EA006267B1 - Комбинация поршень/камера, насос, двигатель, амортизатор и преобразователь, содержащие данную комбинацию - Google Patents

Abstract

Комбинация поршень/камера, содержащая удлиненную камеру, которая ограничена своей внутренней стенкой, и упруго деформирующийся поршень, содержащий контейнер и выполненный с возможностью перемещения внутри камеры с обеспечением герметизации относительно ее внутренней стенки, по меньшей мере, между своим первым и вторым положениями по длине камеры. Камера имеет различные значения площади поперечного сечения для двух ее частей, соответствующих двум указанным положениям поршня, и, по существу, непрерывно изменяющиеся значения площади поперечного сечения в промежутке между указанными первой и второй ее частями. При этом площадь поперечного сечения указанной второй части выбрана меньшей, чем площадь поперечного сечения указанной первой части. Поршень выполнен с возможностью собственной адаптации и адаптации связанных с ним средств герметизации к различным значениям площади поперечного сечения камеры во время перемещения поршня из своего первого в свое второе положение по длине камеры через указанные промежуточные положения.

Description

Настоящее изобретение относится к комбинации поршень/камера, содержащей удлиненную камеру, которая ограничена своей внутренней стенкой, и поршень, выполненный с возможностью перемещения внутри камеры с обеспечением герметизации относительно ее внутренней стенки, по меньшей мере, между своим первым и вторым положениями по длине камеры. Камера имеет различные значения площади и периметра поперечного сечения для двух ее частей, соответствующих двум указанным положениям поршня, и, по существу, непрерывно изменяющиеся значения площади и периметра поперечного сечения в промежутке между указанными первой и второй ее частями. При этом значения площади и периметра поперечного сечения указанной второй части выбраны меньшими, чем значения площади и периметра поперечного сечения указанной первой части. Поршень содержит контейнер, который выполнен упруго деформирующимся и обеспечивающим тем самым различные значения площади и периметра поперечного сечения поршня для его адаптации к различным значениям площади и периметра поперечного сечения камеры во время перемещения поршня относительно камеры через промежуточные положения между первым и вторым положениями по длине камеры.

К клапанам для надувания (называемым также ниппелями) относятся клапан Данлоп-Вудс (Пии1ор\Уооб5). клапан Склаверлэнда (8с1ауег1аиб) и клапан Шрадера (8сйгабег). Они служат для надувания замкнутых камер, например велосипедных шин. Два последних из упомянутых клапанов снабжены подпружиненным штоком и могут быть открыты отжиманием этого штока для надувания и сдувания камеры. Отжатие штока клапана может быть произведено вручную созданием давления посредством текучей среды или с помощью исполнительного элемента. Для того чтобы открыть клапаны первых двух упомянутых типов, достаточно только приложить к ним давление со стороны текучей среды. Клапан последнего типа лучше всего открывать посредством исполнительного элемента; в противном случае для отжатия штока клапана будет необходимо приложить высокое давление.

Уровень техники

Настоящее изобретение предлагает решения проблемы получения силы трения, достаточно малой для того, чтобы, по меньшей мере, избежать заклинивания между поршнем, особенно поршнем, содержащим контейнер с деформируемой стенкой, и стенкой удлиненной камеры, имеющей различные площади поперечного сечения по своей длине, в частности различные значения периметра, во время хода поршня, когда он перемещается, с обеспечением герметизации относительно камеры.

Проблема, связанная с известными устройствами, представленными на фиг. 6, 8 и 9-12 международной заявки XV О 00/70227, может заключаться в заклинивании поршня в зонах с меньшими поперечными сечениями в камере, имеющей поперечные сечения с различными периметрами. Подобное заклинивание может быть вызвано значительными силами трения для материала, образующего стенку поршня. Эти силы трения могут быть, в основном, обусловлены сжатием материала (материалов) стенки поршня, когда поршень движется по длине камеры из первой ее части, имеющей наибольшее поперечное сечение, во вторую часть, имеющую меньшие поперечное сечение и периметр. На фиг. 1-3 данного описания приведены примеры больших сил трения для неподвижных поршней, содержащих контейнеры и находящихся в неподвижной камере при наличии или отсутствии внутреннего давления в камере. Подобные силы приводят к высоким контактным давлениям между поршнем и стенкой камеры; в результате возможно заклинивание.

Еще одна проблема может состоять в возникновении утечки текучей среды из описанных в указанной заявке ХУО 00/70227 вариантов поршней с контейнерами. Как следствие, герметизирующие возможности подобных поршней будут изменяться. Поскольку в рассмотренных выше решениях с использованием поршней, содержащих контейнеры с упруго деформируемой стенкой, усилие герметизации создается за счет внутреннего давления, названные утечки могут приводить к серьезным трудностям.

Сущность изобретения

Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, состоит в создании комбинаций поршень/камера, в которых поршень и камера могут взаимно перемещаться при сохранении герметизации. При этом в комбинациях по изобретению камеры имеют различные площади поперечного сечения.

В своем первом аспекте изобретение представляет собой комбинацию поршень/камера, в которой поршень снабжается контейнером, исходный размер которого в ненапряженном и недеформированном состоянии выбран таким, что периметр поршня примерно эквивалентен периметру камеры в указанной второй ее части по длине камеры. При этом контейнер выполнен с возможностью расширения от своего исходного размера в направлении, поперечном относительно продольного направления камеры. Тем самым обеспечивается увеличение размеров поршня от своих исходных размеров во время его перемещения по длине камеры из своего первого положения в свое второе положение по длине камеры.

В контексте данного описания поперечные сечения предпочтительно определяются в плоскости, перпендикулярной продольной оси.

Площадь второго поперечного сечения (т. е. поперечного сечения второй части камеры) предпочтительно составляет 95-15%, в частности 95-70%, от площади первого поперечного сечения (поперечного сечения первой части камеры). В некоторых ситуациях площадь второго поперечного сечения составляет примерно 50% площади первого поперечного сечения.

- 1 006267

Для осуществления комбинации по изобретению может быть использован ряд различных технологий. Эти технологии будут описаны далее при рассмотрении соответствующих аспектов настоящего изобретения.

Одна из возможных технологий соответствует тому, что поршень содержит упруго деформирующийся контейнер, содержащий деформируемый материал.

В этом случае деформируемый материал может представлять собой текучую среду или смесь текучих сред, таких как вода, пар и/или газ, а также пена. Данный материал или его часть могут быть сжимаемыми (например, в случае газа или смеси воды и газа) или, по существу, несжимаемыми.

Данное условие может быть реализовано за счет выбора исходного размера поршня (т.е. размера в ненапряженном, недеформированном состоянии) примерно эквивалентным наименьшему размеру поперечного сечения камеры и увеличения размера поршня при его перемещении в положение, соответствующее большему поперечному сечению камеры. Далее должны быть предусмотрены средства для поддерживания определенного герметизирующего усилия, действующего со стороны стенки поршня на стенку камеры. Для этого внутреннее давление поршня должно поддерживаться на некотором заданном уровне (или заданных уровнях), который может (которые могут) оставаться неизменным(и) во время хода поршня. Выбор уровня давления зависит от разности значений периметров различных поперечных сечений и от возможности обеспечить удовлетворительную герметизацию для поперечного сечения с наименьшим периметром.

Если разница в значениях периметров велика, а соответствующий уровень давления слишком высок для того, чтобы получить приемлемое герметизирующее усилие для наименьшего периметра, то может быть предусмотрено изменение давления во время хода поршня. Такое решение требует управление давлением поршня. Поскольку материалы, используемые в промышленных масштабах, как правило, не обладают достаточной плотностью, особенно в случае использования очень высоких давлений, должна быть обеспечена возможность поддерживать это давление, например, путем использования клапана для надувания поршня.

При изменении поперечного сечения камеры может изменяться и объем контейнера. Таким образом, в плоскости осевого сечения камеры контейнер может иметь первую форму в первом положении по длине камеры и вторую, отличную от первой, форму во втором положении по длине камеры. В одном из возможных вариантов, по меньшей мере, часть деформируемого материала является сжимаемой, а первая форма имеет большую площадь поверхности, чем вторая форма. В данном варианте имеет место изменение общего объема контейнера так, что текучая среда должна быть сжимаемой. Альтернативно или дополнительно поршень может содержать замкнутое пространство, сообщающееся с деформирующимся контейнером и имеющее изменяемый объем. В этом случае при изменении объема деформирующегося контейнера данное замкнутое пространство может принимать или выдавать некоторое количество текучей среды. Тем самым обеспечивается автоматическое изменение объема контейнера, что может привести к сохранению постоянного давления в контейнере во время хода поршня.

Кроме того, указанное замкнутое пространство может содержать подпружиненный поршень. В этом случае давление в поршне при изменении его объема может задаваться соответствующей пружиной.

Объем замкнутого пространства может быть сделан варьируемым. За счет этого можно изменять общее давление или максимальное/минимальное давление в контейнере.

Когда замкнутое пространство разделено на первое и второе замкнутые пространства, эти пространства могут содержать задающие средства, позволяющие задавать объем первого замкнутого пространства таким образом, что давление текучей среды в указанном первом замкнутом пространстве зависит от давления во втором замкнутом пространстве. Это последнее замкнутое пространство может быть выполнено надуваемым, например, с помощью клапана, предпочтительно клапана для надувания, такого как клапан Шрадера.

Задающие средства могут быть выполнены с возможностью задавать, по существу, постоянное давление в первом замкнутом пространстве во время хода поршня.

Однако данные средства могут в принципе задавать и иные варианты давления. Например, может оказаться необходимым повышение давления, если контейнер расширяется в своем первом положении до такого большого поперечного сечения, что зона контакта при существующем давлении окажется слишком малой для того, чтобы обеспечить удовлетворительную герметизацию. Указанные задающие средства могут представлять собой пару поршней, по одному в каждом замкнутом пространстве. Второе замкнутое пространство может быть выполнено надуваемым до заданного давления. В таком случае повышение давления в этом пространстве может передаваться первому замкнутому пространству, несмотря на то, что повышение давления может сопровождаться также увеличением объема второго замкнутого пространства. Данный результат может быть достигнут, например, использованием во втором замкнутом пространстве штока поршня, внутри которого находится комбинация поршня и камеры с различными значениями площади поперечного сечения. Может быть также сконструирован вариант с падением давления.

Управление поршнем посредством давления может быть также осуществлено, если сделать давле

- 2 006267 ние в замкнутом пространстве зависящим от давления текучей среды в камере. Для этого могут быть применены задающие средства, позволяющие задавать объем замкнутого пространства, сообщающегося с камерой. Этим способом давление в деформирующемся контейнере можно варьировать для того, чтобы достичь удовлетворительной герметизации.

