Исполнительный механизм компрессора объемного действия

Полезная модель относится к области машин объемного действия и может быть использована при создании исполнительных механизмов компрессоров объемного действия, работающих за счет изменения объема рабочей полости. Техническим результатом является устранение боковых усилий, действующих на поршень, снижение сил трения, возникающих в цилиндропоршневой группе, снижение материалоемкости машины. Технический результат достигается исполнительным механизмом компрессора объемного действия, содержащим поршни, установленные с возможностью перемещения в своих цилиндрах с образованием рабочих камер, поршни жестко связаны между собой рейкой, совершающей возвратно-поступательное движение, и соединены с механизмом привода в виде кривошипно-корамыслового механизма, содержащего кривошип, шатун и коромысло, а на цилиндрах расположены органы газораспределения в виде клапанов, зубчатый сектор, закреплен на коромысле, рейка выполнена зубчатой и соединена с сектором посредством зубчатой передачи. Зубчатая передача выполнена в виде передачи Новикова. Зубчатый сектор выполнен съемным.

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

Известен исполнительный механизм машины объемного действия [патент 2334877], содержащий, по крайней мере, один поршень и два кривошипа, которые установлены в пазу механизма привода, соединенного с поршнем, причем каждый кривошип соединен со своим двигателем, имеющим приводной вал, с которым соединен кривошип. Оба двигателя имеют общий единый корпус, вал одного двигателя имеет сквозное отверстие, через которое проходит вал второго двигателя.

К недостаткам аналога относятся:

- увеличенные массогабаритные показатели, обусловленные наличием в конструкции второго двигателя и второго кривошипа;

- постоянная длина рабочего хода поршней, определяемая двойной длиной кривошипа;

- недостаточное снижение боковых усилий, действующих на поршень и приводящих к его износу, обусловленное невозможностью абсолютной синхронизации двигателей, что приводит к перекосу кулисы.

Известен исполнительный механизм поршневого компрессора объемного действия, содержащий кривошипно-ползунный механизм привода, цилиндр, закрепленный в корпусе, в котором, с возможностью перемещения размещен цилиндрический поршень, образующий со стенками цилиндра одну или несколько рабочих камер. Поршень соединен с механизмом привода. На цилиндре расположены органы газораспределения в виде самодействующих клапанов, которые взаимодействуют с газом, находящимся в цилиндре рабочих камер [Поршневые компрессоры: Учеб. пособие для студентов, обучающихся по специальности «Холодильные и компрессорные машины и установки»/ Б.С.Фотин, И.Б.Пирумов, И.К.Прилуцкий, П.И.Пластилин; Под общ. ред. Б.С.Фотина. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1987. - с 4-7].

Недостатками этого исполнительного механизма машины объемного действия являются:

- увеличенные массогабаритные показатели, обусловленные наличием кривошипно-ползунного механизма;

- постоянная длина рабочего хода поршней, определяемая двойной длиной кривошипа;

- боковые усилия, действующие на поршень и приводящие к его износу, обусловленные конструктивными особенностями кривошипно-ползунного механизма.

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

По наибольшему количеству сходных признаков этот исполнительный механизм машины объемного действия является прототипом. К недостаткам прототипа относятся:

- увеличенные массогабаритные показатели, обусловленные наличием в конструкции дополнительного коромыслово-ползунного механизма;

- наличие боковых усилий, действующих на поршни и приводящих к их износу, обусловленных конструктивными особенностями коромыслово-шатунного механизма.

Задачей полезной модели является создание исполнительного механизма компрессора объемного действия с улучшенными характеристиками.

Техническим результатом является устранение боковых усилий, действующих на поршень, снижение сил трения, возникающих в цилиндропоршневой группе, снижение материалоемкости машины.

Технический результат достигается исполнительным механизмом компрессора объемного действия, содержащим поршни, установленные с возможностью перемещения в своих цилиндрах с образованием рабочих камер, поршни жестко связаны между собой рейкой, совершающей возвратно-поступательное движение, и соединены с механизмом привода в виде кривошипно-корамыслового механизма, содержащего кривошип, шатун и коромысло, а на цилиндрах расположены органы газораспределения в виде клапанов, зубчатый сектор, закреплен на коромысле, рейка выполнена зубчатой и соединена с сектором посредством зубчатой передачи. Зубчатая передача выполнена в виде передачи Новикова. Зубчатый сектор выполнен съемным.

Предлагаемый исполнительный механизм компрессора объемного действия компактен за счет замены дополнительного коромыслово-ползунного механизма на коромысло с закрепленным зубчатым сектором, соединенным с зубчатой рейкой. Применение зубчатой цилиндрической передачи при соединении зубчатого сектора с зубчатой рейкой позволит устранить боковые усилия, действующие на поршень и приводящие к его износу. Снижение сил трения происходит за счет замены дополнительного коромыслово-ползунного механизма на коромысло с закрепленным зубчатым сектором, соединенным с зубчатой рейкой. Изменения длины рабочего хода поршня достигается за счет возможности изготовления зубчатого сектора с различными радиусами.

На фиг.1 показан общий вид исполнительного механизма компрессора объемного действия, содержащий: шарнирный четырехзвенник, состоящий из кривошипа 1, шатуна 2, коромысла 3 на котором закреплен зубчатый сектор 4, соединенный посредством зубчатой цилиндрической передачи (передачи Новикова) с зубчатой рейкой 5 на концах которой закреплены поршни 6 и 7, совершающие возвратно-поступательное движение в цилиндрах 8 и 9, в которых установлены нагнетательные клапана 10,11 и всасывающие клапана 12,13.

Изменение размера съемного зубчатого сегмента позволяет изменять рабочий ход предлагаемого исполнительного механизма компрессора объемного действия.

Предлагаемый исполнительный механизм компрессора объемного действия работает следующим образом.

При вращении кривошипа 1 звенья 2 и 3 шарнирного четырехзвенника приходят в движение. При этом коромысло 3 с закрепленным на нем зубчатым сектором 4 совершает возвратно-вращательное движение, которое передается на зубчатую рейку 5, заставляя ее совершать возвратно-поступательное движение. Зубчатая рейка 5 совершая возвратно-поступательное движение, приводит в движение поршни 6 и 7, движущиеся в цилиндрах 8 и 9. Движение поршней 6 и 7 соответственно в цилиндрах 8 и 9 изменяет объем газа в рабочей камере, что приводит к открытию (закрытию) нагнетательных клапанов 10 и 11 и всасывающих клапанов 12 и 13, соответственно.

1. Исполнительный механизм компрессора объемного действия, содержащий поршни, установленные с возможностью перемещения в своих цилиндрах с образованием рабочих камер, поршни жестко связаны между собой рейкой, совершающей возвратно-поступательное движение, и соединены с механизмом привода в виде кривошипно-коромыслового механизма, содержащего кривошип, шатун и коромысло, а на цилиндрах расположены органы газораспределения в виде клапанов, отличающийся тем, что дополнительно содержит зубчатый сектор, закрепленный на коромысле, а рейка выполнена зубчатой и соединена с сектором посредством зубчатой передачи.

2. Исполнительный механизм компрессора объемного действия по п.1, отличающийся тем, что зубчатая передача выполнена в виде передачи Новикова.

3. Исполнительный механизм компрессора объемного действия по п.1, отличающийся тем, что зубчатый сектор выполнен съемным.