Ручной компрессор высокого давления

 

Изобретение относится к области компримирования газов, а именно к технике компримирования газов с помощью мускульной энергии человека, и может быть использовано для заправки пневмоаккумуляторов высокого давления, прокачки при засорении пневмогидролиний различных машин и механизмов. Ручной компрессор высокого давления содержит цилиндр большого диаметра с установленным в нем поршнем большего диаметра со штоком. Шток поршня большого диаметра является цилиндром малого диаметра в котором установлен поршень малого диаметра. Шток поршня малого диаметра имеет рукоятку и герметично установлен в отверстии торца цилиндра большого диаметра. Поршень малого диаметра установлен с возможностью фиксации механизмом фиксации при выдвинутом из цилиндра большего диаметра положении. Шток поршня большого диаметра имеет рукоятку. Поршень большого диаметра установлен с возможностью взаимодействия с механизмом фиксации малого диаметра. Поршни имеют возможность движения в противоположные направления. Предложенная конструкция обеспечивает давление газа от 50 до 200 кгс/см² без увеличения габаритно-массовых характеристик широко распространенных ручных компрессоров низкого давления, при максимальной простоте устройства и ремонтопригодности. 6 з. п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области компримирования газов, а именно к технике компримирования газов с помощью мускульной энергии человека, и может быть использовано для заправки пневмоаккумуляторов высокого давления, прокачки при засорении пневмогидролиний различных машин и механизмов.

Из патентной литературы (DE, патент 801071, кл. F 04 В 33/00, опубл. 21.12.1950 г. ) известен ручной компрессор, содержащий цилиндр большого диаметра с установленным в нем поршнем большого диаметра со штоком, цилиндр малого диаметра с установленным в нем поршнем малого диаметра, шток которого имеет рукоятку и герметично установлен в отверстии торца цилиндра большого диаметра, впускное и выпускное отверстия, впускной обратный клапан, механизм фиксации поршня малого диаметра, при этом шток поршня большого диаметра является цилиндром малого диаметра, а поршень малого диаметра установлен с возможностью фиксации при выдвинутом из цилиндра большого диаметра положении.

Недостатком известного ручного компрессора является сложная конструкция механизма фиксации поршня малого диаметра и необходимость при работе с компрессором вращать рукоятку штока поршня малого диаметра.

Задачей изобретения является получение давлений газа от 50 до 200 кгс/см² при помощи мускульной энергии человека, без увеличения габаритно-массовых характеристик широко распространенных ручных компрессоров низких давлений, упрощение конструкции и обеспечение ремонтопригодности.

Технический результат достигается тем, что ручной компрессор высокого давления содержит цилиндр большого диаметра с установленным в нем поршнем большого диаметра со штоком, цилиндр малого диаметра с установленным в нем поршнем малого диаметра, штоки поршней большого и малого диаметров имеют рукоятки, при этом шток поршня малого диаметра герметично установлен в отверстии торца цилиндра большого диаметра, а шток поршня большого диаметра является цилиндром малого диаметра, впускное и выпускное отверстия, впускной обратный клапан, уплотнительные элементы поршней, установленных с возможностью движения в противоположные направления, механизм фиксации поршня малого диаметра, при этом поршень малого диаметра установлен с возможностью фиксации при выдвинутом из цилиндра большого диаметра положении, а поршень большого диаметра установлен с возможностью взаимодействия с механизмом фиксации поршня малого диаметра.

Поршень малого диаметра может быть выполнен в виде плунжера или скалки. Впускной обратный клапан может быть выполнен в виде обратной уплотнительной манжеты, расположенной на поршне большого диаметра. Впускной обратный клапан может быть установлен в торце цилиндра большого диаметра или в стенке цилиндра большого диаметра. В выпускном отверстии может быть установлен обратный клапан. Механизм фиксации поршня малого диаметра может располагаться внутри торца цилиндра большого диаметра и выполнен в виде шарикового фиксирующего элемента, возвратной пружины и толкателя привода, имеющего возвратный скос и цилиндрическую часть и установленного с возможностью выдвижения в цилиндр большого диаметра, а в штоке поршня малого диаметра выполнена кольцевая проточка, с которой имеет возможность взаимодействовать шариковый фиксирующий элемент, выдвинутый из торца цилиндра большого диаметра возвратным скосом и зафиксированный цилиндрической частью толкателя.

На фиг. 1 изображен компрессор в положении для хранения и транспортировки. Поршни большого и малого диаметров задвинуты внутрь цилиндра большого диаметра.

На фиг. 2 изображено расположение элементов компрессора в конце стадии всасывания.

