RU2090778C1

RU2090778C1 - Radial-plunger variable-displacement pneumohydraulic machine

Info

Publication number: RU2090778C1
Application number: RU94040673A
Authority: RU
Inventors: А.А. Суханов; А.Н. Фендриков; А.А. Кульков; В.Г. Юминов
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Омское машиностроительное конструкторское бюро"
Priority date: 1994-10-24
Filing date: 1994-10-24
Publication date: 1997-09-20
Also published as: RU94040673A

Abstract

FIELD: any industry where pumping of gas or liquid is required. SUBSTANCE: machine has housing 1 where cylinders 2 with plungers 3 are mounted; plungers 3 are kinematically linked with bush 4. Shaft 6 and clutch member 8 are free to rotate in housing 1; they are provided with coaxial holes with curvilinear slots 7 and 9 of different direction. Holes are used for mounting spring 10 whose guides are engageable with slots 7 and 9. Spring 10 is connected with mechanism for positive axial displacement of it. Bush 4 rotates on crank 5 of shaft 6; it is kinematically linked with clutch member 8. EFFECT: enhanced reliability. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к плунжерным пневмо- и гидромашинам высокого давления, где есть необходимость изменять рабочий объем цилиндров в процессе работы безступенчато, и может быть применено в любой отрасли промышленности. Особенно оно необходимо для перекачки жидкостей или газов от нулевой до максимальной производительности при постоянном давлении, например, в дозирующих насосах. The invention relates to plunger pneumatic and hydraulic machines of high pressure, where there is a need to change the working volume of the cylinders during operation steplessly, and can be applied in any industry. It is especially necessary for pumping liquids or gases from zero to maximum capacity at constant pressure, for example, in metering pumps.

Известны радиально-плунжерные насосы с эксцентриковым приводом плунжеров и неподвижными цилиндрами [1]
Этим насосам присущи высокие технические данные, но в них не предусмотрена возможность регулирования величины хода плунжера.Known radial plunger pumps with an eccentric drive of the plungers and fixed cylinders [1]
These pumps are characterized by high technical data, but they do not provide the ability to control the magnitude of the stroke of the plunger.

Наиболее близким техническим решением является регулируемый эксцентриковый поршневой насос содержащий корпус с радиально цилиндрами, в которых находятся всасывающие поршни, нагнетательные клапаны и регулируемый механизм привода поршней с эксцентриком. Привод и эксцентрик сопрягаются плоскими, опорными поверхностями, параллельными плоскости изменения эксцентриситета. В эксцентрике выполнена цилиндрическая расточка с осью, наклоненной к его продольной оси в плоскости изменения эксцентриситета. С расточкой взаимодействует продольно перемещаемый регулируемый элемент, выполненный в виде надетой на привод втулки, а привод выполнен в виде двух закрепленных на валу кулачковых полумуфт [2]
Недостатками данного устройства является большой ход тяги, необходимый для уменьшения угла трения между тягой и втулкой и больше осевого усилие на подшипнике из-за наклона оси вращения втулки относительно вала, что снижает надежность и ресурс насоса. Кроме того, из-за необходимости осевого перемещения втулки насос имеет значительный вес и габариты.The closest technical solution is an adjustable eccentric piston pump containing a housing with radial cylinders in which there are suction pistons, pressure valves and an adjustable piston drive mechanism with an eccentric. The drive and the eccentric are mated with flat, supporting surfaces parallel to the plane of the eccentricity. A cylindrical bore is made in the eccentric with an axis inclined to its longitudinal axis in the plane of eccentricity variation. A longitudinally movable adjustable element interacts with the bore, made in the form of a sleeve worn on the drive, and the drive is made in the form of two cam coupling halves mounted on the shaft [2]
The disadvantages of this device is the large stroke required to reduce the angle of friction between the rod and the sleeve and more axial force on the bearing due to the inclination of the axis of rotation of the sleeve relative to the shaft, which reduces the reliability and service life of the pump. In addition, due to the need for axial movement of the sleeve, the pump has considerable weight and dimensions.

