SI8910225A - Piston engine - Google Patents

Description

PODROČJE TEHNIKE

Izum spada na področje batnih pogonskih in delovnih strojev za tekočine in pline ali pare.

V mednarodni razvrstitvi patentov je predmet izuma uvrščen v podskupino F

C.

TEHNIČNI PROBLEM

Izhajajoč iz batnega stroja, obsegajočega v delovnem valju in relativno na slednjega translatorno gibajoč se bat, ki je preko ojnice povezan s kolenasto gredjo, pri čemer ima za dovod oz. odvod tekočine oz. plina ali pare predviden vrtljiv dovodni oz. odvodni ventil, je predmet izuma zasnovan na problemu, kako predmetno konstrukcijo nadalje modificirati, da se izognemo vgradnji posebnih mehanizmov za pogon ventilov in obenem zmanjšamo radialno silo bata na delovni valj.

-T'

STANJE TEHNIKE

Batni stroj, ki obsega v delovnem valju in relativno na slednjega translatorno gibajoč se bat, ki je preko ojnice povezan s kolenasto gredjo, pri čemer ima za dovod oz. odvod tekočine oz. plina ali pare predviden vrtljiv dovodni oz. odvodni ventil, je že znan. .

Pomanjkljivost tovrstnega batnega stroja je v tem, da so ventili gnani bodisi preko verižnih oz. zobniških prenosnikov ali odmičnih gredi, kar pogojuje vgradnjo dodatnih prenosnih mehanizmov, s čimer se povečuje tudi masa stroja.

Nadaljnja pomanjkljivost je tudi v tem, da translatorno gibajoč se bat pri delovnem gibu močno obremenjuje delovni valj v radialni smeri le-tega, zaradi česar prihaja do obrabe tako valja kot tesnilnih obročev, pa tudi prečna nihanja stroja so zaradi tega močnejša.

OPIS REŠITVE TEHNIČNEGA PROBLEMA S PRIMERI IZVEDBE

Opisani tehnični problem je optimalno rešen tako, da glava valja obsega pravokotno na vzdolžno os valja razporejeno skoznjo luknjo, v kateri je trdno vležiščena drsna puša, ki je s svojima na obeh konceh iz glave štrlečima odsekoma zasukljivo vležajena v ohišju, pri čemer je v puši drsno zasukljivo razporejena krmilna cev. Valj je pri tem na svojem proč od glave obrnjenem koncu zasnovan z diametralno razporejenima, vzdolžno intenzivnima drsnima nastavkoma, ki služita kot opori glavi ojnice, pri čemer je med drsnima nastavkoma in glavo ojnice vsakokrat drsno ohlapni ujem. Bat in ojnica sta v ta namen zasnovana v enem kosu.

Krmilna cev je s predelno steno predeljena v dovodni odsek in odvodni odsek ter po svojem obodu zasnovana z nizom vzdolžno intenzivnih lukenj. Notranjost valja je povezana z luknjo v glavi s parom druga k drugi pod kotom stoječih in vzporednih ter vzdolžno intenzivnih lukenj, ki sta skladni s parom na puši razporejenih lukenj.

Pri nadaljnjem izvedbenem primeru batnega stroja po izumu je v skoznji luknji glave neposredno drsno zasukljivo razporejena krmilna cev, ki je fiksirana na ohišju, pri čemer je krmilna cev na vsaki strani predelne stene vsakokrat zasnovana z vzdolžno intenzivno dovodno luknjo in odvodno luknjo, notranjost valja pa je pri tem z luknjo glave povezana z vzdolžno intenzivno skoznjo luknjo.

Pri nadaljnji izvedbi stroja po izumu je v luknji glave drsno zasučno razporejena krmilna puša, ki je po svojem obodu zasnovana z nizom enakomerno razmaknjenih, vzdolžno intenzivnih lukenj, v puši pa je z ohlapnim, drsnim ujemom razporejena krmilna cev, ki je fiksirana na ohišju. Krmilna cev je v območju svojega prvega konca zasnovana s'potisnim zobom, ki je v prijemu z nizom zob krmilne puše, pri čemer je omenjeni niz zasnovan v območju prvega konca krmilne puše. Delitev zob je pri tem enaka vsakokratni največji amplitudi valja.

