RU2255227C2 - Positive displacement machine (versions) - Google Patents

Positive displacement machine (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2255227C2
RU2255227C2 RU2003117591/06A RU2003117591A RU2255227C2 RU 2255227 C2 RU2255227 C2 RU 2255227C2 RU 2003117591/06 A RU2003117591/06 A RU 2003117591/06A RU 2003117591 A RU2003117591 A RU 2003117591A RU 2255227 C2 RU2255227 C2 RU 2255227C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cylinder
rollers
bore
displacers
pair
Prior art date
Application number
RU2003117591/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003117591A (en
Inventor
нитов Л.М. Им (RU)
Л.М. Имянитов
Original Assignee
Имянитов Леонид Михайлович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Имянитов Леонид Михайлович filed Critical Имянитов Леонид Михайлович
Priority to RU2003117591/06A priority Critical patent/RU2255227C2/en
Publication of RU2003117591A publication Critical patent/RU2003117591A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2255227C2 publication Critical patent/RU2255227C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering.
SUBSTANCE: novelty in proposed device is design of drive, main member of diametrically installed rollers, each getting into concentric bore of one of semicylinders-displacers. Axles of one pair of rollers move towards axles of other pair of rollers, thus making system of semicylinders-displacers execute rocking motions forcing out medium from four spaces outside semicylinders-displacers and one space inside semicylinder-displacers. According to one design version, both pairs of rollers move to each other on their shafts relative to fixed cylinder, and according to other design version, axle of one of pairs of rollers are fixed, and other pair of rollers and cylinder rotate.
EFFECT: provision of compact design, reliability and long service life.
5 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и касается усовершенствования объемных машин.The invention relates to mechanical engineering and for the improvement of volumetric machines.

Известно большое количество объемных машин для передачи энергии между сплошной средой и валом, применяемых в качестве компрессоров, двигателей внутреннего сгорания (ДВС), насосов.A large number of volumetric machines are known for transferring energy between a continuous medium and a shaft, used as compressors, internal combustion engines (ICE), and pumps.

Наиболее распространенные из них - поршневые компрессоры (М.И.Френкель “Поршневые компрессоры”. - Л.: Машиностроение, 1969 г., стр. 106) и ДВС. Поршневые ДВС в отличие от компрессоров имеют не самодействующие, а управляемые клапана с системой их привода (распредвал).The most common of them are reciprocating compressors (M.I. Frenkel “Piston compressors.” - L .: Mashinostroenie, 1969, p. 106) and ICE. Piston ICEs, unlike compressors, are not self-acting, but controlled valves with their drive system (camshaft).

К недостаткам поршневых машин относятся: отсутствие компактности и инерционная неуравновешенность как из-за кривошипно-шатунного механизма, так и из-за пикового характера поршневых сил, т.к. при резком изменении давлений площадь поршня остается постоянной. Отсюда потребность в маховике. Велико трение скольжения и износ в уплотнительных элементах (поршневых кольцах). Все это снижает надежность и долговечность конструкций. Клапана и их привод также являются элементом ненадежности.The disadvantages of piston machines include: the lack of compactness and inertial imbalance due to both the crank mechanism and the peak nature of the piston forces, as with a sharp change in pressure, the piston area remains constant. Hence the need for a flywheel. High sliding friction and wear in the sealing elements (piston rings). All this reduces the reliability and durability of structures. Valves and their actuators are also an element of unreliability.

Более компактные и уравновешенные конструкции - это роторные (ротационные) объемные машины различных типов, например винтовые (И.А.Сакун “Винтовые компрессоры”. Л.: Машиностроение, 1970 г., стр.8), или “трохоидные” - двигатели Ванкеля (В.С. Бениович и др. “Роторно-поршневые двигатели. - М.: Машиностроение, 1968 г., стр. 8), компрессоры (Р.М.Сухомлинов “Трохоидные роторные компрессоры”, Харьков: “Вища школа”, 1975 г., стр. 20, 34, 36, 37). Но и в этих машинах имеют место либо значительное трение скольжения уплотнительных элементов (трохоидные машины), либо, если уплотнение бесконтактное (малые зазоры), зазоры трудно выдержать малыми из-за сложной формы поверхностей (винтовые компрессоры). Это ограничивает рабочие отношения давлений, снижает КПД, усложняет технологию. Компактность этих машин, характеризуемая отношением вытесняемого за цикл объема к объему рабочей камеры без вытеснителя (поршня, ротора), всегда намного меньше единицы, что снижает компактность.More compact and balanced designs are rotary (rotational) volumetric machines of various types, for example screw (I.A. Sakun “Screw Compressors”. L .: Mashinostroenie, 1970, p. 8), or “trochoid” - Wankel engines (V.S. Beniovich and others. “Rotary piston engines. - M.: Mechanical Engineering, 1968, p. 8), compressors (R.M. Sukhomlinov“ Trochoidal rotary compressors ”, Kharkov:“ Visha school ”, 1975, p. 20, 34, 36, 37). But even in these machines there is either significant sliding friction of the sealing elements (trochoid machines), or if the seal is non-contact (small gaps), the gaps are difficult to keep small due to the complex shape of the surfaces (screw compressors). This limits the working pressure relationship, reduces efficiency, complicates the technology. The compactness of these machines, characterized by the ratio of the volume displaced per cycle to the volume of the working chamber without a displacer (piston, rotor), is always much less than unity, which reduces compactness.

