Przedmiotem niniejszego wynalazku jest sposób uszczelnienia maszyny lub silnika z wirujacym tlokiem, polegajacy na dociskaniu osadzonych przesuwnie elementów scianek cylindra do po¬ wierzchni roboczych tloka i umozliwiajacy uzys¬ kanie regulacji sily docisku w funkcji cisnienia panujacego w komorze roboczej cylindra, oraz ze¬ spól uszczelniajacy do stosowania tego sposobu.W kazdej maszynie lub silniku z wirujacym tlo¬ kiem musi istniec uklad uszczelniajacy, który za¬ pewnia odgraniczenie czynnika znajdujacego sie w komorze roboczej od sasiednich komór, w celu uzyskania niezbednego sprezania i rozprezania oraz wyeliminowania przecieków, które obnizaja sprawnosc maszyny.Znane dotychczas sposoby uszczelniania maszyn lub silników z wirujacym tlokiem mozna podzielic na trzy zasadnicze kategorie: uszczelniania za po¬ moca elementów (lopatek, zasuw, klap), polaczo¬ nych przegubowo lub przesuwnie z wirujacym tlo¬ kiem i wykonywujacyeh w stosunku do niego ru¬ chy wzgledne; uszczelnianie przez kinematycznie wymuszony ruch tloka umozliwiajacy utworzenie miedzy jego powierzchnia robocza, a powierzchnia robocza cylindra szczelin o niewielkiej szerokosci, w których wystepuje zjawisko dlawienia czynnika zawartego w komorze roboczej oraz uszczelnienie za pomoca uszczelek osadzonych w wirujacym 10 15 tloku i niewykonywujacych wzgledem niego ru¬ chów wzglednych.Dotychczasowa praktyka wykazala, ze niezbed¬ ny do poprawnego dzialania maszyny z wirujacym tlokiem stopien szczelnosci moze byc zapewniony jedynie w przypadku zastosowania ostatniego z wymienionych sposobów uszczelniania. Zasadni¬ cza wada tego sposobu jest jednak wystepowanie znacznych sil bezwladnosci pochodzacych od przy¬ spieszen elementów uszczelniajacych (uszczelek), które sa zwiazane z tlokiem i znajduja sie w stanie ruchu, oddzialywuj ac na wspólpracujace z nimi czesci i powodujac ich zuzycie, a nawet niszczenie.Szczególnie niekorzystne zjawiska wystepuja w przypadku, gdy przyspieszenia elementów uszczel¬ niajacych zmieniaja swój znak, poniewaz powo¬ duje to odrywanie sie ich od wspólpracujacych po¬ wierzchni oraz drgania, w znacznym stopniu skra¬ cajace zywotnosc tych elementów i wspólpracuja¬ cych z nimi powierzchni.Powyzsze wady usuwa sposób uszczelniania maszyny lub silnika z wirujacym tlokiem wedlug patentu nr 48190 stanowiacy przedmiot niniejsze¬ go wynalazku i polegajacy na dociskaniu elemen¬ tów roboczych cylindra, które maja postac plas¬ kich lub wkleslych scianek i sa osadzone przesuw¬ nie w korpusie maszyny — do powierzchni robo¬ czej wirujacego tloka. Wskutek tego elementy ro-3 48191 4 bocze cylindra sluzace do uszczelniania nie sa w ogóle poddane dzialaniu sil bezwladnosci, wyni¬ kajacych z ruchu tloka, natomiast ich suwliwe prowadzenie w plaszczyznie ruchu tloka uniemo¬ zliwia równiez drgania obrotowe w tej plaszczyz¬ nie. Ponadto w porównaniu do znanych dotych¬ czas sposobów uszczelniania wynalazek umozli¬ wia bezposrednie, czyli bardzo intensywne chlo¬ dzenie i smarowanie elementów uszczelniajacych, a tym samym odpowiednie podniesienie ich zy¬ wotnosci.