RU2625606C1

RU2625606C1 - Piston machine

Info

Publication number: RU2625606C1
Application number: RU2016139921A
Authority: RU
Inventors: Александр Григорьевич Соколов
Priority date: 2016-10-10
Filing date: 2016-10-10
Publication date: 2017-07-17

Abstract

FIELD: machine engineering.

SUBSTANCE: machine contains a housing in which a hollow drive shaft and at least two pistons are placed on the central axis with the ability to rotate and reciprocate the movement about the axis and the housing. The inner cylindrical cavity of the machine is divided into working cylinders by pistons and partitions. On the outer surface of the pistons are made closed longitudinal screw grooves, in which the leashes are placed. The parts of the leashes protruding from the screw grooves are fixed relative to the body. The pistons are connected to the drive shaft by a splined connection ensuring free movement of the pistons along the axis of the shaft and transfer of torque between them. The splined connection of the second piston with the drive shaft is made with an angular displacement relative to the splined connection of the first piston in the direction of rotation of the drive shaft. In the body and central axis, channels filled with a working body are made. In the body are placed cylinders, which together with the cavity of the drive shaft form the inner cylindrical cavity of the machine. One of the cylinders is fixed in the body, and the second cylinder is fixed relative to the first cylinder through the central axis. The longitudinal channels are formed on the inner surface of the axial hole of the pistons. The arrangement of the longitudinal channels, their length, width and depth are coordinated with the shape, position, the number of screw grooves made on the cylindrical surface of the piston and the volumetric characteristics of the machine. The drive shaft is kinematically connected to the output shaft.

EFFECT: manufacturability and simplicity of design, increased productivity and efficiency.

6 dwg

Description

Устройство относится к области машиностроения, а именно к поршневым моторам, насосам, компрессорам, и может быть использовано в различных отраслях техники для придания вращательного движения исполнительным механизмам, перекачки жидкостей или нагнетания газов.The device relates to the field of mechanical engineering, namely to piston motors, pumps, compressors, and can be used in various fields of technology for imparting rotational movement to actuators, pumping liquids or pumping gases.

Известна поршневая машина, патент RU №2267012 С1, содержащая полый приводной вал, являющийся одновременно корпусом. В цилиндрической полости приводного вала-корпуса размещены поршни, на наружной поверхности которых выполнена замкнутая винтовая канавка, в которой размещены поводки, кинематически связывающие поршни с приводным валом-корпусом. Приводные поводки поршней зафиксированы в корпусе со смещением относительно друг друга. Поршни надеты на неподвижную центральную ось, при этом проворот поршней относительно оси ограничен шлицевым соединением. Цилиндрическая полость вала-корпуса разделена перегородкой и поршнями, которых как минимум два на четыре цилиндра. В оси и корпусе выполнены отверстия и полости, образующие золотниковое устройство, обеспечивающее подачу рабочего тела в цилиндры и вытеснение его из цилиндров по заданному циклу.Known piston machine, patent RU No. 2267012 C1, containing a hollow drive shaft, which is simultaneously a housing. Pistons are placed in the cylindrical cavity of the drive shaft-housing, on the outer surface of which a closed helical groove is made, in which leashes are placed kinematically connecting the pistons to the drive shaft-housing. The drive leads of the pistons are fixed in the housing with an offset relative to each other. Pistons are mounted on a fixed central axis, while the rotation of the pistons relative to the axis is limited by a spline connection. The cylindrical cavity of the shaft-housing is divided by a partition and pistons, which are at least two into four cylinders. Holes and cavities are made in the axis and body, forming a spool device, which provides the supply of the working fluid to the cylinders and its displacement from the cylinders according to a given cycle.