Известны объемные машины с качающимися вытеснителями (US 1558106 A2, 30.11.1991 и RU 2052159 C1, 10.01.1996), в цилиндрическую рабочую камеру которых помещены четыре одинаковых полуцилиндра-вытеснителя, связанных между собой шарнирно. Полуцилиндры-вытеснители имеют наружный диаметр, равный половине диаметра расточки цилиндра, по которому они перекатываются (качаются) без скольжения. Конструкция геометрически основана на теореме Коперника (частный случай гипоциклоиды) (Г.Н.Берман “Циклоида”. М.: Наука, 1980 г., стр.61, рис.65).Known volumetric machines with oscillating displacers (US 1558106 A2, 11/30/1991 and RU 2052159 C1, 01/10/1996), in the cylindrical working chamber of which four identical half-displacer displaced are connected pivotally. Displacement half-cylinders have an outer diameter equal to half the diameter of the cylinder bore, along which they roll (swing) without sliding. The design is geometrically based on the Copernican theorem (a special case of a hypocycloid) (G. N. Berman “Cycloid.” M .: Nauka, 1980, p. 61, Fig. 65).

Патент RU 2052159 C1 - наиболее близкий аналог предлагаемого устройства. Преимуществами такой конструкции перед известными являются динамическая уравновешенность, как инерционная, так и за счет уменьшения при сжатии площади воздействия давления, высокая технологичность, т.к. основные рабочие органы - цилиндры, очень высокая компактность - за цикл может вытесняться более одного объема рабочей камеры.Patent RU 2052159 C1 is the closest analogue of the proposed device. The advantages of this design over the well-known are dynamic balance, both inertial and due to the reduction in the area of pressure under compression, high technology, because the main working bodies - cylinders, very high compactness - more than one volume of the working chamber can be forced out per cycle.

В случае ДВС, например, можно осуществить четырехтактный цикл в одном цилиндре, используя центральный объем для перекачки охлаждающей среды или смазки, или в качестве газовой пружины, воспринимающей инерционные силы.In the case of internal combustion engines, for example, it is possible to carry out a four-cycle cycle in one cylinder, using the central volume for pumping a cooling medium or lubricant, or as a gas spring that receives inertial forces.

Недостатками таких конструкций являются: необходимость в кривошипно-шатунном механизме, что снижает компактность и динамическую уравновешенность, а также необходимость в механизме, предотвращающем поворот системы вытеснителей по отношению к корпусу (ползунном или зубчатом). Вытеснители и соединяющие их шарниры нагружены силами, соизмеримыми с поршневыми, что снижает надежность и долговечность. Основное усилие передается через ползун с большим трением и износом, требуется обильная жидкая смазка, что снижает надежность и долговечность. Механизм привода через ползун вносит неравномерность по времени периодов сжатия в двух, расположенных под углом 900 парах сжимаемых объемов, что ухудшает динамическую уравновешенность.The disadvantages of such designs are: the need for a crank mechanism, which reduces compactness and dynamic balance, as well as the need for a mechanism that prevents the rotation of the displacer system relative to the housing (slide or gear). The displacers and the joints connecting them are loaded with forces commensurate with the piston, which reduces reliability and durability. The main force is transmitted through the slider with a lot of friction and wear, a lot of fluid lubrication is required, which reduces reliability and durability. The drive mechanism through the slider introduces a non-uniformity in time of compression periods in two pairs of compressible volumes located at an angle of 90 ° , which worsens the dynamic balance.

Задачами, решаемыми предлагаемым изобретением, являются достижение компактности, динамической уравновешенности, надежности, долговечности по сравнению с наиболее близким аналогом (RU 2052159 C1).The problems solved by the invention are the achievement of compactness, dynamic balance, reliability, durability compared with the closest analogue (RU 2052159 C1).

