CS242365B1

CS242365B1 - Working unit of fluid chamber machines

Info

Publication number: CS242365B1
Application number: CS841944A
Authority: CS
Inventors: Josef Jezek
Original assignee: Josef Jezek
Priority date: 1984-03-19
Filing date: 1984-03-19
Publication date: 1986-04-17
Also published as: CS194484A1

Abstract

Účelem vynálezu je zvýšení parametrů a životnosti tekutinových komorových strojů se suvnými písty. Uvedeného účelu se dosáhne konstrukčním řešením,'jehož podstata spočívá v tom, že na vačku, suvně a neotočně spojenou s hřídelem a opatřenou nejméně jednou rotační plochou, dosedá nejméně jeden kluzný čep s vybráním odpovídajícím tvaru rotační plochy á otočně i suvně uložený ve smykadle, které má válcový tvar, obklopuje čep i kluznou část vačky a je vedené celou svou délkou v tělese stroje. K těsnému smykadlu je s radiální vůli osově připojen samostatný píst nebo plunžr vedený a těsněný v ucpávkovém tělese pracovní tekutiny, přičemž mezi smykadlem a ucpávkovým tělesem je vytvořen pulsační ucpávkový prostor.The purpose of the invention is to increase the parameters and service life of fluid chamber machines with sliding pistons. The stated purpose is achieved by a design solution, the essence of which consists in the fact that at least one sliding pin with a recess corresponding to the shape of the rotating surface and rotatably and slidably mounted in a slide, which has a cylindrical shape, surrounds the pin and the sliding part of the cam and is guided along its entire length in the machine body, rests on a cam, slidably and non-rotatably connected to the shaft and provided with at least one rotating surface. A separate piston or plunger guided and sealed in the working fluid seal body is axially connected to the tight slide with radial clearance, while a pulsating seal space is formed between the slide and the seal body.

Description

Vynález se týká pracovní jednotky tekutinových komorových strojů se suvnými písty pro vysoké měrné výkony, především vysoké tlaky a malá průtočná množství, přičemž vstup nebo výstup kinematického řetězce stroje je rotační.The invention relates to a working unit of fluid chamber machines with sliding pistons for high specific powers, in particular high pressures and low flow rates, the inlet or outlet of the kinematic chain of the machine being rotary.

Známé a používané pracovní jednotky tohoto typu jsou zpravidla tvořeny kinematickými mechanismy tří, čtyř, pěti i vícečlennými, a to bučí rovinnými, nebo prostorovými. Pracovní jednotka podle vynálezu patří mezi jednotky s mechanismem rovinným čtyřčlenným, jako jsou například mechanismy klikový s ojnicí či hvězdicí ojnic, klikový s kyvnou nebo suvnou kulisou, vačkový s kladkou a další. Některé z uvedených mechani smů užitých v pracovních jednotkách strojů pro vysoké tlaky pracovní tekutiny vycházejí konstrukčně rozměrné, jiné pak vzhledem k vysokým měrným tlakům v uzlových místech mechanismu vykazují velké opotřebení a nízkou životnost, nutnost velmi přesné výroby.Known and used working units of this type are usually formed by kinematic mechanisms of three, four, five or more, either planar or spatial. The working unit according to the invention is a unit with a four-member plane mechanism, such as cranks with connecting rod or star rods, cranks with swinging or sliding gate, cam with roller and others. Some of the mechanisms used in the working units of machines for high pressures of working fluids are structurally large, while others exhibit high wear and low service life due to the high specific pressures at the nodal points of the mechanism, the need for very accurate manufacture.

