RO120726B1 - Maşină cu piston şi metodă de comandă a pistoanelor - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la o maşină cu piston, sub forma unei pompe sau motor cu piston, de tipul celor în care doi sau mai mulţi cilindri cu piston, careconlucrează şi care, în cazul exemplului de pompă al maşinii cu piston, contribuie la punerea în mişcare a unui curent de fluid, iar, în cazul exemplului de motor al maşinii cu piston, este acţionatde către un curent de fluid. Maşina conform invenţiei este alcătuită din doi sau mai mulţi cilindri(14b şi14c) poziţionaţi cu aceeaşi distanţă unghiulară, în raport cu o axă, prevăzuţi cu nişte pistoane (16) cu mişcare rectilinie, alternativă, având nişte biele (18b şi 18c) prin intermediul cărora fiecărui piston (16) i se imprimă o deplasare comandată, corelată cu deplasarea dată, comandată, aceluilalt sau celorlalte pistoane. Metoda conforminvenţiei constă în faptul că fiecare piston esteaccelerat şi decelerat liniar, la sfârşitul şi, respectiv, la începutul unei curse active, astfel încât suma vitezelor pistoanelor, în timpul fazei de tranzit, este constantă şi egală cu viteza la care un piston lucrează în mod normal, în timpul cursei active.

Description

Invenția se referă la o mașină cu piston sub forma unei pompe sau a unui motor cu piston, de tipul celor în care doi sau mai mulți cilindri cu piston, care conlucrează și care, în cazul exemplului de pompă al mașinii cu piston, contribuie la punerea în mișcare a unui curent de fluid, iar în cazul exemplului de motor cu piston, este acționat de către un curent de fluid.

Invenția se referă, de asemenea, la o metodă de comandă a pistoanelor cu mișcare rectilinie, alternativă, care, fiind în număr de două sau mai multe, constituie parte a motorului cu piston, în care sunt prevăzute mijloace rotative pentru comanda reciprocă a mișcării pistoanelor.

Deoarece folosirea motoarelor hidraulice cu piston, atât ca pompe, cât și ca motoare, este binecunoscută, invenția va fi explicată, în cele ce urmează, numai în legătură cu o pompă cu piston în care pistoanele, montate pentru a se deplasa în mișcare rectilinie alternativă, într-un cilindru comun sau în cilindri separați, sunt construite pentru a stabili și apoi pentru a menține fluxul de lichid.

După cum s-a menționat, mașina conform invenției poate fi folosită și ca motor hidraulic cu piston, antrenat de un flux de lichid. Pentru simplificare, cele ce urmează se vor referi, în esență, numai la o pompă cu piston sau chiar o pompă, deși mașina în discuție poate fi de asemenea folosită ca motor, într-un mod în sine cunoscut.

Un dezavantaj al pompelor cu piston cunoscute constă în faptul că produc un flux de fluid care fluctuează în timp, în raport cu cursa pistonului. Fluctuațiile nu sunt de dorit deoarece determină variații de presiune, vibrații și zgomot. O soluție cunoscută pentru reducerea variațiilor de presiune constă în cuplarea părții de debitare a pompei la un acumulator.

Lăsând două pistoane să acționeze reciproc asupra aceluiași flux de fluid, va exista întotdeauna un piston care execută o cursă activă și pune lichidul în mișcare, pe când celălalt piston execută cursa moartă. Este un mod obișnuit ca pistoanele să fie acționate cu o manivelă, unde pistoanele, prin bielele lor, sunt legate la respectiva manivelă pe părțile diametral opuse ale unei axe de rotație a manivelei. Astfel, pistoanele sunt montate pentru a lucra cu un defazaj echivalent, la o rotire cu un unghi de 180’ al manivelei. Un efect similar poate fi obținut prin folosirea unui piston cu dublu efect, unde fluidul este pus în mișcare, în mod alternativ, de către o parte sau alta a pistonului.

Chiar cu două pistoane, sau cu un piston cu dublu efect, au loc fluctuații considerabile în fluxul de fluid. Acest fapt este determinat de viteza pistonului, care variază și este egală cu zero în punctele moarte, unde pistoanele trec de la cursa activă la cursa moartă. Pentru fiecare cursă a pistonului, fluxul de fluid tinde către zero de fiecare dată când pistonul trece de la cursa activă la cursa moartă și crește de la zero când pistonul trece de la cursa moartă la cursa activă.

în cazul a două pistoane, care alternează în modul explicat, fluxul de fluid va fi egal cu zero, simultan pentru ambele pistoane, la fiecare semirotație a manivelei, adică la fiecare 180’.

