Способ работы поршневого двигателя и поршневой двигатель

 

Использование: в поршневых расширительных машинах. Цель: упрощение конструкции. Сущность изобретения: подача рабочего тела в цилиндр : производится непрерывно через впускное отверстие, при этом перепад давлений на входе и выходе впускного отверстия больше 2/3 величины, обеспечивающей сверхкритический перепад давлений между входом и выходом. Двигатель содержит корпус 1, в котором размещен цилиндр 2 с впускным отверстием 3, выполненным п виде сужающегося сопла, и выпускным отверстием 4. В цилиндре установлен поршень 5, связанный с механизмом 7 преобразования движения. Положительный эффект: упрощение конструкции двигателя за счет устранения впускного клапана0 2 с.п0Л-лы, 1 ил. От ucmowt/ка газа постоянно-i го X Ч СП W о о ч

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИ1ЕСНИХ

РЕСПУ БЛИН (51)5 Е 02 G 1/02, Е 01 В 17/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ П(НТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ!ЕНИЯ,;.; и-; .

Н АВТОРСКОМУ/ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 2 (21) 4740797/29 производится непрерывно через впуск(22) 19 07,89 ное отверстие, при этом перепад давO ° ! (46) 07.08.92. Бкл. N - 29 лений на входе и выходе впускного

„н,и институт отверстия больше 2/3 величины, обесим. Серго Орджоникидзе печивающей сверхкритический перепад (72) И Е ульянов, В ° С Дубинин

В Л. Квачев... оловч гатель содержит корпус 1, в котором размещен цилиндр 2 с впускным отверкие ус рой- стием 3, выполненным в виде суяающества и системы в машинос е ы в машиностроении -!!.: гося сопла, и выпускным отверстием

° ° !!ашиностроение, 1981, с. 55. " В цилиндре установлен поршень 5, св„ (54) СПОСОБ РАБОП! ПОР!1Ь!ЕВОГО ДВИГА- занный с механизмом 7 преобразования

ТЕЛ!!. H Порй(ВВОИ. ДВИГАТЕЛЬ движения. Подоя тельный эддект: уп(57) Использование: в поршневых рас- рощение конструкции двигателя за ел ных машинах цель упроще- счет устранения впускного клапана. ние KoHGTp JJK1ô1è ° Сущность и зоб ете- 2 с.п.h-лы, ил. абочег о тела в цилиндр ния: подача р

ZOZ ЛЫЮЯЮОЮ ос8паеия

НМ. Т

3

Изобретение относится к пневмоприводам вращательного движения„ в частности к.поршневым расширительным машинам (паровые машины, пневмодвигатели и др.) ..

Известен способ работы поршневого двигателя, включающий подачу рабочего тела через впускное отверстие цилиндра в рабочую полость, расширение его и выпуск из рабочей полости. В таком способе подача рабочего тела производится прерывисто в зависимости от угла поворота к<ййФГатого вала, .что осушествляется с помощью клапанйораспределительных 4 (золотниковых) устройств.

Известен поршневой двигатель, содержащий корпус, в котором размещен цилиндр с впускными и выпускны- 20 ми отверстиями, и установленный в нем поршень с возможностью образования рабочей полости и кинематически связанный с механизмом преобразования движения. 25

Ъ

Недостаток известного способа и поршневого двигателя заключается в том, что прерывание потока рабочего тела в зависимости от угла поворота колейчатого вала требует прйменения 30 сложных прецизионных клапанно-распределительных (золотниковых) устройств.

Это часто делает невозможным применение таких двигателей в качестве привода инструмента в заводских условиях, 5 когда воздух для питания пневмоинструмента загрязнен песком и водой. Услож няется конструкцйя пневмодвигателя, увеличивается его стоимость. Большин» ство видов клапанно-распределительных 4g (золотниковых) устройств,ие могут работать привысокой (более 20000 об/мин) частоте вращения, В результате сущест вующие поршневые пневмодвигатели являются тихоходными (до 3000 об/мин). Все это сужает область применения порш- I невых двигателей, B частности, они не могут быть применены для ручных шли@овальных машин.

Цель изобретения - упрощение кон-, 50 струкции поршневого двигателя путем. применения способа его работы, не требующего прерывания потока рабочего тела через впускное. отверстие .

Указанная цель достигается тем, что подача рабочего тела в рабочую полость цилиндра поршневого двигателя производится непрерывно, независимо от угла поворота коленчатого вала че01 . 4 рез впускное отверстие, расположенное с возможностью постоянного сообщения

1 с рабочей полостью цилиндра. С целью, повышения КПД впускное отверстие выполнено в виде сужающегося сопла.

