Коловратная реверсивная паровая машина Советский патент 1950 года по МПК F01C21/00 F01L5/00 

Изобретение относится к коловратным паровым машинам с кольцевым цилиндром и с двойными вращающимися обтюраторами, перекрывающими рабочую полость цилиндра.

Известные паровые машины обладают, наряду с их конструктивной простотой, и рядом недостатков, связанных с технологическими трудностями их осуществления -и трудностями создания износоустойчивых и надежных уплотнений для рабочих полостей.

В описываемой паровой машине эти недостатки полностью не устранены, однако, отдельные ее узлы, как-то: устройство для перекрытия рабочей полости цилиндра и паровпускные органы оригинальны и позволяют повысить к.п.д. таких машин.

Предлагаемая машина отличается от известных применением в ней двойных дисковых обтюраторов, вращающихся в сторону с разными скоростями.

Такое выполнение обтюраторов дает возможность при одинаковых размерах с известными двойными вращающимися в разные стороны o6j тюраторами осуществить более быстрое перекрытие кольцевой рабочей полости машины и, тем самым, до минимума сократить ход поршня, без воздействия на него пара, а применение паровпускных дисковых золотников, выполненных и работаюших таким же образом, как и обтюраторы обеспечит резкую отсечку впхска пара в цилиндр машины.

На фиг. 1 схематически изображена коловратная реверсивная паровая машина в разрезе; на фиг. 2 - то же, разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 и 4 изображена схема привода к обтюраторным дискам; на фиг. 5 - то же, к двойным дисковым золотникам; на фиг. 6 - схема паропровода машины; на фиг. 7, 8, 9, 10, 11 и 12 изображено расположение обтюраторных дисков; на фиг. 13 - корпус золотника в разрезе; на фиг. 14, 15, и 16 расположение двойиого дискового золотника.

На раме / (фиг. 1 и 2) машины установлен кольцевой цилиндр -, в котором расположены поршни 5, прикрепленные к роторному диску 4, сидяидему на валу 3, установленному в ноднзипниках. Поршни 5 распо№ 83210- 2 ложеиы на ободе диска 4 диаметрально гфотивоположно. С целью уплотнения поршней в цилиндре, они снабжены уплотнительными кольцами.

На внутренней поверхности кольцевого цилиндра имеется кольцевая прорезь 6, в которой помещен обод диска 4. Зазор между боковыми плоскостями обода и стенками прорези соответствующим образол уплотняется. Кольцевой цилиндр 2 разделен на три равные части I, II и и III посредством трех пар обтюраторных дисков 7 п 8, связанных с соответствующими механизмами 9 (фиг. 3 и 4), позволяющими при работе машины открывать полость цилиндра для пропуска поршней 5 и перекрывать ее после прохождения норшнями обтюраторных дисков.

С целью осуществления быстрого перекрытия рабочей полостч сдвоенными обтюраторными дисками, что не удавалось достичь в известных маиПГнах как при одинарпых дисках, так и при сдвоенных, вращающихся с равными скоростями в разные стороны, - согласно изобретению, диски выполнены вращающимися с разными скоростями в одну и ту же сторону.

Осуществление одностороннего направления вращения для обоих дисков способствует также снижению относительных скоростей между ними, а следовательно, и уменьшению износа дисков.

Каждая пара обтюраторных дисков 7 и 8 размещена в корпусе Ю, укрепленном на цилиндре машины.

Диски 7 и S снабжены вырезами // (фиг. 7 и 8) соответствующе величины для прохода поршня 5. По отношению к цилиндру 2 обтюраторные диски 7 и S расположены Э1ссцентрично и таким образом, что окружность цилиндра касается окружности обтюраторных дисков.

Ось вращения оотюраторов находится в плоскости роторного диска 4 и, следовательно,,перекреи1ивается с осью вала 3 (фиг, 1 и 2) мащииы под прямым углом.

Диск 8 посажен жестко на валу 12, (фиг. 8), а диск 7 также жестко, но па полом валу 13. Оба вала приводятся во вращение от вала 3 машины с помошью механизма 9 (фиг. 3 и 4).

При движении поршня по стрелке Л и в положении его, указанном на фиг. 9, обтюраторные диски 7 и 8 расположены так, что их вырезы И совпадают, и поршень 5 имеет возможность пройти через вырезы в дисках. Поршень сначала проходит через вырез диска 7 и подходит к выре ЗУ диска 8; соответственно этому диски находятся в указанно.м на фиг. 9, 10 и 11 положении, т. е. диск 7 кромкой своего выреза не дошел до окружности цилиндра на величину У, а диск 8 не дошел до окружности цилиндра на величину X.