Se cunoaște folosirea a trei pistoane acționate de o manivelă comună, cu un defazaj unghiular de 120°. Procedând astfel, există întotdeauna un piston care execută o cursă activă. în acest mod, fluxul de fluid nu se oprește niciodată complet. Așa numitele pompe triplex sunt astfel considerabil mai bune decât pompele cu unu sau cu două pistoane, în ceea ce privește fluctuațiile din fluxul de fluid.

O altă îmbunătățire poate fi de asemenea obținută prin folosirea chiar a mai multor pistoane care conlucrează. Totuși, mai multe pistoane vor conduce la creșterea complexității și a costurilor.

Combinarea unei pompe triplex cu un acumulator de presiune este considerată a fi un compromis acceptabil.

RO 120726 Β1

Este cunoscută modalitatea de a comanda pistoanele în niște alezaje cilindrice, 1 într-un rotor sub formă de tambur, cu ajutorul unei plăci de ghidare înclinate, care acționează asupra bielelor ce sunt legate, fiecare, cu câte un piston. Placa de ghidare formează un 3 unghi de înclinare cu axa rotorului, astfel încât fiecare piston este acționat pe o lungime de cursă determinată de unghiul de înclinare al plăcii de ghidare, atunci când rotorul se rotește. 5 Această soluție este folosită de cele mai multe ori pentru pompe hidraulice mici, la care debitul de pompare poate fi modificat prin modificarea unghiului plăcii de ghidare. 7

Pompele cu piston cunoscute prezintă dezavantajul că fluxul de fluid care intră fluctuează în mod similar fluxului de fluid care iese. Fluctuațiile indicate pot fi cu totul consi-9 derabile. De exemplu, în cazul unei lungimi a bielei de cinci ori mai mari decât raza manivelei, cu un fluid incompresibil, la presiune joasă, și cu niște supape perfecte, debitul poate11 varia între 81,5 și 106,8% față de debitul mediu. Cu pompe mari, condițiile de fluctuație arătate pot determina vibrații dăunătoare și zgomot inutil, chiar dacă se folosește un acumu-13 lator de presiune la partea de debitare a pompei.

Se obișnuiește ca viteza pistonului și, în consecință, debitul pentru fiecare piston, să 15 fie reprezentate grafic ca o funcție sinus pură, astfel încât viteza maximă a pistonului să fie atinsă la unghiuri de 90° și 270° ale manivelei. Strict vorbind, acest lucru este corect numai 17 pentru o bielă de lungime infinită. în practică, viteza maximă a pistonului și, în consecință, debitul maxim, sunt atinse când brațul de manivelă și biela formează un unghi drept, iar 19 acest lucru se întâmplă la un unghi al manivelei mai mic de 90° și, respectiv, mai mare de 270°. 21

Astfel, în reprezentare grafică, va apărea o curbă sinus deformată, când viteza pistonului este trasată în funcție de unghiul manivelei. Acest lucru contribuie de asemenea la un 23 defazaj, teoretic favorabil, de 120°, care în practică produce o egalizare mai nesatisfăcătoare a fluctuațiilor de presiune și mai mult zgomot decât ar fi de așteptat, deoarece ia naștere o 25 a treia componentă armonică, asimetrică.

Un alt factor constă în aceea că viteza maximă a pistonului s-a dovedit a fi decisivă 27 în ceea ce privește condițile de uzură în pompele cu piston, deoarece uzura crește cu creșterea vitezei și presiunii de regim. O pompă care funcționează la presiune înaltă trebuie, în 29 mod normal, să lucreze cu viteză mai joasă a pistonului și, în consecință, cu debit volumic mai redus decât dacă aceeași pompă ar trebui să funcționeze cu același fluid la presiune mai 31 joasă.

Un obiectiv al prezentei invenții este acela de a asigura mașini cu piston unde con- 33 dițiile de lucru să poată fi stabilite în așa fel încât să permită o funcționare cu flux volumic mai stabil, adică fără fluctuații importante, și unde baza să fie un motor cu piston în care două 35 sau mai multe pistoane să lucreze cu decalaj reciproc.

Un alt obiectiv al prezentei invenții este și acela de a se reduce viteza maximă a pis- 37 tonului față de pompe/motoare cu piston cunoscute, care au dimensiuni, presiune și debite similare, în scopul obținerii unei reduceri a uzurii sau ca alternativă, acela de a mări debitul 39 la viteza maximă corespunzătoare a pistonului și având o uzură ca la pompe/motoare cu piston, dimensionate în mod similar. 41

Obiectivul menționat se realizează cu ajutorul unui dispozitiv de tipul construit în conformitate cu preambulul revendicării 1 și prezentând, de asemenea, caracteristicile 43 cuprinse în partea caracteristică a revendicării 1.

