RU2548527C1 - Method to prevent concussion of piston groups against cylinder ends in double-cylinder free-piston power unit with external combustion chamber with help of gas distribution valves - Google Patents
Method to prevent concussion of piston groups against cylinder ends in double-cylinder free-piston power unit with external combustion chamber with help of gas distribution valves Download PDFInfo
- Publication number
- RU2548527C1 RU2548527C1 RU2014106062/06A RU2014106062A RU2548527C1 RU 2548527 C1 RU2548527 C1 RU 2548527C1 RU 2014106062/06 A RU2014106062/06 A RU 2014106062/06A RU 2014106062 A RU2014106062 A RU 2014106062A RU 2548527 C1 RU2548527 C1 RU 2548527C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piston
- gas distribution
- extreme point
- cavity
- distribution valves
- Prior art date
Links
Landscapes
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
Изобретение относится к области энергомашиностроения.The invention relates to the field of power engineering.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND
Ближайший прототип заявленного изобретения «Способ синхронизации движения поршней спаренного двухцилиндрового свободнопоршневого энергомодуля», Патент 2441993. Энергомодуль действует следующим образом. Продукты сгорания из камеры сгорания 1 (см. чертеж) по трубопроводу 2 через газораспределительный клапан 3 поступают в правую (по чертежу) торцевую полость поршня 4 левой расширительной машины 5, а по трубопроводу 6 и через газораспределительный клапан 7 - в левую торцевую полость поршня 8 правой расширительной машины 9. Под действием расширяющихся продуктов сгорания поршни 4, 8 и соединенные с ними якоря линейного электрогенератора 10, 11 начинают расходиться. Якоря могут представлять собой постоянные магниты либо электромагниты, намагничиваемые катушкой подмагничивания 12. Магнитный поток генератора замыкается по контуру: якорь 11, статорный магнит 13, якорь 10 и снова якорь 11. При расхождении якорей 10, 11 их магнитные потоки пересекаются, в результате чего в статорном магните 13 изменяется магнитный поток и, как следствие, в статорной катушке 14 генерируется импульс электроэнергии. При достижении поршнями и якорями точек крайнего расхождения система управления переводит газораспределительные клапаны 3, 7, 15, 16 в противоположные положения. Теперь продукты сгорания из камеры сгорания 1 по трубопроводу 2 и через газораспределительный клапан 15 поступают в левую торцевую полость поршня 17, а по трубопроводу 6 и через газораспределительный клапан 16 - в правую торцевую полость поршня 18. Поршни и соединенные с ними якоря генератора начинают сходиться, и в статорной катушке 14 генерируется импульс противоположного знака. При расхождении поршней отработавшие продукты сгорания выбрасываются в атмосферу через выпускные клапаны 15 и 16, а при схождении - через выпускные клапаны 3 и 7. Одновременно через обратные клапаны 19, 20, 21, 22 из соответствующих полостей поршней по трубопроводам 23, 24 в камеру сгорания 1 подается воздух, а через обратные клапаны 25, 26, 27, 28 засасывается воздух из атмосферы.The closest prototype of the claimed invention "Method for synchronizing the movement of the pistons of a twin twin-cylinder free-piston power module", Patent 2441993. The power module operates as follows. The combustion products from the combustion chamber 1 (see the drawing) through the pipe 2 through the gas distribution valve 3 enter the right (according to the drawing) end cavity of the piston 4 of the left expansion machine 5, and through the pipe 6 and through the gas distribution valve 7 to the left end cavity of the piston 8 the right expansion machine 9. Under the influence of expanding combustion products, the pistons 4, 8 and the anchors of the linear generator 10, 11 connected to them begin to diverge. The anchors can be either permanent magnets or electromagnets magnetized by a magnetizing coil 12. The magnetic flux of the generator closes along the contour: anchor 11, stator magnet 13, anchor 10 and again anchor 11. When the anchors 10, 11 diverge, their magnetic fluxes intersect, resulting in the stator magnet 13 changes the magnetic flux and, as a result, an impulse of electricity is generated in the stator coil 14. When the pistons and anchors reach the points of extreme divergence, the control system translates the gas distribution valves 3, 7, 15, 16 to opposite positions. Now, the combustion products from the combustion chamber 1 through the pipeline 2 and through the gas distribution valve 15 enter the left end cavity of the piston 17, and through the pipe 6 and through the gas distribution valve 16 to the right end cavity of the piston 18. The pistons and the generator armature connected to them begin to converge, and in the stator coil 14, a pulse of the opposite sign is generated. When the pistons diverge, the exhaust combustion products are released into the atmosphere through the exhaust valves 15 and 16, and when converging through the exhaust valves 3 and 7. Simultaneously through the check valves 19, 20, 21, 22 from the corresponding piston cavities through the pipelines 23, 24 into the combustion chamber 1, air is supplied, and air from the atmosphere is sucked in through check valves 25, 26, 27, 28.
ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯOBJECT OF THE INVENTION
Как следует из описания принципа действия энергомодуля, велика вероятность жестких ударов поршневых групп о торцы цилиндров энергомодуля. Для предотвращения ударов поршневых групп о торцы цилиндров в любой свободнопоршневой машине необходим механизм, предотвращающий такие удары. Действие известных подобных механизмов основано на механических связях. Цель заявленного изобретения - достигнуть того же эффекта в свободнопоршневых машинах, без применения каких-либо механических связей.As follows from the description of the principle of action of the energy module, the probability of hard blows of piston groups against the ends of the cylinders of the energy module is high. To prevent blows of piston groups on the ends of cylinders in any free piston machine, a mechanism is needed to prevent such blows. The action of known similar mechanisms is based on mechanical bonds. The purpose of the claimed invention is to achieve the same effect in free piston machines, without the use of any mechanical connections.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
Способ предотвращения газораспределительными клапанами ударов поршневых групп о торцы цилиндров двухцилиндрового свободнопоршневого с внешней камерой сгорания энергомодуля состоит в следующем.A method for preventing gas distribution valves from striking piston groups against cylinder ends of a two-cylinder free-piston with an external combustion chamber of an energy module is as follows.
При движении поршневых групп в составе поршней 4, 17 в левом цилиндре и поршней 8, 18 в правом цилиндре из одной крайней точки движения в другую крайнюю точку система управления на основании отслеживаемых мгновенных скоростей поршневых групп определяет момент времени перевода газораспределительных клапанов 3, 15, 7, 16 в противоположные положения с таким расчетом, чтобы при прибытии поршневых групп к крайним точкам движения их скорости оказались равны нулю. Затем при приближении поршневых групп к крайним точкам движения система управления в соответствии с определенным моментом времени переводит газораспределительные клапаны 3, 15 и 7, 16 в противоположные положения. В результате поступление продуктов сгорания из внешней камеры сгорания 1 в полость поршня 4 и выброс отработавших продуктов сгорания из полости поршня 17 в левом цилиндре и в полость поршня 8 и выброс продуктов сгорания прекращается, давление оставшихся в полости поршня 17 и в полсти поршня 18 оставшихся продуктов сгорания увеличивается, а скорость движения уменьшается до их остановки, в результате чего исключается удар поршневых групп о торцы цилиндров. Затем система управления газораспределительными клапанами организует в цилиндрах энергомодуля газообмен, обеспечивающий движение поршневых групп в противоположные крайние точки движения.When piston groups consisting of pistons 4, 17 in the left cylinder and pistons 8, 18 in the right cylinder move from one extreme point of movement to another extreme point, the control system determines the timing of the transfer of gas distribution valves 3, 15, 7 based on the monitored instantaneous speeds of the piston groups , 16 to opposite positions so that when the piston groups arrive at the extreme points of motion, their velocities are equal to zero. Then, when the piston groups approach the extreme points of movement, the control system in accordance with a certain point in time translates the gas distribution valves 3, 15 and 7, 16 into opposite positions. As a result, the entry of combustion products from the external combustion chamber 1 into the piston cavity 4 and the emission of exhaust combustion products from the piston cavity 17 in the left cylinder and into the piston cavity 8 and the emission of combustion products ceases, the pressure of the remaining products remaining in the piston cavity 17 and in the piston cavity 18 combustion increases, and the speed decreases until they stop, which eliminates the impact of piston groups on the ends of the cylinders. Then, the gas distribution valve control system organizes gas exchange in the cylinders of the energy module, providing movement of the piston groups to opposite extreme points of movement.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
Способ предотвращения газораспределительными клапанами ударов поршневых групп о торцы цилиндров двухцилиндрового свободнопоршневого с внешней камерой сгорания энергомодуля, включающего систему управления, цилиндры с газораспределительными клапанами и поршневыми группами в составе каждой двух соединенных штоком поршней и внешнюю камеру сгорания, отличающийся тем, что при движении поршневых групп из одной крайней точки движения в другую крайнюю точку движения система управления в каждом цилиндре на основании отслеживаемой мгновенной скорости поршневой группы переводит газораспределительные клапаны в противоположные положения, при этом при прибытии поршневой группы в крайнюю точку движения скорость поршневой группы равна нулю, и при приближении поршневой группы к крайней точке движения система управления переводит газораспределительные клапаны в противоположные положения, и поступление продуктов сгорания из внешней камеры сгорания в полость одного поршня и выброс отработавших продуктов сгорания из