Своднопоршневая машина Советский патент 1975 года по МПК F01B11/00 F02B71/00 F04B31/00 

1

Изобретение относится к машиностроению.

Известны свободно-поршневые машины (СПМ), содержащие соосно расположенные рабочий и компрессорный цилиндры с помещенными в них встречно движущимися рабочи.м поршнем и выполненным в виде поршпя противовесом, кинематически связанным при помощи .механизма синхронизации с .проходящим сквозь его днище штоком рабочего поршня, и продувочиый ресивер.

Предлагаемая СПМ отличается от известных тем, что в компрессорном цилиндре между рабочим поршнем и поршнем-противовесом установлен компрессорный поршень, жестко соединенный со штоком рабочего поршня. В компрессорном цилиндре между порщнем-противовесом и ме.ханизмом синхронизации и .между поршнем-противовесом и компрессорным поршнем установлены неподвижные перегородки для образования буферных полостей. Неподвижная перегородка устаповлена также н .между рабочим и компрессорным поршня.ми. Кроме того, в предлагаемом СПМ для несколькн.х параллельных цилиидров при.меияется общий механизм сиихроиизации.

В результате такого выполнения оказывается возможным при данной мощности уменьи ить диаметр компрессорного цилиндра н, следовательно, габаритные размеры СПЛ.

На фиг. 1 представлена одноцилиндровая свободно-поршневая машина, продольный разрез; на фиг. 2-4-то же, варианты; на фиг. 5- многоцилиндровая СПМ.

Машина содержит рабочий 1 и компрессорный 2 цилиндры с помещенными в них встречно движущимися рабочим поршнем 3 и выполненным в виде поршия противовесом 4. Поршень- противовес 4 кинематически связан

при помощи механизма синхронизации 5 с проходящим сквозь его днище штоком 6 рабочего поршня 3. В компрессорном цилиндре 2 между рабочим поршнем 3 и порщнем-нротивовесо.м 4 установлен компрессорный поршень 7, жестко соединенный с штоком 6. В рабочем цилиндре 1 выполнены выпускные 8 и продувочные 9 окна, сообщенные с продувочным ресивером 10, который пополняется воздухом через установленные в его стенке клапапы 11 из продувочного пасоса 12. Механизм сиихропизацип 5 может быть выполнен, напри.мер, в виде зубчатых реек 13 и 14, жестко связанных соответственно с поршнемпротизовесом 4 и со штоком 6 рабочего порт

ня и одновременно взаимодействующих с установленными на корпусе СПМ шестернями 15. Движение рабочего поршня 1 и компрессорного иоршня 7 вправо, благодаря наличию механизма синхронизации, вызывает движепне поршня-протипо1 еса 4 влево. При ь

полости продувочного пасоса 12 происходит процесс всасывания атмосфериого воздуха через клапан 16, а в компрессорной полости 17, образованной между внутренними торцами поршней 4 и 7, воздух сжимается и нагнетается внешнему потребителю через невозвратный клапан (на чертеже не показан). Продувка полости рабочего цилиндра 1 осуш,ествляется воздухом из продувочного ресивера 10 через открываемые поршнем 3 продувочные окна. Обратное движение поршней 4 и 7 к концам машины происходит под действием давления воздуха, оставшегося в мертвом пространстве компрессорной полости 17. При этом в нолости 17 происходит процесс всасывания, а в продувочном насосе 12-процессы сжатия и нагнетания продувочного воздуха в реснвер 10.

В СПМ, представленный на фиг. 2, между поршнам-противовесом 4 и механизмом синхронизации 5 установлена неподвижная перегородка 18, образуюшая с торцовой стороной поршря-противове са буферную полость 19 полоядаяельного или от)ицательиого давления в завнс Мостй brJ IOЛoжeния невозвратного клапана)2и1.г -

Для.Л10вышення эффективности компрессорной части СПМ между ко.мпрессорным поршнем 7 и поршнем-противовесом 4 может быть установлена неподвижная перегородка 21, разделяюш,ая компрессорный цилиндр на две камеры 22 и 23 (см. фиг. 3). Одна из этих ка.мер используется как компрессориая полость, а другая - как буферная.

В СПМ, представленной на фиг. 4, сиижены потери энергии на продувку полости рабочего цилиндра за счет того, что между рабочим 3 и компрессорным 7 поршнями установлена перегородка 24, полости 25 и 26, образованные перегородкой и внутренними торцами рабочего и компрессорного поршней, сообшены между собой клапанами 27, а с полостью продувочного ресивера 10 через клапаны 11. При движении поршней 3 и 7 влево продувочный воздух из насоса 12 поступает в полость 25, а оттуда - в полость ресивера 10. При этом, поскольку рабочий поршень 3 движется влево, объе.м полости 25 увеличивается, это снижает пульсацию давления в ней и, следовательно, уменьшает энергию, затрачиваемую на сжатие продувочного воздуха.

В .многоцилиндровой СПМ (см. фиг. 5) поршневые штоки 6 двух параллельных цилиндров жестко связаны между собой траверсой 28, к которой крепится зубчатая рейка 14 механизма синхронизации. В этой машине для всех цилиндров применяется один обший механизм синхронизации.

Предмет изобретения

1. Свободно-поршневая машнна, содержащая соосно расположенные рабочий и компрессорный цилиндры с помешенными в них встречно движуш,имися рабочим поршнем и

выполненным в виде поршня противовесом, кинематически связанным при помоши механизма синхронизации с проходящим сквозь его днище штоком рабочего поршня, и продувочный ресивер, отличающаяся тем, что, с

целью уменьшения габаритных размеров, в ко.мпрессорном цилиндре между рабочим поршие.м и поршнем-противовесом установлен компрессорный поршень, жестко соединенный со штоком рабочего поршня.

2. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что между порщнем-противовесом и механизмом синхронизации установлена неподвижная перегородка, образующая с торцевой стороной порщня-нротивовеса буферную полость.

3.Мащина по п. 1, отличающаяся те.м, что между компрессорным поршнем и поршнем-противовесом установлена неподвижная перегородка для разделения внутренней полости компрессорного цилиндра на две камеры.

4.Машнна по п. 3, отличающаяся тем, что одна из камер - буферная.

5.Машина по п. 1-4, отличающаяся те.м, что между рабочим и компрессорным поршнями установлена неподвижная перегородка, а полости, образованные между перегородкой и внутренними торцами рабочего и комнрессорного поршней, сообщены между собой и с

продувочным ресивером через систе.му клапанов, размещенных в перегородке и в стенке ресивера.

6.Мащина по п. 1-5, отличающаяся тем, что несколько параллельных друг другу

цилиндров выполнены с общим для всех цилиндров .механизмом синхронизации.