RU221775U1 - Исполнительный механизм поршневого воздушного компрессора - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области поршневых машин объемного вытеснения и может быть использована при создании исполнительных механизмов компрессоров, работающих за счет изменения объема рабочей полости. Исполнительный механизм поршневого воздушного компрессора содержит зубчатый сектор, поршни, жестко связанные между собой зубчатой рейкой, соединенной через зубчатую передачу с зубчатым сектором, а также цилиндры, в которых установлены нагнетательные и всасывающие клапаны. Кроме того, исполнительный механизм имеет вторую пару поршней, жестко связанных между собой второй зубчатой рейкой, соединенной через зубчатую передачу с зубчатым сектором, вторую пару цилиндров, в которых установлены нагнетательные и всасывающие клапаны. Также исполнительный механизм содержит корпус, в котором соосно установлены входной и выходной валы, неподвижное эллиптическое зубчатое колесо, жестко закрепленное на корпусе соосно входному валу, эллиптическое зубчатое колесо, установленное на выходном валу, при этом зубчатый сектор жестко закреплен на выходном валу и спроектирован таким образом, чтобы центр масс системы звеньев, включающей эллиптическое зубчатое колесо на выходном валу, выходной вал и зубчатый сектор лежал на оси вращения выходного вала. На входном валу установлено водило и соединено через вращательную кинематическую пару с валом сателлита. Сателлит состоит из эллиптического зубчатого колеса и эллиптической шестерни, повернутых на 180° относительно друг друга и соединенных валом, причем эллиптическое зубчатое колесо сателлита соединено с неподвижным эллиптическим зубчатым колесом одного с ним размера, а эллиптическая шестерня сателлита состоит в зубчатом зацеплении с эллиптическим зубчатым колесом одного с ним размера, при этом геометрические параметры всех эллиптических колес и шестерни, а именно большие полуоси и малые полуоси одинаковы. Все эллиптические колеса и шестерня установлены на своих валах таким образом, что ось вращения вала проходит через точку, называемую фокусом делительного эллипса, которая расположена на большой полуоси делительного эллипса на расстоянии с, равном от центра делительного эллипса, и таким образом достигается непрерывность их зацепления. На водиле противоположно валу сателлита на расстоянии Н, равном расстоянию между осями вращения входного вала и вала сателлита, установлен противовес, масса которого равна массе сателлита. Техническим результатом является снижение шума и вибраций при работе исполнительного механизма поршневого воздушного компрессора.

Description

Полезная модель относится к области поршневых машин объемного вытеснения и может быть использована при создании исполнительных механизмов компрессоров, работающих за счет изменения объема рабочей полости.

Известен исполнительный механизм машины объемного действия [Смелягин А.И. Теория механизмов и машин. Курсовое проектирование: Учебное пособие. - М: ИНФРА-М; Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2006. - с 244-245.], содержащий шарнирный четырехзвенник (кривошипно-коромысловый механизм) к коромыслу которого присоединен коромыслово-ползунный механизм с поршнями, которые движутся в цилиндрах, являющихся одновременно направляющими.

Недостатком указанного исполнительного механизма является использование в его схеме шарнирного четырехзвенника с неуравновешенными массами, что приводит к шуму и вибрациям при работе устройства.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по технической сущности и достигаемому техническому результату является исполнительный механизм компрессора объемного действия (Патент на полезную модель №RU 110131 U1, кл. F01B 1/10), содержащий механизм привода в виде кривошипно-коромыслового механизма, включающего кривошип, шатун и коромысло; закрепленный на коромысле зубчатый сектор; поршни, жестко связанные между собой зубчатой рейкой, соединенной через зубчатую передачу с зубчатым сектором; цилиндры, в которых установлены нагнетательные и всасывающие клапаны.

Недостатки прототипа также обусловлены использованием в его составе шарнирного четырехзвенника с неуравновешенными массами, которые приводят к шуму и вибрациям при работе устройства.

Технической задачей заявляемой полезной модели является создание исполнительного механизма поршневого воздушного компрессора, характеризующегося более высокой уравновешенностью.

Техническим результатом является снижение шума и вибраций при работе исполнительного механизма поршневого воздушного компрессора.