Conform invenției, fiecare piston dintr-o pompă/ motor este acționat la viteză 45 constantă pe o parte a cursei active. Acest lucru contrastează cu pompele/motoarele cunoscute de același tip sau de tip similar la care viteza pistonului variază continuu ca o funcție 47 sinus. La fiecare capăt de cursă, viteza pistonului se modifică în mod gradat către zero sau de la zero. Când un piston de lucru este decelerat către viteză zero, pistonul cu care 49 conlucrează este accelerat și începe o cursă activă de la viteză zero, astfel încât debitul total, la ieșire, este nemodificat. 51

RO 120726 Β1

Efectul menționat este ușor de înțeles dacă fiecare piston este imaginat ca fiind decelerat și, respectiv, accelerat la capătul fiecărei curse. Desigur, același efect poate fi obținut chiar dacă variația de viteză menționată nu este liniară. Esențialul constă în aceea că suma vitezelor celor două pistoane, în timpul fazei de trecere, este constantă și egală cu viteza normală a unui piston în timpul cursei active.

Prin menținerea unei viteze constante, maximum posibile, a pistonului, pe o parte a cursei, se obține un debit, la o cursă activă, semnificativ mai înalt decât în cazul unei pompe cunoscute, la care aceeași viteză a pistonului este viteză maximă într-un punct particular al cursei și la care viteza pistonului este mai joasă.

Din punct de vedere al uzurii este clar că o viteză mare, continuă, va face ca o parte mai lungă a peretelui cilindrului să se uzeze, însă o uzură echivalentă, pe o arie mai restrânsă, va rezulta la pompa care va trebui supusă unei reparații capitale. O pompă conform invenției poate fi exploatată totuși la o viteză maximă a pistonului, considerabil redusă, însă producând același debit ca o pompă cunoscută.

Cu o pompă conform invenției se poate obține un debit constant la ieșire, numai prin intermediul a două pistoane care conlucrează. Făcând ca fiecare cursă activă să acopere puțin mai mult decât o rotație de 180° a arborelui de acționare a pompei, se obține o suprapunere pe acea parte care depășește 180°, ambele pistoane executând în același timp o parte a unei curse active. Suprapunerea unei părți dintr-o rotație, poate fi, de exemplu, de 30°, unde un piston este decelerat în mod constant către viteza de valoare zero și își termină cursa activă, în timp ce celălalt piston își începe cursa activă și este accelerat în mod constant către viteza de regim. Cursa moartă trebuie executată la o viteză mai mare decât cursa activă, deoarece lungimea cursei pistonului trebuie acoperită în decursul unui unghi de rotație mai mic de 180°. Această viteză de retur mai mare nu este de dorit în sine, din punct de vedere al uzurii, însă, întrucât presiunea pe piston este considerabil mai scăzută în timpul cursei moarte decât în timpul cursei active, viteza mărită nu determină o uzură sporită. în afară de aceasta, viteza la întoarcerea pistonului nu este mai mare decât viteza maximă a pistonului pentru o pompă cu piston cunoscută.

Un dezavantaj al soluției cu două pistoane descrisă poate fi, totuși, acela că debitul la intrare nu este constant, deși debitul la ieșire este constant. Variațiile debitului de fluid la intrare sunt comparabile cu variații similare la o pompă triplex, cunoscută.

O pompă care funcționează conform invenției și care are trei pistoane, cu un decalaj reciproc de fază la 120°, spre deosebire de o pompă triplex cunoscută, furnizează un debit constant, la care valoarea debitului în orice moment corespunde vitezei de lucru pentru un piston. Pistoanele, două câte două, alternează cu o variație de viteză liniară și produc un debit constant. Prin folosirea a trei pistoane, comportarea vitezei pistonului poate fi aceeași pentru cursa activă și pentru cursa moartă, spre deosebire de comportarea asimetrică explicată mai sus pentru o pompă cu două pistoane.

în afară de aceasta, o pompă cu trei pistoane ar avea un debit constant, la intrare. Același lucru se poate realiza cu mai multe pistoane, de exemplu cinci pistoane, care lucrează cu un defazaj de fază reciproc, de 72°.

