RU13060U1 - Поршневая расширительная машина - Google Patents
Поршневая расширительная машина Download PDFInfo
- Publication number
- RU13060U1 RU13060U1 RU99120819/20U RU99120819U RU13060U1 RU 13060 U1 RU13060 U1 RU 13060U1 RU 99120819/20 U RU99120819/20 U RU 99120819/20U RU 99120819 U RU99120819 U RU 99120819U RU 13060 U1 RU13060 U1 RU 13060U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inlet
- expansion machine
- valve
- piston
- fitting
- Prior art date
Links
Landscapes
- Compressor (AREA)
Abstract
1. Поршневая расширительная машина, содержащая цилиндр с поршнем, систему газораспределения, включающую самодействующий нормально-открытый впускной клапан с ограничителем и впускной штуцер, отличающаяся тем, что система газораспределения содержит дополнительно выпускной клапан с ограничителем и выпускной штуцер, причем впускной и выпускной клапаны выполнены в виде подпружиненных запорных элементов, снабженных штоком.2. Поршневая расширительная машина, по п.1, отличающаяся тем, что ограничитель впускного клапана установлен с возможностью перемещения относительно впускного штуцера и крышки впускного клапана.3. Поршневая расширительная машина, по п.1, отличающаяся тем, что ограничитель выпускного клапана установлен с возможностью перемещения относительно выпускного штуцера и крышки выпускного клапана.4. Поршневая расширительная машина, по п.1, отличающаяся тем, что корпуса впускного и выпускного клапанов установлены с возможностью перемещения относительно крышки цилиндра.5. Поршневая расширительная машина, по п.1, отличающаяся тем, что в крышке цилиндра, впускном и выпускном штуцерах ограничителях, корпусах и крышках впускного и выпускного клапанов выполнена резьба.
Description
ПОРШНЕВАЯ РАСШИРИТЕЛЬа Я МАШИНА
Полезная модель относится к области машиностроения - машинам объемного действия, в частности, поршневым расширительным машинам и может быть использована как в качестве пневмодвигателя, для привода механизмов, так и в качестве детандера, например, в холодильной и криогенной технике.
Известен тип распшрительньгх машин - пневмодвигателей, имеюпщх цилиндр с поршнем и систему принудительного газораспределения, когда полость цилиндра сообшается с магистралью высокого давления посредством золотника, жестко связанного с кривошипом 1.
Сушественными недостатками таких расширительных машин являются высокая конструктивная сложность, большая удельная металлоемкость, низкая эксплуатационная надежность, а также невысокая эффективность работы, обусловленная большим количеством подвижных элементов в системе газораспределения и низкой частотой вращения коленчатого вала.
Известны другие конструкции поршневых расширительных машин поршневого пневмодвигателя 2, 3 и поршневого детандера 4, в стенках цилиндров которых имеются выхлопные отверстия для выхода расширившегося воздуха. В этих конструкциях устранено большинство из недостатков за счет применения в системе газораспределения самодействующего впускного клапана с возможностью регулирования степени
FOIL 9/02, 25/00 F 01 В 25/02
отсечки наполнения цилиндра расширительной машины. Эти конструкции проще аналога, имеют меньшую удельную металлоемкость и более высокую эксплуатационную надежность.
Недостатками указанных расширительных машин являются недостаточно высокая эффективность их работы, вследствие прямоточной схемы движения газа в цилиндре расширите тьной машины и недостаточно совершенная система регулирования степени отсечки наполнения цилиндра 4 на нерасчетных режимах работь, при которой с изменением высоты подъема запорного элемента клапана, изменяется и сила упругости пружины (натяг пружины). С этим связаны повьппенные потери давления в клапане при уменьшении высоты подъема запорного элемента, и большие скорости посадки запорного элемента на седло при увеличении высоты подъема.
Задачей настоящей полезной модели является устранение указанных недостатков, а именно , повышение эффективности и надежности работы расширительной магшшы, в том числе на режимах работы отличных от номинального.
Указанная задача может быть решена за счет того, что в известной расширительной машине, содержащей цилин,др с поршнем, систему газораспределения с самодействующим нормально-открытым впускным клапаном и впускным штуцером, система газораспределения включает в себя дополнительно выпускной клапан и выпускной штуцер, причем, впускной и выпускной клапаны выполнены в виде подпружиненных запорных элементов, снабженных штоком. Ограничитель впускного клапана установлен с возможностью перемещения относительно впускного штуцера и крышки впускного клапана. Офаничитель выпускного клапана установлен с возможностью перемещения относительно выпускного штуцера и крышки выпускного клапана. Корпуса впускного и выпускного клапанов установлены с возможностью перемещения относрггельно крышки цилиндра. В крышке цилиндра, впускном и выпускном штуцерах, ограничителях, корпусах и крышках впускного и выпускного клапанов выполнена резьба.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан продольный разрез цилиндра поршневой расширительной машины, на фиг. 2 представлены сравнительные индикаторные диаграммы при непрямоточной и при прямоточной схемах движения газа, а на фиг. 3 приведены индикаторные диаграммы рабочих процессов поршневой расширительной машины при различных режимах работы.