В качестве примера, простым решением было бы выполнение задающих средств способными повышать давление в замкнутом пространстве, когда контейнер перемещается из второго в первое положение по длине камеры. В этой ситуации достаточно использовать простой поршень между двумя замкнутыми пространствами (для того, чтобы исключить потерю текучей среды, находящейся в деформирующемся контейнере).

Фактически, при использовании подобного поршня можно задать любое соотношение между давлениями, поскольку полость, в которой поступательно перемещается данный поршень, может сужаться таким же образом, что и основная камера, входящая в состав комбинации по изобретению.

Надувание контейнера может производиться от источника давления, находящегося внутри поршня, или от внешнего источника давления, который находится снаружи комбинации по изобретению. Дополнительным или альтернативным внешним источником давления может служить сама камера. Все названные варианты требуют наличия клапана, сообщающегося с поршнем. Предпочтительно таким клапаном служит клапан для надувания, лучше всего клапан Шрадера. Клапан подобного типа использует подпружиненный шток клапана и закрывается независимо от давления в поршне. При этом сквозь него могут протекать любые текучие среды. Однако возможно и использование клапана другого типа, например обратного клапана.

Контейнер может надуваться через замкнутое пространство, в котором подпружиненный поршень для настройки давления функционирует как обратный клапан. Текучая среда от источника давления может проходить через продольные каналы, выполненные в направляющей штока подпружиненного поршня.

Когда замкнутое пространство разделено на первое и второе замкнутые пространства, в качестве источника давления для надувания может использоваться камера. Это связано с тем, что второе замкнутое пространство может препятствовать надуванию, осуществляемому через нее в первое замкнутое пространство. В данном случае в основании камеры может быть предусмотрен впускной клапан. Для надувания контейнера может быть применен клапан для надувания, в частности клапан Шрадера, в сочетании с исполнительным элементом. Таким элементом может служить, например, активирующий стержень, описанный в документах XV О 96/10903 или XVО 97/43570, а также исполнительный элемент по XVО 99/26002. При закрывании клапана его шток движется в направлении камеры.

Когда рабочее давление в камере выше, чем давление в поршне, надувание поршня может производиться автоматически.

Когда рабочее давление в камере ниже, чем давление в поршне, необходимо создать более высокое давление, например, путем временного закрытия выпускного клапана, установленного в основании камеры. В случае, когда клапан представляет собой клапан Шрадера, который может быть открыт с помощью исполнительного элемента по XVО 99/26002, его открывание может быть осуществлено созданием обводного (перепускного) канала, соединяющего камеру и пространство между исполнительным элементом и штоком клапана. Данный перепускной канал может находиться как в открытом, так и в закрытом состояниях (клапан Шрадера может соответственно находиться в закрытом и открытом состояниях); он может быть реализован, например, с помощью подвижного поршня. Движение поршня может осуществляться от ручного привода, например от педали, которая поворачивается оператором вокруг оси из неактивного в активное положение и наоборот.

Обеспечение заданного давления в контейнере может также осуществляться вручную, причем оператор получает требуемую информацию от манометра, измеряющего давление в контейнере. Тот же результат может быть достигнут автоматически, например, с помощью стравливающего клапана, имеющегося в контейнере. Заданное давление может быть обеспечено также с использованием подпружиненной шайбы, которая перекрывает канал над исполнительным элементом, когда давление превышает заданное давление. Еще одно альтернативное решение состоит в использовании запираемого перепускного канала для выпускного клапана, имеющегося в камере. В этом случае может оказаться необходимым измерение давления в контейнере, причем по результатам измерения происходит активация исполнительного элемента, который при достижении заданного давления открывает и запирает перепускной канал исполнительного элемента, выполненного в соответствии с XVО 99/26002, для клапана Шрадера, имеющегося в контейнере.

Рассмотренные решения применимы к любым поршням, снабженным контейнером, в том числе к описанным в документах ^О 00/65235 и ^О 00/70227.

Для того чтобы уменьшить растяжение поршня, содержащего контейнер, в продольном направлении, когда он подвергается воздействию давления в камере, и допустить его растяжение в поперечном направлении, контейнер может содержать упруго деформируемый материал, включающий средства усиления, например, на основе текстильного материала или волокон. Эти средства предпочтительно находятся в стенке контейнера. Однако поршень, содержащий контейнер, может иметь и средства усиления,

- 3 006267 которые не находятся в стенке. Такие средства представляют собой, например, множество упругих распорных элементов, которые могут являться или не являться надувными. Данные элементы могут быть соединены со стенкой контейнера. Если они являются надувными, средства усиления одновременно выполняют функцию ограничения деформации стенки контейнера под действием давления в камере.

В другом своем аспекте изобретение относится к комбинации поршень/камера, в которой:

камера представляет собой удлиненную камеру, имеющую продольную ось, поршень выполнен с возможностью перемещения внутри камеры, по меньшей мере, между своими первым и вторым положениями, соответствующими первой и второй частям камеры по ее длине, камера имеет упруго деформируемую внутреннюю стенку, по меньшей мере, в той части камеры, которая расположена между указанными первой и второй ее частями.

Площадь поперечного сечения первой части камеры при нахождении поршня в своем первом положении превышает площадь поперечного сечения второй части камеры при нахождении поршня в своем втором положении. При этом изменение площади поперечного сечения камеры между ее первой и второй частями при перемещении поршня между своими первым и вторым положениями является, по существу, непрерывным.

Таким образом, в качестве альтернативы комбинациям, в которых поршень адаптируется к изменениям поперечного сечения камеры, в данном своем аспекте изобретение предусматривает использование камеры, обладающей способностью к адаптации.

Естественно, поршень при этом может быть выполнен из, по существу, несжимаемого материала. Альтернативно, комбинация по изобретению может состоять из адаптирующейся камеры и адаптирующегося поршня, например, выполненного в соответствии с рассмотренными выше вариантами.

В предпочтительном варианте поршень в своем продольном осевом сечении имеет профиль, сужающийся в направлении от своего первого положения к своему второму положению по длине камеры.

В своем предпочтительном варианте выполнения адаптирующаяся камера содержит:

наружную опорную конструкцию, охватывающую внутреннюю стенку, и текучую среду, удерживаемую в пространстве, ограниченном наружной опорной конструкцией и внутренней стенкой.

При использовании данного варианта выбор текучей среды или комбинации текучих сред может оказаться полезным для обеспечения требуемых свойств камеры, таких как качество герметизации между ее стенкой и поршнем, необходимое для этого усилие и т. д.

Должно быть понятно, что в зависимости от условий использования комбинации по изобретению один из ее компонентов - поршень или камера - может быть стационарным, а другой - подвижным; альтернативно, подвижными могут быть оба компонента. Выбор любого из этих вариантов не оказывает никакого влияния на функционирование комбинации по изобретению.

Скольжение поршня может осуществляться при наличии как внутренней, так и наружной стенки камеры. Внутренняя стенка может иметь сужающийся профиль, а наружная - цилиндрический.

Разумеется, комбинация согласно изобретению, направленная, в основном, на разработку нового подхода к согласованию поступательного движения поршня с требуемыми и воспринимаемыми усилиями, может быть использована во множестве применений. Действительно, варьирование площади и/или формы поперечного сечения может производиться с целью адаптации комбинации по изобретению к различным конкретным задачам и/или нагрузкам. Одна из таких задач заключается в создании насоса, которым могли бы пользоваться женщины или подростки и который, тем не менее, был способен создавать определенное давление. При решении данной задачи создание эргономически усовершенствованного насоса может потребовать задание усилия, которое оператор может развить в различных положениях поршня, соответственно может потребоваться разработка камеры с оптимальной площадью и/или формой ее поперечного сечения.

Другое использование данной комбинации может быть связано с амортизатором (демпфером), у которого площадь/форма поперечного сечения будет определять, какое смещение отвечает той или иной ударной нагрузке. Кроме того, появляется возможность создания исполнительного механизма, у которого количество введенной в камеру текучей среды будет задавать различные значения смещения поршня в зависимости от реального положения поршня перед подачей текучей среды.

Фактически, при соответствующем выборе типа поршня, относительного расположения первого и второго положений поршня по длине камеры, а также при установке различных клапанов, сообщающихся с камерой, могут быть разработаны насосы, двигатели, исполнительные механизмы, амортизаторы и другие устройства с различными характеристиками по давлению и нагрузкам.

Предпочтительные варианты осуществления комбинации поршень/камера были описаны применительно к использованию в поршневых насосах. Это, однако, не должно ограничивать область использования изобретения только данным применением. Решающим фактором для определения конкретного применения (в насосе, в исполнительном механизме, в амортизаторе или в двигателе) может быть характер использования и конструкция клапанов, взаимодействующих с камерой, а также то, какой именно элемент или какая среда может инициировать движение поршня. В поршневом насосе среда может всасываться в камеру, которая после этого может быть заперта с помощью клапанного устройства. Переме

- 4 006267 щением камеры и/или поршня обеспечивается сжатие среды, после чего среда выводится из камеры через клапан. В случае исполнительного элемента среда может под давлением поступать в камеру через клапанное устройство, и поршень и/или камера будут приходить в движение, инициируя тем самым движение механически сопряженного устройства. В амортизаторах камера может быть полностью закрыта, а находящаяся в ней сжимаемая среда будет сжиматься за счет движения камеры и/или поршня. В том случае, если внутри камеры находится несжимаемая среда, поршень может быть снабжен несколькими узкими каналами, наличие которых создаст динамическое трение, приводящее к замедлению движения.

Изобретение может быть применено также в пропульсивных установках. В таких установках среда может быть использована для перемещения поршня и/или камеры, которые могут совершать вращательное движение вокруг оси, как это имеет место в двигателе. Принципы, на которых основано настоящее изобретение, могут быть реализованы во всех рассмотренных применениях.

Кроме того, принципы, лежащие в основе изобретения, могут быть использованы, помимо упомянутых поршневых насосов, также и в других применениях, связанных с пневматикой и/или гидравликой.

Описанные выше различные варианты осуществления изобретения приведены только в качестве иллюстраций и не должны рассматриваться как ограничивающие объем изобретения. Специалисты в данной отрасли смогут без труда представить себе различные модификации, видоизменения и комбинации составляющих элементов, которые могут быть реализованы на основе настоящего изобретения без точного повторения приведенных примеров и применений, рассмотренных в настоящем описании, но без выхода за пределы принципов и объема охраны изобретения.

Перечень фигур чертежей

Далее предпочтительные варианты выполнения настоящего изобретения будут описаны со ссылками на прилагаемые чертежи.

На фиг. 1А представлено продольное сечение неподвижного поршня, который находится в свободном состоянии (не под давлением) в первом положении по длине камеры в форме цилиндра. Поршень показан и в исходном состоянии, и под давлением.