Задачей изобретения является создание пневмо-гидромашины переменной производительности с автоматическим бесступенчатым изменение рабочего объема от нулевой до максимальной производительности при постоянном давлении, обладающей большим ресурсом и надежностью и малым весом и габаритами. The objective of the invention is the creation of a pneumatic-hydraulic machine of variable capacity with an automatic stepless change in the working volume from zero to maximum productivity at constant pressure, which has a long resource and reliability and low weight and dimensions.

Решение поставленной задачи осуществляется за счет того, что в пневмо-гидромашине переменной производительности, содержащей корпус, в котором установлены цилиндры с плунжерами взаимодействующими с втулкой и нагревательные клапаны, регулируемый механизм привода плунжеров, выполненный в виде вращающегося вала, с закрепленном на нем кривошипом, соосно которому установлена полумуфта, кинематически связанная со втулкой, вал и полумуфта установлены с возможностью свободного вращения и имеет соосно расположенные отверстия, снабженные криволинейными пазами, в которых установлен приводной элемент с направляющими, взаимодействующими с криволинейными пазами, связанный с механизмом его принудительного перемещения, а втулка снабжена расточкой, смещенной относительно оси наружного диаметра и установлена на кривошипе с возможностью вращения. The solution to this problem is due to the fact that in a pneumatic-hydraulic machine of variable capacity, comprising a housing in which cylinders with plungers interacting with the sleeve and heating valves are installed, an adjustable plunger drive mechanism, made in the form of a rotating shaft, with a crank fixed to it, is coaxial to which a half-coupling is mounted kinematically connected to the sleeve, the shaft and the half-coupling are mounted with the possibility of free rotation and have coaxially arranged holes provided with olineynymi grooves in which is mounted a drive element with guides interacting with curvilinear slots associated with the mechanism of its forced displacement and the sleeve is provided with a bore offset from the outer diameter of the axis and mounted on a crank rotatably.

Пазы вала и полумуфты или направляющие рессоры могут быть выполнены разнонаправленными. The grooves of the shaft and the coupling half or the guide springs can be multidirectional.

Предложенное устройство может представлять собой насос, компрессор, гидромотор, пневмодвигатель и т. д, но описано на примере насоса. The proposed device may be a pump, compressor, hydraulic motor, air motor, etc., but is described by the example of a pump.

На фиг. 1 изображена пневмо-гидромашина в разрезе; на фиг.2 сечение А-А на фиг.1. In FIG. 1 shows a pneumatic hydraulic machine in a section; figure 2 section aa in figure 1.

Пневмо-гидромашина содержит корпус 1 с цилиндрами 2, и установленными в них плунжерами 3, находящимися в постоянном контакте с втулкой 4 снабженной внутренней расточкой, смещенной относительно оси вращения ее на кривошипе 5 вала 6. Вал 6 установлен в корпусе 1 с возможностью свободного вращения и снабжен отверстием, в котором выполнены криволинейные внутренние паза 7, например винтовые. Втулка 4кинематически связана с полумуфтой 8, которая установлена с возможностью свободного вращения. В полумуфте 8 соосно отверстию вала выполнено отверстие с криволинейными, например, винтовыми, пазами 9, направленными в противоположную сторону по отношению к пазам 7 вала 6. В зависимости от необходимой точности регулировки шаг винтовой резьбы пазов 7 и 9 может быть одинаковыми ли разными. В отверстиях вала 6 и полумуфты 8 установлена приводной элемент, например, рессора 10 с направляющими 11 и 12, выполненными, например, в виде штыря и взаимодействующими с пазами 7 и 9, связанный с механизмом его принудительного осевого перемещения, например, электромагнитом, гидравлическим исполнительным элементом и т.д. The pneumatic-hydraulic machine comprises a housing 1 with cylinders 2, and plungers 3 installed in them, which are in constant contact with the sleeve 4 provided with an internal bore, offset relative to its axis of rotation on the crank 5 of the shaft 6. The shaft 6 is installed in the housing 1 with the possibility of free rotation and provided with an opening in which curved internal grooves 7 are made, for example screw. The sleeve 4 is kinematically connected with the coupling half 8, which is installed with the possibility of free rotation. In the coupling half 8, coaxially with the shaft hole, a hole is made with curved, for example screw, grooves 9 directed in the opposite direction with respect to the grooves 7 of the shaft 6. Depending on the necessary adjustment accuracy, the screw thread pitch of the grooves 7 and 9 can be the same or different. A drive element is installed in the holes of the shaft 6 and the coupling half 8, for example, a spring 10 with guides 11 and 12, made, for example, in the form of a pin and interacting with the grooves 7 and 9, connected with the mechanism of its forced axial movement, for example, an electromagnet, a hydraulic actuator element, etc.