Если поршень переместить вправо или влево от дисков из положения, указанного па фиг, 9. то расположение дисков будет таким, как это показано на фиг. 10 и 11.

Величина X-Х и У-У расстояний от кромок вырезов в дисках до зеркала рабочей иолости при прохождении поршня взаимно изменяются, но таким образом, что между кромкой выреза в обтюраторном диске и зеркалом рабочей полости остается необходимый зазор.

По условию действия машины работающая в данный момент полость кольцевого цилиндра в течение всего хода поршня должна быть отделена от остальных полостей, т. е. на это время она должна быть перекрыта двумя смежными парами обтюраторов.

Осуществить это в сочетании с быстрым перекрытием полости дисками при вращении их в разные стороны с равными скоростями не представляется возможным, так как после перекрытия полость вновь будет открываться.

Чтобы такого ненужного открытия не происходило, а перекрытие цилиндра осуществлялось быстро, привод обтюраторов выполнен так, что диск 8 вращается в одном направлении с диском 7, но в несколько раз медленнее его. Вращение диска 8 рассчитывается таким образом, чтобы в течение рабочего хода поршня этот диск совершил только один оборот. При этом за весь рабочий ход поршня полость цилиндра будет перекрыта. Скорость же вращения диска 7 устанавливается такой, чтобы полость перекрывалась наиболее быстро, а при подходе поршня к дискам вырезы в них одновременно совпадали бы с окружностью цилиндра для пропуска поршня.

При таком выполнении обтюраторов после прохода через них поршня диск 7, хотя и станет в следующее «открытое положение, но диск уже успеет перекрыть цилиндр и исключит те.м самым возможность пропусков пара из рабочей полости в нерабочую.

При реверсировании машины и при .ходе поршня 5 в направлении, обратном указанному стрелкой «/( (фиг. 9, 10, 11 и 12), работающая полость будет также отключаться от с.межной с ней полости диском л но первым с поршнем 5 будет встречаться диск 8, вращающийся медленнее; однако, при этом работа машины существенно не измен1 тся.

Кроме обтюраторных дисков 7 и 8, служащих для перекрытия полости цилиндра, согласно изобретению, паровая машина снабжена двойными дисковыми золотниками, предназначенными для поочередного впуска пара в рабочие полости кольцевого цилиндра 2 машины.

Корпус 14 (фиг. 13, 15) золотника представляет собой продолжение корпуса цилиндра 2: наружная его часть имеет цилиндрическую выточку }5, внутренняя торцовая поверхность J6 которой является золотниковым зеркалом, имеющим окно 17, сообщающееся с окнами цилиндра машины.

У золотникового зеркала установлен диск 18, жестко закрепленный на валу 19 (фиг. 14 и 15). Рядом с диском 18 помещен диск 20, закрепленный на пустотелом валу 19. Оба диска имеют одинаковые разрезы я снабжены окнами 21.

С целью осуществления резкой отсечки пара после его впуска, привод дисков выполнен таким образом, что при работе они вращаются в одну и ту же сторону, но с разными скоростями, т. е- так же, как и обтюраторы, перекрывающие полость цилиндра 2. Привод дисков производится от вала машины через механизмы 22 (фиг. 5).

Обеспечение разных скоростей вращения дисков 18 и 20 достигается применением передаточных механизмов к дискам с разными передаточными отношениями.

Так как один из дисков 18 вращается с большим числом оборотов, че.м другой диск 20, ширину окна на диске 18 (фиг. 16) делают несколько большей ширины окна диска 20. Угол а, в связи с этим, у диска 18 должен быть больше угла , диска 20.

Паровпускные органы с дисковыми золотниками, выполненные согласно изобретению, дают возможность получить весьма быструю отсечку пара после его впуска, при сравнительно небольших их размерах.

Предмет изобретения

1. Коловратная реверсивная паровая машина с кольцевым цилиндром и с двойными дисковыми обтюраторами, служащими для разделения кольцевой рабочей полости, отличающаяся тем, что, с целью осуществления быстрого перекрытия рабочей полости обтюраторными дисками, последние выполнены вращающимися в одну и ту же сторону с разными скоростями.

- 3 -.№83210

2. OopiMH выполнения машины ио п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью осуществления резкой отсечки пара после его впуска, в качестве паровпускных органов применены двойные дисковые золотники, вращаюпшеся в одну и ту же сторону с разн1)ми скоростями.

N.

Фиг.4

Ч

Фиг. /

ри г ./О

Риг./2