На фиг. 3 изображено расположение элементов компрессора в конце первой стадии нагнетания. Поршень большого диаметра задвинут внутрь цилиндра большого диаметра.

На фиг. 4 изображено расположение элементов компрессора в середине второй стадии нагнетания.

Ручной компрессор высокого давления содержит цилиндр 1 большого диаметра. На цилиндр 1 навинчены торец 2 цилиндра большого диаметра и крышка 3. В цилиндре 1 большого диаметра установлен поршень 5 большого диаметра с обратной уплотнительной манжетой 6. Шток 7 поршня большого диаметра имеет рукоятку 8 для удержания и установлен в отверстии крышки 3. Внутри штока 7 поршня большого диаметра выполнена полость 9, так что шток поршня большого диаметра является цилиндром малого диаметра. В цилиндре 7 малого диаметра установлен поршень 13 малого диаметра со штоком 12. Поршень 13 малого диаметра может быть выполнен в виде плунжера или скалки. Шток 12 поршня малого диаметра имеет рукоятку 8 для удержания и установлен в отверстии торца 2 цилиндра большого диаметра. Герметичность компрессора обеспечивается уплотнительным элементом 6 (обратной уплотнительной манжетой), расположенным на поршне 5 большого диаметра, кольцевым уплотнительным элементом 14 (эластичным кольцом), расположенным на поршне 13 малого диаметра, и уплотнительным элементом 16 (эластичным кольцом), установленным в отверстии торца 2 цилиндра большого диаметра.

В крышке 3 выполнено впускное отверстие 4 или отверстия для подачи газа (например, воздуха из атмосферы). Впускные отверстия могут быть выполнены в стенке цилиндра 1 большого диаметра возле крышки 3. Подача газа в надпоршневое пространство может быть осуществлена через зазор между штоком 7 поршня большого диаметра и отверстием в крышке 3. В этих случаях впускной обратный клапан может быть расположен в поршне 5 большого диаметра или его роль выполняет обратная уплотнительная манжета 6, установленная на поршне 5 большого диаметра, как показано на фиг. 1.

В случае расположения впускного отверстия в торце 2 цилиндра большого диаметра или в стенке цилиндра 1 возле торца 2 цилиндра большого диаметра впускной обратный клапан расположен в торце 2 цилиндра большого диаметра или стенке цилиндра 1. Выпускное отверстие 10 расположено в торце цилиндра 7 малого диаметра. Выпуск газа может быть осуществлен через обратный клапан 11. В торце 2 цилиндра большого диаметра размещен механизм фиксации поршня малого диаметра, включающий толкатель привода 17, установленный в торце 2 цилиндра большого диаметра с возможностью выдвижения в цилиндр 1 большого диаметра под действием возвратной пружины 18 и имеющий возвратный скос и цилиндрическую часть, шариковый фиксирующий элемент 20, установленный в отверстии 19 торца цилиндра большого диаметра, расположенном перпендикулярно отверстию, в котором установлен толкатель привода, и пробку-ограничитель 21 с уплотнительным элементом 22. На штоке 12 поршня малого диаметра выполнена кольцевая проточка 15, с которой имеет возможность взаимодействовать шариковый фиксирующий элемент 20, выдвинутый из торца 2 цилиндра большого диаметра возвратным скосом и зафиксированный цилиндрической частью толкателя 17. Поршень 5 большого диаметра имеет возможность взаимодействовать с толкателем привода 17 механизма фиксации поршня малого диаметра в стадии нагнетания, а именно с момента приближения поршня 5 большого диаметра к торцу 2 цилиндра большого диаметра и до окончания стадии нагнетания.

Компрессор работает следующим образом (фиг. 2). В стадии всасывания газа (например, воздуха из атмосферы) поршни 5, 13 движутся в противоположные направления, так что штоки 7, 12 с рукоятками 8 для удержания выдвигаются из цилиндра 1 большого диаметра, при этом шток 12 поршня малого диаметра выдвигается до момента, когда кольцевая проточка 15 оказывается напротив отверстия 19, в котором размещен шариковый фиксирующий элемент 20. Толкатель привода 17 выдвигается в цилиндр 1 большого диаметра под воздействием пружины 18 и своим возвратным скосом выталкивает шариковый фиксирующий элемент 20 так, что он частью своего диаметра, составляющей менее 0,5 диаметра, входит в кольцевую проточку 15 штока 12. При этом толкатель привода 17 выдвигается из торца 2 цилиндра большого диаметра на расстояние, ограниченное пробкой-ограничителем 21. Цилиндрическая часть толкателя привода 17 запирает шариковый фиксирующий элемент 20, препятствуя его возврату в отверстие 19. В полостях цилиндров большого и малого диаметров создается разрежение, и газ (воздух из атмосферы) поступает через обратную уплотнительную манжету 6, выполняющую роль впускного обратного клапана.