Поршневая расширительная машина содержит цилиндр 1, соосно которому размещен поршень 2, связанный с кривопшпно-шатунным механизмом. В крышке 3 цилиндра 1 располагаются нормально-открытый впускной клапан 4 и закрытый выпускной клапан 5, впускной штуцер 6 и вьшускной штуцер 7. Впускной клапан 4 включает в себя корпус 8, расположенный в крышке 3 цилиндра 1, крышку 9, запорный элемент 10, снабженный шгоком. На верхнем конце штока запорного элемента 10 закреплена шайба И, в которую упирается пружина 12, установленная в глухом отверстии 13 корпуса 8. В крышку 9 ввернут ограничитель 14 в который, в свою очередь, ввернут впускной штуцер 6. Специально обработанная поверхность 15 крышки 3 служит седлом для запорного элемента 10. Выпускной клапан 5 включает в себя корпус 16, расположенный в крышке 3 цилиндра I, крышку 17, запорный элемент 18, снабженный штоком. На верхнем конце штока запорного элемента 18 закреплена
шайба 19, в которую упирается пружина 20, установленная в глухом отверстии 21 корпуса 16. В крышку 17 ввернут ограничитель 22, в который, в свою очередь, ввернут выпускной штуцер 7. Специально обработанная поверхность 23 крышки 3 служит седлом для запорного элемента 18.
Расширительная машина работает спсдующюл образом. При подаче воздуха высокого давления через впускной штуцер 6 происходит впуск порции воздуха в цилиндр 1 через нормально-открытый впускной клапан 4. Поршень 2 при этом находится в верхней мертвой точке, выпускной клапан 5 закрыт. При истечении воздуха в зазоре между седлом 15 и запорным элементом 10 происходит нарастание перепада давлений над запорным элементом и под ним. Впускной клапан, преодолевая упругие силы пружины 12, закроется, перекрыв истечение воздз са высокого давления в цилиндр 1. Попавшая в цришндр, порция воздуха давит на поршень 2 и при его перемешении расширяется с понижением температуры и совершением внешней работы. При подходе поршня к нижней мертвой точке перепад давлений в цилиндре и магистрали низкого давления становится достаточным для преодоления упругих сил пружины 20 и выпускной клапан 5 открывается. При обратном ходе поршня происходит выталкивание расширившегося охлажденного воздуха через открытый выпускной клапан 5 в магистраль низкого давления, или направляется к потребителю, при этом давление воздуха в цилиндре несколько возрастает. Примерно на середине хода поршня за счет некоторого роста давления в цилиндре пружина 20 выпускного клапана 5 возврашается в исходное положение, клапан закрывается. При движении поршня к верхней мертвой точке давление в цилиндре 1 растет за счет сжатия остаточного воздуха. При достижении равенства давлений в цилиндре 1 и магистрали высокого давления впускной клапан 4 за счет упругости пружины 12 открывается, цикл повторяется.
Использование в системе газораспределения поршневой расширительной машины выпускного клапана (непрямоточная схема, фиг. 2а) вместо выхлопных отверстий (прямоточная схема, фиг. 26) приводит к росту полезной работы, совершаемой машиной (), за счет более длительного гфоцесса выталкивания 3-4 (фиг. 2а).
В случае не регулируемых клапанов системы газораспределения поршневой расширительной машины, при изменении режима работы, например, при незначительном понижении давления на входе в расширительную машину, силы давления воздуха оказывается недостаточно для закрытия впускного клапана в н жный момент (примерно на половине хода поршня), в результате чего клапан закрывается с запаздыванием (т.2 на фиг. 36) что приводит к уменьшению положительной работы ( фиг. За, 36) и к появлению отрицательной составляющей работы (плошадка 5-6-1-5 на фиг. 36). При значительном понижении давления на входе в расширительную машину, силы давления воздуха оказывается недостаточно для закрытия впускного клапана, в результате чего не осуществляется рабочий цикл и расширительная машина будет неработоспособна.