Объемная машина заявляется в двух вариантах, объединенных назначением и общим конструктивным замыслом.The volumetric machine is claimed in two versions, united by purpose and general design concept.

В первом варианте задача решена в объемной машине, содержащей неподвижный корпус с торцевыми крышками и цилиндрической расточкой, в которой установлены четыре одинаковых полуцилиндра-вытеснителя, соединенных между собой шарнирно, и расположенные диаметрально звенья-водила, установленные с возможностью поворота относительно центральной оси расточки корпуса, а также клапаны, согласно изобретению в каждом полуцилиндре-вытеснителе выполнена концентрическая расточка, в которую помещается ролик, причем оси каждой из двух пар противоположных роликов закреплены на концах звена-водила, установленного на валу, соосном с цилиндрической расточкой корпуса, а эти валы связаны между собой кинематически, например, шестеренной передачей с передаточным отношением, равным единице.In the first embodiment, the problem is solved in a volumetric machine containing a stationary body with end caps and a cylindrical bore, in which four identical half-cylinders-displacers are mounted, pivotally connected to each other and diametrically located carrier links mounted for rotation relative to the central axis of the body bore, as well as valves, according to the invention, in each half-displacer a concentric bore is made in which the roller is placed, the axes of each of the two pairs being opposite GOVERNMENTAL clips secured to ends of the link-carrier mounted on a shaft coaxial with the cylindrical bore of the housing, and these shafts are interconnected kinematically, e.g., gear transmission with a transmission ratio equal to one.

Технический результат, достигаемый таким решением, состоит в повышении динамической уравновешенности, снижении нагрузки на шарниры, уменьшении трения и износа механизма привода и потребности в обильной жидкой смазке.The technical result achieved by this solution is to increase dynamic balance, reduce the load on the hinges, reduce friction and wear of the drive mechanism and the need for plentiful fluid lubrication.

Кроме того, в объемной машине, по крайней мере, на одном из двух валов может быть установлен распределительный диск, находящийся в контакте с клапанами. Этим достигается простота конструкции распределительного механизма.In addition, in a volumetric machine, at least one of the two shafts can be installed distribution disk in contact with the valves. This achieves the simplicity of the design of the distribution mechanism.

Во втором варианте задача решена в объемной машине, содержащей неподвижный корпус, цилиндр и торцевые крышки, причем во внутренней расточке цилиндра установлены четыре одинаковых полуцилиндра-вытеснителя, соединенных между собой шарнирно, и расположенные диаметрально звенья-водила, одно из которых установлено с возможностью поворота относительно центральной оси расточки цилиндра, согласно изобретению в каждом полуцилиндре-вытеснителе выполнена концентрическая расточка, в которую помещается ролик, причем оси одной пары диаметрально расположенных роликов установлены на концах звена-водила, установленного на приводном валу, соосном с расточкой цилиндра, оси другой пары роликов установлены на концах звена-водила, закрепленного на неподвижной торцевой крышке, а цилиндр с другой торцевой крышкой установлен на другом валу, также соосном с расточкой цилиндра.In the second embodiment, the problem is solved in a volumetric machine containing a stationary body, a cylinder and end caps, and in the internal bore of the cylinder there are four identical half-cylinders-displacers interconnected pivotally and diametrically located carrier links, one of which is mounted with the possibility of rotation relative to according to the invention, a concentric bore is made in each half-cylinder of the displacer, in which the roller is placed, the axes of one pair being diametrically the located rollers are mounted on the ends of the carrier link mounted on a drive shaft coaxial with the cylinder bore, the axes of the other pair of rollers are mounted on the ends of the carrier link mounted on a fixed end cap, and the cylinder with the other end cap is mounted on another shaft, also coaxial with cylinder bore.

Кроме того, в объемной машине на неподвижной торцевой крышке могут быть выполнены отверстия для входа и выхода среды.In addition, in a volumetric machine, openings for the entry and exit of the medium can be made on the fixed end cover.

Кроме того, в объемной машине приводной вал и вал цилиндра могут быть связаны между собой кинематически понижающей передачей, например шестеренной, с передаточным отношением два.In addition, in a volumetric machine, the drive shaft and the cylinder shaft can be interconnected kinematically by a reduction gear, for example a gear, with a gear ratio of two.

Технический результат, достигаемый таким решением, помимо указанного технического результата первого варианта устройства состоит еще и в том, что позволяет исключить клапанный механизм, ограничивающий надежность и долговечность объемных машин.The technical result achieved by such a solution, in addition to the specified technical result of the first embodiment of the device, also consists in the fact that it allows to exclude the valve mechanism, limiting the reliability and durability of volumetric machines.