Технический результат достигается исполнительным механизмом поршневого воздушного компрессора, содержащим зубчатый сектор, поршни, жестко связанные между собой зубчатой рейкой, соединенной через зубчатую передачу с зубчатым сектором, а также цилиндры, в которых установлены нагнетательные и всасывающие клапаны. Кроме того, исполнительный механизм имеет вторую пару поршней, жестко связанных между собой второй зубчатой рейкой, соединенной через зубчатую передачу с зубчатым сектором, вторую пару цилиндров, в которых установлены нагнетательные и всасывающие клапаны. Также исполнительный механизм содержит корпус, в котором соосно установлены входной и выходной валы, неподвижное эллиптическое зубчатое колесо, жестко закрепленное на корпусе соосно входному валу, эллиптическое зубчатое колесо, установленное на выходном валу, при этом зубчатый сектор жестко закреплен на выходном валу и спроектирован таким образом, чтобы центр масс системы звеньев, включающей эллиптическое зубчатое колесо на выходном валу, выходной вал и зубчатый сектор, лежал на оси вращения выходного вала. На входном валу установлено водило и соединено через вращательную кинематическую пару с валом сателлита. Сателлит состоит из эллиптического зубчатого колеса и эллиптической шестерни, повернутых на 180° относительно друг друга и соединенных валом, причем эллиптическое зубчатое колесо сателлита соединено с неподвижным эллиптическим зубчатым колесом одного с ним размера, а эллиптическая шестерня сателлита состоит в зубчатом зацеплении с эллиптическим зубчатым колесом одного с ним размера, при этом геометрические параметры всех эллиптических колес и шестерни, а именно большие полуоси и малые полуоси , одинаковы. Все эллиптические колеса и шестерня установлены на своих валах таким образом, что ось вращения вала проходит через точку, называемую фокусом делительного эллипса, которая расположена на большой полуоси делительного эллипса на расстоянии с, равном от центра делительного эллипса, и таким образом достигается непрерывность их зацепления. На водиле противоположно валу сателлита на расстоянии Н, равном расстоянию между осями вращения входного вала и вала сателлита, установлен противовес, масса которого равна массе сателлита.

Полезная модель поясняется следующими чертежами.

На фиг. 1 приведена схема исполнительного механизма поршневого воздушного компрессора, на фиг. 2 представлен разрез А-А (корпус не показан).

Исполнительный механизм поршневого воздушного компрессора содержит корпус 1, в котором соосно установлены входной 2 и выходной 3 валы. Неподвижное эллиптическое зубчатое колесо 4 жестко закреплено на корпусе соосно входному валу 2. Эллиптическое зубчатое колесо 5 установлено на выходном валу 3. Водило 6 установлено на входном валу 2 и соединено через вращательную кинематическую пару с валом сателлита 7. Сателлит состоит из эллиптического зубчатого колеса 8 и эллиптической шестерни 9, повернутых на 180° относительно друг друга и соединенных валом 7. Эллиптическое зубчатое колесо сателлита 8 соединено с неподвижным эллиптическим зубчатым колесом 4 одного с ним размера, а эллиптическая шестерня сателлита 9 состоит в зубчатом зацеплении с эллиптическим зубчатым колесом 5 одного с ним размера, при этом геометрические параметры всех эллиптических колес и шестерни, а именно большие полуоси и малые полуоси , одинаковы. Все эллиптические колеса и шестерня установлены на своих валах таким образом, что ось вращения вала проходит через точку, называемую фокусом делительного эллипса, которая расположена на большой полуоси делительного эллипса на расстоянии с, равном от центра делительного эллипса, и таким образом достигается непрерывность их зацепления. На водиле 6 противоположно валу сателлита 7 на расстоянии Н, равном расстоянию между осями вращения входного вала 2 и вала сателлита 7, установлен противовес 10, масса которого равна массе сателлита. На выходном валу 3 жестко закреплен зубчатый сектор 11, который спроектирован таким образом, чтобы центр масс системы звеньев, включающей эллиптическое зубчатое колесо 5, выходной вал 3 и зубчатый сектор 11, лежал на оси вращения выходного вала 3. Поршни 12 и 13 жестко связаны между собой зубчатой рейкой 14, соединенной через зубчатую передачу с зубчатым сектором 11 на выходном валу 3. В цилиндрах 15 и 16 установлены нагнетательные клапаны 17, 18 и всасывающие клапаны 19, 20. Поршни 21 и 22 жестко связаны между собой зубчатой рейкой 23, также соединенной через зубчатую передачу с зубчатым сектором 11 на выходном валу 3. В цилиндрах 24 и 25 установлены нагнетательные клапаны 26, 27 и всасывающие клапаны 28, 29.