O pompă cu pistoane poate fi realizată cu șase pistoane care lucrează cu un decalaj la 60° și cu viteze diferite ale pistoanelor, la cursa activă și la cursa moartă, asimetrică. Viteza pistonului, maximă și constantă între zonele de tranzit, la fiecare capăt al unei curse active, va fi mai mică decât viteza maximă a pistonului, pentru o pompă cunoscută similară, cu un factor de 1,6, la această pompă cunoscută viteza pistonului având o comportare sinusoidală.

RO 120726 Β1

Ca alternativă, o pompă cu piston, care lucrează conform invenției, poate fi exploa- 1 tată la turație mai mare și cu debit corespunzător mai mare decât o pompă cunoscută, similară, fără să depășească viteza maximă a pistonului pompei cunoscute. 3 în cele ce urmează, invenția va fi descrisă detaliat prin intermediul unui prim exemplu de realizare a unei pompe cu două pistoane. Mai mult decât atât, comportarea vitezei și 5 fazelor de tranzit sunt explicate în continuare pentru pompe cu mai multe pistoane și, în sfârșit se prezintă un exemplu de realizare preferat al unei pompe pentru noroi de foraj. Se 7 face referire și la fig. 1 ...11, care reprezintă:

- fig. 1, reprezentare schematică, simplificată, a unei pompe având două pistonae 9 acționate de o camă sub forma unui disc/rolă excentrică, rotativă;

- fig. 2, diagramă cu o curbă ilustrând profilul camei și viteza pistonului pentru 11 respectiva camă și o altă curbă pentru unul dintre pistoanele din fig. 1;

- fig. 3, diagrama corespunzătoare fig. 2, în care este de asemenea arătată viteza 13 pentru celălalt piston din fig. 1;

- fig. 4, diagrama vitezei pistonului pentru o pompă cu trei cilindri;15

- fig. 5, diagrama vitezei pistonului pentru o pompă cu cinci cilindri;

- fig. 6, diagrama vitezei pistonului pentru o pompă cu șase cilindri;17

- fig. 7, vedere laterală, schematică, a unui tambur rotativ, având o camă inelară exterioară;19

- fig. 8, vedere parțială, în care o contra-rolă este montată pe o prelungire a suportului bifurcat de susținere a rolei;21

- fig. 9, vedere parțială a exemplului de realizare a contrarolei conform fig. 8, la care înclinarea rolei se bazează pe folosirea așa-numitului arc pneumatic, și unde rola de la 23 capătul bielei pistonului este presată pe camă când cilindrul se află sub presiune, de exemplu pe cale pneumatică; 25

-fig. 10, arată, la o scară considerabil mai mare decât în fig. 7 și la un grad de detaliere considerabil mai mare decât în fig. 8, exemplul de realizare din fig. 8 cu contrarolă și 27 ilustrează modul în care rola cu rotire liberă, de la capătul bielei pistonului se reazemă elastic pe suprafața de camă a camei inelare de pe tamburul rotativ, pe partea opusă a acestei 29 came rezemându-se rotativ contra-rolă;

- fig. 11, vedere în perspectivă a unei pompe cu piston și trei cilindri în care sunt 31 expuse caracteristici comune cu exemplele de realizare conform fig. 7,8,9 și 10, însă unde principiul contrarolei este menținut în combinație cu folosirea unui arc pneumatic. 33 în cele ce urmează se prezintă invenția, cu referiri la desenele menționate.

Pompa conform invenției are un arbore 10, de acționare, care este asociat cu o camă 35 12, a cărei rază, când este măsurată de la centrul arborelui 10, de acționare, către periferia camei 12, crește de la o valoare minimă până la o valoare maximă, calculată cu un unghi de 37 rotație crescător spre dreapta, în sens orar, pentru ca apoi să descrească până la raza minimă a camei, după o rotație completă. Raza maximă a camei 12 este poziționată astfel,39 încât unghiul de rotație, în sens orarîntre raza minimă și raza maximă ale camei 12, este de 210°, așa cum se arată cu linii de rază întreruptă, în fig. 1.41

Un prim cilindru 14, cu un prim piston 16, cilindru care este orientat pe direcție radială în raport cu arborele 10, de acționare, este dispus pe partea diametral opusă a arborelui 10,43 de acționare față de un al doilea cilindru 14a, orientat radial cu un al doilea piston 16a.