Поршневая машина-аналог работает следующим образом. При подаче рабочего тела под давлением в цилиндры поршни начинают перемещаться вдоль оси. При поступательном перемещении поршней происходит воздействие боковой поверхности винтовых канавок, нарезанных на наружной поверхности поршней, на поводки, что вызывает, вследствие невозможности проворота поршней (за счет наличия шлицевого соединения их с неподвижной осью), вращательное движение корпуса. Так как поводки поршней зафиксированы в валу-корпусе со смещением, один из поршней достигает крайнего правого положения раньше, останавливается, а за счет того, что второй поршень продолжает поступательное движение, вращательное движение вала-корпуса продолжается, поводок первого поршня переходит в реверсивную ветвь его винтовой канавки, и он начинает движение в обратную сторону. Одновременно через золотниковое устройство рабочее тело под давлением начинает поступать в цилиндр, в котором поршень совершает реверсивное движение, и он включается в рабочий цикл вращения вала-корпуса. При достижении вторым поршнем крайнего положения происходит его остановка, а за счет продолжения рабочего цикла первым поршнем уже поводки второго поршня переходят на реверсивную ветвь канавки, и второй поршень начинает движение в обратную сторону. Одновременно через золотниковое устройство начинается подача под давлением рабочего тела в цилиндр за вторым поршнем, и он включается в рабочий цикл вращения вала-корпуса. Таким образом, возвратно-поступательное движение поршней, вызываемое давлением на них рабочего тела, преобразуется во вращательное движение вала-корпуса, которое может быть использовано для привода исполнительного механизма.An analog piston machine operates as follows. When the working fluid is supplied under pressure to the cylinders, the pistons begin to move along the axis. During the translational movement of the pistons, the lateral surface of the helical grooves cut on the outer surface of the pistons acts on the leads, which causes, due to the impossibility of turning the pistons (due to their spline connection with the fixed axis), the rotational movement of the housing. Since the piston leads are displaced in the shaft housing, one of the pistons reaches its extreme right position earlier, stops, and due to the fact that the second piston continues to move forward, the rotary shaft shaft continues to move, the lead of the first piston goes into its reverse branch helical grooves and it begins to move in the opposite direction. At the same time, through the spool device, the working fluid begins to flow under pressure into the cylinder, in which the piston reverses, and it is included in the duty cycle of rotation of the shaft-housing. When the second piston reaches its extreme position, it stops, and due to the continuation of the working cycle by the first piston, the leashes of the second piston are already transferred to the reverse branch of the groove, and the second piston begins to move in the opposite direction. At the same time, through the spool device, the pressure starts to flow into the cylinder after the second piston, and it is included in the rotation cycle of the shaft-housing. Thus, the reciprocating movement of the pistons, caused by the pressure on them of the working fluid, is converted into rotational movement of the shaft-housing, which can be used to drive the actuator.

Аналог может работать в режимах мотора, насоса, компрессора, так как в его основе лежит обратимый механизм преобразования движений возвратно-поступательного во вращательное и наоборот.The analogue can work in the modes of motor, pump, compressor, since it is based on a reversible mechanism for converting reciprocating to rotational movements and vice versa.

Недостатком аналога является то, что в шлицевом соединении поршней с неподвижной осью возникают большие усилия, вызывающие в элементах этого соединения высокие контактные напряжения, а это ограничивает величину допускаемых прикладываемых или развиваемых в рабочих цилиндрах давлений, что уменьшает диапазон возможного применения данной поршневой машины, а также ее надежность и долговечность.A disadvantage of the analogue is that in the spline connection of the pistons with a fixed axis, great forces arise that cause high contact stresses in the elements of this connection, and this limits the allowable pressure applied or developed in the working cylinders, which reduces the range of possible use of this piston machine, as well as its reliability and durability.