Изобретения поясняется чертежами:The invention is illustrated by drawings:

На Фиг.1 дан продольный разрез первого варианта устройства.Figure 1 shows a longitudinal section of the first variant of the device.

На Фиг.2 дан поперечный разрез первого варианта устройства.Figure 2 shows a cross section of a first embodiment of the device.

На Фиг.3 дан продольный разрез второго варианта устройства.Figure 3 shows a longitudinal section of a second variant of the device.

На Фиг.4 дан поперечный разрез второго варианта устройства.Figure 4 shows a cross section of a second variant of the device.

На Фиг.5 дан вид с торца в момент перехода роликов в соседние полуцилиндры-вытеснители (“верхняя мертвая точка”).Figure 5 shows the end view at the time of transition of the rollers in the adjacent half-cylinders-displacers ("top dead center").

Объемная машина по первому варианту предлагаемого устройства (Фиг.1, 2) состоит из корпуса 1 с цилиндрической расточкой, двух крышек 2 и 3, двух диаметрально расположенных звеньев-водил 4 и 5. Внутри расточки корпуса помещены четыре полуцилиндра-вытеснителя 6 с наружным диаметром, равным половине диаметра расточки корпуса 1. Полуцилиндры-вытеснители 6 контактируют цилиндрической поверхностью с расточкой корпуса 1 и по линиям взаимного пересечения наружных цилиндрических поверхностей соединены между собой шарнирами 7. Эти линии и есть оси шарниров 7.The volumetric machine according to the first embodiment of the proposed device (Figs. 1, 2) consists of a housing 1 with a cylindrical bore, two covers 2 and 3, two diametrically located carrier links 4 and 5. Inside the housing bore four four displacer 6 cylinders with an outer diameter are placed equal to half the diameter of the bore of the housing 1. The half-displacers 6 are in contact with the cylindrical surface with the bore of the housing 1 and are connected to each other by hinges 7. These lines are the axis of the hinge irov 7.

В каждом из полуцилиндров-вытеснителей 6 выполнена концентрическая расточка, в которую помещен ролик 8. Оси каждой пары диаметрально расположенных роликов 8 закреплены на концах одного из звеньев-водил 4 или 5. Каждое из звеньев-водил 4 и 5 установлено на валу 9 или 10, соосном с расточкой корпуса 1. Оба вала связаны между собой шестеренной передачей 11 с передаточным отношением, равным единице, с вращением валов 9 и 10 в противоположных направлениях.A concentric bore is made in each of the half-cylinders-displacers 6, in which the roller is placed 8. The axes of each pair of diametrically located rollers 8 are fixed at the ends of one of the carrier links 4 or 5. Each of the carrier links 4 and 5 is mounted on a shaft 9 or 10 coaxial with the bore of the housing 1. Both shafts are connected to each other by gear 11 with a gear ratio equal to one, with the rotation of the shafts 9 and 10 in opposite directions.

На валах 9 или 10 может быть установлен распределительный диск 12, контактирующий своими выступами со штоками клапанов 13, если клапана не самодействующие.On the shafts 9 or 10, a distribution disk 12 can be installed that contacts its protrusions with the valve stems 13 if the valves are not self-acting.

Объемная машина по второму варианту предлагаемого устройства (Фиг.3 и 4) имеет цилиндр 14, помещенный в корпус 1 с возможностью вращения вокруг оси своей расточки. Крышка 2 неподвижно связана с корпусом 1, а крышка 3 с цилиндром 14. Звено-водило 4, как и в первом варианте, расположено диаметрально внутри цилиндра 14 на соосном с ним валу 9. Звено-водило 5 неподвижно закреплено на крышке 2 (корпуса 1) и расположено также диаметрально внутри расточки цилиндра 14.The volumetric machine according to the second embodiment of the proposed device (Figs. 3 and 4) has a cylinder 14 placed in the housing 1 with the possibility of rotation around the axis of its bore. The cover 2 is fixedly connected to the housing 1, and the cover 3 is connected to the cylinder 14. The carrier 4, as in the first embodiment, is located diametrically inside the cylinder 14 on the shaft 9 coaxial with it. The carrier 5 is fixedly mounted on the cover 2 (housing 1 ) and is also located diametrically inside the bore of the cylinder 14.