^Sposób uszczelnienia za pomoca ruchomych elementów scian cylindra wedlug wynalazku prze¬ widuje takze regulacje nacisku uszczelniajacego tych elementów na powierzchnie robocza tloka w funkcji cisnienia panujacego w komorze roboczej cylindra, która uzyskuje sie przez przeniesienie odpowiednich wartosci parcia gazów w komorze roboczej na wewnetrzna (tylna) powierzchnie przesuwnego elementu scianki. Dzieki temu eli¬ minuje sie szkodliwe hamowanie tloka silami tar¬ cia, wystepujace w przypadku zbyt duzych nacis¬ ków oraz nieszczelnosci i przeciekanie czynnika majace miejsce w przypadku duzych cisnien czyn¬ nika i niedostatecznych nacisków elementów usz¬ czelniajacych.Wynalazek przewiduje ponadto uszczelnianie po¬ wierzchni czolowych cylindra i wspólpracujacych z nimi powierzchni wirujacego tloka za pomoca zespolu uszczelek, które sa dociskane równoczes¬ nie w dwóch wzajemnie prostopadlych kierunkach, a mianowicie do czolowych powierzchni tloka oraz elementów przesuwnych scian cylindra. Dzieki te¬ mu uzyskuje sie niezbedna szczelnosc na krawedzi zetkniecia sie elementów przesuwnych scian bocz¬ nych cylindra oraz jego scian czolowych.Ponadto przewiduje sie uszczelnienie odslania¬ nych przez tlok otworów wlotowych, przelotowych i wylotowych w czolowych sciankach cylindra za pomoca osadzonych przesuwnie w gniazdach tych scianek dociskanych sprezyscie tulei.Wynalazek jest przykladowo wyjasniony na ry¬ sunku, na którym fig. 1 przedstawia silnik wedlug patentu nr 48190 zaopatrzony w zespól uszczel¬ niajacy wedlug wynalazku w przekroju poprzecz¬ nym, fig. 2 — czesciowy przekrój silnika wzdluz linii AA na fig. 1 przedstawiajacy pneumatyczny sposób przenoszenia cisnienia gazów w komorze roboczej cylindra na tylna powierzchnie przesuw¬ nego elementu jego scianki, fig. 3 — przekrój po¬ przeczny przez element przesuwny sciany cylin¬ dra ilustrujacy hydrauliczna odmiane sposobu przenoszenia cisnienia gazów w komorze roboczej na tylna powierzchnie tego elementu przesuwnego, figl 4 — przekrój czesciowy wzdluz linii BB na fig. 3, fig. 5 — zespól uszczelek teowych do usz¬ czelnienia czolowych scian cylindra, fig. 6 — ele¬ ment uszczelniajacy otwór wylotowy kanalu roz¬ rzadu silnika w przekroju osiowym.Silnik wedlug patentu nr 48190 przedstawiony przykladowo na fig. 1 sklada sie z cylindra, maja¬ cego w tym przykladowym rozwiazaniu ksztalt podstawowy kwadratu, z wglebieniami 1, tworza¬ cymi komory spalania i wglebieniami 2 — tworza¬ cymi komory sprezania wstepnego oraz z wiruja¬ cego wewnatrz cylindra tloka 3, którego przekrój poprzeczny stanowi obwiednia wspólpracujacych z nim plaskich przesuwnych elementów 4 scianek cylindra w plaszczyznie ruchu. Tlok jest przy tym polaczony z nieuwidocznionym na rysunku walem 5 glównym za pomoca korby, na której jest obrotowo osadzony, a z korpusem silnika — za posrednic¬ twem przekladni zebatej obiegowej o zazebieniu wewnetrznym. Plaskie przesuwne elementy 4 scia¬ nek cylindra znajduja sie w stanie stalego zestyku io z toczaca sie po nich z poslizgiem obwodowa po¬ wierzchnia tloka 2, tworzac komory robocze sil¬ nika. Sposób uszczelnienia obwodowego tych ko¬ mór roboczych wedlug wynalazku