Mnohé uvedené nevýhody odstraňuje pracovní jednotka podle vynálezu, jejíž podstata spočívá v tom, že na vačku, suvně a neotočně spojenou s hřídelem a opatřenou nejméně jednou rotační plochou, dosedá nejméně jeden kluzný čep s vybráním, odpovídajícím tvaru rotační plochy vačky. Je-li vačka opatřená alespoň jednou vnější a jednou vnitřní rotační plochou, je v kluzném čepu vytvořeno vybrání odpovídající tvaru těchto rotačních ploch. Kluzný čep je otočně a sUvně vložen v kolmém směru na osu do válcového smykadla. Smykadlo je suvně i otočně uložené v tělese jednotky, přičemž je v celé své dél ce po celý pracovní zdvih v tělese vedené. Smykadlo na jednom svém konci obklopuje kluzný čep a část vačky s kluznými styčnými plochami, na opačném konci je vzhledem k dutině tělesa utěsněno. Na straně utěsnění je ke smykadlu osově připojen samostatný píst nebo plunžr, který je ve spojení se smykadlem radiálně uvolněný. Píst nebo plunžr menšího průměru než smykadlo je těsněn a veden v ucpávkovém tělese, přičemž mezi smykadlem a ucpávkovým tělesem vzniká ucpávkový prostor s pulsujícím objemem, čehož je využito ke snížení tlakového spádu na ucpávkách pracovního media.Many of these disadvantages are overcome by the working unit according to the invention, characterized in that at least one sliding pin with a recess corresponding to the shape of the cam surface is supported on a cam slidably and non-rotatably connected to the shaft and provided with at least one rotary surface. If the cam is provided with at least one outer and one inner rotation surface, a recess corresponding to the shape of these rotation surfaces is formed in the sliding pin. The sliding pin is rotatably and securely inserted in a perpendicular direction on the axis into the cylindrical slide. The slide is rotatably and rotatably supported within the unit body, guided over its entire length throughout the working stroke. The slide at one end surrounds the sliding pin and part of the cam with sliding contact surfaces, at the other end it is sealed with respect to the cavity of the body. On the sealing side, a separate piston or plunger is connected axially to the slide, which is radially released in connection with the slide. A piston or plunger of smaller diameter than the slide is sealed and guided in the seal body, whereby a pulsating volume seal space is formed between the slide and the seal body, which is used to reduce the pressure drop across the working medium seals.

- Ί, 242 365- 242, 242 365

Přeuností pracovní jednotky podle vynálezu je skutečnost, že téměř veškerá přídavná namáhání součástí mechanismu způsobená nepřesností výroby a montáže jsou eliminována uvolněním všech těchto dílů. Dalšími přednostmi je zhruba stejné tlakové namáhání všech dílů mechanismu, možnost všech známých způsobů uspořádání smykadel, pístů a plunžrů, s výhodou i vnitřního hvězdicového uspořádání, kterým se zjednodušuje rozvod pracovní tekutiny. Připojením samostatného radiálně uvolněného pístu nebo plunžru ke smykadlu se docílí podstatně vyšší životnosti vedení a ucpávek, neboí smykadlo pak plní funkci křižáku. Vzniklý ucpávkový prostor je pulsující a je-li opatřen rozvodovými armaturami, může splňovat funkci přetlakového ucpávkového prostoru a působit nejen jako mechanická bariéra mezi komorou mazacího me^zdia a komorou pracovní tekutiny, ale též jako tlaková bariéra. Tímto uspořádáním lze s užitím vhodného ucpávkového média-vzduch, voda, olej - snížit tlakový spád na ucpávce pracovního media a docílit tak vyšších parametrů stroje. Jiné využití ucpávkového prostoru je v podobě sekundárního zdroje tlakové kapaliny - u kompresorů nebo tlakového plynu « u čerpadel pro potřeby chlazení, mazání a další účely.The displacement of the working unit according to the invention is the fact that almost all the additional stresses of the components of the mechanism caused by the inaccuracy of manufacture and assembly are eliminated by releasing all these parts. Further advantages are roughly the same compressive stress of all parts of the mechanism, the possibility of all known methods of arrangement of the slides, pistons and plungers, preferably also of the internal star arrangement, which simplifies the distribution of the working fluid. By attaching a separate radially released piston or plunger to the slide, a significantly longer service life of the guides and seals is achieved, since the slide then acts as a crusher. The resulting stuffing box is vibrant and is accompanied by a divorce fitting, can fulfill the function of the relief of the stuffing box, and act not only as a mechanical barrier between the lubricant chamber ^from me dia chamber and the working fluid but also as a pressure barrier. With this arrangement, using a suitable packing medium - air, water, oil - can reduce the pressure drop across the packing of the working medium and achieve higher machine parameters. Another use of the seal space is in the form of a secondary source of pressure fluid - for compressors or pressure gas «for pumps for cooling, lubrication and other purposes.

Ná výkresu je n^obr. 1 je znázorněna teoretická část pracovní jednotky podle vynálezu, na obr. 2 a obr. 3 je ve dvou řezech schematicky znázorněno příkladné uspořádání, na obr. 4 a. obr. 5 je schematicky naznačeno další využití kluzného čepu jako těsnící lišty.In the drawing, FIG. Fig. 1 shows the theoretical part of the working unit according to the invention; Fig. 2 and Fig. 3 schematically show an exemplary arrangement in two sections; Fig. 4 and Fig. 5 schematically indicate another use of the sliding pin as a sealing strip.