Наиболее близкой к заявляемой машине является поршневая машина патент RU №2336419 С1, содержащая корпус, разделенный на две части, которые жестко связаны между собой центральной осью, в корпусе размещен полый приводной вал, цилиндрические полости частей корпуса и приводного вала выполнены таким образом, что образуют единую цилиндрическую полость, в которой размещены как минимум два поршня, надетых на центральную ось таким образом, что они могут совершать относительно оси вращательное и возвратно-поступательное движения, цилиндрическая полость поршнями и перегородкой разделена на рабочие цилиндры, на наружной поверхности поршней выполнены замкнутые продольные винтовые канавки, в которых размещены поводки, части поводов, выступающие за пределы винтовых канавок, зафиксированны в частях корпуса, поршни соединены с приводным валом шлицевым соединением, обеспечивающим свободное перемещение поршней вдоль оси вала и передачу крутящего момента между ними, шлицевое соединение второго поршня с приводным валом выполнено с угловым смещением относительно шлицевого соединения первого поршня по направлению вращения приводного вала, в корпусе, приводном валу, перегородке и центральной оси выполнены отверстия и полости, обеспечивающее подачу рабочего тела в цилиндры и вытеснение его из цилиндров по заданному циклу.Closest to the claimed machine is a reciprocating machine patent RU No. 2336419 C1, comprising a housing divided into two parts that are rigidly connected to each other by a central axis, a hollow drive shaft is placed in the housing, the cylindrical cavities of the housing parts and the drive shaft are designed to form a single cylindrical cavity in which at least two pistons are placed, worn on the central axis in such a way that they can rotate and reciprocate with respect to the axis, the cylindrical polo The pistons and the baffle are divided into working cylinders, closed longitudinal helical grooves are made on the outer surface of the pistons, in which the leashes are located, parts of the halves protruding beyond the helical grooves are fixed in the housing parts, the pistons are connected to the drive shaft by a spline connection, which allows the pistons to move freely along the axis of the shaft and the transmission of torque between them, a spline connection of the second piston with the drive shaft is made with an angular offset relative to the spline connection of the first holes of the piston in the direction of rotation of the drive shaft, holes and cavities are made in the housing, the drive shaft, the baffle and the central axis, ensuring the supply of the working fluid to the cylinders and its displacement from the cylinders in a given cycle.

Недостатком прототипа является то, что у прототипа отсутствует принятый в данных машинах приводной вал, а это усложняет его использование взамен применяемых поршневых машин. Кроме этого, золотниковая система прототипа конструктивно и технологически сложна, имеет протяженные каналы малого сечения, что значительно увеличивает динамические потери в ней, тем самым снижается производительность и КПД поршневой машиныThe disadvantage of the prototype is that the prototype does not have a drive shaft adopted in these machines, and this complicates its use instead of the used piston machines. In addition, the spool system of the prototype is structurally and technologically complex, has extended channels of small cross section, which significantly increases the dynamic losses in it, thereby reducing the productivity and efficiency of the piston machine

Технической задачей заявляемого устройства является создание поршневой машины, имеющей широкий диапазон применения, обладающей возможностью при работе в режиме мотора создавать на выходном валу большие крутящие моменты, а при работе в режиме насоса - большое давление, производительность, высокий КПД при сохранении ею компактности, малой материалоемкости и других достоинств прототипа.The technical task of the claimed device is to create a piston machine with a wide range of applications, with the ability to create large torques on the output shaft when operating in the motor mode, and when operating in the pump mode, it creates high pressure, productivity, high efficiency while maintaining compactness, low material consumption and other advantages of the prototype.

Технический результат - повышение КПД и производительности поршневой машины, уменьшение трудоемкости при ее изготовлении, а также обеспечение возможности установки заявляемой поршневой машины на новых механизмах и взамен устаревших поршневых машин на действующих механизмах.The technical result is an increase in the efficiency and productivity of the piston machine, reducing the complexity in its manufacture, as well as providing the ability to install the inventive piston machine on new mechanisms and instead of outdated piston machines on existing mechanisms.