Opis v nadaljnjem konkretiziram na osnovi izvedbenih primerov, prikazanih v priloženih načrtih, kjer kaže sl.l batni stroj po izumu v prerezu vzdolž kolenaste gredi, sl.2 batni stroj s sl.l v prerezu po črti II-II, sl.3 batni stroj po izumu in v modifikaciji I, v prerezu vzdolž bata in prečno na kolenasto gred, sl.4a batni stroj po izumu in v modifikaciji II, v prerezu kot na sl.3, pri sesanju, sl.4b stroj kot na sl.4a, le pri kompresiji, sl.4c stroj kot na sl.4a, le pri ekspanziji, sl.4d stroj kot na sl.4a, le pri izpuhu, sl.5a detajl krmilne cevi, krmilne puše in zaradi enostavnosti kot puša prikazane glave valja, v delnem aksonometričnem prerezu in položaju sesanja, sl.5b detajl kot na sl.5a, le v položaju kompresije, sl.5c detajl kot na sl.5a, le v položaju ekspanzije, in sl.5d detajl kot na sl.5a, le v položaju izpuha.

Batni stroj po izumu obsega delovni valj 1, ki ima na svojem prvem koncu monolitno zasnovano glavo 2, na nasprotnem koncu pa je prost, pri čemer je valj 1 na svojem prostem koncu zasnovan z diametralno razporejenima, vzdolžno intenzivnima drsnima nastavkoma 3. Glava 2 je v območju svojega osrednjega območja zasosnovana s pravokotno na vzdolžno os valja 1 razporejeno skoznjo luknjo 4, v kateri je trdno uležiščena krožno zasnovana drsna puša 5, pri čemer je slednja s svojima na obeh konceh iz glave štrlečima deloma zasukljivo uležajena v ležajih 6 ohišja 7. Notranjost valja 1 je z luknjo 4 glave 2 povezana s parom drug k drugemu pod kotom a, v danem primeru 30 °, stoječih, medsebojno vzporednih in vzdolžno intenzivnih lukenj 8. V puši 5 je drsno zasukljivo in glede na ohišje 7 nepomično razporejena krmilna cev 9, ki je v svoji prečni smeri s poševno postavljeno predelno steno 10 predeljena v dovodni odsek 11 in odvodni odsek 12, in zasnovana z nizom vzdolžno intenzivnih, z vzdolžno osjo cevi 9 vzporednih lukenj 13. Fiksirana puša 5 je prav tako zasnovana s parom lukenj 14, ki sta skladni s parom lukenj 8 valja 1.

V valju 1 je nadalje drsno pomično razporejen delovni bat 15, opremljen z batnimi obročki 16, ki je s kolenasto gredjo 17, uležiščeno v ležajih 18, povezan preko ojnice 19, ki je na gredi 17 vrtljivo uležajena z ojnično glavo 20, z batom pa je togo povezana; v danem primeru sta bat 15 in ojnica 19 zasnovana v enem, monolitnem kosu. Ojnična glava 20 je pri tem zasnovana tako, da je s svojima skrajnima nasproti si ležečima ploskvama 21 v drsnem, ohlapnem ujemu z drsnima nastavkoma 3 valja 1.

V primeru, da batni stroj po izumu deluje kot delovni stroj, je na kolenasto gred 17 na po sebi znan način priključen neprikazan pogonski stroj. Pri gibanju bata 15 iz zgornje mrtve lege (ZML)-sl.l, sl.2-se valj 1 suče okoli vzdolžne osi cevi 9 v smeri puščice A, pri čemer se puša 5 skupaj z valjem 1 suče tako, da vedno bolj odpira eno od lukenj 13 v dovodnem odseku 11, s čimer vzpostavlja povezavo z luknjo 8 v glavi 2 valja 1 in luknjo 14 puše 5, s čimer se odpre pot za dovod medija skozi dovodni odsek liv notranjost valja 1. Pri gibanju bata 15 doseže valj 1 eno od skrajnih leg (na sl.2 prikazano s črtkano črto), katera je podana z največjim kotom zasuka, ki znaša polovico kota a, v danem primeru 15 °. Pri nadaljnjem gibanju bata 15 proti spodnji mrtvi legi (SML) se valj 1 pomika vedno bolj proti ničelni legi (na sl.2 prikazano s polno črto), hkrati pa vedno bolj zapira tisto luknjo 13, ki je služila za dovod medija, dokler ni pri položaju bata v SML popolnoma zaprta.

Bat 15 se prične zatem gibati v nasprotni smeri, proti glavi 2 valja 1, valj 1 pa se vedno bolj odmika v smeri, nasprotni smeri puščice A, pri čemer se vedno bolj odpira druga od lukenj 13 v odvodnem odseku 12, s čimer se omogoči, da bat 15 potiska medij skozi luknjo 8 glave 2, luknjo 14 puše 5 in luknjo 13 odvodnega odseka 12 krmilne cevi 9 na prosto. Tudi tu je največji odmik valja 1 od njegove navpične osi v ničelni legi enak polovičnemu kotu a, v danem primeru 15 °. Po doseženem največjem odklonu valja 1 se le-ta prične približevati ničelni legi, bat 15 pa ZML (sl.2), pri čemer se luknja 13 v odvodnem odseku 12 vedno bolj zapira, dokler ni pri doseženi ZML bata 15 popolnoma zaprta, nakar se ves proces pri nadaljnjem delovanju naprave ponovi na enak način.