Primul piston 16 este asociat cu o primă bielă 18, care, la capătul liber, este prevă- 45 zută cu o primă rolă 20, construită pentru a urmări periferia camei 12. Cel de-al doilea piston 16a este asociat în mod corespunzător cu o a doua bielă 18a, care, la capătul liber, este 47 prevăzută cu o a doua rolă 20, care, în același mod, este construită pentru a urmări circumferința camei 12. 49

RO 120726 Β1

Curba 22 arată raza camei 12 în funcție de unghiul de rotație al acesteia. Astfel, curba 22 arată profilul camei 12. Curba 24 arată viteza primului piston 16 în funcție de unghiul de rotație al camei 12, la o viteză unghiulară constantă a arborelui 10, de antrenare, și a camei 12.

Pe orizontală este indicat unghiul de rotație pentru cama 12, de la 0° până la 360°. Pe verticală este indicată raza camei 12, normalizată astfel încât să indice raza maximă, care apare la 210° cu o valoare pozitivă egală cu 1,0, astfel încât să normalizeze viteza pistonului 16 în timpul unei curse active, la o valoare egală cu 1,0.

După cum rezultă din curba 24, viteza maximă a pistonului 16 în timpul cursei moarte, este cu 50% mai mare decât în timpul cursei active. Valoarea vitezei pistonului, corespunzătoare acestor valori normalizate, va depinde în mod evident de turația arborelui 10 de acționare și a camei 12, iar raza normalizată egală cu 1,0 va corespunde dimensiunilor reale.

Curba 26, trasată cu linie întreruptă, arată cum se comportă viteza celui de-al doilea piston 16a, când cama 12 se rotește către stânga în raport cu poziția inițială din fig. 1. într-o fază de început, mai precis între 0 și 30°, primul piston 16 se află la începutul cursei și se deplasează cu viteză crescătoare liniar, pe când cel de-al doilea piston 16a se află la sfârșitul cursei active și se deplasează cu viteză descrescătoare liniar, suma celor două viteze pozitive ale pistonului fiind constantă și egală cu 1,0. De la 30° până la 180°, primul piston 16 efectuează partea principală a cursei active, la o viteză constantă egală cu 1,0, în timp ce al doilea piston 16a execută cursa moartă și aspiră fluid în cel de-al doilea cilindru 14a.

Fig. 4 prezintă curbele vitezei pentru o pompă în care lucrează trei pistoane cu un defazaj de 120°. O curbă 28 sinusoidală a vitezei, pentru un piston acționat în mod obișnuit, prin manivelă, este prezentată ca element de referință. Curbele 30, 32 și 34 se aplică primului piston, celui de-al doilea piston și, respectiv, celui de-al treilea piston. După cum rezultă din curbele 30,32 și 34, întotdeauna există un piston care lucrează cu viteză constantă, sau două pistoane care alternează astfel încât suma vitezelor lor să fie egală cu viteza de lucru a unui piston.

în fig. 5, curba 36 reprezintă viteza pentru un piston dintr-o pompă în care cinci pistoane lucrează cu un decalaj de 72°. O curbă 28, de viteză, sinusoidală, pentru un piston acționat în mod obișnuit prin manivelă, este prezentată ca element de referință. Curbele pentru restul de patru pistoane nu sunt arătate. După cum se vede din fig. 5, viteza de lucru a pistonului este constantă pe o parte semnificativ mai mare din primele 180° decât pentru curba 28, de referință, și în același timp, viteza de lucru a pistonului este de asemenea semnificativ mai mică decât pentru un piston acționat prin manivelă, reprezentată prin curba 28, de referință.

O curbă 38 a vitezei pentru un piston dintr-o pompă în care lucrează șase pistoane cu un defazaj de 60° este arătată în fig. 6.

O curbă 28, de viteză, sinusoidală, pentru un piston acționat în mod obișnuit prin manivelă, este prezentată ca element de referință. Curbele pentru restul de cinci pistoane nu sunt arătate. După cum se vede din fig. 6, viteza de lucru a pistonului este constantă pe o parte semnificativ mai mare din primele 180° decât pentru curba 28, de referință, pe când, în același timp, viteza de lucru a pistonului este de asemenea semnificativ mai mică decât pentru un piston acționat prin manivelă, reprezentată prin curba 28, de referință. Curba 38 a vitezei este asimetrică, astfel încât cursa moartă acoperă un unghi de rotație mai mic decât acoperă cursa activă, având astfel loc la o viteză mult mai mare a pistonului.

într-un exemplu de realizare a unei pompe cu piston, arătată schematic în fig. 7, 8 și 10, o mașină 40, al cărui arbore de ieșire este prevăzut cu un pinion 42, este montat pentru a acționa un tambur 44, rotativ, prin intermediul respectivului pinion 42, care angrenează cu o coroană 46, dințată, de pe tamburul 44.