Работает пневмо-гидромашина следующим образом. Works pneumatic as follows.

От привода момент вращения передается одновременно валу 6 и полумуфте 8, втулка 4 при этом, вращаясь совместно с валом 6 и полумуфтой 8, остается неподвижной относительно вала 6 и проводит в возвратно-поступательное движение плунжеры 3. Причем ход плунжеров 3 зависит от взаимного расположения втулки 4 и вала 6. Для изменения хода плунжеров 3 в процессе работы рессора 10 перемещается в осевом направлении механизмом ее принудительного перемещения, и за счет противоположно направленных криволинейных пазов 7 и 9, полумуфта 8 и вал 6 разворачиваются относительно друг друга в противоположные стороны. А так как полумуфта 8 кинематически связана с втулкой 4, то втулка 4 разворачивается на кривошипе 5 вала 6 и при этом меняется величина хода плунжеров. From the drive, the torque is transmitted simultaneously to the shaft 6 and the coupling half 8, the sleeve 4 while rotating together with the shaft 6 and the coupling half 8 remains stationary relative to the shaft 6 and conducts the plungers 3 in reciprocating motion. Moreover, the stroke of the plungers 3 depends on the relative position of the sleeve 4 and shaft 6. To change the stroke of the plungers 3 during operation, the spring 10 is moved axially by the mechanism of its forced movement, and due to the oppositely directed curved grooves 7 and 9, the coupling half 8 and the shaft 6 are deployed from ositelno each other in opposite directions. And since the coupling half 8 is kinematically connected with the sleeve 4, the sleeve 4 is deployed on the crank 5 of the shaft 6 and the stroke of the plungers changes.

За счет разного направления пазов 7 и 9, размещения рессоры 10 в отверстиях вала 6 и полумуфты 8 снижается осевой ход рессоры 10 и осевое усилие замыкается на торцах вала 6 и полумуфты 8, что повышает ресурс и надежность пневмо-гидромашины, из-за отсутствия осевого перемещения осевого перемещения втулки 4 снижается вес и габариты машины. Due to the different directions of the grooves 7 and 9, the placement of the spring 10 in the holes of the shaft 6 and the coupling half 8, the axial stroke of the spring 10 is reduced and the axial force is closed at the ends of the shaft 6 and the coupling half 8, which increases the resource and reliability of the pneumatic hydraulic machine, due to the lack of axial axial displacement of the sleeve 4 reduces the weight and dimensions of the machine.

Кроме того, величины безступенчато при работающей гидромашине. In addition, the values are stepless with a running hydraulic machine.

Claims

1. A radial-plunger pneumatic hydraulic machine of variable capacity, comprising a housing in which cylinders with plungers interacting with the sleeve are installed, suction and discharge valves, an adjustable plunger drive mechanism, made in the form of a rotating shaft with a crank mounted on it, coaxially mounted with a half-coupling, kinematically connected with the sleeve, characterized in that the shaft and the coupling half are installed with the possibility of free rotation and have coaxially located holes and provided with curvatures eynymi grooves in which is mounted a drive element with guides interacting with curvilinear slots associated with the mechanism of its forced axially displaceable and the sleeve is provided with a bore offset from the outer diameter of the axis and mounted on a crankshaft rotatably.

2. Pneumohydraulic machine according to claim 1, characterized in that the grooves of the shaft and the coupling half are multidirectional.