ОБРАТИМЫЙ ПОРШНЕВОЙ НАСОС-ПНЕВМОГИДРОДВИГАТЕЛЬ

ОБРАТИМЫЙ ПОРШНЕВОЙ НАСОС-ПНЕВМОГИДРОДВИГАТЕЛЬ


RU (11) 2055237 (13) C1

(51) 6 F04B1/12 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 4888287/28 
(22) Дата подачи заявки: 1990.09.14 
(45) Опубликовано: 1996.02.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Приборостроение и средства автоматики. Справочник./Под ред. М.Е.Раковского. М.: Машиностроение, 1965, с.621, фиг.3. 2. Там же, с.624, фиг. 7. 
(71) Заявитель(и): Литвиненко Константин Константинович 
(72) Автор(ы): Литвиненко Константин Константинович 
(73) Патентообладатель(и): Литвиненко Константин Константинович 

(54) ОБРАТИМЫЙ ПОРШНЕВОЙ НАСОС-ПНЕВМОГИДРОДВИГАТЕЛЬ 

Изобретение относится к преобразователям давления жидкости или газа в крутящий момент на валу и обратно и может быть использовано в качестве насоса или пневмогидродвигателя при ограничениях на габариты, шум и вибрации. Цель изобретения - уменьшение массы и габаритов и снижение уровня возникающих при работе поперечных вибраций. Это достигается компановкой двух рабочих камер вдоль продольной оси единственного рабочего цилиндра 1 с поршнем 2 и двумя головками 3 и 4 на торцах с клапанами всасывания и нагнетания. Вал 5 имеет круглое сечение на концах и квадратное в средней части и установлен в отверстия по оси поршня 2 с возможностью поступательного перемещения по участку с квадратным сечение вала 5 и вращения в круглых отверстиях по оси головок 3 и 4. Внутренние поверхности головок 3 и 4 цилиндра 1 и наружные поверхности обоих днищ 8 и 9 поршня 2 выполнены в виде идентичных участков сферы одного радиуса, центр которой смещен относительно оси цилиндра 1. У поршня 2 расстояние между точками кромок, лежащими на одной образующей цилиндра 1, постоянно и равно минимальному расстоянию между наиболее выступающими точками кромок внутренних поверхностей обеих головок 3 и 4. Поршень 2 с головками 3 и 4 образуют кулачковый механизм, превращающий вращательное движение в поступательное и обратно. Изобретение позволяет уменьшить габариты до диаметра самого рабочего цилиндра и снизить уровень поперечных вибраций. 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к преобразователям давления жидкости или газа в крутящий момент на валу и обратно и может быть использовано в качестве насоса или пневмогидродвигателя в условиях, когда на габариты устройства накладываются ограничения по диаметру корпуса.

Известен обратимый радиально-поршневой насос-пневмогидродвигатель, содержащий не менее трех цилиндров с поршнями, многопозиционную звездообразную головку с золотниковыми клапанами, в которой закреплены по осям лучей звезды цилиндра, вал, установленный в подшипниках с возможностью вращения и соединенный со звездообразной головкой, и установленное эксцентрично относительно оси вала неподвижное опорное кольцо, предназначенное для взаимодействия со свободными концами поршней [1]

Однако такой насос-пневмогидродвигатель имеет большую массу и габариты вследствие радиального расположения цилиндров и поршней относительно вала, а при работе поршней, движущихся по радиусам, возникают существенные поперечные виброускорения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является обратимый поршневой насос-пневмогидродвигатель, содержащий не менее трех цилиндров с поршнями, размещенных по образующим цилиндрической поверхности, проходящей через их оси симметрии, закрепленную на торцах цилиндров многопозиционную головку с клапанами в виде торцовых золотников и осью вращения с подшипниками, совпадающей с осью симметрии цилиндрической поверхности, вал, установленный в подшипниках под углом к оси вращения головки с возможностью вращения, диск, закрепленный на валу, и сферические подшипники скольжения по числу цилиндров, каждый из которых закреплен двумя крепежными элементами соответственно на диске и на свободном конце соответствующего поршня [2]

Этот насос-пневмогидродвигатель имеет большую массу и габариты вследствие расположения цилиндров по образующим цилиндрической поверхности, а при работе поршней, движущихся под углом к оси вращения вала, возникают поперечные виброускорения.

Целью изобретения является уменьшение массы и габаритов и снижение уровня возникающих при работе поперечных виброускорений.

Цель достигается тем, что обратимый поршневой насос-пневмогидродвигатель, содержащий цилиндр с поршнем, закрепленную на одном из торцов цилиндра головку с клапанами, и вал, установленный в подшипниках с возможностью вращения, снабжен второй идентичной головкой цилиндра с клапанами, закрепленной на противоположном торце цилиндра, поршень выполнен с днищами с обоих торцов, внутренние поверхности головок цилиндра и наружные поверхности обоих днищ поршня выполнены в виде идентичных участков сферы одного радиуса, центр которой смещен относительно оси цилиндра, а образующиеся при пересечении поверхностей сферы и цилиндра линии ориентированы так, что на поршне все точки одной линии расположены эквидистантно на заданном расстоянии от точек другой линии, а на цилиндре характерные точки обеих линий, принадлежащие головкам и имеющие минимальный угол между нормалями к поверхностям сферы и цилиндра, расположены на таком же расстоянии, представляющем собой минимальное расстояние между лежащими на одной образующей цилиндра точками этих линий, поршень и головки выполнены тонкостенными, по их продольной оси в головках выполнены круглые, а в днищах поршня квадратные отверстия, а вал выполнен квадратного поперечного сечения в средней части и круглого на концах и установлен в отверстия поршня с возможностью поступательного перемещения, а в отверстия головок с возможностью вращения.