RO 120726 Β1

Partea exterioară a tamburului 44 mai este prevăzută cu o camă 50, inelară, care o 1 înconjoară, o parte laterală a acesteia fiind formată ca suprafață 52, de camă profilată.

în afara tamburului 44 și paralel cu el, este prevăzut cel puțin un cilindru 14b... 14c, 3 unde un piston, nearătat, este asociat cu o bielă 18b, 18c, al cărei capăt liber este prevăzut cu o rolă 20b, 20c pentru a urmări suprafața 52 a camei 50, când tamburul 44 se rotește și, 5 prin aceasta, acționează pistonul nearătat, din cilindrul 14b, 14c, așa cum s-a explicat mai înainte. 7 într-un exemplu de realizare preferat, șase cilindri 14b, 14c,..., distribuiți echidistant în jurul tamburului 44, vorfi legați la un sistem comun de galerie. Fiecare cilindru 14b, 14c,...9 este prevăzut, într-un mod în sine cunoscut, cu supapele și cuplajele necesare pentru ca cilindrul să poată funcționa ca cilindru de pompă.11

La o astfel de pompă cu șase cilindri, tamburul este acționat cu ajutorul a două motoare, câte unul pe fiecare parte a tamburului 44.13 în fig. 10 este ilustrat modul în care capătul exterior, liber, al bielei 18, capăt care este constituit efectiv de către acel punct de pe rola 20b, de sprijin, care este cel mai îndepărtat 15 față de cilindrul 14b, este adus pentru a menține un sprijin elastic pe suprafața 52 a camei

50, inelare. Reazemul elastic al rolei 20b, de sprijin pe suprafața 52 a camei 50, inelare, 17 asigură că aria periferică a rolei urmărește tot timpul traseul de 360°, necircular, al suprafeței a camei 50 inelare, în jurul axei de rotație a tamburului 44. 19 în scopul obținerii acestei posibilități de mișcare elastică pentru rola 20b și desigur, și pentru restul de role 20a, 20c,..., pe direcția axială a cilindrilor bielelor corespunzătoare, 21 un cap 18b', bifurcat, pentru susținerea rotativă a rolei 20b, este format prin intermediul unui bolț 54 transversal, la porțiunea de capăt a bielei de piston, înțeles constructiv, capătul real 23 al bielei de piston, în înțeles funcțional, fiind format de către rola 20b, sau, mai exact, de către punctul acesteia care în orice moment, este cel mai îndepărtat pe direcție axială de 25 periferia bielei 18b, la care o ramificație a capului 18b', bifurcat, prin intermediul unui suport

55, susține un mijloc de reazem, apăsat de un arc, sub forma unei mici role/roată 56 rotative, 27 a cărei axă este paralelă cu axa de rotație a rolei 20b de reazem.

Suprafața periferică a acestei mici role/roată 56 susține și reazemă în mod elastic 29 partea 52a din spate a suprafeței periferice a camei 50, suprafață care, spre deosebire de suprafața 52 de camă reală, poate să urmeze o suprafață de inel circular. 31

Un arc 58 pentru această mică rolă/roată 56 poate fi construit, de exemplu, din câteva arcuri-disc, cuplate, care sunt ținute pe loc în interiorul unei piese 60 portante, sub formă de 33 cupă orizontală, care, printre altele, susține o piesă 62 de capăt bifurcată pentru susținerea rolei/roții 56. 35

Numărul de referință 64 indică un șurub de reglaj pentru reglarea rolei/roții 56 mici în raport cu cama 50, partea 52a, posterioară, circulară, a camei, pe direcția axială a bielei 37 18b, iar numărul de referință 63 indică un ghidaj glisant, asociat cu montajul 50-20b al rolei de camă. 39

După cum s-a menționat, exemplul de realizare include șase cilindri distanțați uniform cu aceeași distanță unghiulară, în jurul tamburului, iar acești cilindri, în acest exemplu 41 preferat de realizare, vorfi cuplați, în mod avantajos, cu un sistem de galerie comună. Capul 18b' 18c'...bifurcat, în unele exemple de realizare, poate fi de aceeași mărime cum este cea 43 a cilindrului 14a, 14c... la celălalt capăt al bielei 18a, 18c....