полости другого поршня прекращается, давление оставшихся в полости другого поршня продуктов сгорания увеличивается, что приводит в результате сжатия оставшихся в другой полости поршня продуктов сгорания к торможению и остановке поршневой группы в конечной точке движения, в результате чего исключается удар поршневой группы о торец цилиндра, после чего система управления газораспределительными клапанами организует в цилиндрах энергомодуля газообмен, обеспечивающий движение поршневой группы в противоположную крайнюю точку движения.A method for preventing gas distribution valves from blowing piston groups against cylinder ends of a two-cylinder free piston with an external combustion chamber of an energy module including a control system, cylinders with gas distribution valves and piston groups consisting of each two pistons connected by a rod and an external combustion chamber, characterized in that when the piston groups move out one extreme point of movement to another extreme point of movement the control system in each cylinder based on the monitored instant At the same time, the piston group moves the gas distribution valves to opposite positions, while when the piston group arrives at the extreme point of movement, the piston group speed is zero, and when the piston group approaches the extreme point of movement, the control system moves the gas distribution valves to opposite positions, and the combustion products arrive from external combustion chamber into the cavity of one piston and the exhaust of exhaust products from the cavity of another piston stops, the pressure remaining in the cavity of the other piston of the combustion products increases, which results in the compression of the remaining combustion products in the other cavity of the piston to slow down and stop the piston group at the end point of movement, as a result of which the piston group does not hit the cylinder end, after which the gas distribution valve control system organizes in the cylinders energy module gas exchange, providing movement of the piston group to the opposite extreme point of movement.
ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯTECHNICAL APPLICABILITY OF THE INVENTION
Затраты на НИОКР и производство заявленного изобретения не могут значительно отличаться от таковых при проектировании и отработке классических компрессоров.The costs of R&D and production of the claimed invention cannot differ significantly from those in the design and development of classical compressors.
ГРАФИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛGRAPHIC MATERIAL
На чертеже дана принципиальная схема поршневого спаренного двухцилиндрового свободнопоршневого энергомодуля: 1 - камера сгорания; 2, 6, 23, 24 - трубопровод; 3, 7, 15, 16 - газораспределительный клапан; 4, 8, 17, 18 - поршень расширительной машины; 5, 9 - расширительная машина; 10, 11 - якорь; 12 - катушка подмагничивания якоря; 13 - статорный магнит; 14 - статорная катушка; 19, 20, 21, 22, 25, 26, 27, 28 - обратный клапан.The drawing shows a schematic diagram of a reciprocating twin twin-cylinder free-piston power module: 1 - combustion chamber; 2, 6, 23, 24 - pipeline; 3, 7, 15, 16 - gas distribution valve; 4, 8, 17, 18 - the piston of the expansion machine; 5, 9 - expansion machine; 10, 11 - anchor; 12 - magnetization coil of the armature; 13 - stator magnet; 14 - stator coil; 19, 20, 21, 22, 25, 26, 27, 28 - check valve.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014106062/06A RU2548527C1 (en) | 2014-02-18 | 2014-02-18 | Method to prevent concussion of piston groups against cylinder ends in double-cylinder free-piston power unit with external combustion chamber with help of gas distribution valves |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014106062/06A RU2548527C1 (en) | 2014-02-18 | 2014-02-18 | Method to prevent concussion of piston groups against cylinder ends in double-cylinder free-piston power unit with external combustion chamber with help of gas distribution valves |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2548527C1 true RU2548527C1 (en) | 2015-04-20 |
Family
ID=53289388
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014106062/06A RU2548527C1 (en) | 2014-02-18 | 2014-02-18 | Method to prevent concussion of piston groups against cylinder ends in double-cylinder free-piston power unit with external combustion chamber with help of gas distribution valves |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2548527C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2653613C1 (en) * | 2017-08-07 | 2018-05-11 | Анатолий Александрович Рыбаков | Method of piston impacts prevention against the single-cylinder, free-piston external combustion heat engine cylinder walls |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1277636B (en) * | 1963-07-25 | 1968-09-12 | Soc Es Energie Sa | System with several free-flight piston propellant gas generators working in phase or with a certain phase shift |
US3610216A (en) * | 1969-11-14 | 1971-10-05 | Anton Braun | Balanced-free piston engine |
SU383845A1 (en) * | 1971-11-22 | 1973-05-23 | DEVICE FOR THE DEVELOPMENT OF PISTONS IN FREE MISTED MACHINES | |
RU2328607C1 (en) * | 2006-11-24 | 2008-07-10 | Анатолий Александрович Рыбаков | Method of load synchronisation of free-piston internal combustion engine pistons motion |