polega na tym, ze plaskie elementy 4 scianek cylindra wspólpra- 15 cujace z tlokiem sa osadzone przesuwnie w korpu¬ sie 5 cylindra w sposób umozliwiajacy ich promie¬ niowe dociskanie do powierzchni obwodowej tlo¬ ka. W przykladowym rozwiazaniu przedstawionym na fig. 1 uszczelnienie to jest uzyskane w ten spo- 20 sób, ze korpus 5 cylindra jest zaopatrzony w pro¬ wadnice 6, w których sa osadzone przesuwnie wy¬ stepy 7 przesuwnych elementów 4 scian cylindra prostopadle do ich plaskiej powierzchni roboczej.Natomiast docisk tych elementów przesuwnych 4 25 scian do obwodowych powierzchni tloka 3 uzysku¬ je sie droga pneumatyczna przez wykorzystanie parcia czynnika roboczego wewnatrz cylindra.Sposób wedlug wynalazku przewiduje ponadto regulacje nacisku uszczelniajacego przesuwnych 30 elementów 4 scian na powierzchnie robocza tloka w zaleznosci od cisnienia panujacego w komorze roboczej cylindra, która uzyskuje sie z jednej stro¬ ny przez przeniesienie odpowiednich wartosci cis¬ nienia czynnika roboczego w komorze roboczej na 35 wewnetrzna (tylna) powierzchnie 8 przesuwnego elementu 4, a z drugiej przez zastosowanie ukla¬ du kanalów laczacych poszczególne miejsca tej ko¬ mory roboczej, odslaniane przez tlok z oddzielony¬ mi — az pomoca grodzi — czesciami powierzchni 40 8, w celu stopniowego zwiekszania powierzchni na która dziala parcie czynnika roboczego w mia¬ re zwiekszania sie odslanianej przez tlok czesci po¬ wierzchni przesuwnego elementu 4 sciany. W tym celu zespól uszczelniajacy przedstawiony na fig. 1 45 i fig. 2 jest zaopatrzony w uklad przewodów 9a, 9b i 9c laczacych odpowiednie miejsca komór ro¬ boczych na scianach czolowych 10 cylindra, odsla¬ niane kolejno przez tlok 3 przestrzeniami lla, llb, lic ograniczonymi za pomoca grodzi 12. Przestrze- 50 nie miedzygrodziowe 11 sa szczelnie zamkniete za pomoca scianki 13 korpusu cylindra oraz membran 14 przymocowanych z jednej strony do tej scian¬ ki, a z drugiej do przesuwnego elementu 4. Ele¬ menty przesuwne 4 scian sa ponadto zaopatrzone 55 w otwory 15 polaczone za pomoca przewodów 16 i otworów 17 — z ukladem chlodzenia silnika.Dzialanie opisanego wyzej zespolu do dociskania przesuwnych elementów 4 scian cylindra do po¬ wierzchni obwodowych tloka 3 oraz regulacji na- 60 cisku uszczelniajacego w funkcji cisnienia panuja¬ cego w komorze roboczej jest nastepujace. Tlok 3 w czasie swego ruchu w cylindrze odslania naj¬ pierw otwór 9a, którym czynnik roboczy, znajdu¬ jacy sie pod cisnieniem panujacym w komorze ro- 65 boczej przeplywa do przestrzeni miedzygrodziowej lla powodujac parcie na czesci tylnej powierzch- \5 48191 6 ni 8 przesuwnego elementu 4 sciany cylindra, przy czym wartosc tego parcia jest równa iloczynowi cisnienia panujacego w komorze roboczej przez od¬ powiednio dobrana czesc powierzchni 8 zawartej w przestrzeni miedzygrodziowej lla. Wartosc tego parcia jest odpowiednio wieksza od parcia czyn¬ nika roboczego na odslonieta w komorze roboczej czesc przesuwnego elementu 4 sciany, a róznica tych parc jest równa zadanej sile docisku prze¬ suwnego elementu 4 do obwodowej powierzchni tloka 3.W trakcie swego