Полуцилиндры-вытеснители 6 расположены внутри цилиндра 14, контактируя с его расточкой, и также соединены между собой шарнирами 7. Так же, как и в первом варианте устройства, расположены ролики 8. Оси одной пары роликов 8 закреплены на концах звена-водила 4, а оси второй пары роликов 8 закреплены на концах неподвижного звена-водила 5. Звено-водило 4 установлено на приводном валу 9, соосном с осью расточки цилиндра 14, а цилиндр 14 с крышкой 3 установлены на своем валу 10, также соосном с осью расточки цилиндра 14. Полуцилиндры-вытеснители 6 имеют со стороны крышки 2 плоские полудиски 15, а на крышке 2 расположены нагнетательные 16 и всасывающие 17 отверстия.The half-cylinders-displacers 6 are located inside the cylinder 14, in contact with its bore, and are also interconnected by hinges 7. Just like in the first version of the device, the rollers are located 8. The axes of one pair of rollers 8 are fixed at the ends of the carrier 4, and the axes of the second pair of rollers 8 are fixed at the ends of the fixed carrier link 5. The carrier link 4 is mounted on the drive shaft 9, coaxial with the axis of the bore of the cylinder 14, and the cylinder 14 with the cover 3 are mounted on its shaft 10, also coaxial with the axis of the cylinder 14 . Half-displacer 6 have a side s two flat half-disk cover 15 and the cover 2 are located 16 and discharge holes 17 for suction.

Вал 9 может быть связан с валом 10 шестеренной передачей 18, понижающей по отношению к валу 9, с передаточным отношением два.The shaft 9 can be connected with the shaft 10 by a gear gear 18 lowering with respect to the shaft 9, with a gear ratio of two.

В расточках корпуса 1 или цилиндра 14 могут быть выполнены выемки 19 (Фиг.2 и 4), куда помещаются шарниры 7 в крайних положениях. Это увеличивает угол поворота полуцилиндров-вытеснителей 6 и производительность.In the bores of the housing 1 or cylinder 14, recesses 19 can be made (FIGS. 2 and 4), where the hinges 7 are placed in the extreme positions. This increases the angle of rotation of the half-displacer 6 and productivity.

При вращении приводного вала 9 (Фиг.1, 2) вал 10 с помощью передачи 11 вращается в обратном направлении с той же частотой вращения. При этом звенья-водила 4 и 5 каждое со своей парой роликов 8 вращаются встречно вместе со своими валами. Каждый ролик 8 заставляет полуцилиндр-вытеснитель 6, с которым он в данный момент контактирует, поворачиваться вокруг их общей оси, перекатываясь без скольжения по расточке корпуса 1.When the drive shaft 9 is rotated (FIGS. 1, 2), the shaft 10 is rotated in the opposite direction with the same rotation speed using the gear 11. In this case, the carrier links 4 and 5, each with its own pair of rollers 8, rotate counter-along with its shafts. Each roller 8 causes the half-displacer 6, with which it is currently in contact, to rotate around their common axis, rolling without sliding along the bore of the housing 1.

Если пара соседних вытеснителей, связанная общим шарниром 7, поворачивается встречно, то ось шарнира 7 перемещается по диаметру расточки корпуса 1 к ее поверхности.If a pair of neighboring displacers, connected by a common hinge 7, rotates counterclockwise, then the axis of the hinge 7 moves along the diameter of the bore of the housing 1 to its surface.

В крайнем положении шарнира 7 (Фиг.5), когда он максимально приближается к расточке корпуса 1 (“верхняя мертвая точка”), ролики 8 “меняются местами”, т.е. полуцилиндрами-вытеснителями 6, заставляя их перекатываться в обратную сторону, а их общий шарнир 7 двигаться в обратную сторону по тому же диаметру.In the extreme position of the hinge 7 (Figure 5), when it is as close as possible to the bore of the housing 1 (“top dead center”), the rollers 8 “change places”, i.e. half-displacer 6, forcing them to roll in the opposite direction, and their common hinge 7 to move in the opposite direction along the same diameter.

При движении шарнира 7 в сторону поверхности расточки объем, замкнутый между соседними полуцилиндрами-вытеснителями 6 и расточкой, уменьшается (теоретически до 0), при обратном движении увеличивается (теоретически до четверти объема цилиндра).When the hinge 7 moves towards the surface of the bore, the volume closed between adjacent half-cylinders-displacers 6 and the bore decreases (theoretically to 0), and when it moves backwards, it increases (theoretically to a quarter of the volume of the cylinder).

Синхронизирующая передача 11 передает половину общего силового момента.The synchronization transmission 11 transmits half the total power moment.

При управляемых клапанах 13 (ДВС) распределительный диск 12 с необходимыми выступами (аналогичными кулачкам распредвала) может быть посажен непосредственно на валы 9 или 10, т.к. угловое положение валов синхронизировано с фазами сжатия-всасывания в рабочих полостях.With controlled valves 13 (ICE), the distribution disk 12 with the necessary protrusions (similar to the camshaft cams) can be mounted directly on the shafts 9 or 10, because the angular position of the shafts is synchronized with the phases of compression-suction in the working cavities.

