Оппозитная поршневая машина

 

Использование: в гидромашиностроении и касается усовершенствования оппозитных поршневых машин, преимущественно насосов. Сущность изобретения: машина снабжена венцами с внутренним зубом, сателлитами с внешним зубом, дополнительными цилиндрами с поршнями и штоками и связанными с последними дополнительными обоймами, на приводном валу выполнены дополнительные венцы с внешним зубом, причем сателлиты установлены с образованием планетарных передач с венцами приводного вала и с венцами с внутренним зубом, один из которых неподвижно закреплен в корпусе, а другие выполнены в виде эксцентриков, подвижно установленных на эксцентриках полого вала, размещенных в обоймах и имеющих эксцентриситет, равный эксцентриситетам эксцентриков полого вала, последний при этом служит водилом упомянутых планетарных передач. 3 ил.

Изобретение относится к машиностроению и касается усовершенствования поршневых машин с оппозитным расположением поршней.

Известен оппозитный шестицилиндровый насос РV-9-1000 фирмы Gardner-Denver (Николич А.С. Поршневые буровые насосы, М. Недра, 1973, с. 43), в котором разработчики попытались уменьшить габариты насоса за счет новой конструкции его механической части, выполненной в виде эксцентриков, перемещающихся по направляющим рамки с присоединенными к ним поршнями.

Однако такое конструктивное решение не позволило достигнуть надежной его работоспособности, поэтому этот насос не имеет заметного применения.

Наиболее близким к изобретению является оппозитная поршневая машина, содержащая корпус с клапанными коробками, цилиндры, расположенные в них поршни со штоками, установленный в корпусе на подшипниках полый эксцентриковый вал, расположенный в нем на подшипниках приводной вал с венцом с внешним зубом и обойму, охватывающую валы и кинематически связанную со штоками поршней, эксцентриками полого вала и приводным валом (SU, авторское свидетельство N 1000581, кл. F 03 C 1/04, 1983).

Недостатками данной машины являются низкий КПД, большие габариты и масса.

Технической задачей, решаемой с помощью изобретения, является повышение эффективности работы оппозитной поршневой машины за счет возможности применения многорядного механизма для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное, предназначенного для поршневых машин с односторонним расположением клапанных коробок, и поэтому для достижения этой возможности к каждой его обойме присоединен дополнительный шток, расположенный оппозитно основному.

Такая машина имеет ряд преимуществ за счет уменьшения массы и габаритов машины, что достигается благодаря отсутствию шатунов и крейцкопфов, уменьшению усилия нагнетания в два раза и передачи мощности по двум каналам, а именно через редуктор вала с эксцентриками и редукторы подвижных эксцентриков; повышения технического уровня за счет повышения КПД и уменьшения неравномерности подачи; уменьшения эксплуатационных расходов, что достигается уменьшением размеров быстроизнашиваемых деталей (клапанов, поршней и цилиндровых втулок) и тем самым снижением их стоимости.

На фиг.1 схематично изображена поршневая машина, вид сверху, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1, на фиг.3 разрез Б-Б на фиг.1.

Поршневая машина присоединяется к двигателю посредством полумуфты 1 и состоит из корпуса 2 с присоединенными к нему клапанными коробками 3, цилиндропоршневых пар 4, поршни которых присоединены к обоймам 5 (фиг.2, 3) посредством штоков 6, 7.

В корпусе 2 на подшипниках 8 установлен полый вал с эксцентриками 9, состоящий в описываемом варианте из двух эксцентриков, развернутых относительно друг друга на 90^o.

Внутри полости вала 9 установлен на подшипниках 10 центральный вал-шестерня 11, находящийся в зацеплении посредством венцов 12 с сателлитами 13 и посредством венца 14 с сателлитами 15.

Сателлиты 13 установлены на подшипниках 16, размещенных на оси 17, и находятся в зацеплении с венцами 18 внутреннего зацепления, выполненными заодно с подвижными эксцентриками 19 и установленными на подшипниках 20 на эксцентриках вала 9, имеющих с ним равный эксцентриситет. На каждый подвижный эксцентрик установлена на подшипниках 21 обойма 5, к которой прикреплены штоки 6 и 7.

Сателлит 13, зубчатые венцы 12 центрального вала-шестерни 11 и зубчатые венцы 18 внутреннего зацепления образуют планетарные передачи привода подвижных эксцентриков 19.

Сателлиты 15 установлены на подшипниках 22, размещенных на оси 23, и находятся в зацеплении с неподвижным венцом 24 внутреннего зацепления и с венцом 14 центрального вала-шестерни 11, образуя планетарный редуктор привода вала с эксцентриками 9, который является водилом для всех планетарных передач.

Оппозитная поршневая машина работает следующим образом.

Поскольку венец 24 с эксцентриками 9 неподвижен, а венцы 18 внутреннего зацепления подвижных эксцентриков 19 подвижны, поэтому вращение вала с эксцентриками 9 и подвижных эксцентриков 19 осуществляется в противоположных направлениях, а при правильном выборе количества зубьев подвижные эксцентрики 19 и вал с эксцентриками 9 имеют одинаковую частоту оборотов, при этом геометрические центры подвижных эксцентриков 19 совершают возвратно-поступательное движение с изменением скорости их движения по синусоидальному закону, которое посредством обойм 5 и штоков 6 и 7 передается гидравлическим поршням, осуществляя нагнетание перекачиваемой жидкости.

Устройство гидравлической части предлагаемой оппозитной поршневой машины выполнено традиционно, поэтому ее описание опускается.

Экономический эффект от применения предлагаемой оппозитной поршневой машины вытекает из ее удешевления за счет уменьшения массы и габаритов ориентировочно на 25 30% и улучшения ее эксплуатационных качеств на 20%

Формула изобретения

Оппозитная поршневая машина, содержащая корпус с клапанными коробками, цилиндры, расположенные в них поршни со штюками, установленный в корпусе на подшипниках полый эксцентриковый вал, расположенный в нем на подшипниках приводной вал с венцом с внешним зубом и обойму, охватывающую валы и кинематически связанную со штоками поршней, эксцентриками полого вала и приводным валом, отличающаяся тем, что она снабжена венцами с внутренним зубом, сателлитами с внешним зубом, дополнительными цилиндрами с поршнями и штоками и связанными с последними дополнительными обоймами, на приводном валу выполнены дополнительные венцы с внешним зубом, причем сателлиты установлены с образованием планетарных передач с венцами приводного вала и с венцами с внутренним зубом, один из которых неподвижно установлен в корпусе, а другие выполнены в виде эксцентриков, подвижно установленных на эксцентриках полого вала, размещенных в обоймах и имеющих эксцентриситет, равный эксцентриситетам эксцентриков полого вала, последний при этом служит водилом упомянутых планетарных передач.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3