На фиг. 1В показано контактное давление, оказываемое находящимся под давлением поршнем по фиг. 1А на стенку цилиндра.

На фиг. 2 А представлены продольные сечения неподвижного поршня по фиг. 1А, который находится в свободном состоянии (не под давлением) в своем первом и втором положениях по длине цилиндра (что соответствует правому и левому изображениям).

На фиг. 2В показано контактное давление на стенку цилиндра со стороны поршня, находящегося в своем втором положении по длине цилиндра.

На фиг. 2С представлены продольные сечения поршня по фиг. 1А во втором положении по длине цилиндра (поршень находится под тем же давлением, что и показанный на фиг. 1А). Показан также поршень, имеющий исходные размеры и находящийся в своем первом положении.

На фиг. 2Ό показано контактное давление поршня по фиг. 2С на стенку цилиндра во втором положении.

На фиг. ЗА представлены продольные сечения поршня по фиг. 1А в его первом положении по длине цилиндра (в исходном состоянии) и под давлением, причем поршень подвергается действию давления, имеющегося в камере.

На фиг. ЗВ показано контактное давление поршня по фиг. ЗА на стенку цилиндра.

На фиг. 4А представлено продольное сечение неподвижного поршня (имеющего исходные размеры) во втором положении по длине цилиндра, который не находится под давлением. Показан также поршень, находящийся под некоторым давлением.

На фиг. 4В показано контактное давление на стенку со стороны поршня по фиг. 4А.

На фиг. 4С представлено продольное сечение неподвижного поршня (имеющего исходные размеры) во втором положении по длине цилиндра. Показан также тот же поршень в своем первом положении, когда он находится под тем же давлением, что и поршень по фиг. 4А.

На фиг. 4Ό показано контактное давление на стенку цилиндра со стороны поршня по фиг. 4С.

На фиг. 5А представлено продольное сечение поршня по фиг. 4А (имеющего исходные размеры) во втором положении по длине цилиндра, который не находится под давлением. Показан также тот же поршень, находящийся под некоторым давлением.

На фиг. 5В показано контактное давление на стенку со стороны находящегося под давлением поршня по фиг. 5А.

На фиг. 5 С представлено продольное сечение поршня по фиг. 4 А, имеющего свои исходные размеры, во втором положении по длине цилиндра. Показан также поршень, находящийся под давлением, обусловленным давлением в цилиндре.

На фиг. 5Ό показано контактное давление на стенку цилиндра со стороны поршня по фиг. 5С.

На фиг. 6А представлены продольные сечения камеры, имеющей различные фиксированные значения площади в различных поперечных сечениях, и первого варианта поршня с текстильными усиливающими элементами и с радиально-осевыми изменениями размеров во время хода. В начале хода поршень

- 5 006267 находится под внутренним давлением, а в конце хода - в свободном состоянии, т.е. имеет исходные размеры.

На фиг. 6В в увеличенном масштабе представлен поршень по фиг. 6А в начале своего хода.

На фиг. 6С в увеличенном масштабе представлен поршень по фиг. 6А в конце своего хода.

На фиг. 7 А представлены продольные сечения камеры, имеющей различные фиксированные значения площади в различных поперечных сечениях, и второго варианта поршня с волоконным усилением (создающим эффект решетки) и с радиально-осевыми изменениями размеров упругого материала во время своего хода. В начале хода поршень находится под внутренним давлением, а в конце своего хода в свободном состоянии, т.е. имеет исходные размеры.

На фиг. 7В в увеличенном масштабе представлен поршень по фиг. 7А в начале своего хода.

На фиг. 7С в увеличенном масштабе представлен поршень по фиг. 7А в конце своего хода.

На фиг. 8А представлены продольные сечения камеры, имеющей различные фиксированные значения площади в различных поперечных сечениях, и третьего варианта поршня с волоконным усилением (не создающим эффект решетки) и с радиально-осевыми изменениями размеров упругого материала во время хода. В начале хода поршень находится под внутренним давлением, а в конце хода - в свободном состоянии, т.е. имеет исходные размеры.

На фиг. 8В в увеличенном масштабе представлен поршень по фиг. 8А в начале своего хода.

На фиг. 8С в увеличенном масштабе представлен поршень по фиг. 8А в конце своего хода.

На фиг. 8Ό, на виде сверху, в сечении представлен поршень по фиг. 8А с усиленной стенкой. Правое и левое изображения соответствуют первому и второму положениям поршня по длине камеры.

На фиг. 8Е, на виде сверху, в сечении, частично проходящем через продольную ось, представлен поршень по фиг. 8А с усиливающими элементами в оболочке. Правое и левое изображения соответствуют первому и второму положениям поршня по длине камеры.

На фиг. 9А представлены продольные сечения камеры, имеющей различные фиксированные значения площади в различных поперечных сечениях, и четвертого варианта поршня с усилением в виде щупальцев осьминога, которые ограничивают растяжение контейнера (и могут быть выполнены надуваемыми). Поршень показан в начале своего хода и в конце, где он имеет исходные размеры.

На фиг. 9В в увеличенном масштабе представлен поршень по фиг. 9А в начале своего хода.

На фиг. 9С в увеличенном масштабе представлен поршень по фиг. 9А в конце своего хода.

На фиг. 10А представлен вариант осуществления изобретения по фиг. 6, в котором давление внутри поршня может быть изменено путем надувания, например, через клапан Шрадера, установленный в рукоятке, или через обратный клапан в штоке поршня. В данном варианте изменение объема поршня во время его хода балансируется с помощью замкнутого пространства.

На фиг. 10В показано использование вместо клапана для надувания втулки, обеспечивающей подсоединение к внешнему источнику давления.

На фиг. 10С иллюстрируются детали выполнения направляющей штока обратного клапана.

На фиг. 10Ό показано выполнение гибкого поршня обратного клапана, установленного в штоке поршня.

На фиг. 11А представлен вариант осуществления изобретения по фиг. 6, в котором давление внутри поршня во время его хода может поддерживаться постоянным и в котором можно производить надувание замкнутого пространства через клапан Шрадера, установленный в рукоятке и сообщающийся с первым замкнутым пространством через поршневое устройство. Надувание поршня может производиться через клапан Шрадера и исполнительный элемент с использованием давления в камере в качестве источника давления. При этом управление выпускным клапаном камеры может производиться вручную с помощью поворотной педали.

На фиг. 11В иллюстрируются поршневое устройство, обеспечивающее сообщение между первым и вторым замкнутыми пространствами, а также направляющая этого устройства.

На фиг. 11С показано альтернативное выполнение поршневого устройства, способного адаптироваться к изменению площади поперечного сечения камеры по направлению хода поршня.

На фиг. 11Ό в увеличенном масштабе показано устройство надувания поршня по фиг. 11А в конце хода поршня.

На фиг. 11Е в увеличенном масштабе показано перепускное устройство для исполнительного элемента, открывающего и запирающего выпускной клапан.

На фиг. 11Е в увеличенном масштабе показано устройство для автоматического запирания и открывания выпускного клапана. Штриховой линией изображено аналогичное устройство для обеспечения заданного давления внутри поршня.

На фиг. 11С в увеличенном масштабе показано устройство для надувания поршня по фиг. 11 А, содержащее комбинацию исполнительного элемента для клапана и подпружиненной шайбы и позволяющее автоматически надувать поршень из камеры до заданного давления.

На фиг. 12 представлен вариант, в котором давление в контейнере может зависеть от давления в камере.

На фиг. 13 А представлены продольные сечения камеры, имеющей упругую стенку и различные

- 6 006267 площади поперечного сечения, и поршня с фиксированными геометрическими размерами. Комбинация поршень/камера показана в начале, в процессе и в конце хода поршня насоса.

На фиг. 13В показана в увеличенном масштабе комбинация поршень/камера в начале хода поршня насоса.

На фиг. 13С показана в увеличенном масштабе комбинация поршень/камера в процессе хода поршня насоса.

На фиг. 13Ό показана в увеличенном масштабе комбинация поршень/камера в конце хода поршня насоса.

На фиг. 14 представлены продольные сечения камеры, имеющей упругую стенку и различные площади поперечного сечения, и поршня с варьируемыми геометрическими размерами. Комбинация поршень/камера показана как в начале, так и в конце хода поршня.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

На фиг. 1А представлено продольное сечение неподвижного поршня 5, который находится в свободном состоянии (не под давлением) в первом положении по длине камеры 1. Камера 1 не находится под давлением и имеет в поперечных сечениях, соответствующих данному положению поршня, постоянный радиус. Исходный размер поршня 5 в указанном первом положении может приближенно соответствовать диаметру камеры 1. Приведен также вид поршня 5*, когда он находится под некоторым давлением. Видно, что создание внутреннего давления приводит к наличию некоторой длины контакта между поршнем и камерой.

На фиг. 1В показано контактное давление для поршня 5* по фиг. 1А. В таком положении поршень 5* может заклинить.

На фиг. 2А представлены продольные сечения неподвижного поршня 5, который находится в свободном состоянии (не под давлением) в первом положении, и поршня 5' во втором положении по длине камеры 1. Камера 1 не находится под давлением и имеет в поперечных сечениях, соответствующих данным положениям поршня, круглую форму с различными постоянными радиусами. Исходный размер поршня 5 может приближенно соответствовать диаметру камеры 1 для его первого положения. Поршень 5' иллюстрирует вид поршня 5, который при отсутствии давления находится в своем втором положении, соответствующем меньшему поперечному сечению камеры.

На фиг. 2В показано контактное давление поршня 5' на стенку камеры в его втором положении по длине камеры. В таком положении поршень 5' может заклинить.

На фиг. 2С представлены продольные сечения неподвижного поршня 5 в свободном состоянии (не под давлением) в первом положении и поршня 5' во втором положении по длине камеры 1. Камера 1 не находится под давлением и имеет в поперечных сечениях, соответствующих данным положениям поршня, круглую форму с различными постоянными радиусами. Исходный размер поршня 5 может приближенно соответствовать диаметру камеры 1 для его первого положения. Поршень 5'* иллюстрирует вид поршня 5, который находится в своем втором положении, соответствующем меньшему поперечному сечению камеры, под давлением, соответствующем уровню давления поршня, показанного в том же положении на фиг. 1А.

На фиг. 2Ό показано контактное давление поршня 5'* на стенку камеры во втором его положении. Поршень 5'* может заклинить в этом положении: сила трения может составить примерно 700 кН.