Mijlocul care asigură că rolele 20 își mențin în orice moment contactul cu suprafața 45 52 a camei opuse ia diverse forme; în general, ele trebuie să poată asigura că presiunea pe partea de aspirație este întotdeauna suficient de înaltă pentru a echilibra forțele de frecare, 47

RO 120726 Β1 gravitaționale și de inerție care ajută ca să se ridice rola de pe camă și, prin aceasta, să delimiteze conlucrarea de ghidare dintre ele. Fig.8 și 10 prezintă folosirea unei contra-role poziționate pentru a lucra pe partea din spate a camei 50. Ca alternativă, calarea poate fi, de exemplu, pneumatică, așa cum se indică în fig. 9, în care un piston 16A inelar, calat pe o parte intermediară de pe biela 18b a pistonului, urmărind astfel mișcările lui, forțează rola 20b pe cama 50, când cilindrul 14b se află sub presiune, la furnizare de aer comprimat. în locul acestui exemplu de realizare a calării cu arc pneumatic, calarea ar putea fi asigurată pe cale mecanică.

La exemplul de realizare conform fig. 11, pot fi folosite arcuri pneumatice, iar suporturile 18b, 18c’ bifurcate normal de la capătul bielelor 18a,... 18c... ale cilindrilor 14a,...14c... pneumatici corespunzători pot fi formate astfel încât să permită ca atât reazemul cât și contra-rolele 20b, respectiv 20c, în perechi, să fie susținute în fiecare suport. Mai mult decât atât, exemplul de realizare din fig. 11 prezintă același mecanism 40, 42, 46, de transmisie, ca în fig. 7, adică angrenajul 42, 46, tamburul 44 cu o piesă 50, de camă, care înconjoară tamburul pe 360°, și trei cilindri 14a,...14c... decalați unghiular la 120°, poziționați echidistant, care sunt susținuți în doi pereți 82,84, laterali, paraleli, distanțați, ai unei structuri de cadru, unde o placă 80, de montaj, leagă cei doi pereți 82, 84, laterali. Numărul de referință 44a indică un lagăr de ax al tamburului 44.

Claims (17)

1. Mașină cu piston sub forma unei pompe/motor cu piston, de tipul în care doi sau mai mulți cilindri cu piston care conlucrează și ale căror pistoane cu mișcare rectilinie alternativă au biele care, în mod direct sau indirect, urmăresc o camă rotativă, caracterizată prin aceea că respectiva camă (12, 50) prezintă o serie de sectoare cu pante continue și complementar variabile, astfel încât dacă respectiva camă se rotește cu viteză unghiulară constantă, atunci suma vitezei liniare a tuturor pistoanelor care urmăresc sectoarele cu pante pozitive este constantă și egală cu suma vitezei liniare a tuturor pistoanelor care urmăresc sectoarele cu pante negative.

2. Mașină conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că respectiva camă (12) este simetrică, iar numărul de pistoane reprezintă un multiplu de numere impare egal cu trei sau mai mare.

3. Mașină conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că respectiva camă (12) este simetrică, iar numărul de pistoane reprezintă un multiplu de numere pare egal cu patru sau mai mare.

4. Mașină conform revendicărilor 1,2 sau 3, caracterizată prin aceea că respectivul capăt exterior liber al fiecărei biele (18,18a, 18b, 18c,...) a pistonului este constituit de acea porțiune a suprafeței de reazem din suprafața periferică a unei role (20, 20a, 20b, 20c...) rotative care, în orice moment, se află cel mai în afară pe direcția axială, suprafață periferică care se va rezema în orice moment pe suprafața (52) a camei (12, 50).

5. Mașină conform revendicărilor 1 și/sau 4, caracterizată prin aceea că respectiva camă este constituită dintr-un inel (50) de camă, înconjurător, dispus pe un tambur (44) rotativ, un corp cilindric sau un dispozitiv, un mijloc sau o structură similară.

6. Mașină conform revendicării 4, caracterizată prin aceea că rolele (20, 20a, 20b, 20c...) menționate sunt construite astfel ca în orice moment să fie ținute în contact de rezemare elastică/mobilă pe suprafața (12, 52) de camă.

RO 120726 Β1

7. Mașină conform revendicării 6, caracterizată prin aceea că respectivele capete 1 ale bielelor de piston, pentru susținerea rolelor (20, 20a, 20b, 20c,...) de reazem, corespunzătoare lor, sunt formate cu un cap (18b') bifurcat, construit pentru a accepta rotativ respec- 3 tiva rolă de reazem între brațele lui în formă de U, cu ajutorul unui bolț (54) transversal.