Технический результат достигается тем, что заявляемая поршневая машина содержит корпус, в котором размещен полый приводной вал, и как минимум два поршня, надетых на центральную ось с возможностью совершать относительно оси и корпуса вращательное и возвратно-поступательное движения, внутренняя цилиндрическая полость машины поршнями и перегородками разделена на рабочие цилиндры, на наружной поверхности поршней выполнены замкнутые продольные винтовые канавки, в которых размещены поводки, выступающие за пределы винтовых канавок части поводков, зафиксированы, поршни соединены с приводным валом шлицевым соединением, обеспечивающим свободное перемещение поршней вдоль оси вала и передачу крутящего момента между ними, шлицевое соединение второго поршня с приводным валом выполнено с угловым смещением относительно шлицевого соединения первого поршня по направлению вращения приводного вала, в корпусе и центральной оси выполнены каналы, заполненные рабочим телом. Кроме того, в корпусе размещены цилиндры, которые совместно с полостью приводного вала образуют внутреннюю цилиндрическую полость машины, при этом первый цилиндр зафиксирован в корпусе, а второй цилиндр зафиксирован относительно первого цилиндра через центральную ось, на внутренней поверхности осевого отверстия поршней выполнены продольные каналы, обеспечивающие при провороте поршней до их совмещения с соответствующими каналами, выполненными в центральной оси, подачу рабочего тела в цилиндры и вытеснение его из цилиндров по заданному циклу, при этом расположение продольных каналов, их длина, ширина и глубина увязаны с формой, положением количеством винтовых канавок, изготовленных на цилиндрической поверхности поршня, и объемными характеристиками поршневой машины, кроме этого приводной вал поршневой машины кинематически, через промежуточный вал, связан с выходным валом, закрепленным на центральной оси с возможностью вращения относительно корпуса.The technical result is achieved by the fact that the inventive piston machine comprises a housing in which a hollow drive shaft is located, and at least two pistons mounted on a central axis with the ability to rotate and reciprocate relative to the axis and housing, the internal cylindrical cavity of the machine with pistons and baffles divided into working cylinders, on the outer surface of the pistons closed longitudinal helical grooves are made, in which leashes protruding beyond the helical grooves of part n vodka, fixed, the pistons are connected to the drive shaft by a spline connection, providing free movement of the pistons along the axis of the shaft and the transmission of torque between them, the spline connection of the second piston to the drive shaft is made with an angular offset relative to the spline connection of the first piston in the direction of rotation of the drive shaft, in the housing and the central axis is made channels filled with a working fluid. In addition, cylinders are placed in the housing, which together with the cavity of the drive shaft form the inner cylindrical cavity of the machine, the first cylinder being fixed in the housing and the second cylinder being fixed relative to the first cylinder through the central axis, longitudinal channels are made on the inner surface of the axial bore of the pistons, providing when turning the pistons until they are combined with the corresponding channels made in the central axis, the supply of the working fluid to the cylinders and its displacement from the cylinders for a given in a cycle, with the arrangement of the longitudinal channels, their length, width and depth linked to the shape, position, number of helical grooves made on the cylindrical surface of the piston, and the volumetric characteristics of the piston machine, in addition, the drive shaft of the piston machine is kinematically connected via an intermediate shaft to output shaft mounted on a central axis with the possibility of rotation relative to the housing.

Благодаря новой совокупности существенных признаков в заявляемой поршневой машине поршни выполняют не только свои непосредственные функции нагнетания рабочего тела или преобразования давления рабочего тела в механическое движение, но и золотника, обеспечивающего подачу рабочего тела в цилиндры или вытеснение его из них по заданному циклу. Такое конструктивное решение обеспечивает значительное упрощение золотниковой системы, уменьшение ее протяженности, а также динамических потерь, связанных с изменением направления движения рабочего тела, что обеспечивает при снижении конструктивной и технологической сложности повышение производительности и КПД заявляемой поршневой машины. Кроме этого, благодаря введению в кинематическую схему поршневой машины выходного вала, закрепленного на ее центральной оси, связанного через промежуточный вал с приводным валом, значительно упрощается компоновка заявляемой поршневой машины с другими механизмами, в частности с двигателями, исполнительными органами, что, в конечном итоге, позволяет устанавливать заявляемую поршневую машину как в новых механизмах, так и взамен устаревших аналогичных машин, без существенной переделки стыковочных систем.Thanks to the new set of essential features in the inventive piston engine, the pistons perform not only their direct functions of pumping the working fluid or converting the pressure of the working fluid into mechanical motion, but also the spool, which provides the supply of the working fluid to the cylinders or displacing it from them according to a given cycle. This constructive solution provides a significant simplification of the spool system, reducing its length, as well as dynamic losses associated with a change in the direction of movement of the working fluid, which, while reducing structural and technological complexity, increase productivity and efficiency of the inventive piston machine. In addition, due to the introduction into the kinematic diagram of the piston machine of the output shaft, mounted on its central axis, connected through an intermediate shaft to the drive shaft, the arrangement of the inventive piston machine with other mechanisms, in particular with engines, actuators, is greatly simplified, which ultimately , allows you to install the inventive piston machine both in new mechanisms and instead of obsolete similar machines, without a significant alteration of the docking systems.