На фиг. ЗА представлены поршень 5 по фиг. 1А и деформированный поршень 5*, находящийся под тем же давлением, что и поршень 5* на фиг. 1А. Деформация вызвана наличием давления в камере 1* в условиях, когда поршень не содержит средств, ограничивающих его растяжение. Данное растяжение происходит, в основном, в меридиональном направлении (соответствующем продольному направлению камеры).

На фиг. ЗВ представлено контактное давление поршня. Поршень 5* может заклинить в этом положении.

На фиг. 4А представлено продольное сечение поршня 15 во втором положении по длине камеры 10, которая не находится под давлением и имеет круглое поперечное сечение. Исходный размер поршня 15 может приближенно соответствовать диаметру камеры 10 для его второго положения. Поршень 15'* иллюстрирует вид деформированного поршня 15, когда он находится под некоторым давлением. Деформация обусловлена тем фактом, что модуль Юнга в направлении по касательной к поперечному сечению камеры выбран меньшим, чем в меридиональном направлении (по длине камеры).

На фиг. 4В показано контактное давление на стенку со стороны поршня 15'*. Оно соответствует приемлемой силе трения (около 41 Н) и удовлетворительной герметизации.

На фиг. 4С представлено продольное сечение поршня 15 (имеющего свои исходные размеры) во втором положении по длине камеры 10, которая не находится под давлением. Представлен также поршень 15*, находящийся под давлением в первом положении по длине камеры. Поршень 15* может находиться под тем же давлением, что и поршень 15'*, показанный во втором положении по длине камеры 10 на фиг. 4А. В данном случае также имеет место различная деформация по касательной к поперечному сечению и в меридиональном направлении.

На фиг. 4Ό показано контактное давление на стенку со стороны поршня 15*. Оно соответствует

- 7 006267 приемлемой силе трения (около 7Н) и удовлетворительной герметизации.

Таким образом, показана возможность перемещать с обеспечением герметизации поршень, содержащий упруго деформирующийся контейнер, из части камеры с меньшим поперечным сечением в ее часть с большим поперечным сечением при сохранении внутреннего давления неизменным (в пределах ограничения на диаметры поперечных сечений, которые были использованы в рассмотренном эксперименте).

На фиг. 5 А представлены продольные сечения поршня 15 (имеющего исходные размеры) и поршня 15'* во втором положении по длине камеры 10, которая не находится под давлением. Поршень 15'* иллюстрирует вид деформированного поршня 15, когда он находится под некоторым давлением. Поршень 15, 15'* прикреплен к нижнему концу штока (не изображен) для того, чтобы предотвратить смещение поршня при приложении давления к камере.

На фиг. 5В показано контактное давление на стенку камеры со стороны поршня 15'* по фиг. 5А. Оно является достаточно малым для того, чтобы допускать перемещение поршня (сила трения около 41 Н) при удовлетворительной герметизации.

На фиг. 5 С представлены продольные сечения поршня 15 (имеющего исходные размеры) и поршня 15* во втором положении по длине камеры 10, которая находится под давлением. Поршень 15* находится под давлением и деформирован. Поршень 15, 15* прикреплен к нижнему концу штока (не изображен) для того, чтобы предотвратить смещение поршня при приложении давления к камере. Деформированный поршень 15* имеет примерно вдвое большую длину, чем недеформированный поршень 15.

На фиг. 5Ό показано контактное давление на стенку камеры со стороны поршня 15* по фиг. 5С. Оно является достаточно малым для того, чтобы допускать перемещение поршня (сила трения около 31 Н) при удовлетворительной герметизации.

Таким образом, при воздействии со стороны давления в камере на находящийся под давлением упруго деформирующийся контейнер имеется возможность обеспечить движение поршня при удовлетворительной герметизации, по меньшей мере, в положении, соответствующем наименьшему поперечному сечению. Растяжение, вызванное давлением со стороны камеры, является значительным, так что может оказаться необходимым ограничить это растяжение.

Задача создания ограничений для растяжения стенки поршня иллюстрируется фиг. 6-8. Проблема состоит в том, чтобы ограничить растяжение поршня в продольном направлении, когда он подвергается давлению внутри камеры, и допустить его растяжение в поперечном направлении при его перемещении из второго в первое положение по длине камеры.

Растяжение в продольном направлении стенки поршня, имеющего форму контейнера, может быть осуществлено несколькими способами. Так, оно может быть достигнуто усилением стенки контейнера с использованием, например, текстильных или волоконных упрочняющих материалов. Для этой же цели может быть использовано расширяющееся тело, имеющее ограничения на расширение и помещенное внутрь полости контейнера, будучи соединенным с его стенкой. В качестве других способов могут быть использованы управление давлением в полости, находящейся между двумя стенками контейнера, управление давлением в пространстве над контейнером и др.

Характер расширения стенки контейнера может зависеть от типа используемых ограничений, накладываемых на растяжение. Кроме того, в случае движения поршня по штоку в процессе расширения поршня может быть применен механический ограничитель (упор). Положение такого упора может зависеть от использования комбинации поршень/камера. Такое же решение может быть применено для того, чтобы направлять контейнер по штоку, когда контейнер расширяется или подвергается воздействию внешних сил.

При осуществлении изобретения могут быть использованы любые виды текучих сред: сочетание сжимаемой и несжимаемой сред, только сжимаемая или только несжимаемая текучая среда.

Поскольку при переходе с расширением из области с наименьшей площадью поперечного сечения (в которой контейнер имеет свои исходные размеры) в область с наибольшим поперечным сечением изменение размеров контейнера может быть значительным, может оказаться необходимым соединить полость контейнера с первым замкнутым пространством, например, заключенным в штоке поршня. Для того чтобы поддерживать давление в указанной полости, первое замкнутое пространство тоже может находиться под давлением, в том числе и во время изменения объема полости контейнера. При этом может оказаться необходимым управление давлением, по меньшей мере, в первом замкнутом пространстве.

На фиг. 6А представлены продольные сечения камеры 186, имеющей вогнутую стенку 185, и надуваемого поршня, содержащего контейнер 208, который находится в положении, соответствующем началу хода поршня (т.е. в первом положении по длине камеры 186). Через 208' обозначен тот же контейнер в конце хода поршня (т.е. во втором положении по длине камеры 186). Продольная ось камеры 186 обозначена как 184. Размеры контейнера 208' соответствуют его исходным размерам. При этом оболочка 188, образующая его стенку 187, имеет усиление 189 из текстильного материала. Во время хода поршня стенка 187 контейнера расширяется до тех пор, пока ее движение (и, следовательно, расширение контейнера 208) не будет остановлено стопорным устройством. В качестве данного устройства может быть использовано усиление 189 и/или механический упор 196, находящийся вне контейнера 208. Возможно

- 8 006267 применение для этой цели и других вариантов стопорного устройства. В зависимости от давления внутри камеры 186 под действием этого давления может иметь место также продольное растяжение стенки контейнера. Главной функцией описанного усиления является создание ограничения именно для этого продольного растяжения стенки 187 контейнера 208. Во время хода поршня давление внутри контейнера 208, 208' может оставаться постоянным. Это давление зависит от изменения объема контейнера 208, 208', т.е. от изменения периметра поперечного сечения камеры 186 по ходу поршня. Возможно также, что во время хода поршня будет происходить изменение давления, причем это изменение может зависеть или не зависеть от давления в камере 186.

На фиг. 6В представлен первый вариант поршня 208, имеющего увеличенные размеры в начале хода. Стенка 187 контейнера образована оболочкой 188 из гибкого материала, например типа каучука, с усилением 189 из текстильного материала и способна расширяться. Направление усиливающих элементов по отношению к продольной оси 184 камеры (т.е. угол плетения) выбран отличным от 54°44'. Изменение размера поршня во время хода не обязательно происходит с сохранением его формы (как это показано на фиг. 6А). В связи с расширением контейнера толщина его стенки в начале хода может быть меньше своего исходного значения, т. е. значения, которое она имеет в конце хода (во втором положении поршня по оси камеры). С внутренней стороны стенки 187 может иметься непроницаемый слой 190. Этот слой является плотно упакованным в колпачках 191 и 192, находящихся соответственно наверху и на дне контейнера 208, 208'. Детали выполнения этих колпачков не приводятся, причем для их изготовления и сборки могут быть использованы различные методы, которые, в частности, могут учитывать изменения толщины стенки контейнера.

Оба колпачка 191, 192 могут поступательно перемещаться и/или вращаться относительно штока 195 поршня. Эти движения колпачков 191, 192 могут быть реализованы различными способами, например с применением подшипников различных типов (не изображены). Колпачок 191 в верхней части контейнера может двигаться как вверх, так и вниз. Упор 196, выполненный на штоке195 поршня снаружи контейнера 208, ограничивает движение контейнера 208 вверх. Колпачок 192 в дне контейнера может перемещаться только вниз, поскольку движению вверх препятствует упор 197. Данный вариант может предназначаться для использования в устройстве, в котором давление в камере 186 существует под поршнем. Применительно к различным типам насосов (например, к насосам двукратного действия, вакуумным насосам и т.д.) с учетом их технических характеристик могут быть использованы другие варианты размещения упоров. Могут быть также использованы и другие решения, обеспечивающие относительное движение поршня и его штока или ограничение этого движения.

Регулировка герметизирующего усилия может предусматривать наличие внутри контейнера комбинации несжимаемой текучей среды 205 и сжимаемой текучей среды 206 (обе эти среды могут быть использованы и по отдельности). При этом полость 209 контейнера может сообщаться со второй полостью 210, содержащей подпружиненный поршень 126, находящийся внутри поршня 195. При этом может быть предусмотрено свободное перетекание текучей среды (или текучих сред) через стенку 207 штока поршня, в которой для этого выполнено отверстие 201. Вторая полость может сообщаться с третьей полостью (см. фиг. 12), причем давление внутри контейнера может также зависеть от давления в камере 186. Надувание контейнера может производиться через шток 195 поршня и/или за счет создания сообщения с камерой 186. Кольцевые или иные аналогичные уплотнения 202, 203 в вышеупомянутых колпачках, расположенных соответственно наверху и на дне контейнера, обеспечивают герметизацию данных колпачков 191, 192 относительно штока поршня. Колпачок 204, привинченный на конце штока 195 поршня, обеспечивает уплотнение для этого штока. В зависимости от требуемого движения стенки контейнера упоры, аналогичные описанным выше, могут быть установлены также в других точках штока. Зона контакта между стенкой контейнера и стенкой камеры в первом положении обозначена как 198.

На фиг. 6С показан поршень, изображенный на фиг. 6В, в положении, соответствующем концу его хода. Колпачок 191 в верхней части контейнера переместился относительно упора 196 на расстояние а'. Подпружиненный поршень 126, выполняющий функцию клапана, переместился на расстояние Ь'. Нижний колпачок 196 показан находящимся вблизи упора 197; когда в полости 186 существует давление, то этот нижний колпачок прижат к упору 197. Сжимаемая текучая среда и несжимаемая текучая среда обозначены соответственно; как 206' и 205', а зона контакта между стенкой контейнера 208' и стенкой камеры 186 во втором положении поршня - как 198'.