Во втором варианте устройства, при вращении приводного вала 9 (Фиг.3 и 4), звено-водило 4 со своей парой роликов 8 вращается по отношению к неподвижному звену-водилу 5 с его парой роликов 8. Так же, как и в первом варианте устройства, пары роликов 8 попеременно сходятся и расходятся по отношению друг к другу, заставляя полуцилиндры-вытеснители 6 перекатываться без скольжения по внутренней расточке цилиндра 14, совершая качательные движения.In the second embodiment of the device, when the drive shaft 9 is rotated (FIGS. 3 and 4), the carrier link 4 with its pair of rollers 8 rotates with respect to the stationary carrier carrier 5 with its pair of rollers 8. The same as in the first embodiment devices, pairs of rollers 8 alternately converge and diverge with respect to each other, forcing half-displacers 6 to roll without sliding along the internal bore of cylinder 14, making oscillating movements.

В отличие от первого варианта система полуцилиндров-вытеснителей 6, связанных шарнирами 7, вращается в том же направлении, что и вал 9, но с половинной частотой. При этом полуцилиндры-вытеснители 6 увлекают за собой цилиндр 14, свободно вращающийся на своих опорах, т.к. кроме незначительного момента трения в них, другого момента, тормозящего цилиндр, нет.Unlike the first option, the system of half-displacers 6, connected by hinges 7, rotates in the same direction as the shaft 9, but with half the frequency. In this case, the half-cylinders-displacers 6 carry along the cylinder 14, freely rotating on its supports, because except for an insignificant moment of friction in them, there is no other moment braking the cylinder.

Если представить себе всю картину в относительном движении по отношению к системе полуцилиндров-вытеснителей 6 и цилиндру 14, то получится аналогия с работой первого варианта.If we imagine the whole picture in relative motion with respect to the system of half-displacers 6 and cylinder 14, we get an analogy with the work of the first option.

Каждому положению звена-водила 4 (вала 9) по отношению к неподвижному звену-водилу 5 (корпусу 1 и крышке 2) соответсвует определенное угловое положение системы полуцилиндров-вытеснителей 6 и их взаимное положение, т.е. определенная фаза сжатия-всасывания среды в рабочих полостях, что дает возможность осуществить бесклапанное, золотниковое распределение, т.е. на поверхности крышки 2 расположить пару нагнетательных 16 и всасывающих 17 отверстий, периодически открываемых и закрываемых поверхностями полудисков 15 полуцилиндров-вытеснителей 6.Each position of the carrier unit 4 (shaft 9) with respect to the stationary carrier unit 5 (housing 1 and cover 2) corresponds to a certain angular position of the system of half-displacers 6 and their relative position, i.e. a certain phase of compression-absorption of the medium in the working cavities, which makes it possible to realize valveless, spool distribution, i.e. on the surface of the cover 2 to arrange a pair of discharge 16 and suction 17 holes, periodically opened and closed by the surfaces of the half-disks 15 of the half-displacers 6.

Для гарантированного совпадения вращения цилиндра 14 с системой полуцилиндров-вытеснителей можно применить понижающую передачу 18, например шестеренную, от вала 9 к валу 10 цилиндра 14 с передаточным отношением 2.For guaranteed coincidence of the rotation of the cylinder 14 with the system of half-cylinders-displacers, you can apply a reduction gear 18, for example a gear, from the shaft 9 to the shaft 10 of the cylinder 14 with a gear ratio of 2.

В отличие от передачи 11 эта передача не силовая, а выполняет только функцию синхронизации и не является обязательным элементом конструкции.Unlike transmission 11, this transmission is not power transmission, but performs only the synchronization function and is not a mandatory structural element.

В обеих вариантах единственными элементами, совершающими периодическое (“качательное”) движение, является система полуцилиндров-вытеснителей 6, валы же и ролики 8 движутся с постоянными угловыми скоростями каждый в одном направлении и поэтому могут быть установлены на опорах качения.In both versions, the only elements that perform periodic (“swinging”) movement is a system of half-displacers 6, while the shafts and rollers 8 move at constant angular speeds each in one direction and therefore can be mounted on rolling bearings.

Ролики 8 в своем встречном движении задают системе полуцилиндров-вытеснителей 6 определенное относительное положение и поэтому в отличие от аналогов нет необходимости в синхронизирующих ползунах или зубчатых секторах.The rollers 8 in their oncoming movement set the system of half-displacers 6 a certain relative position and therefore, unlike analogues, there is no need for synchronizing sliders or gear sectors.