В системе газораспределения настоящей расширительной машины расположены регулируемые впускной и выпускной клапаны. Регулирование режимов работы расшрфительной машины осуществляется изменением как высоты подъема запорного элемента, так и натяга пружины впускного и выпускного клапанов. Изменение высоты подъема запорного элемента впускного клапана при постоянном натяге пружины осуществляется одновременным перемещением по резьбе ограничителя и корпуса впускного клапана относительно крыщки цилиндра и впускного ппуцера. Изменение натяга пружины впускного клапана при постоянной высоте подъема запорного элемента осуществляется перемещением по резьбе корпуса впускного клапана относительно ограничителя впускного клапана и крыппси цилиндра. Изменение высоты подъема запорного элемента выпускного клапана при постоянном натяге пружины осуществляется перемещением по резьбе ограничителя относительно корпуса выпускного клапана и выпускного щтуцера. Изменение натяга пружины выпускного клапана при постоянной высоте подъема запорного элемента осуществляется перемещением по резьбе корпуса выпускного клапана относительно ограничителя выпускного клапана и крыщки цилиндра.
Сохранение постоянной высоты подъема запорного элемента при изменяющемся натяге пружины не приводит к росту гидравлических потерь в процессе наполнения и позволяет обеспечить допустимые скорости посадки запорного элемента на седло. Сохранение постоянного натяга пружины при изменяющейся высоте подъема запорного элемента позволяет обеспечить необходим то силу упругости пружины в случае регулирования степени отсечки наполнения цилиндра на нерасчетных режимах работы.
Предложенное техническое рещение позволяет повысить КПД и эффективность работы расщирительной мшпины, в том числе на режимах работы отличных от номинального.
Claims (5)
1. Поршневая расширительная машина, содержащая цилиндр с поршнем, систему газораспределения, включающую самодействующий нормально-открытый впускной клапан с ограничителем и впускной штуцер, отличающаяся тем, что система газораспределения содержит дополнительно выпускной клапан с ограничителем и выпускной штуцер, причем впускной и выпускной клапаны выполнены в виде подпружиненных запорных элементов, снабженных штоком.
2. Поршневая расширительная машина, по п.1, отличающаяся тем, что ограничитель впускного клапана установлен с возможностью перемещения относительно впускного штуцера и крышки впускного клапана.
3. Поршневая расширительная машина, по п.1, отличающаяся тем, что ограничитель выпускного клапана установлен с возможностью перемещения относительно выпускного штуцера и крышки выпускного клапана.
4. Поршневая расширительная машина, по п.1, отличающаяся тем, что корпуса впускного и выпускного клапанов установлены с возможностью перемещения относительно крышки цилиндра.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99120819/20U RU13060U1 (ru) | 1999-09-28 | 1999-09-28 | Поршневая расширительная машина |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99120819/20U RU13060U1 (ru) | 1999-09-28 | 1999-09-28 | Поршневая расширительная машина |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU13060U1 true RU13060U1 (ru) | 2000-03-20 |
Family
ID=48274336
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99120819/20U RU13060U1 (ru) | 1999-09-28 | 1999-09-28 | Поршневая расширительная машина |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU13060U1 (ru) |
-
1999
- 1999-09-28 RU RU99120819/20U patent/RU13060U1/ru active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1271675A (en) | Engine retarding method and apparatus | |
DE69822801T2 (de) | Mehrzylinderbrennkraftmaschine mit variabler ventilsteuerung | |
US6883775B2 (en) | Passive valve assembly | |
RU1797672C (ru) | Способ торможени четырехтактным двигателем внутреннего сгорани | |
EP0817904B1 (en) | Camless engines with compression release braking | |
US4000756A (en) | High speed engine valve actuator | |
KR920009140B1 (ko) | 압축가스 해제형의 엔진 지연 시스템 및 방법 | |
US20110083434A1 (en) | Method and Apparatus For Achieving Higher Thermal Efficiency In A Steam Engine or Steam Expander | |
JPH03233116A (ja) | 内燃機関のガス交換弁のための弁制御装置 | |
US4890585A (en) | Internal combustion engine with valve | |
CN203130181U (zh) | 一种新型可调液压挺柱 | |
US4386587A (en) | Two stroke cycle engine with increased efficiency | |
RU13060U1 (ru) | Поршневая расширительная машина | |
US4404800A (en) | Gas energized engine system | |
CA2234150C (en) | Floating piston, piston-valve engine | |
US20010020453A1 (en) | Free piston internal combustion engine with pulse compression | |
US2160860A (en) | Compressor | |
CN109973370A (zh) | 一种液压驱动隔膜式压缩机 | |
CN210152749U (zh) | 一种液压气门升程和进气相位调节装置 | |
CN1057816C (zh) | 自增压自润滑自冷却式全作功冲程内燃机 | |
US6341585B1 (en) | Variable inlet valve damper for an internal combustion engine | |
RU2206791C2 (ru) | Поршневая расширительная машина | |
JPS6118013B2 (ru) | ||
CN2252891Y (zh) | 自增压自润滑自冷却式全作功冲程内燃机 | |
US4700667A (en) | Internal combustion engine |