На фиг. 1 схематично представлен вариант выполнения заявляемой поршневой машины, на фиг. 2…6 - сечения, в которых показаны места расположения поводков и толкателей.In FIG. 1 schematically shows an embodiment of the inventive piston machine, FIG. 2 ... 6 are sections in which the locations of leashes and pushers are shown.

Заявляемая поршневая машина состоит из корпуса 1, в котором расположен с возможностью вращения приводной вал 2, и размещены цилиндры 3, 4. Цилиндр 3 зафиксирован в корпусе 1, при этом с ним через центральную ось 5 жестко связан цилиндр 4. В цилиндрах 3 и 4, соответственно, помещены первый поршень 6 и второй поршень 7, надетые на центральную ось 5, с возможностью вращательного и возвратно-поступательного движений. Фиксация цилиндров 3 и 4 на центральной оси 5 осуществляется с помощью крепежа 8, 9 и торцевой крышки 10 корпуса 1. На поверхности поршней 6 и 7 выполнены продольные замкнутые винтовые канавки 11, 12 и продольные пазы 13, 14. Приводной вал 2 представляет собой полый цилиндр. Во внутренней полости приводного вала 2 выполнены продольные пазы 15, 16, и она разделена на две части выступом (перегородкой) 17, выполненным на оси 5, в котором размещено уплотнительное устройство 18. При этом пазы 15 и 16 изготовлены с угловым смещением относительно друг друга. В цилиндрах 3 и 4 закреплены поводки 19, 20, которые частично погружены в замкнутые винтовые канавки 11, 12 поршней 6, 7. Поршни 6, 7 через толкатели 21, 22, находящиеся в продольных пазах 13, 15 и 14, 16, кинематически связаны с приводным валом 2. Внутренние полости цилиндров 3, 4 и приводного вала 2 образуют единый цилиндр, который поршнями 6, 7 и выступом (перегородкой) 17 с уплотнением 18 разделяется на четыре рабочих цилиндра I, II, III, IV.The inventive piston machine consists of a housing 1, in which the drive shaft 2 is rotatably disposed, and cylinders 3, 4 are placed. The cylinder 3 is fixed in the housing 1, while cylinder 4 is rigidly connected to it through the central axis 5. In cylinders 3 and 4 accordingly, the first piston 6 and the second piston 7 are placed on the central axis 5, with the possibility of rotational and reciprocating movements. The cylinders 3 and 4 are fixed on the central axis 5 with the help of fasteners 8, 9 and the end cover 10 of the housing 1. On the surface of the pistons 6 and 7, longitudinal closed helical grooves 11, 12 and longitudinal grooves 13, 14 are made. The drive shaft 2 is hollow cylinder. In the inner cavity of the drive shaft 2, longitudinal grooves 15, 16 are made, and it is divided into two parts by a protrusion (partition) 17 made on an axis 5 in which the sealing device 18 is located. In this case, the grooves 15 and 16 are made with angular displacement relative to each other . In cylinders 3 and 4, leads 19, 20 are fixed, which are partially immersed in closed screw grooves 11, 12 of pistons 6, 7. Pistons 6, 7 through pushers 21, 22 located in longitudinal grooves 13, 15 and 14, 16 are kinematically connected with a drive shaft 2. The internal cavities of the cylinders 3, 4 and the drive shaft 2 form a single cylinder, which is divided into four working cylinders I, II, III, IV by the pistons 6, 7 and the protrusion (partition) 17 with the seal 18.