RU2345232C1 (en) * | 2007-09-24 | 2009-01-27 | Анатолий Александрович Рыбаков | Gas-distributing method for synchronisation of power module plungers motion |
RU2441993C2 (en) * | 2010-05-05 | 2012-02-10 | Анатолий Александрович Рыбаков | Pistons line syncronization technique in a coupled double-cylinder free-piston engine |
-
2014
- 2014-02-18 RU RU2014106062/06A patent/RU2548527C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1277636B (en) * | 1963-07-25 | 1968-09-12 | Soc Es Energie Sa | System with several free-flight piston propellant gas generators working in phase or with a certain phase shift |
US3610216A (en) * | 1969-11-14 | 1971-10-05 | Anton Braun | Balanced-free piston engine |
SU383845A1 (en) * | 1971-11-22 | 1973-05-23 | DEVICE FOR THE DEVELOPMENT OF PISTONS IN FREE MISTED MACHINES | |
RU2328607C1 (en) * | 2006-11-24 | 2008-07-10 | Анатолий Александрович Рыбаков | Method of load synchronisation of free-piston internal combustion engine pistons motion |
RU2345232C1 (en) * | 2007-09-24 | 2009-01-27 | Анатолий Александрович Рыбаков | Gas-distributing method for synchronisation of power module plungers motion |
RU2441993C2 (en) * | 2010-05-05 | 2012-02-10 | Анатолий Александрович Рыбаков | Pistons line syncronization technique in a coupled double-cylinder free-piston engine |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2653613C1 (en) * | 2017-08-07 | 2018-05-11 | Анатолий Александрович Рыбаков | Method of piston impacts prevention against the single-cylinder, free-piston external combustion heat engine cylinder walls |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9917497B2 (en) | Linear power generator | |
US8967098B2 (en) | Single-cylinder, dual head internal combustion engine having magnetically coupled power delivery | |
FI2643573T3 (en) | High-efficiency linear combustion engine | |
RU2548527C1 (en) | Method to prevent concussion of piston groups against cylinder ends in double-cylinder free-piston power unit with external combustion chamber with help of gas distribution valves | |
RU2476699C1 (en) | Blowing method of combustion chamber of free-piston two-cylinder power module with common external combustion chamber and linear electric generator | |
CN103216419B (en) | Linear compressor | |
CN104533990A (en) | Reluctance type electromagnetic coil reducer and speed reducing method thereof | |
US20130302181A1 (en) | Zero emissions pneumatic-electric engine | |
RU2479733C1 (en) | Method for increasing efficiency of expansion process of combustion products by air bypass between compressor cavities of expansion machines in free-piston two-cylinder power module with total external combustion chamber and linear electric generator | |
RU2548702C1 (en) | Method to prevent concussion of piston groups against cylinder ends in free-piston compressor with linear electric motor with help of gas distribution valves | |
RU2422654C1 (en) | Synchroniser of movement of armatures-pistons in opposite phase of free piston pump-generator | |
RU2537324C1 (en) | Method of compressed air generation by free-piston power module with common external combustion chamber | |
RU2468224C1 (en) | Free-piston double-cylinder energy module of double purpose with common external combustion chamber and linear power generator | |
RU2625075C1 (en) | Temperature control method of piston groups and cylinders with outside combustion chamber of free-piston power module with pump drive of compressed air cooling system | |
RU2641997C1 (en) | Method of pneumatic drive of two-valved gas distributor of a free piston power module with a generic external combustion chamber | |
RU2543911C1 (en) | Method to prevent concussion of piston groups against cylinder ends in free-piston compressor with linear electric motor with help of electric energy counter pulses | |
RU2650216C1 (en) | Method of increasing the degree of fuel dispersing with a one-stroke fuel injector drive of a free-piston power module with a common external combustion chamber | |
RU2680280C1 (en) | Method of managing the pressure of the air in the pneumatic battery of the free-piston energy module with the external combustion cam | |
RU2653613C1 (en) | Method of piston impacts prevention against the single-cylinder, free-piston external combustion heat engine cylinder walls | |
RU2680289C1 (en) | Method of controlling the level of charging the pneumatic accumulator of the free-piston energy module with an external combustion chamber | |
RU2618689C1 (en) | Way of the air gap magnetic flux drag reduction among linear electric power generator anchors of the free-piston energy module with the external combustion shaft | |
RU2537322C1 (en) | Method of movement synchronisation of piston groups of free piston pump-compressor with common linear motor | |
RU2615297C1 (en) | Cooling method of piston groups of plunger-free module with external combustion chamber | |
RU2659006C1 (en) | Fuel supply to the free-piston power module external combustion chamber by the single-cycle fuel injector drive control method | |
RU2572148C2 (en) | Method of prevention by gas distributing valves of piston groups impact against end faces of cylinders of compressor and power module in compressor with drive of compressor pistons by free-piston power module |