На чертеже представлен обратимый поршневой насос-пневмогидродвигатель, разрез.

Обратимый поршневой насос-пневмогидродвигатель содержит цилиндр 1 с установленными в нем с возможностью поступательного перемещения и вращения поршнем 2, две закрепленные на противоположных торцах цилиндра 1 головки 3 и 4 с клапанами впуска и выпуска рабочего тела (не показаны) и вал 5, установленный в подшипниках 6 и 7 с возможностью вращения. Поршень 2 выполнен с днищами 8 и 9 с обоих торцов. Внутренние поверхности головок 3 и 4 и наружные поверхности обоих днищ 8 и 9 поршня 2 выполнены в виде идентичных участков сферы одного радиуса, центр которой смещен относительно оси цилиндра 1.

Поршень 2 и головки 3 и 4 цилиндра 1 выполнены тонкостенными. По их продольной оси, совпадающей с осью вала 5, в головках 3 и 4 выполнены круглые, а в днищах 8 и 9 поршня 2 квадратные отверстия. Вал 5 выполнен квадратного поперечного сечения в средней части и круглого на концах и установлен в отверстии поршня 2 с возможностью поступательного перемещения, а в отверстия головок 3 и 4 с возможностью вращения.

При изготовлении поршня 2 образующиеся при пересечении сферы и цилиндра линии, представляющие собой границы поверхностей днищ 8 и 9, ориентированы так, что на поршне 2 все точки одной линии расположены эквидистантно на заданном расстоянии от точек другой линии, если измерять это расстояние по образующей цилиндра 1. При сборке цилиндра 1 с головками 3 и 4 линии пересечения сферы и цилиндра, представляющие собой границы внутренних торцовых поверхностей головок 3 и 4, ориентированы так, чтобы характерные точки обеих линий, принадлежащие головкам 3 и 4 и имеющие минимальный угол между нормалями к поверхностям сферы и цилиндра, лежали на одной образующей цилиндра 1, а расстояние между ними равнялось расстоянию между эквидистантными точками на поршне 2.

Обратимый поршневой насос-пневмогидродвигатель работает следующим образом.

После сборки образовавшиеся рабочие объемы камер между головкой 3 и днищем 8 поршня 2 и между днищем 9 поршня 2 и головкой 4 заполняют рабочим телом газом или воздухом для пневмонасоса или пневмодвигателя и соединяют эти объемы с магистралями всасывания и нагнетания через клапаны, размещенные в головках 3 и 4. Эти клапаны, совпадающие по конструкции с аналогичными клапанами прототипа, переключают каждую из камер на ту или иную магистраль в зависимости от того, уменьшается объем камеры при вращении вала 5 в заданном направлении или он увеличивается. Изменение объема камер происходит в результате поворота поршня 2 вместе с валом 5 одновременно со скольжением поршня 2 по средней части вала 5 квадратного поперечного сечения в осевом направлении. При взаимодействии кромок поршня 2 с кромками головок 3 и 4 в точках их контакта получившийся кулачковый механизм определяет положение поршня 2 в осевом направлении в зависимости от угла поворота вала 5 для насоса или, наоборот, угол поворота вала 5 в зависимости от осевого перемещения поршня 2 для пневмогидродвигателя.

Благодаря наличию одного цилиндра и одного поршня габариты устройства определяются в радиальном направлении только диаметром самого цилиндра, вследствие малого значения радиуса, на котором находятся наиболее удаленные от оси вала 5 вращающиеся неуравновешенные массы днищ 8 и 9 поршня 2, центробежные силы, возникающие при этом, также незначительны, что приводит к малым значениям поперечных виброускорений.

Использование изобретения в сервоприводах приборов и технологических устройств, а также в компактных малогабаритных насосах позволяет уменьшить габариты и снизить уровень шума и вибраций таких комплексов. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



ОБРАТИМЫЙ ПОРШНЕВОЙ НАСОС-ПНЕВМОГИДРОДВИГАТЕЛЬ, содержащий цилиндр с поршнем, закрепленную на одном из торцов цилиндра головку с клапанами и вал, установленный в подшипниках с возможностью вращения, отличающийся тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов и снижения уровня возникающих при работе поперечных виброускорений, он снабжен второй идентичной головкой цилиндра с клапанами, закрепленной на противоположном торце цилиндра, поршень выполнен с днищами с обоих торцов, внутренние поверхности головок цилиндра и наружные поверхности обоих днищ поршня выполнены в виде идентичных участков сферы одного радиуса, центр которой смещен относительно оси цилиндра, а образующиеся при пересечении поверхностей сферы и цилиндра линии ориентированы так, что на поршне все точки одной линии расположены эквидистантно на заданном расстоянии от точек другой линии, а на цилиндре характерные точки обеих линий, принадлежащие головкам и имеющие минимальный угол между нормалями к поверхностям сферы и цилиндра, расположены на таком же расстоянии, представляющем собой минимальное расстояние между лежащими на одной образующей цилиндра точками этих линий, поршень и головки выполнены тонкостенными, по их продольной оси в головках выполнены круглые, а в днищах поршня - квадратные отверстия, а вал выполнен квадратного поперечного сечения в средней части и круглого - на концах и установлен в отверстии поршня с возможностью поступательного перемещения, а в отверстия головок - с возможностью вращения.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Насосы и компрессорное оборудование






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+центробежный -насос".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "насос" будут найдены слова "насосы", "насосом" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("насос!").



Рейтинг@Mail.ru