В корпусе 1, торцевой крышке 10 корпуса 1, в центральной оси 5 выполнены продольный подающий канал 23 и радиально-продольные сливные каналы 24. Кроме этого, в центральной оси 5 выполнены радиальные каналы 26, 28, 31, 35, связанные с подающим каналом 23, а также радиальные каналы 25, 29, 32, 34, связанные со сливными каналами 24. На внутренней поверхности осевого отверстия поршня 6 выполнены продольные каналы 27, 30, а поршня 7 - каналы 33 и 36, обеспечивающие при привороте поршней до их совмещения с соответствующими радиальными каналами 26, 28, 31, 35 и 25, 29, 32, 34, выполненными в центральной оси 5, подачу рабочего тела в цилиндры и вытеснение его из цилиндров по заданному циклу, при этом расположение продольных каналов, их длина, ширина и глубина увязаны с положением винтовых канавок, изготовленных на цилиндрических поверхностях поршней 6, 7, и объемными характеристиками поршневой машины. В совокупности эти каналы образуют золотники, которые управляют подачей рабочего тела в рабочие цилиндры I, II, III, IV и вытеснением его из них по заданному циклу.In the housing 1, the end cover 10 of the housing 1, a longitudinal feed channel 23 and radial-longitudinal drain channels 24 are made in the central axis 5. In addition, radial channels 26, 28, 31, 35 connected to the feed channel 23 are made in the central axis 5 as well as radial channels 25, 29, 32, 34, associated with the drain channels 24. On the inner surface of the axial bore of the piston 6, longitudinal channels 27, 30 are made, and the piston 7 has channels 33 and 36, which ensure that when the pistons are rotated before they are combined with the corresponding radial channels 26, 28, 31, 35 and 25, 29, 32, 34, made in the central axis 5, the supply of the working fluid to the cylinders and its displacement from the cylinders according to a given cycle, while the location of the longitudinal channels, their length, width and depth are related to the position of the screw grooves made on the cylindrical surfaces of the pistons 6, 7, and the volumetric characteristics of the piston cars. Together, these channels form spools that control the supply of the working fluid to the working cylinders I, II, III, IV and its displacement from them according to a given cycle.

Передача крутящего момента с приводного вала 2 или на него осуществляется через полый промежуточный вал 37, кинематически связанный с выходным валом 38, зафиксированным на оси 5 с возможностью вращения относительно корпуса 1.The transmission of torque from or to the drive shaft 2 is carried out through a hollow intermediate shaft 37, kinematically connected with the output shaft 38, fixed on the axis 5 with the possibility of rotation relative to the housing 1.