Именно выполнение впускного отверстия в виде сопла с постоянным сообщением с рабочей полостью цилиндра обеспечивает непрерывную подачу рабочего тела в рабочую полость цилиндра, что и обеспечивает реализацию предлагаемого способа работы поршневого двигателя.

На чертеже изображен поршневой двигатель, реализующий предлагаемый способ.

Поршневой двйгатель состоит из корпуса 1, в котором размещен цилиндр 2 с впускным отверстием 3, выполненным в виде сужающегося сопла, и выпускным отверстием 4. В цилиндре установлен поршень 5, образующий вместе с ним рабочую полость б. Поршень кинематически связан с механизмом 7 преобразования движения. Впускное отверстие открывается поршнем не доходя до НМТ.

Рабочее тело, например сжатый воздух, от внешнего источника постоянного давления подается через сужающееся сопло 3 в рабочую полость 6 . Давленйе в рабочей полости всегда ниже, чем во внешнем источнике, при этом величина давления на входе во впускное отверстие больше, чем 2/3 величи» ни, обеспечивающей сверхкритический перепад давлений между входом и выходом впускного отверстия 3, поэтому воздух непрерывно подается в рабочую полость 6. В результате давление в рабочей IIMIocTH растет и поршень 5 из ВЙТ перемещается в НИТ.

Линейное перемещение поршня 5 через механизм 7 преобразования движения преобразуется во вращательное движение . Не доходя до НМТ, поршень 5 открывает выпускное отверстие 4 и воздух выходит в атмосйеру. Давление в рабочей полости 6 падает. Поршень под действием момента сил инерции агрегата, приводимого двигателем через,механизм 7 преобразования движения 7, перемещается в ВИТ, преодолевая увеличивающуюся силу давления воздуха на него. Цикл повторяется.

Пример. В поршневой двигатель подавали согласно предлагаемому способу воздух под абсолютным давлениПоршневой двигатель, разработанный согласно предлагаемому изобретению с рабочим объемом всего 2,5 см, имеет при той же частоте вращения мощность 0,050 кВт и .расход воздуха

О, 18 м /мин. Масса такого двигателя около О, 15 кг. Таким образом, предлагаемый поршневой двигатель дает положительный эффект. Кроме того, полоСоставитель К.Лав рухни

ТехредM.Ìoðãåíòàä Корректор С.Патрушева

Редактор E.Ïàïï

Заказ 2745 Тираж г Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ .СССР

113035, Москва, )К-35, Раушская иаб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина, 101

5 ем 0,6 МПа с температурой 290 К. При. этом выхлоп производился в атмосАе) ру и двигатель устойчиво работал с частотой в зависимости от нагрузки от 6000 об/мин до 10000 об/мин (холостой ход).

Образец поршневого двигателя, с которым проводились испытания, бы)) создан в соответствии с предлагаемым поршневым двигателем и имел следующие конструктивные параметры: рабочий объем 10 см ; объем над поршнем в ВМТ 7 см ; ход поршня 22 мм, диаметр поршня 24 мм; диаметр критического сечения сопла 3 мм (площадь

7,07 мм ); угол,отсчитанный от ВМТ, при котором происходит открытие вы хлопного отверстия, составляет 110 о

Предлагаемый поршневой двигатель может найти применение в качестве привода пневматической ручной шлифовальной машины малой мощности.

Известная машина марки ИПГ с диаметром абразивного инструмента 15 мм имеет при скорости вращения

3000 рад/с мощность О,.О38 кВт при расходе сжатого воздуха 0,2 м /мин.

Масса, этой машины 0,44 кг, 3001 6 жительиый эффект может возникнуть за счет снижения частоты To)lBJfb)fo) A шума до равной частоте вращения, т.е. около 500 .Гц, в то время, как тональ:ный шум турбины и ротациониых ма))п)и, в 4-15 раз превышает их частоту вра» щения. Снижение частоты тонального ! ! шума улучшит условия труда.

Формула изобретения

1. Способ работы поршневого двигателя, включающий подачу рабочего тела через впускное отверстие цилиндра в рабочую полость, расширение его и выпуск из рабочей полости, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения конструкции, подачу рабочего тела производят непрерывно, поддерживая при этом величину давления на входе во вйускное отверстие больше, чем 2/3 величины, обеспечиваюцей сверхкритический перепад давлений между входом и выходом впускного отверстия.

2. Поршневой двигатель, содержащий корпус, в котором размещен ци- линдр с впускными и выпускными отверстиями, и установленный в нем поршень с возможностью образования рабочей полости и кинематически связанный с механизмом преобразования движения, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, 35 впускное отверстие выполнено .в виде сужающегося сопла, расположенного с возможностью постоянного сообщения с рабочей полостью цилиндра,