Мембранный двигатель Советский патент 1982 года по МПК F15B15/10 

(54) МЕМБРАННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к пневмогидродвигателям, в которых энергия давления среды преобразуется в энергию вращения выходного вала.

Наиболее близким к предлагаемому является мембранный двигатель прерывистого движения, содержащий корпус с размещенной в нем силовой мембраной, связанной с исполнительным штоком жестким центром, возвратную пружину, механизм регулирования подачи рабочей среды в надмембранную камеру корпуса, снабженного впускными и выпускными клапанами tH. Недостатком известного устройства является то, что оно не способно | обеспечить преобразование возвратнопоступательного Движения испо.лнйтельного штока в непрерывное вращательное движение в одном направлений выходного вала.

Целью изобретения является преобразование возвратно-поступательного движения исполнительного штока в непрерывное вращательное движение в одном направлении выходного вала.

Указанная цель достигается тем, что двигатель дополните.льно снабжен аксиально пружинящим звеном с подшипником, фрикционным диском с сухариком и контактирующим с ним диском сцепления, охватывающими исполнительный шток, выполненный в виде винта, образующего;несамотормозящуюся пару с сухариком., при этом между фрикционным диском и диском сцепления размещено аксиально пружинящее звено с подшипником, на торцовой поверхности фрикционного диска со стороны силовой

10 мембраны установлен кулачок, а механизм регулирования выполнен в виде заслонки с поводком, управляемым упомянутым кулачком.

На фиг.1 представлен мембранный

двигатель; на фиг.2 - кинематическая пара, состоящая из винта с сухариком; на фиг.3 - вид А на фиг.2; на фиг. 4 и 5 - отдельные детали механизма регулирования подачи среды; на фиг.б сечение Б-Б на фиг. 4.

Мембранный двигатель содержит корпус 1 (фиг.1) , который саабжен лапками 2 для закрепления его на раме. В центральной части корпусА размещен подшипник 3, в котором вращается выходной вал 4, выполненный, например, в виде маховика. Последний жестко соединен с диском сцепления 5, имеющим коническую форму и углубления

30 для установки аксиально пружинящего звена 6. К корпусу 1 жестко крепит ся подмембранная крышка 7 с вентиля ционными отверстиями 8 и надмембран ная крышка 9, между которыми зажат силовая мембрана 10. На надмембран ной крышке 9 установлен механизм регулирования подачи рабочей среды, который состоит из впускного клапана 11 и выпускного клапана 12, соедине ных с надмембраннбй камерой 13, заслонки 14 и фиксатора 15 (клапан 12 на фиг.1 условно не показан). Заслонка 14 может поочередно перекрывать клапаны И и 12 в фиксированных своих положениях (см. фиг.4 и 5) с помощью поводка 16. Поводок 16 совершает качательное движение в подшипнике 17 и входит в зацепление с кулачком 18, установленным на торце фрикционного диска 19. В углублении последнего установлен упорный подшипник 20, взаимодействующий с аксиально пружинящим звеном 6. В нерабочем положении фрикционный диск 19 не имеет контакта;с диском сцепления 5 и находится в подпружиненном состоянии под действием пружинящего звена 6 и, размещенной между фрикционным диском 19 и подмембранной крьпыкой 7, возвратной пружины 21. .Исполнительный шток 22соединен с силовой мембраной 10 жестким центро. 23 и совместно с фрикционным диском 19 образует несамотор мозящуюся пару. Исполнительный шток 22 для исключения его проворачивания -Перемещается в направляющих выступах 24 подмембранной крышки 7 (см.фиг.2 ,и 3). Вращательное движение фрикционного диска 19 обеспечивается за счет установленного в нем сухарика 25, взаимодействующего с винтовой канавкой на исполнительном штоке 22 (см. фиг. 2). Мембранный двигатель работает следующим образом. В исходном положении заслонка 14 перекрывает выпускной клапан 12. Рабочая среда, например воздух под избыточным давлением, через впускной клапан 11 поступаетi. в надмембранную камеру 13. При этом под действием силовой мембраны 10 исполнительный шток 22 перемещается в выступах 24 подмембранной крышки 7. Атмосферный воздух при этом свободно выходит через вентиляционные отверстия 8. Фрикционный диск 19, преодолевая усилие пружинящего звена б контактирует своей рабочей поверхностью с диском сцепления 5, вращаясь вокруг оси по винтообразным направляющим исполнительного штока 22 (см. фиг. 2). При этом диск 19 передает крутящий момент валу 4 до тех пор, пока исполнительный шток 22 не упрется жестким центром 23 в подмембранную крышку 7. Силовая мембрана 10 и исполнительный шток 22 занимают при этом положение, указанное на фиг. 1 пунктиром. Во время передачи крутящего момента возвратная пружина 21 закручивается, а кулачок 18проворачивается совместно с фрикционным диском 19, входит в зацепление с поводком 16 и переводит его во второе фиксированное положение. При этом производится переключение механизма регулирования подачи среды с фиксацией заслонки 14 фиксатором 15 в положениизакрытия впускного клапана 11 и-открытия выпускного клапана 12. При этом рабочая среда из надмембранной камеры 13 выходит в атмосферу. Одновременно пружинящее .. звено б выводит из зг.цепления диски 19и 5, а выходной вал 4, получив импульс крутящего момента, продолжает вращение. Усилие возвратной пружины 21и упругость силовой мембраны 10, а также пружинящего звена 6, обеспечивают возврат исполнительного штока 22в исходное положение. При этом фрикционный диск 19 с кулачком 18 совершает движение в обратном направлении и после нового зацепления за поводок 16 перемещает механизм регулирования подачи среды в положение при котором впускной клапан 11 оказывается открытыми, а .выпускной 12 закрытым. Далее рабочий цикл повторяется . Крутящий момент на выходном валу и число оборотов его находятся в прямой зависимости от величины давления рабочей среды. Изготовление двигателя согласно предложенному изобретению позволит получить устройство преобразования давления рабочей среды в крутящий момент на выходном валу при достаточной компактности устройства и будет предпочтительным в тех случаях,когда по каким-либо причинам применение двигателей с иным источником энергии оказывается неприемлемым., Формула изобретения Мембранный двигатель, содержащий корпус с размещенной в нем силовой мембраной, связанной с исполнительным штоком.жестким центром, возвратную пружину, механизм регулирования подачи рабочей среды в надмембранную , камеру корпуса, снабженного впускным и выпускным клапанами , отличающийся тем, что, с целью преобразования возвратно-поступательного движения исполнительного штока в непрерывное вращательное движение в одном направлении выходного вала, двигатель дополнительно снабжен аксиально пружинящим звеном с подшипником, фрикционным диском с сухариком и контактирующим с ним диском сцепления, охватывающими исполнительный шток, выполненный в виде винта, образующего несамотормозящуюся пару с сухариком, три зтом между фрикционным диском и диском :сцепления раз.мещено аксиально пружинящее звено с под1ыипником, на торцовой поверхности диска со стороны мембраны установлен кулачок, а механизм регулирования выполнен в виде заслонки с поводком, управляемым упомянутым кулачком.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Bxodpaffo го otffrno 1it

ФУ1.3

Фуг.4

fS

(pae.ff