В режиме мотора заявляемая поршневая машина работает следующим образом. При подаче рабочего тела под давлением, например, гидравлического масла, через каналы золотникового устройства 23, 28, 30 (фиг. 1, 4) оно поступает в рабочий цилиндр II и через каналы 23, 31, 33 (фиг. 1, 5) в рабочий цилиндр III и давит на поршни 6 и 7, что вызывает их поступательное движение вдоль оси цилиндров 3, 4 и слив масла из рабочих цилиндров I по каналам 27, 25, 24 (фиг. 1, 2) и IV - по каналам 36, 34, 24 (фиг. 1, 6). При поступательном перемещении поршней 6, 7 происходит воздействие боковой поверхности продольных винтовых канавок 11, 12, нарезанных на наружной поверхности поршней 6, 7, на поводки 19, 20, что вызывает проворот поршней 6, 7 относительно оси цилиндров 3, 4. За счет того, что поршни 6, 7 через толкатели 21, 22 связаны с приводным валом 2, приводной вал 2 начинает вращательное движение. Вследствие наличия смещения в положении поршней 6, 7 относительно друг друга за счет углового смещения продольных пазов 15 и 16, выполненных в приводном валу 2, поршень 7 достигает крайнего правого положения раньше поршня 6, останавливается, а за счет того, что поршень 6 продолжает поступательное движение и вызывает вращательное движение приводного вала 2, поводки 20 перемещаются в реверсивную ветвь продольной винтовой канавки 12 поршня 7, и он начинает движение в обратную сторону. Одновременно через каналы 23, 35, 36 масло под давлением начинает поступать в рабочий цилиндр IV, и поршень 6 включается в рабочий цикл вращения приводного вала 2. При достижении поршнем 6 крайнего левого положения также происходит его остановка, и за счет продолжения рабочего цикла в рабочем цилиндре IV уже поводки 19 переходят на реверсивную ветвь продольной винтовой канавки 11 поршня 6, и поршень 6 начинает движение в обратную сторону. Одновременно масло через каналы 23, 26, 27 под давлением подается в рабочий цилиндр I (рабочий цикл) и вытесняется из рабочего цилиндра II по каналам 30, 29, 24. При достижении поршнем 7 крайнего левого положения за счет продолжающегося рабочего цикла в рабочем цилиндре I, а следовательно, продолжающегося вращательного движения приводного вала 2 происходит переход поводков 20 на ветвь продольной винтовой канавки 12, имеющей начальное направление, поршень 7 изменяет направление движения, в рабочий цилиндр III по каналам 23, 31, 33 под давлением подается масло, и начинается рабочий цикл и слив масла из рабочего цилиндра IV по каналам 36, 34, 24. При достижении поршнем 6 крайнего правого положения за счет перехода поводков 19 на ветвь продольной винтовой канавки 11, имеющей начальное направление, поршень 3 изменяет направление движения, и цикл повторяется. Таким образом, возвратно-поступательное движение поршней, вызываемое давлением на них рабочего тела, преобразуется во вращательное движение приводного вала 2 и через промежуточный вал 37 передается на выходной вал 38, который непосредственно передает вращательное движение какому-либо исполнительному механизму, выполняющему полезную работу.In motor mode, the inventive piston machine operates as follows. When the working fluid is supplied under pressure, for example, of hydraulic oil, through the channels of the spool device 23, 28, 30 (Fig. 1, 4), it enters the working cylinder II and through the channels 23, 31, 33 (Fig. 1, 5) into the working cylinder III and presses on the pistons 6 and 7, which causes their progressive movement along the axis of the cylinders 3, 4 and oil drain from the working cylinders I through channels 27, 25, 24 (Fig. 1, 2) and IV - through channels 36, 34, 24 (Fig. 1, 6). With the translational movement of the pistons 6, 7, the lateral surface of the longitudinal helical grooves 11, 12, cut on the outer surface of the pistons 6, 7, acts on the leads 19, 20, which causes the pistons 6, 7 to rotate about the axis of the cylinders 3, 4. Due to this so that the pistons 6, 7 through the pushers 21, 22 are connected with the drive shaft 2, the drive shaft 2 begins to rotate. Due to the displacement in the position of the pistons 6, 7 relative to each other due to the angular displacement of the longitudinal grooves 15 and 16 made in the drive shaft 2, the piston 7 reaches the extreme right position before the piston 6, stops, and due to the fact that the piston 6 continues translational the movement and causes the rotational movement of the drive shaft 2, the leads 20 are moved to the reverse branch of the longitudinal helical grooves 12 of the piston 7, and it begins to move in the opposite direction. At the same time, through channels 23, 35, 36, oil under pressure begins to flow into the working cylinder IV, and the piston 6 is included in the working cycle of rotation of the drive shaft 2. When the piston 6 reaches its leftmost position, it also stops, and due to the continuation of the working cycle in the working the cylinder IV already leads 19 go to the reverse branch of the longitudinal helical grooves 11 of the piston 6, and the piston 6 begins to move in the opposite direction. At the same time, oil through channels 23, 26, 27 is pressurized into the working cylinder I (duty cycle) and is forced out of the working cylinder II through channels 30, 29, 24. When the piston 7 reaches its extreme left position due to the continuing duty cycle in the working cylinder I and, consequently, the continued rotational movement of the drive shaft 2 leads the leads 20 to the branch of the longitudinal helical groove 12 having an initial direction, the piston 7 changes the direction of movement, oil is supplied to the working cylinder III through channels 23, 31, 33 under pressure , and the working cycle begins and the oil is drained from the working cylinder IV through channels 36, 34, 24. When the piston 6 reaches the extreme right position due to the transition of the leads 19 to the branch of the longitudinal helical groove 11 having an initial direction, the piston 3 changes the direction of movement, and the cycle repeats. Thus, the reciprocating motion of the pistons, caused by the pressure of the working fluid on them, is converted into the rotational movement of the drive shaft 2 and transmitted through the intermediate shaft 37 to the output shaft 38, which directly transmits the rotational movement to any actuator that performs useful work.