Исполнительный механизм поршневого воздушного компрессора работает следующим образом.

При вращении входного вала 2 и соответственно закрепленного на нем водила 6 эллиптическое зубчатое колесо 8 обкатывается по неподвижному эллиптическому зубчатому колесу 4. Вращательное движение колеса 8 через вал сателлита 7 и эллиптическую шестерню 9 передается эллиптическому зубчатому колесу 5 и выходному валу 3, при указанном соотношении размеров эллиптических колес выходной вал 3 через полный оборот входного вала 2 и водила 6 оказывается в том же положении, однако благодаря переменным передаточным отношениям пар эллиптических колес 8 и 4, шестерни 9 и колеса 5 совершает возвратно-вращательное движение. Данное движение передается с помощью зубчатого сектора 11 на зубчатые рейки 14, 23, заставляя их совершать возвратно-поступательное движение. Зубчатая рейка 14 приводит в движение поршни 12 и 13, движущиеся в цилиндрах 15 и 16. Зубчатая рейка 23 приводит в движение поршни 21 и 22, движущиеся в цилиндрах 24 и 25. Движение поршней в цилиндрах изменяет объем газа в рабочих камерах, что приводит к открытию (закрытию) нагнетательных клапанов 17 и 18, 26 и 27, и всасывающих клапанов 19 и 20, 28 и 29, и таким образом осуществляется нагнетание газа в поршневом компрессоре.

Одинаковые размеры эллиптического зубчатого колеса 8 и шестерни 9 позволяют расположить центр масс сателлита на оси вращения вала 7. При работе исполнительного механизма центр масс системы звеньев, включающей водило 6, вал сателлита 7, эллиптическое зубчатое колесо 8, эллиптическую шестерню 9, а также противовес 10, находится на оси вращения входного вала 2, а центр масс системы звеньев, включающей эллиптическое зубчатое колесо 5, выходной вал 3 и зубчатый сектор 11, находится на оси вращения выходного вала 3, и таким образом достигается высокая уравновешенность поршневого воздушного компрессора, что обеспечивает достижение технического результата.

Claims (1)

1. Исполнительный механизм поршневого воздушного компрессора, содержащий зубчатый сектор, поршни, жестко связанные между собой зубчатой рейкой, соединенной через зубчатую передачу с зубчатым сектором, цилиндры, в которых установлены нагнетательные и всасывающие клапаны, отличающийся тем, что содержит вторую пару поршней, жестко связанных между собой второй зубчатой рейкой, соединенной через зубчатую передачу с зубчатым сектором, вторую пару цилиндров, в которых установлены нагнетательные и всасывающие клапаны, корпус, в котором соосно установлены входной и выходной валы, неподвижное эллиптическое зубчатое колесо, жестко закрепленное на корпусе соосно входному валу, эллиптическое зубчатое колесо, установленное на выходном валу, при этом зубчатый сектор жестко закреплен на выходном валу и спроектирован таким образом, чтобы центр масс системы звеньев, включающей эллиптическое зубчатое колесо на выходном валу, выходной вал и зубчатый сектор, лежал на оси вращения выходного вала, водило, установленное на входном валу и соединенное через вращательную кинематическую пару с валом сателлита, состоящего из эллиптического зубчатого колеса и эллиптической шестерни, повернутых на 180° относительно друг друга и соединенных валом, причем эллиптическое зубчатое колесо сателлита соединено с неподвижным эллиптическим зубчатым колесом одного с ним размера, а эллиптическая шестерня сателлита состоит в зубчатом зацеплении с эллиптическим зубчатым колесом одного с ним размера, при этом геометрические параметры всех эллиптических колес, а именно большие полуоси и малые полуоси , одинаковы, кроме того, все эллиптические колеса установлены на своих валах таким образом, что ось вращения вала проходит через точку, называемую фокусом делительного эллипса, которая расположена на большой полуоси делительного эллипса на расстоянии с, равном , от центра делительного эллипса, и таким образом достигается непрерывность их зацепления, противовес, установленный на водиле противоположно валу сателлита на расстоянии H, равном расстоянию между осями вращения входного вала и вала сателлита, и имеющий массу, равную массе сателлита.