Batni stroj po izumu in v modifikaciji I, prikazan na sl.3, se od poprej opisanega izvedbenega primera razlikuje v tem, da je notranjost valja 1 s skoznjo luknjo 4 glave 2 povezana le z eno, na vzdolžni osi valja 1 ležečo in vzdolžno intenzivno luknjo 22, krmilna cev 9 pa je s prehodnim, drsnim ujemom nameščena neposredno v luknji 4 glave 2. Kot pri poprej opisanem izvedbenem primeru je tudi tu krmilna cev 9 s predelno steno 10 razdeljena v dovodni odsek 11 in odvodni odsek 12, pri čemer je na vsaki strani stene 10, gledano v vzdolžni smeri cevi 9, vsakokrat zasnovana vzdolžno intenzivna dovodna luknja 23 in odvodna luknja 24, ki sta skladni z luknjo 22. Krmilna cev 9 je v skoznji luknji 4 glave 2 nameščena tako, da s svojo steno 10 tesno zapira luknjo 22, kadar se valj 1 nahaja v ničelni legi (prikazano s polno črto na sl. 3).

Delovanje batnega stroja v modifikaciji I je nadalje opisano za primer, da batni stroj deluje kot kompresor.

Na kolenasto gred 17 je priključen neprikazan pogonski stroj. Pri gibanju bata 15 iz ZML (na sl.3 prikazano s črtkano črto) se valj 1 suče okoli vzdolžne osi mirujoče cevi 9, v danem primeru na levo stran svoje vzdolžne osi, pri čemer se pričneta luknja 22 v glavi 2 in luknja 23 v cevi 9 prekrivati, s čimer je omogočeno sesanje medija. Luknji 22, 23 se popolnoma prekrijeta v skrajnem, v danem primeru levem, položaju, nakar se pri nadaljnjem gibanju bata 15 prične valj 1 premikati okoli mirujoče cevi 9 v nasprotno smer, luknji 22,23 se vedno manj prekrivata, dokler nista v SML bata popolnoma zamaknjeni druga proti drugi, pri čemer je luknja 22 glave 2 zaprta s steno 10. Nadaljnje vrtenje kolenaste gredi 17 povzroči gibanje bata 15 iz SML, pri čemer se valj 1 suče okoli cevi 9, v danem primeru na desno stran, hkrati pa se prične prekrivanje luknje 22 glave 2 in odvodne luknje 24 v cevi 9, s čimer se omogoči iztiskovanje medija iz valja 1. Po skrajnem odklonu valja 1 na desno, ko se

-Gluknji 22, 24 maksimalno prekrivata, se pri nadaljnjem gibanju bata 15 proti ZML prekrivanje zmanjšuje, dokler ni v ZML luknja 22 popolnoma zaprta s steno 10. Proces se zatem ponovi s ponovnim sesanjem.

Batni stroj po izumu in modifikaciji II obsega tako kot prejšnja izvedba valj 1 z glavo 2, ki je zasnovana s skoznjo luknjo 4. V slednji je drsno zasučno razporejena krmilna puša 25, ki je po svojem obodu zasnovana z nizom za delitev t, ki v danem primeru znaša 60 °, enakomerno razmaknjenih, vzdolžno intenzivnih lukenj 26. V puši 25 je z ohlapnim, drsnim ujemom razporejena koz pri prejšnjem izvedbenem primeru opisana krmilna cev 9, ki je nepremično fiksirana na neprikazanem ohišju. Krmilna cev 9 ima v območju svojega prvega konca in na svojem zunanjem obodu potisni zob 27 (sl.5), ki na principu raglje prijemlje v niz zob 28, ki je zasnovan v območju prvega konca in na notanjem obodu krmilne puše 25, pri čemer je delitev zob 28 enaka dvakratni največji amplitudi valja 1, kar v danem primeru znaša 30 °.

Batni stroj po izumu in v modifikaciji II deluje kot štiritaktni motor z notranjim zgorevanjem na naslednji način.