8. Mașină conform revendicărilor 4, 6 sau 7, caracterizată prin aceea că prezintă 5 niște mijloace (56) construite să asigure stabilirea și menținerea unei presiuni suficient de înalte pe partea de aspirație pentru a compensa forțele de frecare, gravitaționale și de inerție, 7 care tind să ridice rola (20, 20a, 20b, 20c...) de reazem de pe suprafața (52) de ghidare a camei (50). 9

9. Mașină conform revendicării 8, caracterizată prin aceea că respectivele mijloace (56) sunt constituite cu ajutorul unor mijloace de influențare elastice, de exemplu dispozitive 11 pneumatice (16A,14b), mijloace mecanice cum ar fi arcuri etc.

10. Mașină conform revendicării 7, caracterizată prin aceea că respectivul cap 13 (18b') bifurcat de la capătul fiecărei biele (18, 18a, 18b, 18c,...) susține un suport (60) proeminent axial, construit pentru a asigura că rola (20b) de reazem este ținută în contact 15 încărcat elastic cu arc, pe suprafața (52) a camei.

11. Mașină conform revendicării 8, caracterizată prin aceea că suportul (60) are 17 formă de U, un prim braț în formă de U fiind direcționat axial, la distanță de capul (18b') al bielei, liber, exterior, bifurcat, pe când celălalt braț în formă de U, care este legat de primul 19 braț în formă de U, prin intermediul pragului piesei în formă de U, care formează o piesă de legătură transversală, este direcționat axial către capul (18b') al bielei și susține o rolă (56) 21 de contact, a cărei suprafață periferică se reazemă pe suprafața (52a) posterioară a inelului (50) de camă, într-un mod încărcat elastic, cu arc, pe partea opusă suprafeței (52) a camei, 23 în scopul de a ține rola (20b) de reazem în contact elastic, constant cu suprafața (52) a camei. 25

12. Mașină conform revendicărilor 7,8 și 11, caracterizată prin aceea că respectivul cap (18a'-18c') este construit pentru a susține atât rola (20a-20c) de reazem, cât și 27 rola/contrarola (56) de contact de pe partea opusă a inelului (50) de camă, în raport cu suprafața (52) de camă reală. 29

13. Metodă de comandă a unor pistoane cu mișcare rectilinie alternativă, reglabile, în niște cilindri, care, în număr de două sau mai multe, fac parte dintr-o pompă cu pistoane 31 sau dintr-un motor cu pistoane, în care sunt prevăzute mijloace rotative pentru comanda reciprocă a cursei pistoanelor, mijloace care influențează pistoanele prin intermediul unor 33 biele proeminente ale respectivelor pistoane, caracterizatăă prin aceea că fiecare piston (16,16a,...) este acționat cu viteză constantă de-a lungul unei părți a cursei lui active, și cel 35 puțin un piston este acționat în așa fel, încât profilul/curba vitezei lui este asimetric, adică este constant, însă cu viteze diferite pentru cursă activă și cursa moartă. 37

14. Metodă conform revendicării 13, caracterizată prin aceea că pistoanele (16, 16a,...) sunt acționate în așa fel încât viteza pistoanelor se modifică progresiv, către zero sau 39 de la zero, la sfârșitul unei curse active și în așa fel, încât, când un piston care lucrează este decelerat către viteză zero, pistonul cu care conlucrează, sau unul dintre pistoanele care 41 conlucrează și care începe în același timp o cursă activă, este accelerat de la viteza zero.

15. Metodă conform revendicării 14, caracterizată prin aceeacă fiecare piston (16, 43

16a,...) este decelerat și accelerat liniar la sfârșitul și, respectiv, la începtul unei curse active, astfel încât suma vitezei pistoanelor în timpul fazei de tranzit este constantă și egală cu 45 viteza la care pistonul lucrează în mod normal în timpul cursei active.

RO 120726 Β1

1 16. Metodă conform uneia sau mai multora din revendicările13-15, caracterizată prin aceea că se stabilește și se menține o viteză maximă, constantă a pistonului, de-a lungul

3 unei părți a cursei active.

17. Metodă conform uneia sau mai multora din revendicările13-16, unde mașina cu

5 pistoane este constituită dintr-o pompă, și funcționarea se realizează cu doi cilindri diametral opuși și o camă intermediară, caracterizată prin aceea că fiecare cursă activă este făcută

7 pentru a acoperi puțin mai mult, de exemplu 30°, față de 180°dintr-o rotație a arborelui (10) de acționare, astfel încât ambele pistoane (16,16a) efectuează simultan o parte a unei curse

9 active în timpul părții de suprapunere a unei rotații, unde unul dintre respectivele pistoane este decelerat în mod constant către zero și termină cursa activă, pe când celălalt piston este 11 accelerat în mod constant către o cursă pe deplin activă, și unde cursa moartă se efectuează la o viteză mai mare decât cea a cursei active.