На фиг. 7А представлены продольные сечения камеры 186, имеющей вогнутую стенку 185, и надуваемого поршня, который содержит контейнер 217 и находится в первом положении по длине камеры. Через 217' обозначен тот же контейнер во втором положении по длине камеры. Размеры контейнера 217' соответствуют его исходным размерам. При этом оболочка 216, образующая его стенку 218, усилена волокнами 219, создающими эффект решетки. Во время хода поршня стенка 218 контейнера 217 расширяется до тех пор, пока ее движение во время хода поршня (и, следовательно, расширение стенки 218 контейнера 217) не будет остановлено стопорным устройством. В качестве данного устройства может быть использовано усиление 210 и/или механический упор 214, находящийся внутри контейнера 217. Во время хода поршня давление внутри контейнера 217, 217' может оставаться постоянным. Это давление зависит от изменения объема контейнера 217, 217', т. е. от изменения периметра поперечного сечения

- 9 006267 камеры 186 по ходу поршня. Возможно также, что во время хода поршня будет происходить изменение давления, причем это изменение может зависеть или не зависеть от давления в камере 186. Зона контакта между контейнером 217 и стенкой камеры в первом положении обозначена как 211.

На фиг. 7В представлен второй вариант выполнения поршня 217, имеющего увеличенный размер в начале хода. Стенка 218 контейнера образована оболочкой 216 из гибкого материала, например типа каучука, с усилением из волокон 219 и способна расширяться. Направление волокон по отношению к продольной оси 184 камеры (т.е. угол плетения) может отличаться от 54°44'. В связи с расширением контейнера толщина его стенки в начале хода может быть меньше (но не обязательно существенно меньше) своего исходного значения, т.е. значения, которое она имеет в конце хода (во втором положении по длине камеры). С внутренней стороны стенки 218 может иметься непроницаемый слой 190. Этот слой является плотно упакованным в колпачках 191 и 192, находящихся соответственно наверху и на дне контейнера 217, 217'. Детали выполнения этих колпачков не приводятся, причем для их изготовления и сборки могут быть использованы различные методы, которые, в частности, могут учитывать изменения толщины стенки контейнера.

Оба колпачка 191, 192 могут поступательно перемещаться и/или вращаться относительно штока 195 поршня. Эти движения колпачков 191, 192 могут быть реализованы различными способами, например с применением подшипников различных типов (не изображены). Колпачок 191 в верхней части контейнера может двигаться как вверх, так и вниз в пределах, ограничиваемых упором 214. Колпачок 192 в дне контейнера может перемещаться только вниз, поскольку движению вверх препятствует упор 197; данный вариант может предназначаться для использования в устройстве, в котором в камере 186 существует давление. Применительно к различным типам насосов (например, к насосам двукратного действия, вакуумным насосам и т.д.) с учетом их технических характеристик могут быть использованы другие варианты размещения упоров. Могут быть также использованы и другие решения, обеспечивающие относительное движение поршня и штока или ограничение этого движения.

Регулировка герметизирующего усилия может предусматривать наличие внутри контейнера комбинации несжимаемой текучей среды 205 и сжимаемой текучей среды 206 (обе эти среды могут быть использованы и по отдельности). При этом полость 215 контейнера 217, 217' может сообщаться со второй полостью 210, содержащей подпружиненный поршень 126, находящийся внутри поршня 195. При этом может быть предусмотрено свободное перетекание текучей среды (или текучих сред) через стенку 207 штока поршня, в которой для этого выполнено отверстие 201. Вторая полость может сообщаться с третьей полостью (см. фиг. 10), причем давление внутри контейнера может также зависеть от давления в камере 186. Надувание контейнера может производиться через шток 195 поршня и/или за счет создания сообщения с камерой 186. Кольцевые или иные аналогичные уплотнения 202, 203 в вышеупомянутых колпачках, расположенных соответственно наверху и на дне контейнера, обеспечивают герметизацию данных колпачков 191, 192 относительно штока поршня. Колпачок 204, привинченный на конце штока 195 поршня, обеспечивает уплотнение для этого штока.

На фиг. 7С показан поршень, изображенный на фиг. 7В, в положении, соответствующем концу его хода. Колпачок 191 в верхней части контейнера переместился относительно упора 196 на расстояние с'. Подпружиненный поршень 126, выполняющий функцию клапана, переместился на расстояние й'. Нижний колпачок 196 показан находящимся вблизи упора 197; когда в полости 192 существует давление, то этот нижний колпачок прижат к упору 197. Сжимаемая текучая среда и несжимаемая текучая среда обозначены соответственно как 206' и 205', а зона контакта между стенкой контейнера 217' и стенкой камеры 186 во втором положении поршня - как 211'.

На фиг. 8А, 8В и 8С показан надуваемый поршень, содержащий контейнер, в начале и в конце своего хода (поршень в этих положениях обозначен соответственно как 228 и 228'). Исходные размеры поршня соответствуют размерам поршня 228', находящегося во втором положении по длине камеры 186. Конструкция поршня может быть идентичной конструкции, представленной на фиг. 7А, 7В, 7С, за исключением того, что в нем может быть использовано усиление любого типа при условии, что оно допускает изгиб и располагается в виде взаимно не пересекающихся усиливающих полос. Ориентация таких полос может быть параллельной продольной оси 184 камеры 186 или такой, когда часть усиливающих элементов может лежать в плоскости, пересекающей продольную ось 184.

На фиг. 8В показана стенка 221 с оболочкой 222, 224 и с усилением 223. Зона контакта между стенкой контейнера 228 и стенкой камеры 186 в первом положении поршня обозначена как 225, а непроницаемый слой - как 226.

На фиг. 8С показана зона 225' контакта между стенкой контейнера 228' и стенкой камеры 186 во втором положении поршня по длине камеры.

На фиг. 8Ό на виде сверху представлен в положениях 228 и 228' поршень, снабженный средствами усиления (обозначенными соответственно как 227 и 227').

На фиг. 8Е на виде сверху представлен в положениях 228 и 228' поршень, снабженный средствами усиления (обозначенными соответственно как 229 и 229').

На фиг. 9А представлены продольные сечения камеры 186, имеющей выпукло/вогнутую стенку 185, и надуваемого поршня, который содержит контейнер 258 и находится в положении, соответствую

- 10 006267 щем началу своего хода. Через 258' обозначен тот же контейнер в конце хода поршня. Размеры контейнера 258' соответствуют его исходным размерам.

На фиг. 9В представлено продольное сечение поршня 258, имеющего стенку 251 с оболочкой 252, усиленной множеством, по меньшей мере, частично упруго деформируемых распорных элементов 254. Эти элементы закреплены со смещением по окружности на общем элементе 255, соединенном с оболочкой 252 поршня 258, 258'. Общий элемент 255 может скользить по штоку 195 поршня с помощью средства 256 скольжения. В остальном конструкция данного поршня аналогична конструкции поршня 208, 208'. Зона контакта обозначена как 253.

На фиг. 9С представлено продольное сечение поршня 258'. Зона контакта обозначена как 253'.

Фиг. 10-12 иллюстрируют управление давлением внутри контейнера. Управление давлением имеет важное значение для комбинации поршень/камера, использующей поршень, который содержит надуваемый контейнер с упруго деформируемой стенкой. Управление давлением направлено на поддержание давления в контейнере с целью обеспечения качества герметизации на удовлетворительном уровне во время каждого хода поршня, который сопровождается изменением объема контейнера. Кроме того, управление осуществляется и в длительном цикле эксплуатации в связи с тем, что утечка из контейнера может привести к снижению давления внутри него, что, в свою очередь, может повлиять на качество герметизации. Решение рассматриваемых проблем может заключаться в формировании потока текучей среды в контейнер и из контейнера при изменении его объема во время хода поршня и/или только в контейнер (надувание контейнера).

Изменение объема контейнера может быть сбалансировано изменением объема первого замкнутого пространства, сообщающегося с контейнером, например, через отверстие в штоке. Давление также может быть сбалансировано с помощью подпружиненного поршня, который может быть установлен в первом замкнутом пространстве. Подпружинивающее усилие может быть создано с помощью пружины или находящегося под давлением замкнутого пространства, например, второго замкнутого пространства, которое сообщается с первым замкнутым пространством посредством пары поршней. С помощью каждого из этих поршней, в частности, с помощью комбинации второго замкнутого пространства и установленного в нем поршня, можно обеспечить передачу усилия любого типа. Как следствие, усилие, действующее на поршень в первом замкнутом пространстве, будет оставаться постоянным, тогда как усилие, действующее на поршень во втором замкнутом пространстве, будет уменьшаться по мере того, как пара поршней все дальше входит в первое замкнутое пространство, т.е. когда текучая среда движется из первого замкнутого пространства в контейнер. Такой режим хорошо сочетается с условием р V = еои81 во втором замкнутом пространстве.

Настройка давления в контейнере на протяжении всего или части хода поршня может быть также осуществлена обеспечением сообщения между камерой и полостью контейнера. Такой вариант был уже описан в документах \¥О 00/65235 и \УО 00/70227.

Надувание контейнера может производиться через клапан в поршне и/или в рукоятке. В качестве клапана может использоваться обратный клапан или специальный клапан для надувания, например клапан Шрадера. Надувание контейнера может быть произведено через клапан, который сообщается с камерой. Из клапанов для надувания предпочтительным является клапан Шрадера благодаря его надежности в части предотвращения утечек и способности работать с текучими средами любых типов. Для того чтобы произвести надувание, может оказаться необходимым исполнительный элемент, взаимодействующий с клапаном, например подобный описанному в \УО 99/26002. Достоинством подобного исполнительного элемента является то, что надувание может быть произведено при очень малом усилии (это весьма практично в случае надувания вручную).

Если клапан сообщается с камерой, это может сделать возможным автоматическое надувание контейнера, когда давление в контейнере ниже, чем давление в камере. Когда это соотношение не выполняется, требуемое более высокое давление в камере может быть временно создано запиранием выпускного клапана камеры, расположенного вблизи второго положения контейнера по длине камеры. Запирание и открывание этого клапана может производиться вручную, например с помощью педали, которая открывает канал, сообщающийся с пространством между исполнительным элементом (например, описанным в XV О 99/26002) и клапаном, например клапаном Шрадера. Когда указанный канал открыт, исполнительный элемент может двигаться, однако, он не может создать усилие для отжатия штока клапана. Как следствие, клапан Шрадера не может открыться, т.е. камера может быть закрыта, так что может быть достигнут любой высокий уровень давления для надувания контейнера. Когда указанный канал закрыт, исполнительный элемент действует, как это описано в XVО 99/26002. Оператор может контролировать давление в контейнере по манометру. Открывание и запирание указанного выпускного клапана может производиться и автоматически. Для этого могут использоваться самые разнообразные средства, которые инициируют запирание выпускного клапана подачей сигнала любого типа при обнаружении того, что измеренное значение давления ниже заданного.