ruchu tlok 3 odslania nastepnie kolejno otwory 9b i 9c, powodujac przeplyw czyn¬ nika do przestrzeni miedzygrodziowyeh llb i lic, a tym samym wzrost parcia na odpowiednio zwiekszona odpowiadajacej im czesc powierzchni tylnej 8 przesuwnego elementu 4. Dzieki temu od¬ powiednie przyrosty parcia na powierzchnie 8 równowaza wzrost parcia czynnika na odslaniana przez tlok coraz to wieksza czesc powierzchni ro¬ boczej przesuwnego elementu 4 sciany. Róznica tych parc jest przy tym zawsze tak dobrana, aby odpowiadala zadanej sile docisku scianki przesuw¬ nej 4 do powierzchni obwodowej tloka 3 zapewnia¬ jacej szczelnosc komory roboczej.Odmiana sposobu uszczelnienia przedstawiona przykladowo na fig. 3 i 4 rózni sie od wyzej opisa¬ nej tym, ze do uzyskania zadanego nacisku uszczel¬ niajacego przesuwnego elementu sciany 4 na po¬ wierzchnie obwodowa tloka 3 i regulacji tego na¬ cisku zastosowano przelozenie hydrauliczne, prze¬ noszace cisnienie czynnika w komorze roboczej do zamknietych przestrzeni lla, llb, lic, lid ograni¬ czonych grodziami 12 i wywierajacego parcie na tylna powierzchnie 8 przesuwnego elementu 4 sciany cylindra. W tym celu otwory wylotowe 9a, 9b, 9c zespolu uszczelniajacego przedstawionego na fig. 3 i 4 sa zaopatrzone w narzad 18 do przenosze¬ nia cisnienia czynnika w komorze roboczej na czynnik hydrauliczny, którym wypelnione sa kana¬ ly 9 i przestrzenie miedzygrodziowe 11. Narzadem 18 moze byc membrana, tloczek lub inny znany element sluzacy do przenoszenia cisnienia na czyn¬ nik hydrauliczny.W celu oddzielenia w przestrzeni, w której jest zawarty czynnik hydrauliczny element przesuw¬ ny 4 sciany cylindra jest polaczony z korpusem 5 i jego sciana 13 przynajmniej za pomoca dwóch membran 14 i 19, umozliwiajacych równoczesnie jego przesuniecia. Pozostale elementy rozwiazania konstrukcyjnego pokazanego na fig. 3 i 4, a miano¬ wicie prowadnice, otwory i przewody chlodzace sa takie same jak na fig. 1 i 2.Dzialanie opisanego wyzej zespolu do uszczel¬ nienia i przenoszenia cisnienia czynnika w komo¬ rze roboczej na tylna powierzchnie 8 przesuwnego elementu 4 sciany oraz regulacji uzyskanego ta droga nacisku uszczelniajacego w zaleznosci od wielkosci cisnienia panujacego w komorze roboczej i wielkosci powierzchni sciany 4 odslonietej przez tlok jest nastepujace. Cisnienie czynnika roboczego w komorze roboczej powoduje parcie na membra¬ ne lub tloczek 18 odslonietego przez tlok 3 otwo¬ ru 9a, powodujac odpowiedni wzrost cisnienia czynnika hydraulicznego znajdujacego sie w tym otworze oraz w przestrzeni miedzygrodziowej lla, a tym samym zwiekszenie jego parcia na czesc tyl¬ nej powierzchni 8 przesuwnego elementu 4 zawar¬ ta w przestrzeni lla. W miare odslaniania przez 5 tlok 3 nastepnych otworów 9b i 9c osadzone w nich membrany lub tloczki 18 przenosza cisnienie czyn¬ nika roboczego w komorze roboczej na czynnik hy¬ drauliczny zawarty w tych otworach i odpowied¬ nich przestrzeniach miedzygrodziowyeh llb i lic, powodujac równoczesnie wzrost lacznego parcia, dzialajacego na tylna powierzchnie 8 przesuwnego elementu 4 sciany. Wartosc parcia jest przy tym tak dobrana, aby