Машина милль с качающимся рабочим элементом

Машина с качающимся рабочим элементом повышает надежность и увеличивает машиноресурс, при этом Машина с качающимся рабочим элементом содержит цилиндрический корпус с торцевыми крышками и с впускными и выпускными каналами, внутри которого установлен вал с возможностью вращения, на котором с образованием рабочей камеры или рабочих камер закреплен рабочий элемент, маховик, шестерню, шатун, кулису, жестко закрепленную на валу и взаимосвязанную с шатуном, который взаимодействует с шестерней, находящейся в зацеплении с маховиком, одну или несколько перегородок с впускными и выпускными каналами, жестко закрепленных на внутренней поверхности цилиндрического корпуса по всей длине и расположенных параллельно оси вращения, клапаны, установленные во впускные и выпускные каналы, рабочий элемент жестко закреплен по всей длине вала, снабжен герметизирующими элементами и представляет собой рабочую пластину или рабочие пластины с продольным сечением в виде прямоугольника, кроме того, перегородки расположены равномерно на внутренней поверхности цилиндрического корпуса по его всей длине, и дополнительно содержит газораспределительный механизм, взаимодействующий с клапанами, свечи зажигания, установленные с возможностью обеспечения возгорания топливной смеси, внешний источник запуска, взаимодействующий с маховиком и внешний источник вращения, взаимодействующий с маховиком. 1 н.п.ф., 4 з.п.ф., 2 ил.

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в двигателях внутреннего сгорания, насосах, компрессорах.

Известна «Роторная машина», содержащая цилиндрический корпус со свечой зажигания и с всасывающими и выхлопными отверстиями, внутри которого установлен вал на котором с образованием рабочих камер закреплены рабочие элементы, цилиндрический корпус снабжен торцевыми крышками (а.с. 1752991, F01С 1/063, оп. 07.08.1992 г.).

Недостатком вышеуказанной установки является не долговечность конструкции, большие габариты и низкий КПД.

Наиболее близким техническим решением является «Ротационно-пластинчатый двигатель внутреннего сгорания», содержащий цилиндрический корпус с торцевыми крышками и с впускными и выпускными окнами, внутри которого на подшипниках установлен вал на котором с образованием рабочих камер закреплены рабочие элементы (Патент РФ 2338904, F02В 53/08, 55/16, оп. 20.11.2008 г., прототип).

Недостатком вышеуказанного двигателя внутреннего сгорания является сложность конструкции и низкий КПД.

Предлагаемое нами техническое решение повышает надежность эксплуатации, увеличивает мощность, рабочий машиноресурс.

Поставленная цель достигается тем, что Машина с качающимся рабочим элементом содержит цилиндрический корпус с торцевыми крышками и с впускными и выпускными каналами, внутри которого установлен вал с возможностью вращения, на котором с образованием рабочей камеры или рабочих камер закреплен рабочий элемент, маховик, шестерню, шатун, кулису, жестко закрепленную на валу и взаимосвязанную с шатуном, который взаимодействует с шестерней, находящейся в зацеплении с маховиком, одну или несколько перегородок с впускными и выпускными каналами, жестко закрепленных на внутренней поверхности цилиндрического корпуса по всей длине и расположенных параллельно оси вращения, клапаны, установленные во впускные и выпускные каналы, рабочий элемент жестко закреплен по всей длине вала, снабжен герметизирующими элементами и представляет собой рабочую пластину или рабочие пластины с продольным сечением в виде прямоугольника, кроме того, перегородки расположены равномерно на внутренней поверхности цилиндрического корпуса по его всей длине, а Машина с качающимся рабочим элементом дополнительно содержит газораспределительный механизм, взаимодействующий с клапанами, свечи зажигания, установленные с возможностью обеспечения возгорания топливной смеси, внешний источник запуска, взаимодействующий с маховиком и внешний источник вращения, взаимодействующий с маховиком.

На фигуре 1 изображена Машина с качающимся рабочим элементом в разрезе, на фиг.2 изображен разрез А-А.