Автоматическое надувание контейнера до заданного уровня может быть осуществлено с помощью комбинации клапана, сообщающегося с камерой, и, например, стравливающего клапана, установленного в контейнере. При достижении заданного значения давления этот клапан производит стравливание теку

- 11 006267 чей среды, например, в пространство над контейнером или в камеру. Другой возможный вариант заключается в том, что исполнительный элемент, раскрытый в νθ 99/26002, благодаря комбинированию его с пружиной может быть открыт в первый раз при достижении заданного давления. Еще один вариант состоит в том, что канал к исполнительному элементу может быть перекрыт, когда давление превысит заданное значение, с помощью подпружиненного поршня.

На фиг. 10А представлена комбинация поршень/камера, поршень которой содержит контейнер 208, 208', а у камеры 186 имеется продольная ось 184, как это было показано на фиг. 6А-6С. Надувание поршня и управление давлением, которые будут описаны применительно к данной комбинации, могут быть использованы и для других поршней, содержащих контейнер. Надувание контейнера 208, 208' может производиться через клапан 241 в рукоятке 240 или через клапан 242 в штоке 195. Если используется не рукоятка, а, например, вращающаяся ось, она может быть выполнена полой и сообщающейся, например, с клапаном Шрадера. Клапан 241 может представлять собой клапан для надувания, в частности клапан Шрадера, содержащий втулку 244 и шток 245 клапана. Клапан в штоке 195 может представлять собой обратный клапан с гибким поршнем 126. Полость между обратным клапаном 242 и полостью 209 контейнера 208, 208' упоминалась ранее как вторая полость 210. Манометр 250 позволяет контролировать давление внутри контейнера (более подробное описание этого процесса не приводится). Данный манометр может быть использован также для контроля давления в камере 186. Полость 209 контейнера 208, 208' может быть снабжена также выпускным клапаном (не изображен), который может быть настроен на некоторый заданный уровень давления. Выводимая текучая среда может поступать в полость 209 и/или в пространство 251.

На фиг. 10В показан альтернативный вариант выполнения клапана 241 для надувания. Вместо клапана 241 для надувания, установленного в рукоятке, может иметься только втулка 244 без штока 245 клапана. Такое выполнение делает возможным присоединение источника давления.

На фиг. 10С подробно показано выполнение направляющей 246 штока 247 обратного клапана 126. У направляющей 246 имеются продольные каналы 249, позволяющие текучей среде протекать вокруг штока 247. Пружина 248 создает давление, приложенное к текучей среде во второй полости 210. Через 249 обозначен упор.

На фиг. 10Ό представлены детали выполнения гибкого поршня 126 обратного клапана 242. Пружина 248 обеспечивает давление, прикладываемое к поршню 126.

На фиг. 11А также представлена комбинация поршень/камера, поршень которой содержит контейнер 208, 208', а у камеры 186 имеется продольная ось 184 подобно тому, как это было показано на фиг. 6А-6С. Надувание поршня и управление давлением, которые будут описаны применительно к данной комбинации, могут быть использованы и для других поршней, содержащих контейнер. Надувание контейнера 208, 208' может производиться через клапан, сообщающийся с камерой 186. Данный клапан может являться обратным клапаном 242, показанным на фиг. 10А, 10Ό. Альтернативно, он может представлять собой клапан для надувания, предпочтительно клапан 260 Шрадера. Первое замкнутое пространство 210 сообщается с полостью 209 контейнера через отверстие 201. Это же первое замкнутое пространство 210 сообщается через узел поршня со вторым замкнутым пространством 243, надувание которого может производиться, например, через клапан для надувания, в частности, такой как клапан 241 Шрадера. Клапан 241 может находиться в рукоятке 240 и содержать шток 245 клапана. Если используется не рукоятка, а, например, вращающаяся ось, она может быть выполнена полой и сообщающейся, например, с клапаном Шрадера (не изображено).

Клапан 260 Шрадера может быть снабжен исполнительным элементом 261, подобным описанному в νθ 99/26002. В основании 262 камеры 186 может иметься выпускной клапан 263, например клапан Шрадера, который может быть снабжен еще одним исполнительным элементом 261, подобным описанному в νθ 99/26002. Для того чтобы осуществлять ручное управление выпускным клапаном 263, основание 262 может быть снабжено педалью 265, имеющей возможность поворота на угол α вокруг оси 264 в основании 262. Педаль 265 соединена со штоком 267 посредством оси 266, входящей в отверстие 275 некруглого сечения, выполненное в верхней части педали 265. В основании 262 имеется впускной клапан 269 (не изображен) для камеры 186. Схематично изображенная пружина 276 удерживает педаль 265 в исходном положении 277, соответствующем открытому состоянию выпускного клапана. Выпускной клапан закрыт, когда педаль 265 переведена в активирующее положение 277'. Позицией 268 обозначен выпускной канал.

На фиг. 11В иллюстрируются детали использования пары поршней 242, 270 для осуществления сообщения между первым замкнутым пространством 210 и вторым замкнутым пространством 243. У штока 271 данной пары поршней имеется направляющая 246. Продольные каналы 249 в направляющей 246 позволяют перемещать текучую среду из областей между направляющей 246 и поршнями 242 и 270. Может быть предусмотрена также пружина 248. Через 195 и 194 обозначены шток поршня, снабженного контейнером 208, 208', и стенка этого штока.

На фиг. 11С показано альтернативное выполнение стенки 273 штока 272 поршня с контейнером 208, 208'. Стенка 273 образует угол β с продольной осью 184 камеры 186. Схематично изображенный

- 12 006267 поршень 274 может адаптироваться к изменяющемуся поперечному сечению полости в штоке 272.

На фиг. 11Ό показан поршень 208', к которому прикреплен корпус 280. Внутри корпуса находятся клапан 260 Шрадера со штоком 245 клапана. Исполнительный элемент 261 изображен отжимающим шток 245 клапана, в результате чего текучая среда может входить внутрь клапана 260 по каналам 286, 287, 288 и 289. Когда шток 245 клапана не отжат, поршневое кольцо 279 может обеспечивать герметизацию относительно стенки 285 внутреннего цилиндра 283. Герметизация внутреннего цилиндра 283 осуществляется уплотнениями 281 и 284, расположенными между корпусом 280 и цилиндром 282. Камера обозначена как 186.

На фиг. 11Е показана конструкция выпускного клапана 263 со штоком 245 клапана, который отжат исполнительным элементом 261. Текучая среда может протекать по каналам 304, 305, 306 и 307 к открытому клапану. Внутренний цилиндр 302 герметизирован посредством уплотнений 281 и 284 в пространстве между корпусом 301 и цилиндром 303. Сквозь стенки внутреннего цилиндра 302, цилиндра 303 и корпуса 301 проходит канал 297, имеющий ось 296. На наружной поверхности корпуса 301 отверстие 308 канала 297 снабжено расширением 309, которое может герметично перекрываться торцом 294 поршня 292, когда он находится в положении, обозначенном как 292'. Поршень 292 выполнен перемещающимся в другом канале 295 с осью 296, совпадающей с осью канала 297. У штока 267 поршня 292 имеется направляющая 293. Шток 267 может быть связан с педалью 265 (фиг. 11 А) или с другими исполнительными элементами (представленными на фиг. 11Е в схематичном виде).

На фиг. 11Е представлены поршень 208' и блок 368 надувания по фиг. 11Ό. Показано также устройство 369 управления выпускным клапаном по фиг. 11Е. Блок 368 надувания содержит также устройство 370 управления клапаном, показанным на фиг. 11Е. Оно может быть использовано для запирания данного клапана при достижении заданного давления и для его открывания, когда давление становится ниже заданного значения. Сигнал 360 подается в преобразователь 361, который подает сигнал 362 на исполнительный элемент 363, воздействующий на поршень 292 (фиг. 11Е) через исполнительное средство 364.

Когда давление в камере ниже заданного давления в поршне, управление устройством 369 может осуществляться посредством другого исполнительного элемента 363 через средство 367, инициируемое сигналом 365, поступающим от преобразователя 361. Измерение давления в камере, соответствующее выдаче сигнала 371 на преобразователь 361 и/или 366, может автоматически выявлять, является ли реальное давление в камере более низким, чем рабочее давление поршня, или нет. Данный вариант может быть особенно практичным в случае, когда давление поршня ниже, чем заданное значение давления.

На фиг. 11С схематично показана шайба 312, 312' с пружиной 310, связанной с корпусом 311 исполнительного элемента 261. Пружина 310 может определять максимальное давление, используемое для воздействия на шток 245 клапана 260 Шрадера.

На фиг. 12 представлен удлиненный шток 320 поршня, внутри которого на конце штока 323 установлена пара поршней 321, 322, которые могут перемещаться по направляющей 324.

На фиг. 13А, 13В, 13С показана комбинация насоса с камерой, обеспечивающей создание давления. У камеры имеется деформируемая стенка, различные участки которой имеют различные поперечные сечения. Внутри корпуса, например, в форме цилиндра с фиксированными геометрическими размерами находится надуваемая камера, надувание которой производится с помощью текучей среды (сжимаемой и/или несжимаемой). Возможен также вариант, не содержащий корпуса. Надуваемая стенка включает в себя верхний слой композита (со слоями подложки, волокна и покрытия), к которому может быть добавлен непроницаемый слой. Угол, образуемый герметизирующей поверхностью поршня с осью, параллельной направлению его перемещения, выбран немного превышающим угол между этой осью и стенкой камеры. Различие между указанными углами в сочетании с тем, что мгновенное деформирование стенки под действием поршня происходит с небольшой задержкой (благодаря, например, использованию вязкой несжимаемой текучей среды в стенке камеры и/или соответствующей настройке регулирующих средств, которые могут быть подобны описанным средствам, используемым вместе с поршнями), приводит к формированию герметизирующей кромки. Расстояние этой кромки от продольной оси камеры при перемещении между двумя положениями поршня по длине камеры может изменяться. Это приводит к изменению площади поперечного сечения во время хода поршня и за счет этого к изменению рабочего усилия.

