RU2011885C1

RU2011885C1 - Pneumatic motor

Info

Publication number: RU2011885C1
Authority: RU
Inventors: Юрий Сергеевич Паршутин
Original assignee: Юрий Сергеевич Паршутин
Priority date: 1989-08-22
Filing date: 1989-08-22
Publication date: 1994-04-30

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: gas distribution system has intake and exhaust branch pipes. Crank mechanism is mounted on taper ring welded to housing. Bottle is connected to intake branch pipe in which gas pressure-reducing valves and bypass valves are arranged in succession. Forward and reverse running valves are arranged in working chamber. Intake and exhaust valves are arranged for engagement with respective connecting rods of the mechanism and for regular communication of the chamber with bottle and atmosphere. Mechanism is kinematically linked with crankshaft through auxiliary connecting rod and end wall of chamber. Intake branch pipes are provided with bypass valves 9 and exhaust branch pipes are provided with shut-off valves controlled by power cylinders. EFFECT: enhanced efficiency. 4 dwg

Description

Изобретение относится к пневмомашиностроению и может найти применение в приводах вращательного действия различных машин. The invention relates to pneumatic engineering and may find application in rotational drives of various machines.

Известен пневмогидродвигатель, содержащий статор, в котором установлен эксцентирковый ротор, и эластичные силовые элементы в виде камер, размещенных в зазоре между ротором и статором [1] . Known pneumohydraulic engine containing a stator in which an eccentric rotor is installed, and elastic power elements in the form of chambers placed in the gap between the rotor and the stator [1].

Недостатком этого пневмогидродвигателя является малая надежность в работе. The disadvantage of this air hydraulic motor is its low reliability.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является пневмогидровдигатель, содержащий статор, в котором установлен эксцентриковый ротор, и эластичные силовые элементы в виде камер, размещенных в зазоре между ротором и статором, наружная поверхность каждой камеры охвачена пучками жил, концы которых закреплены на поверхности статора и ротора, при этом точки крепления жил расположены на прямых, перпендикулярных плоскости вращения ротора [2] . The closest to the proposed technical essence and the achieved effect is a pneumatic hydraulic motor containing a stator in which an eccentric rotor is installed, and elastic power elements in the form of chambers placed in the gap between the rotor and the stator, the outer surface of each chamber is covered by bundles of cores, the ends of which are fixed to the surface of the stator and rotor, while the attachment points of the cores are located on straight lines perpendicular to the plane of rotation of the rotor [2].

Недостатком прототипа является невысокий крутящийся момент. The disadvantage of the prototype is the low torque.

Целью изобретения является повышение крутящегося момента пневматического двигателя. The aim of the invention is to increase the torque of an air motor.

Посталенная цель достигается тем, что пневматический двигатель, содержащий корпус, рабочую камеру с деформируемыми стенками, коленчатый вал и систему газораспределения, включающую впускные и выпускные патрубки, снабжен кривошипно-шатунным механизмом, установленным на коническом кольце, приваренным к корпусу, в полости рабочей камеры размещены клапаны переднего и заднего хода, педалями, кранами и баллоном, от которого отходит впускной патрубок, в котором последовательно установлены газовые редукторы и перепускные клапаны, причем впускные и выпускные клапаны установлены с возможностью взаимодействия с соответствующими шатунами кривошипно-шатунного механизма и периодического сообщения полости рабочей камеры с баллоном и атомсферой, кривошипно-шатунный механизм кинематически связан через дополнительный шатун и торцовую стенку рабочей камеры с коленчатым валом, при этом во впускных патрубках установлены перепускные клапаны, а выпускные патрубки запираются клапанами, управляемыми силовыми цилиндрами. The goal is achieved by the fact that the pneumatic engine, comprising a housing, a working chamber with deformable walls, a crankshaft and a gas distribution system including intake and exhaust pipes, is equipped with a crank mechanism mounted on a conical ring welded to the housing and placed in the cavity of the working chamber forward and reverse valves, pedals, cranes and a cylinder, from which the inlet pipe leaves, in which gas gears and bypass valves are installed in series, with the inlet The exhaust and exhaust valves are installed with the possibility of interaction with the corresponding connecting rods of the crank mechanism and periodic communication of the working chamber cavity with the cylinder and atom sphere, the crank mechanism is kinematically connected through the additional connecting rod and the end wall of the working chamber with the crankshaft, while the inlet nozzles are installed bypass valves, and exhaust pipes are closed by valves controlled by power cylinders.

Свойства пневматических двигателей совпадают, но заявленный пневмодвигатель обладает более расширенными функциональными возможностями. The properties of pneumatic engines are the same, but the claimed air motor has more advanced functionality.

Наф иг. 1 показан пневматический двигатель, продольный разрез; на фиг. 2 - колпак; на фиг. 3 - впускной клапан; на фиг. 4 - клапан. Naf ig. 1 shows a pneumatic engine, a longitudinal section; in FIG. 2 - a cap; in FIG. 3 - inlet valve; in FIG. 4 - valve.