bylo ono wieksze od parcia czyn¬ nika roboczego oddzialywujacego na odslonieta czesc powierzchni elementu 4 w komorze roboczej, przy czym róznica tych parc jest równa zadanej wartosci sily docisku przesuwnego elementu 4 do powierzchni obwodowej tloka 3, zapewniajacej szczelnosc miedzy komorami roboczymi w cylin¬ drze.Uszczelnienie czolowe miedzy powierzchnia scia¬ ny czolowej 10 cylindra a powierzchnia czolowa tloka 3, uzyskuje sie wedlug wynalazku za pomoca zespolu nastepujacych elementów uszczelniajacych, a mianowicie sworzni 20, osadzonych przesuwnie w otworach sciany czolowej 10 cylindra i dociska¬ nych za pomoca elementów sprezystych do po¬ wierzchni czolowej tloka 3, uszczelek 21 majacych w przekroju poprzecznym silnika ksztalt litery T o wydluzonych ramionach i sluzacych do uszczel¬ nienia krawedzi zetkniecia przesuwnych elemen¬ tów 4 sciany cylindra z jego scianami czolowymi 10 oraz uszczelki 25 osadzone w scianie czolowej 10 cylindra i laczace sworznie 20.Uszczelki 21 sa dociskane za pomoca elementów sprezystych zarówno do powierzchni czolowej tlo¬ ka, jak i do powierzchni roboczych przesuwnych scian 4. Na fig. 5 podano przykladowo konstrukcje tych uszczelek, które skladaja sie z dwóch czesci 2la i 21b osadzonych w wycieciu 22 plyty czolo¬ wej 10 i sa rozpierane za pomoca sprezyn 23, w celu uzyskania docisku do powierzchni czolowej tloka 3, a ponadto dociskane za pomoca elementu sprezystego 24 do powierzchni przesuwnego ele¬ mentu 4 scian cylindra. Do uzyskania docisku w tym kierunku moze byc ponadto wykorzystana si¬ la parcia czynnika roboczego w cylindrze.Uszczelki przedstawione przykladowo na fig. 1 maja postac odcinków pierscieni i sa dociskane za pomoca elementów sprezystych do powierzchni czolowej tloka3. '\ Wynalazek przewiduje ponadto uszczelnienie otworów wylotowych niektórych kanalów rozrzadu silnika, na przyklad kanalów wylotowych lub przelotowych komunikujacych sie z komora spala¬ nia 1. Na fig. 6 przedstawiono przykladowo ele¬ ment uszczelniajacy otwór wylotowy kanalu prze¬ lotowego miedzy komora wstepnego sprezania 2 i wspólpracujaca z nia komora spalania 1, który ma postac tulei 26, osadzonej przesuwnie w, otwo¬ rze 27 sciany czolowej 10, przedzielajacej obydwa sasiadujace cylindry silnika i jest zaopatrzony w kanal 28 o ksztalcie i wielkosci przekroju odpo¬ wiednim do zadanych warunków przeplywu czyn¬ nika roboczego. Tuleja 26 jest dociskana do po- 15 20 25 30 35 40 45 50 55 607 48191 8 wierzchni czolowej tloka 3 za pomoca sprezyny pierscieniowej 29, stanowiacej równoczesnie mem¬ brane, która zapobiega przedostawaniu sie czyn¬ nika roboczego z komory spalania 1 do komory wstepnego sprezania 2. Element uszczelniajacy ka¬ nalu wylotowego moze byc ponadto zaopatrzony w otwór, polaczony z ukladem chlodzenia i zaopatrzo¬ ny przynajmniej w dwie membrany oddzielajace czynnik chlodzacy od czynnika roboczego.Sposób uszczelniania maszyny lub silnika z wi¬ rujacym tlokiem wedlug patentu nr 48 190 oraz ze¬ spól uszczelniajacy, sluzacy do stosowania tego sposobu moze znalezc zastosowanie równiez do uszczelnienia maszyn i silników innych typów. PL