Однако угол, образованный сечением поршня с направлением его движения, может быть также равным или меньшим, чем соответствующий угол, образованный стенкой камеры. В этих случаях окончание поршня может быть выполнено закругленным. В этих последних случаях может оказаться более сложным обеспечить изменение площади поперечного сечения и тем самым изменение рабочего усилия. Стенка камеры может быть снабжена всеми описанными выше средствами регулировки давления, в частности, показанными на фиг. 12В, а также, если это необходимо, средствами регулировки ее профиля. Скорость движения поршня в камере может влиять на качество герметизации.

На фиг. 13А показан поршень 230 в четырех различных положениях внутри камеры 231, имеющей продольную ось 236.

Вокруг надуваемой стенки камеры расположен корпус 234 с фиксированными геометрическими размерами. Внутри корпуса 234 находятся сжимаемая текучая среда 232 и несжимаемая текучая среда

- 13 006267

233. Для надувания стенки 238 может быть предусмотрено клапанное устройство (не изображено). Форма поршня со стороны, не подвергаемой давлению, показана лишь в качестве примера, иллюстрирующего принцип формирования герметизирующей кромки. Расстояние между положениями герметизирующей кромки в конце и в начале хода поршня в приведенном примере составляет примерно 39%. Форма продольного сечения может отличаться от представленной на чертеже.

На фиг. 13В поршень показан в положении, соответствующем началу своего хода. Расстояние между герметизирующей кромкой 235 и продольной осью 236 равно ζ₁. Угол между герметизирующей кромкой 235 поршня и продольной осью 236 камеры обозначен как ξ, а угол между стенкой камеры и указанной осью 236 - как ν. Видно, что угол ν выбран меньшим, чем угол ξ. Наличие герметизирующей кромки 235 приводит к тому, что угол ν увеличивается и становится равным углу ξ.

Другие возможные варианты выполнения поршня не изображены.

На фиг. 13С поршень показан в процессе своего хода. Расстояние между герметизирующей кромкой 235 и продольной осью 236 составляет ζ₂, причем оно меньше, чем ζ₁,

На фиг. 13Ό поршень показан в конце своего хода. Расстояние между герметизирующей кромкой 235 и продольной осью 236 составляет ζ₃, причем оно меньше, чем ζ₂.

На фиг. 14 представлена комбинация стенки камеры и поршня, которые имеют изменяемые геометрические профили, взаимно адаптирующиеся во время хода поршня. Благодаря этому обеспечивается постоянство герметизации. Исходные размеры поршня соответствуют его размерам в его втором положении по длине камеры. Показана та же камера, что и на фиг. 13 А, но на этот раз используется только несжимаемая текучая среда 237. Положение поршня 450 соответствует началу его хода, тогда как через 450' обозначен тот же поршень непосредственно перед концом своего хода. В данной комбинации могут быть использованы и любые другие варианты выполнения поршня, способного изменять свои размеры. Правильный выбор скорости поршня и вязкости текучей среды 237 может оказывать положительное влияние на показатели работы. Возможно также использование камеры с продольным сечением, отличным от показанного на фиг. 14.

Claims (67)

1. Комбинация поршень/камера, содержащая удлиненную камеру (162, 186, 231), которая ограничена своей внутренней стенкой (156, 185, 238), и поршень, выполненный с возможностью перемещения внутри камеры с обеспечением герметизации относительно ее внутренней стенки, по меньшей мере, между первым и вторым положениями поршня, соответствующими первой и второй частям камеры по ее длине, причем камера имеет различные значения площади и периметра поперечного сечения для двух ее указанных частей и, по существу, непрерывно изменяющиеся значения площади и периметра поперечного сечения в промежутке между указанными первой и второй ее частями, значения площади и периметра поперечного сечения указанной второй части выбраны меньшими, чем значения площади и периметра поперечного сечения указанной первой части, поршень содержит контейнер (208, 208', 217, 217', 228, 228', 258, 258, 450, 450'), который выполнен упруго деформирующимся и обеспечивающим тем самым различные значения площади и периметра поперечного сечения поршня для его адаптации к различным значениям площади и периметра поперечного сечения камеры во время перемещения поршня относительно камеры через промежуточные положения между первым и вторым положениями по длине камеры, отличающаяся тем, что поршень изготовлен с исходными размерами контейнера (208, 208', 217, 217', 228, 228', 258, 258', 450, 450') в ненапряженном и недеформированном состоянии, которые характеризуются периметром поршня, по существу, эквивалентным значению периметра камеры (162, 186, 231) в ее второй части, при этом контейнер выполнен расширяющимся от своих исходных размеров в направлении, поперечном продольному направлению камеры, с обеспечением тем самым расширения поршня от его исходных размеров во время перемещения поршня относительно камеры из первого во второе положение по длине камеры.

2. Комбинация поршень/камера по п.1, отличающаяся тем, что площадь поперечного сечения камеры в ее второй части составляет от 95 до 15% площади поперечного сечения в ее первой части.

3. Комбинация поршень/камера по п.1, отличающаяся тем, что площадь поперечного сечения камеры в ее второй части составляет от 95 до 70% площади поперечного сечения в ее первой части.

4. Комбинация поршень/камера по п.1, отличающаяся тем, что площадь поперечного сечения камеры в ее второй части составляет около 50% площади поперечного сечения в ее первой части.

5. Комбинация поршень/камера по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что контейнер (208, 208', 217, 217', 228, 228', 258, 258', 450, 450') содержит деформируемый материал (205, 206).

6. Комбинация поршень/камера по п.5, отличающаяся тем, что деформируемый материал (205, 206) представляет собой текучую среду или смесь текучих сред, таких как вода, пар, и/или газ, или пена.

7. Комбинация поршень/камера по п.5 или 6, отличающаяся тем, что контейнер, находящийся в

- 14 006267 первой части камеры (162, 186, 231), характеризуется первым профилем продольного сечения, отличным от второго профиля продольного сечения, которым контейнер характеризуется, когда он находится во второй части камеры.

8. Комбинация поршень/камера по п.7, отличающаяся тем, что по меньшей мере часть деформирующегося материала (206) является сжимаемой, а указанный первый профиль продольного сечения имеет большую площадь, чем площадь указанного второго профиля.

9. Комбинация поршень/камера по п.7, отличающаяся тем, что деформируемый материал является, по существу, несжимаемым.

10. Комбинация поршень/камера по п.5 или 6, отличающаяся тем, что контейнер выполнен надуваемым до достижения заданного давления.

11. Комбинация поршень/камера по п.10, отличающаяся тем, что указанное давление сохраняется постоянным во время хода поршня.

12. Комбинация поршень/камера по любому из пп.5-11, отличающаяся тем, что поршень (208, 208', 217, 217', 228, 228', 258, 258', 450, 450') включает в себя замкнутое пространство (210, 243), сообщающееся с деформирующимся контейнером и имеющее изменяющийся объем.

13. Комбинация поршень/камера по п.12, отличающаяся тем, что указанный объем является регулируемым.

14. Комбинация поршень/камера по п.12, отличающаяся тем, что внутри первого замкнутого пространства (210) находится подпружиненный поршень (126) для настройки давления.

15. Комбинация поршень/камера по любому из пп.12-14, отличающаяся тем, что дополнительно содержит задающие средства (126, 246, 248, 249, 273, 274), позволяющие задавать объем первого замкнутого пространства (210) таким образом, что давление текучей среды в указанном первом замкнутом пространстве (210) зависит от давления во втором замкнутом пространстве (243).

16. Комбинация поршень/камера по п.15, отличающаяся тем, что задающие средства (126, 194, 195, 246, 248, 249, 273, 274) выполнены с возможностью задавать давление в первом замкнутом пространстве (210) во время хода поршня.

17. Комбинация поршень/камера по п.15, отличающаяся тем, что задающие средства (126, 246, 248, 249, 273, 274) выполнены с возможностью задавать, по существу, постоянное давление в первом замкнутом пространстве (210) во время хода поршня.

18. Комбинация поршень/камера по п.14, отличающаяся тем, что подпружиненный поршень (126) для настройки давления представляет собой обратный клапан (242), через который текучая среда от внешнего источника давления может поступать в первое замкнутое пространство (210).

19. Комбинация поршень/камера по п.18, отличающаяся тем, что дополнительно содержит клапан для надувания, предпочтительно снабженный подпружиненным штоком (245) клапана, например клапан Шрадера, через который текучая среда от внешнего источника давления может поступать во второе замкнутое пространство (243).

20. Комбинация поршень/камера по п.1, отличающаяся тем, что поршень (248) выполнен сообщающимся по меньшей мере с одним клапаном (260).

21. Комбинация поршень/камера по п.20, отличающаяся тем, что поршень содержит источник давления.

22. Комбинация поршень/камера по п.20, отличающаяся тем, что указанный клапан является клапаном для надувания, таким как клапан Шрадера, и предпочтительно снабжен подпружиненным штоком (245).

23. Комбинация поршень/камера по п.20, отличающаяся тем, что указанный клапан является обратным клапаном.

24. Комбинация поршень/камера по п.1, отличающаяся тем, что основание (262) камеры (162, 186, 231) содержит по меньшей мере один клапан (263, 269).

25. Комбинация поршень/камера по п.24, отличающаяся тем, что выпускной клапан является клапаном для надувания, который предпочтительно снабжен подпружиненным штоком (245) и представляет собой клапан Шрадера (263), причем при запирании клапана указанный подпружиненный шток перемещается в сторону камеры (162, 186, 231).

26. Комбинация поршень/камера по любому из пп.22-25, отличающаяся тем, что шток (245) клапана (260, 263) присоединен к исполнительному элементу (261) или активирующему стержню.

27. Комбинация поршень/камера по п.26, отличающаяся тем, что исполнительный элемент для взаимодействия с клапанами, снабженными подпружиненным штоком клапана, содержит корпус для присоединения к источнику среды под давлением и размещенные в корпусе сопрягающую секцию для установки клапана, активируемого исполнительным элементом, цилиндр, окруженный по боковой поверхности цилиндрической стенкой заданного диаметра и имеющий первый конец и второй конец, находящийся на большем удалении от сопрягающей секции, чем указанный первый конец, и присоединенный к корпусу для приема среды под давлением от указанного источника давления,

- 15 006267 поршень, подвижно установленный в цилиндре и жестко прикрепленный к активирующему стержню для взаимодействия с подпружиненным штоком клапана, установленного в сопрягающей секции, и подающий канал между вторым концом цилиндра и сопрягающей секцией для подачи среды под давлением от второго конца цилиндра к сопрягающей секции, когда поршень переходит в свое первое положение, в котором он находится на первом заданном расстоянии от первого конца цилиндра, причем подача среды под давлением от второго конца цилиндра к сопрягающей секции прерывается, когда поршень переходит в свое второе положение, в котором он находится на втором заданном расстоянии от первого конца цилиндра, превышающем первое заданное расстояние, при этом подающий канал выполнен в указанной стенке цилиндра и у канала имеется часть канала, открытая в цилиндр в той части стенки цилиндра, которая имеет указанный заданный диаметр, и поршень содержит поршневое кольцо с герметизирующей кромкой, которое взаимодействует, обеспечивая герметизацию, с указанной частью стенки цилиндра, причем при нахождении поршня в своем втором положении герметизирующая кромка поршневого кольца расположена между указанной частью канала и вторым концом цилиндра и обеспечивает прерывание подачи среды под давлением от второго конца цилиндра в канал при нахождении поршня в своем втором положении, тогда как при нахождении поршня в своем первом положении герметизирующая кромка расположена между указанной частью канала и первым концом цилиндра, открывая канал ко второму концу цилиндра при нахождении поршня в своем первом положении.