Машина с качающимся рабочим элементом содержит маховик 1, шестерню 2, шатун 3, кулису 4, цилиндрический корпус 5 с впускными и выпускными каналами и с торцевыми крышками 6, внутри которого установлен вал 7 с возможностью вращения.

На валу 7 с образованием рабочих камер жестко закреплен рабочий элемент, а также жестко закреплена кулиса 4, которая взаимосвязана с шатуном 3, закрепленным на шестерне 2 с возможностью вращения, т.е. взаимодействует с шестерней 2, при этом шестерня 2 находится в зацеплении с маховиком 1.

Рабочий элемент жестко закреплен по всей длине вала 7 и представляет собой рабочую пластину или рабочие пластины 8, которые снабжены герметизирующими элементами (на фиг. не показано). Рабочая пластина 8 в продольном сечении представляет собой прямоугольник.

Вал 7 установлен с возможностью вращения в торцевых крышках 6, например, в подшипниках 9.

На внутренней поверхности цилиндрического корпуса 5 по всей длине жестко закреплены и расположены параллельно оси вращения одна или несколько перегородок 10 с впускными и выпускными каналами. Впускные и выпускные каналы перегородки или перегородок 10 расположены соосно впускным и выпускным каналам цилиндрического корпуса 5, то есть они взаимосвязаны, и в них установлены клапаны (на фиг. не показано).

Перегородки 10 расположены равномерно на внутренней поверхности цилиндрического корпуса 5 по всей его длине.

Количество перегородок 10 определяется в зависимости от крутящего момента машины, а количество рабочих пластин 8 определяется количеством перегородок 10. То есть, сколько перегородок 10 столько и рабочих пластин 8.

Внутренний объем цилиндрического корпуса 5 посредством вала 7 с рабочим элементом и перегородкой или перегородками 10 разделяется на две рабочие камеры, в каждой из которых в процессе движения рабочего элемента от перегородок к перегородкам 10 или перегородки к перегородке 10 образуются две рабочие полости.

Например, внутренний объем цилиндрического корпуса 5 посредством вала 7 с одной рабочей пластиной 8 и одной перегородкой 10 разделяется на две рабочие камеры, в процессе перемещения одной рабочей пластины 8 от перегородки 10 и обратно к ней с одной стороны рабочей пластины 8 образуется одна рабочая полость, в которой осуществляется процесс разрежение, который влечет за собой всасывание рабочей среды из вне через впускные каналы, одновременно с другой стороны рабочей пластины 8 образуется другая рабочая полость, в которой осуществляется процесс сжатия рабочей среды до заданной степени сжатия, который влечет за собой отвод рабочей среды из рабочей полости через выпускные каналы. И так для каждой рабочей пластины 8.

Количество рабочих камер определяется количеством перегородок 10, то есть сколько перегородок 10 столько и рабочих камер, а каждая рабочая камера образует две рабочие полости.

Впускные и выпускные каналы перегородок 10 и цилиндрического корпуса 5 обеспечивают перекачивание рабочей среды из вне в рабочую полость и обратно.

Рабочая среда представляет собой жидкость, газообразную смесь в виде топливной смеси и т.п.

Машина с качающимся рабочим элементом дополнительно содержит газораспределительный механизм, взаимодействующий с клапанами, свечи зажигания, установленные с возможностью обеспечения возгорания топливной смеси или внешний источник запуска, взаимодействующий с маховиком, или внешний источник вращения, взаимодействующий с маховиком.

Машина с качающимся рабочим элементом в виде двигателя внутреннего сгорания дополнительно содержит газораспределительный механизм, взаимодействующий с клапанами, свечи зажигания или внешний источник запуска, взаимодействующий с маховиком 1. Газораспределительный механизм расположен с возможностью обеспечения регулирования и работы клапанов, а именно, подачу топливной смеси в рабочую полость и отвод из нее. Свечи зажигания установлены в перегородках 10 и в цилиндрическом корпусе 5 с возможностью обеспечения возгорания топливной смеси. Внешний источник запуска представляет собой, например, стартер (на фиг. не показано).

Машина с качающимся рабочим элементом в виде пластинчатого насоса или компрессора дополнительно содержит внешний источник вращения (на фиг. не показано), например, двигатель, взаимодействует с маховиком 1.

