем, что взамен впускных автоматических клапанов 5 устраиваются автоматические же выпускные (в атмосферу), а выпускные золотники 8 служат впускными и открываются принудительно, но лишь в верхней части цилиндров - перед падением поршней, с каковой целью соответствующие шаблоны 21 переставляются, при чем весь воздухопровод 22-23 соединяется с разрежаемым пространством.