Z obr, 1 lze vyvodit, že kluzný čep je svou podstatou degenerovaná ojnice a má tudíž stejnou kinematiku pohybu.It can be inferred from Fig. 1 that the sliding pin is inherently a degenerate connecting rod and thus has the same kinematics of movement.

Ve vztahu kluzného čepu k funkční rotační ploše vačky /19nebo 20/ lze nalézt tři polohy vzájemného uložení. Je-li u vnější vačky /polohy I, II, III/ střed otáčení kluzného čepu mimo kružnici funkční plochy /poloha 1/, jde o uložení labilní, je-li střed na kružnici /poloha II/ - uložení indiferentní, je-li střed uvnitř kružnice /poloha III/ - uložení stabilní.Three relative bearing positions can be found in relation to the sliding pin to the functional rotational surface of the cam (19 or 20). If the outer cam (position I, II, III) is the center of rotation of the sliding pin outside the function surface circle / position 1 /, this is labile if the center on the circle / position II / - is indifferent if the center inside circle / position III / - stable mounting.

U vačky vnitřní /polohy IV, V, VI/ je tomu naopak.The internal cam (position IV, V, VI) is the opposite.

Na obr. 2 a oor. 3 je v tělese JL v mazací komoře 13 otočně uložen hřídel 8, na kterém je osově suvně nasazena vačka 2 sFIG. 2 and FIG. 3, a shaft 8 is rotatably mounted in the body 11 in the lubrication chamber 13, on which a cam 2 s

242 365242 365

- 3 íuiikčními rotačními plochami 19 a 20. Kluzný čep 3. otočný a suvný ve smykadle 4 oboustranně obchvacuje límce 18vačky 2. Kluzný čep je ve smykadle s těsnicím členem 10 uložen tak, že svými přečnívajícími konci přes šířku vačky 2 nemůže z váfcového otvoru smykadla 4 vypadnout, a umožňuje tak vratný pohyb smykadla ke hřídeli δ. Vratný pohyb smykadla je možné též provést tlačnou pružinou umístěnou do ucpávkového prostoru 12, pak není třeba zhotovovat plochy 20 a límce 18 na vačce 2. Radiálně volný plunžr 5 vedený a utěsněný ucpávkou 9 v ucpávkovém tělese 6 koná v pracovní komoře 11 přímočaře vratný pohyb umožňující činnost pracovní jednotky. Hlava 7 pracovní komory 11 je opatřena vstupním 14 a výstupním otvorem 15» Ucpávkový prostor 12 je taktéž opatřen sacím 16 a výtlačným otvorem 17 ucpávkového média.The sliding pin 3 rotates and slides in the slide 4 on both sides by the collars 18 of the cam 2. The sliding pin is mounted in the slide with the sealing member 10 so that it cannot protrude from the cam opening of the slide by its overlapping ends. 4 allows the slide to return to the shaft δ. The slide can also be reciprocated by a compression spring located in the seal chamber 12, and there is no need to produce surfaces 20 and collar 18 on the cam 2. The radially free plunger 5 guided and sealed by the seal 9 in the seal body 6 is reciprocating in the working chamber 11 work unit activity. The head 7 of the working chamber 11 is provided with an inlet 14 and an outlet opening 15. The packing space 12 is also provided with a suction 16 and a discharge opening 17 of the packing medium.

Pracovní jednotka podle vynálezu může nalézt uplatnění při stavbě a konstrukci vysokotlakých čerpadel, kompresorů, hydromotorů a podobně.The working unit according to the invention can find application in the construction and construction of high pressure pumps, compressors, hydraulic motors and the like.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION 242 365

A fluid chamber machine operating unit comprising a cam driven sliding piston, characterized in that at least one sliding pin (3) abuts a cam (2) slidably and non-rotatably connected to the shaft (8) and provided with at least one rotary surface (19). ) with a recess corresponding to the shape of the rotary surface (19) and rotatably and slidingly mounted in the slide (4), which has a cylindrical shape, surrounds the pin (3) and the sliding part of the cam (2) and is guided along its length in the body (1)

Working unit according to claim 1, characterized in that the cam (2) is provided with an outer rotation surface (19) and an inner rotation surface (20), the sliding pin (3) having a recess corresponding to these surfaces (19, 20).

Working unit according to Claims 1 and 2, characterized in that a separate piston or plunger (5) guided and sealed in the packing body (6) is axially connected to the slide (4) with radial clearance, and between the slide (4) and the packing body (6) is a packing space (12) with a pulsating volume ·