Машина с качающимся рабочим элементом работает следующим образом.

Известными средствами и способами приводят в движение маховик 1, который посредством шестерни 2, шатуна 3 и кулисы 4 поворачивает вал 7 с рабочей пластиной или рабочими пластинами 8 вокруг оси вращения, перемещая ее от перегородки 10 к перегородке 10. При движении рабочей пластины 8 от перегородки 10 до рабочей пластины 8 между ними образуется одна рабочая полость, в которой начинается процесс разряжения и открываются клапаны, расположенные во впускных каналах. Рабочая среда из вне через впускные каналы поступает во внутрь этой рабочей полости. Одновременно с другой стороны рабочей пластины 8, а именно между рабочей пластиной 8 и другой стороны-перегородки 10 к которой она движется, образуется вторая рабочая полость, в которой начинается процесс сжатия. При этом клапан, расположенный в выпускном канале, закрыт.Движение рабочей пластины или рабочих пластин 8 относительно оси вращения и от перегородки 10 к другой стороне этой перегородки 10 ограничивает кулиса 4, которая срабатывает, если рабочая среда сжимается до заданной степени сжатия. В процессе сжатия рабочей среды давление во второй рабочей полости возрастает до заданного значения, достигнув которое, начинается выход рабочей среды из второй рабочей полости через выпускной канал, и после этого, начинается движение рабочей пластины или рабочих пластин 8 в обратном направлении. Затем цикл повторяется.

В случае, когда Машина с качающимся рабочим элементом работает как двигатель внутреннего сгорания, то приводят в движение маховик 1 до начала рабочего цикла посредством внешнего источника запуска и начинается режим работы пластинчатого двигателя внутреннего сгорания.

Когда давление во второй рабочей полости возрастет до заданного значения (в конце процесса сжатия) срабатывают свечи зажигания и начинается рабочий цикл. Затем цикл повторяется.

В случае, когда Машина с качающимся рабочим элементом как насос или компрессор, то приводят в движение маховик 1 посредством внешнего источника вращения и дальше как описано выше в работе устройства.

Предлагаемая Машина с качающимся рабочим элементом позволяет увеличить мощность, рабочий машиноресурс и повысить надежность эксплуатации при упрощении конструкции и меньших габаритных размерах, чем у обычных машин, например, двигатель внутреннего сгорания в классическом исполнении.

Предлагаемое устройство просто в изготовлении, в монтаже и обслуживании, надежно и экономично в эксплуатации, при изготовлении предлагаемого устройства использовались комплектующие, выпускающиеся как на территории РФ, так и за рубежом.

1. Машина с качающимся рабочим элементом, содержащая цилиндрический корпус с торцевыми крышками и с впускными и выпускными каналами, внутри которого установлен вал с возможностью вращения, на котором с образованием рабочей камеры или рабочих камер закреплен рабочий элемент, маховик, шестерню, шатун, кулису, жестко закрепленную на валу и взаимосвязанную с шатуном, который взаимодействует с шестерней, находящейся в зацеплении с маховиком, одну или несколько перегородок с впускными и выпускными каналами, жестко закрепленных на внутренней поверхности цилиндрического корпуса по его всей длине и расположенных параллельно оси вращения, клапаны, установленные во впускные и выпускные каналы, при этом рабочий элемент представляет собой рабочую пластину или рабочие пластины с продольным сечением в виде прямоугольника, жестко закреплен по всей длине вала и снабжен герметизирующими элементами.

2. Машина с качающимся рабочим элементом по п.1, отличающаяся тем, что перегородки расположены равномерно на внутренней поверхности цилиндрического корпуса по всей длине.

3. Машина с качающимся рабочим элементом по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит газораспределительный механизм, взаимодействующий с клапанами, свечи зажигания, установленные с возможностью обеспечения возгорания топливной смеси.

4. Машина с качающимся рабочим элементом по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит внешний источник запуска, взаимодействующий с маховиком.

5. Машина с качающимся рабочим элементом по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит внешний источник вращения, взаимодействующий с маховиком.