Основное силовое воздействие от давления среды передается непосредственно от полуцилиндров-вытеснителей 6 роликам 8, минуя шарниры 7, которые лишь синхронизируют взаимное положение полуцилиндров-вытеснителей, т.е. последние могут быть более легкими, уменьшая инерционные силы, а шарниры 7 более долговечными.The main force effect from the pressure of the medium is transmitted directly from the half displacers 6 to the rollers 8, bypassing the hinges 7, which only synchronize the relative position of the half displacers, i.e. the latter can be lighter, reducing inertial forces, and the hinges 7 are more durable.

Теоретически каждый полуцилиндр-вытеснитель может поворачиваться на 90°. Практически этот угол меньше, т.к. звенья-водила 4 и 5 и шарниры 7 ограничивают полный поворот (Фиг.5). Поэтому концевые участки внутренних расточек полуцилиндров-вытеснителей 6 могут быть выполнены по некоторым кривым, по которым ролики 8 будут перекатываться без скольжения в “верхних мертвых точках”, например, по дугам окружностей, концентричных расточке корпуса 1 или цилиндра 14. Это необходимо и для уменьшения инерционных сил, чтобы смена направления качения происходила более плавно.Theoretically, each half-displacer can rotate 90 °. In practice, this angle is smaller, because carrier links 4 and 5 and hinges 7 limit full rotation (Figure 5). Therefore, the end sections of the inner bores of the half-displacers 6 can be made along some curves along which the rollers 8 will roll without sliding at the “top dead points”, for example, along the arcs of circles concentric with the bore of the housing 1 or cylinder 14. This is also necessary to reduce inertial forces to change the direction of rolling more smoothly.

Для ограничения поворота полуцилиндров-вытеснителей в “верхней мертвой точке” могут быть выполнены ограничители, например, в виде выступов на полуцилиндрах-вытеснителях или на расточке цилиндра в зоне выемок 19.To limit the rotation of the half-cylinders-propellants in the “top dead center” can be made limiters, for example, in the form of protrusions on the half-cylinders-propellants or on the bore of the cylinder in the area of the recesses 19.

За один оборот вала 9 полуцилиндры-вытеснители 6 совершают два цикла качания и вытесняют (теоретически) 8 четвертей объема цилиндра, т.е. теоретический коэффициент использования объема цилиндра достигает двух, что не достигнуто ни в одной из объемных машин. Это без учета пятого переменного объема внутри системы полуцилиндров-вытеснителей. Этот объем изменяется с двойной частотой по сравнению с четырьмя другими. Его можно использовать для прокачки охлаждающей среды или смазки, или в качестве газового буфера для аккумулирования и возврата кинетической энергии качающихся рабочих органов.For one revolution of the shaft 9, half-displacers 6 perform two swing cycles and displace (theoretically) 8 quarters of the cylinder volume, i.e. theoretical coefficient of cylinder volume utilization reaches two, which is not achieved in any of the volumetric machines. This is without taking into account the fifth variable volume inside the half-displacer system. This volume changes at a double frequency compared to four others. It can be used for pumping a cooling medium or lubricant, or as a gas buffer for the accumulation and return of kinetic energy of swinging working bodies.

Claims (5)