Če privzamemo, da je začetni položaj bata 15 v ZML, potem se pri gibanju le-tega proti SML prične sesanje. Pri tem se prične valj 1 sukati okoli telesne osi krmilne cevi 9, pri čemer zasuče istočasno še krmilno pušo 25, ki z nizom zob 28 preskoči potisni zob 27 cevi 9, pri čemer se prekrijeta ena od lukenj 26 puše 25 in luknja 22 glave 2. S tem se odpre pot za dovod zgorevalnega medija (sl.4a, 5a), i.s. po dovodnem odseku 11 in skozi luknjo 23 cevi 9, preko lukenj 26 in 22 v notranjost valja 1, v smeri puščice B. Ko valj 1 doseže svoj največji odklon, se pri nadaljnjem gibanju bata 15 proti SML prične valj lzasučno pomikati nazaj v svoj izhodiščni položaj, pri čemer jemlje s seboj tudi pušo 25, ki vedno bolj zapira luknjo 22, dokler slednja ni popolnoma zaprta, ko bat 15 doseže SML. Bat 15 se prične sedaj gibati proti ZML (kompresija; sl.4b, 5b), pri čemer suče valj 1 okoli omenjenega vrtišča, puša 25 pa ostane pri tem nepremična. Po dosegu ZML se bat 15 prične gibati zopet proti SML (ekspanzija; sl.4c, 5c), pri čemer suče valj 1 v isto smer kot pri sesanju. Valj 1 jemlje s seboj pri gibanju tudi pušo 25, i.s. za en zob 28 v nizu, kar znaša v danem primeru 30 °, pri čemer pa je luknja 22 še vedno zaprta s pušo 25. Pri zadnjem taktu batnega stroja (izpuh; sl.4d, 5d) se bat 15 giblje proti ZML, valj 1 se pri tem

-7suče, v danem primeru v desno stran, pri čemer se luknji 22 in 26 vedno bolj prekrivata, s čimer je omogočen izpuh v smeri puščice C, skozi luknje 22, 26 in 24 v odvodni odsek 12 krmilne cevi 9. Stroj je tako pripravljen za naslednji cikel, t.j. sesanje.

Za:

Mitja Čebulj

FATEMTNA PISARN* LJUBLJANA

20535

Claims (7)

1. PATENTNI ZAHTEVKI

   1. Batni stroj, obsegajoč v delovnem valju in relativno na slednjega translatorno gibajoč se bat, kije preko ojnice povezan s kolenasto gredjo, pri čemer ima za dovod oz. odvod tekočine oz. plina ali pare predviden vrtljiv dovodni oz. odvodni ventil, označen s tem, da glava (2) valja (1) obsega pravokotno na vzdolžno os valja (1) razporejeno skoznjo luknjo (4), v kateri je trdno vležiščena drsna puša (5), ki je s svojima na obeh konceh iz glave (2) štrlečima odsekoma zasukljivo vležajena v ohišju (7), pri čemer je v puši (5) drsno zasukljivo razporejena krmilna cev (9).
2. 2. Batni stroj po zahtevku 1, označen s tem, da je valj (1) na svojem proč od glave (2) obrnjenem koncu zasnovan z diametralno razporejenima, vzdolžno intenzivnima drsnima nastavkoma (3).
3. 3. Batni stroj po zahtevku 1 in 2, označen s tem, daje krmilna cev (9) s predelno steno (10) predeljena v dovodni odsek (11) in odvodni odsek (12) ter po svojem obodu zasnovana z nizom vzdolžno intenzivnih lukenj (13).
4. 4. Batni stroj po enem od zahtevkov 1 do 3, označen s tem, daje notranjost valja (1) povezana z luknjo (4) v glavi (2) s parom druga k drugi pod kotom (a) stoječih in vzporednih ter vzdolžno intenzivnih lukenj (8), ki sta skladni s parom na puši (5) razporejenih lukenj (14).
5. 5. Batni stroj po zahtevku 1 in v modifikaciji I, označen s tem, da je v skoznji luknji (4) glave (2) neposredno drsno zasukljivo razporejena krmilna cev (9), ki je fiksirana na ohišju (7), pri čemer je cev (9) na vsaki strani predelne stene (10) vsakokrat zasnovana z vzdolžno intenzivno dovodno luknjo (23) in odvodno luknjo (24), notranjost valja (1) pa je pri tem z luknjo (4) glave (2) povezana z vzdolžno intenzivno skoznjo luknjo (22).

   -36. Batni stroj po zahtevku 1 in v modifikaciji II, označen s tem, da je v luknji (4) glave (2) drsno zasučno razporejena krmilna puša (25), ki je po svojem obodu zasnovana z nizom enakomerno razmaknjenih, vzdolžno intenzivnih lukenj (26), v puši (25) pa je z ohlapnim, drsnim ujemom razporejena krmilna cev (9), kije fiksirana na ohišju (7).
6. 7. Batni stroj po zahtevku 6, označen s tem, da krmilna cev (9) v območju svojega prvega konca obsega potisni zob (27), ki je v prijemu z nizom zob (28) krmilne puše (25), pri čemer je omenjeni niz zasnovan v območju prvega konca puše (25).
7. 8. Batni stroj po zahtevkih 6 in 7, označen s tem, da je delitev zob (28) enaka vsakokratni največji amplitudi (a) valja (1).