28. Комбинация поршень/камера по п.26, отличающаяся тем, что поршень содержит средства для достижения заданного давления.

29. Комбинация поршень/камера по п.20 или 28, отличающаяся тем, что клапан является стравливающим клапаном.

30. Комбинация поршень/камера по п.28, отличающаяся тем, что дополнительно содержит подпружиненную шайбу (312), запирающую канал (286) над исполнительным элементом (261), когда давление превышает заданное значение давления.

31. Комбинация поршень/камера по п.28, отличающаяся тем, что канал, соединяющий камеру (186) и пространство (305, 306, 307) между исполнительным элементом (261) и штоком (245) клапана, может находиться в открытом или перекрытом состоянии, поршень (292) выполнен с возможностью перемещения из положения (294), соответствующего открытому состоянию канала, в положение (295), соответствующее перекрытому состоянию указанного канала, и перемещение поршня (292) обеспечивается исполнительным элементом (363), который активируется по результатам измерения давления в поршне (208, 208', 217, 217', 228, 228', 258, 258', 450, 450').

32. Комбинация поршень/камера по п.25, отличающаяся тем, что содержит канал (297), соединяющий камеру (186) и пространство (305, 306, 307) между исполнительным элементом (261) и штоком (245) клапана, причем указанный канал может находиться в открытом или перекрытом состоянии.

33. Комбинация поршень/камера по п.25 или 32, отличающаяся тем, что поршень (292) выполнен с возможностью перемещения из положения (294), соответствующего открытому состоянию канала, в положение (295), соответствующее перекрытому состоянию указанного канала.

34. Комбинация поршень/камера по п.33, отличающаяся тем, что поршень (292) приводится в действие посредством педали (265), выполненной с возможностью перевода, путем поворота вокруг оси (264) из неактивного положения (277) в активное положение (277') и обратно.

35. Комбинация поршень/камера по п.33, отличающаяся тем, что управление поршнем (292) осуществляется посредством исполнительного элемента (366), который активируется по результатам измерения давления в поршне (208, 208', 217, 217', 228, 228', 258, 258', 450, 450').

36. Комбинация поршень/камера по любому из пп.12-14, отличающаяся тем, что дополнительно содержит средства (321, 322, 323, 324), задающие объем замкнутого пространства (325) таким образом, что давление текучей среды в замкнутом пространстве (210) определяется давлением, воздействующим на поршень (208, 208') во время его хода.

37. Комбинация поршень/камера по любому из пп.6-17, отличающаяся тем, что с использованием пены или текучей среды внутри контейнера создано давление, превышающее максимальное давление окружающей атмосферы при перемещении поршня (148, 149) из его второго положения по длине камеры (216) в его первое положение или наоборот.

38. Комбинация поршень/камера по любому из пп.5-17, отличающаяся тем, что контейнер содержит упруго деформируемый материал, снабженный средствами его усиления.

39. Комбинация поршень/камера по п.38, отличающаяся тем, что угол плетения усиливающих элементов выбран отличным от 54°44'.

40. Комбинация поршень/камера по п.38 или 39, отличающаяся тем, что средства усиления содержат усиливающий текстильный материал.

41. Комбинация поршень/камера по п.38 или 39, отличающаяся тем, что средства усиления содержат волокна.

42. Комбинация поршень/камера по п.41, отличающаяся тем, что волокна распределены из условия

- 16 006267 создания эффекта решетки.

43. Комбинация поршень/камера по п.38, отличающаяся тем, что средства усиления содержат упругий материал, помещенный внутрь контейнера и содержащий множество, по меньшей мере, частично упругих распорных элементов, закрепленных со смещением по окружности на общем элементе, соединенном с оболочкой контейнера.

44. Комбинация поршень/камера по п.43, отличающаяся тем, что указанные упругие элементы и/или общий элемент выполнены надуваемыми.

45. Комбинация поршень/камера, содержащая удлиненную камеру (231), которая ограничена внутренней стенкой, и поршень, выполненный с возможностью перемещения внутри камеры с обеспечением герметизации, причем поршень (230) выполнен с возможностью перемещения внутри камеры, по меньшей мере, между своими первым и вторым положениями, соответствующими первой и второй частям камеры по ее длине, камера (231) имеет упруго деформируемую внутреннюю стенку (238), по меньшей мере, в той части камеры, которая расположена между указанными первой и второй ее частями, площадь поперечного сечения первой части камеры (231) при нахождении поршня (230) в своем первом положении превышает площадь поперечного сечения второй части камеры (231) при нахождении поршня (230) в своем втором положении, при этом изменение площади поперечного сечения камеры (231) между ее первой и второй частями при перемещении поршня между своими первым и вторым положениями является, по существу, непрерывным, поршень содержит упруго расширяющийся контейнер, имеющий изменяющийся профиль, который адаптируется во время хода поршня, обеспечивая тем самым непрерывную герметизацию, при этом поршень имеет свои исходные размеры, когда находится в своем втором положении по длине камеры.

46. Комбинация поршень/камера по п.45, отличающаяся тем, что поршень (230) выполнен, по существу, из несжимаемого материала.

47. Комбинация поршень/камера по п.45 или 46, отличающаяся тем, что поршень (230) в своем продольном осевом сечении имеет профиль, сужающийся в направлении от своего первого положения по длине камеры (231) к своему второму положению по длине камеры (231).

48. Комбинация поршень/камера по п.47, отличающаяся тем, что угол (ξ) между стенкой (238) и продольной осью (236) камеры (231) выбран меньшим, чем угол (ν) между сужающейся стенкой поршня (230) и продольной осью (236) камеры (231).

49. Комбинация поршень/камера по любому из пп.45-48, отличающаяся тем, что камера (231) содержит наружную опорную конструкцию (234), охватывающую внутреннюю стенку (238), и текучую среду (232, 233), удерживаемую в пространстве, ограниченном наружной опорной конструкцией (234) и внутренней стенкой (238).

50. Комбинация поршень/камера по п.49, отличающаяся тем, что пространство, ограниченное наружной опорной конструкцией (234) и внутренней стенкой (238), выполнено надуваемым.

51. Комбинация поршень/камера по п.45, отличающаяся тем, что поршень (450') содержит упруго деформирующийся контейнер, содержащий деформируемый материал и выполненный согласно любому из пп.7-17.

52. Комбинация поршень/камера по любому из пп.38-47, отличающаяся тем, что с использованием пены или текучей среды внутри контейнера создано давление, превышающее максимальное давление окружающей атмосферы при перемещении поршня (148, 149) из его второго положения по длине камеры (216) в его первое положение или наоборот.

53. Насос для прокачки текучей среды, содержащий комбинацию поршень/камера по любому из предыдущих пунктов, средство для осуществления взаимодействия с поршнем из точки вне камеры, канал для подачи текучей среды, сопряженный с камерой и содержащий клапанное средство, и канал для выведения текучей среды, сопряженный с камерой.

54. Насос по п.53, отличающийся тем, что средство для осуществления взаимодействия с поршнем находится в наружном положении, когда поршень находится в своем первом положении по длине камеры, и во внутреннем положении, когда поршень находится в своем втором положении по длине камеры.

55. Насос по п.53, отличающийся тем, что средство для осуществления взаимодействия с поршнем находится в наружном положении, когда поршень находится в своем втором положении по длине камеры, и во внутреннем положении, когда поршень находится в своем первом положении по длине камеры.

56. Амортизатор, содержащий комбинацию поршень/камера по любому из пп.1-53, средство для осуществления взаимодействия с поршнем из точки вне камеры, которое находится в наружном положении, когда поршень находится в своем первом положении по длине камеры, и во внутреннем положении, когда поршень находится в своем втором положении по длине камеры.

57. Амортизатор по п.56, отличающийся тем, что дополнительно содержит канал для подачи теку

- 17 006267 чей среды, сопряженный с камерой и содержащий клапанное средство.

58. Амортизатор по п.56 или 57, отличающийся тем, что дополнительно содержит канал для выведения текучей среды, сопряженный с камерой и содержащий клапанное средство.

59. Амортизатор по любому из пп.56-58, отличающийся тем, что камера и поршень образуют, по существу, герметизированную полость, содержащую текучую среду, подвергающуюся сжатию при перемещении поршня из своего первого в свое второе положение по длине камеры.

60. Амортизатор по любому из пп.56-59, отличающийся тем, что дополнительно содержит средство для создания усилия, стремящегося установить поршень в его первое положение по длине камеры.

61. Исполнительный механизм, содержащий комбинацию поршень/камера по любому из пп.1-53, средство для осуществления взаимодействия с поршнем из точки вне камеры, средство ввода текучей среды в камеру для осуществления перемещения поршня между его первым и вторым положениями по длине камеры.

62. Исполнительный механизм по п.61, отличающийся тем, что дополнительно содержит канал для подачи текучей среды, сопряженный с камерой и содержащий клапанное средство.

63. Исполнительный механизм по п.61 или 62, отличающийся тем, что дополнительно содержит канал для выведения текучей среды, сопряженный с камерой и содержащий клапанное средство.

64. Исполнительный механизм по любому из пп.61-63, отличающийся тем, что дополнительно содержит средство для создания усилия, стремящегося установить поршень в его первое положение по длине камеры.

65. Исполнительный механизм по любому из пп.61-64, отличающийся тем, что средство ввода текучей среды содержит средство ввода в камеру текучей среды, находящейся под давлением.

66. Исполнительный механизм по любому из пп.61-64, отличающийся тем, что средство ввода текучей среды выполнено с возможностью ввода в камеру горючей текучей среды, такой как бензин или дизельное топливо, причем исполнительный механизм дополнительно содержит средства для воспламенения горючей текучей среды.

67. Исполнительный механизм по любому из пп.61-64, отличающийся тем, что дополнительно содержит кривошип, выполненный с возможностью преобразования поступательного движения поршня во вращение кривошипа.