Процесс нагнетания газа можно разделить на две стадии. Первая стадия нагнетания (фиг. 3) заключается в том, что поршень 5 большого диаметра движется внутрь цилиндра 1 большого диаметра, при этом обратная уплотнительная манжета 6 давлением газа прижимается к стенкам цилиндра 1, уплотняя поршень 5. Газ, находящийся в полости цилиндра большого диаметра 1, сжимается до давления порядка 5-8 кгс/см² (зависит от усилия, прилагаемого к поршню 5, и диаметра цилиндра 1) и перетекает в цилиндр 7 малого диаметра.

Выходу газа из цилиндра 1 большого диаметра препятствует уплотнительный элемент 16, расположенный в отверстии торца 2 цилиндра большого диаметра. В конце первой стадии нагнетания поршень 5 большого диаметра нажимает на выдвинутый из торца 2 цилиндра большого диаметра толкатель привода 17, который перемещается в отверстие торца 2 цилиндра большого диаметра, сжимает возвратную пружину 18 и освобождает шариковый фиксирующий элемент 20. В начале второй стадии нагнетания (фиг. 4) поршень 13 малого диаметра начинает движение. Поверхность кольцевой проточки 15 обеспечивает движение шарикового фиксирующего элемента 20 в отверстие 19 так, что поршень 13 малого диаметра освобождается от фиксации и движется внутрь цилиндра 7 малого диаметра, сжимая предварительно сжатый газ. В конце второй стадии сжатия достигается заданное давление (давление зависит от усилия, прилагаемого к поршню 13, и диаметра цилиндра 7) и сжатый газ поступает в выпускное отверстие 10.

Сжатый газ поступает в пневмоаккумулятор или пневмогидролинию. В зависимости от необходимости заправки небольшого пневмоаккумулятора, пневмоаккумулятора большой емкости или прокачки пневмогидролинии выпускное отверстие может быть расположено либо в штоке поршня большого диаметра либо в рукоятке штока поршня большого диаметра, при этом выпускной обратный клапан может быть навинчен на выступающий из рукоятки резьбовой конец.

При работе с компрессором высокого давления рукоятки можно удерживать как руками, так и ногами.

Формула изобретения

1. Ручной компрессор высокого давления, содержащий цилиндр большого диаметра с установленным в нем поршнем большого диаметра со штоком, цилиндр малого диаметра с установленным в нем поршнем малого диаметра, шток которого имеет рукоятку и герметично установлен в отверстии торца цилиндра большого диаметра, впускное и выпускное отверстия, впускной обратный клапан, механизм фиксации поршня малого диаметра, при этом шток поршня большого диаметра является цилиндром малого диаметра, а поршень малого диаметра установлен с возможностью фиксации при выдвинутом из цилиндра большого диаметра положении, отличающийся тем, что шток поршня большого диаметра имеет рукоятку, поршень большого диаметра установлен с возможностью взаимодействия с механизмом фиксации поршня малого диаметра, поршни имеют уплотнительные элементы и установлены с возможностью движения в противоположные направления.

2. Компрессор по п. 1, отличающийся тем, что поршень малого диаметра выполнен в виде плунжера или скалки.

3. Компрессор по п. 1, отличающийся тем, что впускной обратный клапан выполнен в виде обратной уплотнительной манжеты, расположенной на поршне большого диаметра.

4. Компрессор по п. 1, отличающийся тем, что впускной обратный клапан установлен в торце цилиндра большого диаметра или в стенке цилиндра большого диаметра.

5. Компрессор по п. 1, отличающийся тем, что в выпускном отверстии установлен обратный клапан.

6. Компрессор по п. 1, отличающийся тем, что механизм фиксации поршня малого диаметра расположен в торце цилиндра большого диаметра.

7. Компрессор по п. 6, отличающийся тем, что механизм фиксации поршня малого диаметра выполнен в виде шарикового фиксирующего элемента, возвратной пружины и толкателя привода, имеющего возвратный скос и цилиндрическую часть и установленного с возможностью выдвижения в цилиндр большого диаметра, а в штоке поршня малого диаметра выполнена кольцевая проточка, с которой имеет возможность взаимодействовать шариковый фиксирующий элемент, выдвинутый из торца цилиндра большого диаметра возвратным скосом и зафиксированный цилиндрической частью толкателя привода.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4