Поршневая расширительная машина

Полезная модель направлена на снижение гидравлических сопротивлений в процессе наполнения рабочей полости газом, повышение эффективности в работе и относится к области машиностроения, к поршневым расширительным машинам и может быть использована как в качестве детандера, например, в холодильной технике, так и в качестве пневмодвигателя, например, в горной промышленности. Указанный технический результат достигается тем, что в поршневой расширительной машине, содержащей цилиндр с поршнем и выхлопными окнами, впускной штуцер, крышку цилиндра состоящую из верхней и нижней частей, запорный элемент в самодействующем нормально-открытом клапане выполнен в виде упругих пластин и ограничителей консольно закрепленных в пакет, стянутых у основания винтами, а ограничители содержат сквозные прорези и расположены под углом (45-135)° к нижней части крышки цилиндра.

Полезная модель относится к области машиностроения - машинам объемного действия, в частности, поршневым расширительным машинам, и может быть использована как в качестве детандера, например, в холодильной технике, так и в качестве пневмодвигателя, например, в горной промышленности.

Известна конструкция поршневого детандера, содержащего цилиндр с выхлопными окнами, поршень, крышку цилиндра, в которой размещен нормально открытый клапан с запорным элементом в виде подпружиненного кольца, с ограничителем перемещения подвижных частей [1].

Недостатком такой машины является большая инерционность подвижных частей клапана, повышенная металлоемкость в следствии низкой чистоты вращения вала, невысокая эффективность работы.

Наиболее близкой к заявленной полезной модели является, поршневая расширительная машина, содержащая цилиндр с поршнем и выхлопными окнами, впускной штуцер, крышку цилиндра, самодействующий нормально открытый клапан с запорным элементом, ограничитель, запорный элемент в самодействующем нормально открытом клапане, выполнении в виде упругой пластины, консольно закрепленной между ограничителем и клапанной доской [2].

Недостатком такой машины являются повышенные гидравлические сопротивления в процессе наполнения цилиндра, связанные с поперечным обтеканием газом запорных упругих элементов, снижающие эффективность работы поршневой машины.

Задачей полезной модели является уменьшение гидравлических

сопротивлений в самодействующем нормально-открытом клапане, повышение эффективности работы поршневой расширительной машины.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной поршневой расширительной машине, содержащей цилиндр с поршнем и выхлопными окнами, впускной штуцер, крышку цилиндра состоящую из верхней и нижней частей, запорный элемент в самодействующем нормально-открытом клапане выполнен в виде упругих пластин и ограничителей консольно закрепленных в пакет, стянутых у основания винтами, а ограничители содержат сквозные прорези и расположены под углом (45-135)° к нижней части крышки цилиндра.

Сущность полезной модели поясняется чертежом фиг.1, где показан продольный разрез поршневой расширительной машины с нормально открытым самодействующим клапаном.

Поршневая расширительная машина содержит цилиндр 1 с поршнем 2, связанный с кривошипно-шатунным механизмом (на чертеже не показан). Цилиндр 1 имеет выхлопные окна 3, размещенные равномерно по окружности цилиндра 1, выполненные в виде отверстий. В крышке цилиндра 4, состоящей из верхней 5 и нижней частей 6, располагается самодействующий нормально открытый клапан с запорным элементом 7, выполненный в виде упругих пластин 8 и ограничителей 9 консольно закрепленных в пакет, стянутых у основания винтами 10. Ограничители 9 служат седлом для запорного элемента 7, ограничивают перемещения упругих пластин 8 и содержат сквозные прорези 11 для прохода газа, которые расположены под углом (45-135)° к нижней части крышки 6 цилиндра 1.

Поршневая расширительная машина работает следующим образом. Сжатый газ поступает в цилиндр 1 через самодействующий нормально-открытый клапан с запорным элементом 7, выполненный в виде упругих пластин 8 и ограничителей 9 консольно закрепленных в пакет, стянутых у основания винтами 10. Поршень 2 при этом находится в верхней мертвой точке и выхлопные окна 3 перекрыты. При истечении газа в прорезях 11 происходит

нарастание перепада давлений перед упругими пластинами 8 и за ними. Упругие пластины 8, преодолевая упругие силы, возникающие в них, закрывают сквозные прорези 11, перекрывая поступление сжатого газа в цилиндр 1. Порция сжатого газа попавшая в цилиндр 1 оказывает давление на поршень 2 и при его перемещении расширяется с совершением внешней работы. При открытии поршнем 2 выхлопных окон 3 расширившийся газ выталкивается в магистраль низкого давления. По мере приближения поршня 2 к верхней мертвой точке давление в цилиндре 1 растет за счет сжатия остаточного газа. При достижении величины давления в цилиндре 1, равному давлению на входе в поршневую расширительную машину, упругие пластины 8 под действием упругих сил открывают сквозные прорези 11, цикл повторяется.

Предложенное техническое решение позволяет уменьшить (снизить) гидравлические сопротивления в процессе наполнения рабочей полости газом, повысить эффективность работы поршневой расширительной машины. Благодаря тому, что запорный элемент в самодействующем нормально открытом клапане выполнен в виде упругих пластин и ограничителей расположенных под углом (45-135)° к нижней части крышки цилиндра и содержащих сквозные прорези для прохода газа, консольно закрепленных в пакет и стянутых у основания винтами.

Источник информации:

1. Поршневой детандер: Свидетельство на полезную модель №11312, м. кл. F 25 В 1/02 / Ваняшов А.Д., Кабаков А.Н., Калекин B.C.

2. Поршневая расширительная машина. Патент на изобретение №2183288, F 04 В 39/10, 53/10 / Калекин B.C., Бычковский Е.Г., Ваняшов А.Д., Кезь Д.Н.

Поршневая расширительная машина, содержащая цилиндр с поршнем и выхлопными окнами, впускной штуцер, крышку цилиндра, состоящую из верхней и нижней частей, запорный элемент в самодействующем нормально-открытом клапане, отличающаяся тем, что запорный элемент в самодействующем нормально открытом клапане выполнен в виде упругих пластин и ограничителей, консольно закрепленных в пакет, стянутых у основания винтами, а ограничители содержат сквозные прорези и расположены под углом 45-135° к нижней части крышки цилиндра.