В случае приложения вращательного движения к выходному валу 38 вращательное движение через промежуточный вал 37 передается приводному валу 2, вследствие этого поршни 6, 7 начинают совершать принудительные вращательное и возвратно-поступательное движения, что обеспечивает перекачку рабочего тела и его нагнетание, т.е. поршневая машина переходит в режим гидронасоса или компрессора. При этом устройство работает как четырехцилиндровая машина с поршнями двухстороннего действия, что обеспечивает отсутствие холостых ходов - максимальный КПД, минимальную пульсацию рабочего тела и возможность создания высоких давлений рабочего тела.In the case of applying rotational motion to the output shaft 38, rotational motion through the intermediate shaft 37 is transmitted to the drive shaft 2, as a result of which the pistons 6, 7 begin to make forced rotational and reciprocating movements, which ensures pumping of the working fluid and its pumping, i.e. the piston machine enters the hydraulic pump or compressor mode. At the same time, the device operates as a four-cylinder machine with double-acting pistons, which ensures the absence of idling - maximum efficiency, minimum pulsation of the working fluid and the possibility of creating high pressures of the working fluid.

Таким образом, за счет введения новой совокупности существенных признаков можно решить поставленную техническую задачу, вытекающую из современного уровня техники.Thus, by introducing a new set of essential features, it is possible to solve the technical problem posed by the current state of the art.

Claims

A piston machine comprising a housing in which a hollow drive shaft and at least two pistons are mounted on the central axis with the ability to rotate and reciprocate relative to the axis and housing, the internal cylindrical cavity of the machine is divided into working cylinders by pistons and baffles, on the outer surface of the pistons, closed longitudinal helical grooves are made, in which leashes are located that extend beyond the helical grooves of the part of the leashes, are fixed relative to the housing, connected to the drive shaft by a spline connection, providing free movement of the pistons along the axis of the shaft and transmission of torque between them, the spline connection of the second piston to the drive shaft is made with an angular offset relative to the spline connection of the first piston in the direction of rotation of the drive shaft, channels are made in the housing and central axis filled with a working fluid, characterized in that cylinders are placed in the housing, which together with the cavity of the drive shaft form an internal cylindrical cavity machines, while the first cylinder is fixed in the housing, and the second cylinder is fixed relative to the first cylinder through the central axis, longitudinal channels are made on the inner surface of the axial bore of the pistons, which, when the pistons are rotated before they are combined with the corresponding channels made in the central axis, supply the working fluid into cylinders and displacing it from the cylinders according to a given cycle, while the location of the longitudinal channels, their length, width and depth are related to the shape, position, number of screw channels Avoc made on the cylindrical surface of the piston, and the volumetric characteristics of the piston machine, in addition, the drive shaft of the piston machine kinematically, through an intermediate shaft, is connected to the output shaft mounted on the Central axis with the possibility of rotation relative to the housing.