Двигатель состоит из корпуса 1 с пртиваренным коническим кольцом 2, на котором укреплены подшипники 3, в которых находятся концы кривошипно-шатунного механизма 4, который через подшипники с шатунами 5 закреплен к шляпкам гильз 6, сопряженных с гальзами 7, контактирующими с колпаками 8, приваренными к выпускным патрубкам 9. Пружины 10 подпружинены в шляпки гильз 6 и 7, через отверстия в которых проходят впускные патрубки 11, на концах которых установлены впускные клапаны 12. Дополнительный шатун 13 через подшипники 14 соединен с кривошипно-шатунным механизмом 4 с одной стороны и с торцом рабочей камеры 15 с другой, которая через подшипники 16 соединена с коленчатым валом 17. The engine consists of a housing 1 with a pre-welded conical ring 2, on which bearings 3 are mounted, in which the ends of the crank mechanism 4 are located, which, through bearings with connecting rods 5, are fixed to the caps of the sleeves 6, conjugated with the cores 7, in contact with the caps 8, welded to the exhaust pipes 9. The springs 10 are spring-loaded into the caps of the sleeves 6 and 7, through the openings in which the inlet pipes 11 pass, at the ends of which the inlet valves 12 are installed. An additional connecting rod 13 is connected through the bearings 14 to the crank mechanism Khanism 4 on the one hand and with the end of the working chamber 15 on the other, which through bearings 16 is connected to the crankshaft 17.

Корпус 1 и торец рабочей камеры 15 соединены между собой рабочей камерой 18. От баллона 19 со сжатым воздухом отходит патрубок 20 с кранами 21 и 22, управляемыми педалями 23 и 24, соединенный с впускными патрубками 11, в которых установлены перепускные клапаны 25, и с силовыми цилиндрами (см. фиг. 4), управляемыми клапанами 26, установленными в выпускных патрубках 9. Под давлением сжатого воздуха перепускные клапаны 25 пропускают воздух в рабочие камеры 18, не пропуская воздух в обратном направлении. Под давлением сжатого воздуха клапаны 26 запирают выход из выпускных патрубков 9. На концах коленчатого вала 17 надеты подшипники 27, наружными обоймами закрепленные к жесткости (не показана). В патрубок 20, идущий от баллона 19 со сжатым воздухом, последовательно установлены газовые редукторы 28 и 29, кран 30, управляемый педалью 31. На конце патрубка 20, идущего в рабочую камеру 18, установлен перепускной клапан 32, который пропускает воздух в рабочую камеру 18, не пропуская воздух обратно. От патрубка 20 отходят ответвленные патрубки 40 с установленными в них перепускными клапанами 41, другими концами соединенные с силовыми цилиндрами. Перепускные клапаны 33, пропуская сжатый воздух к силовым цилиндрам, не пропускают воздух в обратном направлении. The housing 1 and the end face of the working chamber 15 are interconnected by the working chamber 18. A nozzle 20 with valves 21 and 22, controlled by pedals 23 and 24, connected to the inlet nozzles 11 in which the bypass valves 25 are installed, departs from the cylinder 19 with compressed air. power cylinders (see Fig. 4), controlled by valves 26 installed in the exhaust pipes 9. Under pressure of compressed air, the bypass valves 25 pass air into the working chambers 18, not letting air in the opposite direction. Under pressure of compressed air, the valves 26 lock the outlet of the exhaust pipes 9. At the ends of the crankshaft 17, bearings 27 are worn, secured by external cages to stiffness (not shown). In the pipe 20, coming from the cylinder 19 with compressed air, gas reducers 28 and 29, a valve 30 controlled by the pedal 31 are sequentially installed. At the end of the pipe 20 going into the working chamber 18, a bypass valve 32 is installed, which passes air into the working chamber 18 without letting air back in. Branched branch pipes 40 with overflow valves 41 installed in them, connected at other ends to power cylinders, leave branch pipe 20. Bypass valves 33, passing compressed air to the power cylinders, do not pass air in the opposite direction.

На фиг. 2 показан колпак 8 (вид снизу). In FIG. 2 shows cap 8 (bottom view).

На фиг. 3 показан впускной клапан, состоящий из штока, соединенного с запорным органом 34, к которому приварены четыре ребра 35, расположенные относительно друг друга под углом 90о, упирающиеся в стенки патрубка 11, в которые подпружинена пружина 36. In FIG. 3 shows an inlet valve, consisting of a rod connected to a locking member 34, to which four ribs 35 are welded, spaced 90 ° relative to each other, abutting against the walls of the pipe 11, into which the spring 36 is spring loaded.

На фиг. 4 показан клапан, состоящий из запорного органа, к которому приварены четыре ребра 37, в которые упирается шток 38, выходящий из силового цилиндра 39. В боковых стенках патрубков 9 имеются отверстия для выхода воздуха в атмосферу (не видимы), так как в верхних частях патрубков 9 установлены силовые цилиндры 39, закрывающие верхние части патрубков 9. In FIG. 4 shows a valve consisting of a shut-off member to which four ribs 37 are welded, against which a rod 38 abuts, leaving the power cylinder 39. In the side walls of the nozzles 9 there are openings for air to enter the atmosphere (not visible), since in the upper parts nozzles 9 installed power cylinders 39, covering the upper parts of the nozzles 9.