1. Объемная машина, содержащая неподвижный корпус с торцевыми крышками и цилиндрической расточкой, в которой установлены четыре одинаковых полуцилиндра-вытеснителя, соединенных между собой шарнирно, и расположенные диаметрально звенья-водила, установленные с возможностью поворота относительно центральной оси расточки корпуса, а также клапаны, отличающаяся тем, что в каждом полуцилиндре-вытеснителе выполнена концентрическая расточка, в которую помещается ролик, причем оси каждой из двух пар противоположных роликов закреплены на концах звена-водила, установленного на валу, соосном с цилиндрической расточкой корпуса, а эти валы связаны между собой кинематически, например, шестеренной передачей с передаточным отношением, равным единице.1. A volumetric machine comprising a stationary body with end caps and a cylindrical bore, in which four identical half-displacer are mounted, pivotally connected to each other and diametrically located carrier links, mounted for rotation relative to the central axis of the body bore, as well as valves, characterized in that a concentric bore is made in each half-displacer in which the roller is placed, the axes of each of two pairs of opposite rollers being fixed to the end x carrier link mounted on a shaft coaxial with the cylindrical bore of the housing, and these shafts are kinematically connected, for example, by gear transmission with a gear ratio equal to one. 2. Объемная машина по п.1, отличающаяся тем, что, по крайней мере, на одном из двух валов установлен распределительный диск, находящийся в контакте с клапанами.2. Volumetric machine according to claim 1, characterized in that at least one of the two shafts has a distribution disk in contact with the valves. 3. Объемная машина, содержащая неподвижный корпус, цилиндр и торцевые крышки, причем во внутренней расточке цилиндра установлены четыре одинаковых полуцилиндра-вытеснителя, соединенных между собой шарнирно, и расположенные диаметрально звенья-водила, одно из которых установлено с возможностью поворота относительно центральной оси расточки цилиндра, отличающаяся тем, что в каждом полуцилиндре-вытеснителе выполнена концентрическая расточка, в которую помещается ролик, причем оси одной пары диаметрально расположенных роликов установлены на концах звена-водила, установленного на приводном валу, соосном с расточкой цилиндра, оси другой пары роликов установлены на концах звена-водила, закрепленного на неподвижной торцевой крышке, а цилиндр с другой торцевой крышкой установлен на другом валу, также соосном с расточкой цилиндра.3. A volumetric machine comprising a stationary body, a cylinder and end caps, wherein four identical half-cylinders-displacers are mounted pivotally connected to each other and diametrically located carrier links, one of which is mounted with the possibility of rotation relative to the central axis of the cylinder bore , characterized in that in each half-cylinder displacer a concentric bore is made in which the roller is placed, and the axes of one pair of diametrically located rollers are installed At the ends of the carrier link mounted on the drive shaft, coaxial with the cylinder bore, the axes of the other pair of rollers are mounted on the ends of the carrier link mounted on the fixed end cap, and the cylinder with the other end cap is mounted on the other shaft, also coaxial with the cylinder bore . 4. Объемная машина по п.3, отличающаяся тем, что на неподвижной торцевой крышке выполнены отверстия для входа и выхода среды.4. The volumetric machine according to claim 3, characterized in that the openings for the entry and exit of the medium are made on the fixed end cover. 5. Объемная машина по п.3, отличающаяся тем, что приводной вал и вал цилиндра связаны между собой кинематически понижающей передачей, например шестеренной, с передаточным отношением два.5. Volumetric machine according to claim 3, characterized in that the drive shaft and the cylinder shaft are interconnected kinematically by a reduction gear, for example a gear, with a gear ratio of two.
RU2003117591/06A 2003-06-05 2003-06-05 Positive displacement machine (versions) RU2255227C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003117591/06A RU2255227C2 (en) 2003-06-05 2003-06-05 Positive displacement machine (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003117591/06A RU2255227C2 (en) 2003-06-05 2003-06-05 Positive displacement machine (versions)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003117591A RU2003117591A (en) 2004-12-10
RU2255227C2 true RU2255227C2 (en) 2005-06-27

Family

ID=35836887

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003117591/06A RU2255227C2 (en) 2003-06-05 2003-06-05 Positive displacement machine (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2255227C2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6659744B1 (en) Rotary two axis expansible chamber pump with pivotal link
RU2112889C1 (en) Positive-displacement machine for displacement of fluid media equipped with pistons without connecting rods
US4191032A (en) Rotary energy-transmitting mechanism
RU2767240C2 (en) Mechanism for converting reciprocating motion into rotational or vice versa and use of the mechanism
CA2700209A1 (en) Oscillating vane machine with improved vane and valve actuation
RU2002115066A (en) A device using oscillating rotary pistons
US5606938A (en) Tri-lobed cam engine
RU2140551C1 (en) Engine with three operating lobes cam
WO1998032959A1 (en) Rotary-linear power device
US4716862A (en) Oleodynamic distribution system, with separate control of the suction and exhaust valves, with continuous timing setting with running engine, for all four-stroke cycle engines
US4877379A (en) Rotary mechanism for three-dimensional volumetric change
US6435145B1 (en) Internal combustion engine with drive shaft propelled by sliding motion
US4174195A (en) Rotary compressor and process of compressing compressible fluids
US6357397B1 (en) Axially controlled rotary energy converters for engines and pumps
EP0422082A1 (en) Radial cylinder machine.
JP2901757B2 (en) Swing type piston engine
RU2255227C2 (en) Positive displacement machine (versions)
US4137022A (en) Rotary compressor and process of compressing compressible fluids
US5024588A (en) Rotary compressor and process of compressing compressible fluids with intake and discharge through piston shaft and piston
RU2267613C1 (en) Displacement machine
US4173439A (en) Apparatus having expanding and contracting chamber
US10082028B2 (en) Rotary volumetric machine with three pistons
US4139336A (en) Expansible chamber apparatus with pairs of cylindrical rollers
EP0325584B1 (en) A fluid motor
CN111287972A (en) Vane rotary compressor