Для того чтобы предлагаемый пневматический двигатель работал эффективно, необходимо единый коленчатый вал 17 соединить с четырьмя устройствами, показанными на фиг. 1, так, что если в одном устройстве будет начало впуска, в другом - начало выпуска, в третьем - пик впуска, в четвертом - пик выпуска. Рабочая камера 18 может быть выполнена из резинокорда или иного материала, обладающего прочностью и гибкостью. Малые колени кривошипно-шатунного механизма 4 развернуты относительно друг друга под углом 180о. Большое колено кривошипно-шатунного механизма 4 развернуто относительно малых колен под углом 90о. In order for the proposed pneumatic engine to work efficiently, it is necessary to connect a single crankshaft 17 to the four devices shown in FIG. 1, so that if in one device there will be an inlet start, in another - the beginning of the release, in the third - the inlet peak, in the fourth - the release peak. The working chamber 18 may be made of rubber cord or other material having strength and flexibility. Small knees of the crank mechanism 4 are deployed relative to each other at an angle of 180 °. The large knee of the crank mechanism 4 is deployed relative to the small knees at an angle of 90 °.

Двигатель работает следующим образом. The engine operates as follows.

При нажатии на педаль 23 сжатый воздух из баллона 19 идет через патрубок 20, кран 21, впускной патрубок 11 и открытый клапан 12 в рабочую камеру 18. Под давлением сжатого воздуха торец рабочей камеры 15 движется до нижней мертвой точки, а поднимает торец рабочей камеры 15 к верхней мертвой точке коленчатый вал 17, на который действует такое же устройство сбоку и снизу, при этом корпуса 1 на всех устройствах остаются неподвижными, так как закреплены к жесткости (не показана). Вместе с вращением коленчатого вала 17 вращаются кривошипно-шатунные механизмы 4, которые при движении торцов рабочих камерт 15 от верхней мертвой точки к нижней открывают впускные клапаны 12, а при движении торцов рабочих камер 15 от нижней мерттвой точки к верхней впускные клапаны 12 закрыты, а выпускные патрубки 9 (слева) открыты. When you press the pedal 23, the compressed air from the cylinder 19 goes through the pipe 20, the valve 21, the inlet pipe 11 and the open valve 12 into the working chamber 18. Under the pressure of the compressed air, the end of the working chamber 15 moves to bottom dead center, and raises the end of the working chamber 15 to the top dead center, the crankshaft 17, on which the same device acts from the side and from the bottom, while the housing 1 on all devices remain stationary, since they are fixed to stiffness (not shown). Together with the rotation of the crankshaft 17, the crank mechanisms 4 rotate, which, when the ends of the working chambers 15 move from the top dead center to the bottom, open the inlet valves 12, and when the ends of the working chambers 15 move from the bottom dead point to the top, the inlet valves 12 are closed, and outlet pipes 9 (left) are open.

На автомобилях предложенный пневматический двигатель работает следующим образом. On cars, the proposed pneumatic engine operates as follows.

Водитель нажимает ногой на педаль 23, сжатый воздух из баллона 19 через патрубок 20 и кран 21 поступает в рабочие камеры 18 и автомобиль, трогаясь с места, начинает движение. Чем больше смещается педаль 23, тем больше открывается кран 21 и выше скорость автомобиля. Если водитель убрал ногу с педали 23, пружина, которая находится под педалью (не показана), возвращает педаль 23 в исходное положение, при этом кран 21 закрывается. Если водитель во время движения автомобиля перенесет ногу с педали 23 на педаль 24 и при этом нажмет на нее, произойдет торможение двигателем, а после остановки - движение автомобиля назад, так как пневматический двигатель вращается в обратном направлении. Чтобы исключить самопроизводительное движение остановленного автомобиля имеется педаль 31, при нажатии на которую открывается кран 30 и сжатый воздух через патрубок 20, в котором установлен перепускной клапан 32, поступает в рабочие камеры 18, в результате торцы рабочих камер 15 давят с четырех сторон на коленчатый вал 17, который фиксируется в неподвижном положении. Чтобы рабочие камеры не разорвались, предусмотрен газовый редуктор 29, за которым поддерживается определенное давление сжатого воздуха. Чтобы ограничить скорость автомобиля, предусмотрен газовый редуктор 28, за которым поддерживается определенное давление сжатого воздуха. Таким образом, предлагаемый пневматический двигатель способен выполнять функции стояночного тормоза на автомобиле. The driver presses the pedal 23 with his foot, the compressed air from the cylinder 19 through the pipe 20 and the valve 21 enters the working chambers 18 and the car starts moving and starts moving. The more the pedal 23 is shifted, the more the crane 21 opens and the higher the vehicle speed. If the driver removed his foot from the pedal 23, the spring, which is located under the pedal (not shown), returns the pedal 23 to its original position, while the valve 21 closes. If the driver, while the car is moving, transfers the foot from pedal 23 to pedal 24 and presses it, engine braking will occur, and after stopping, the car will move backward, since the air motor rotates in the opposite direction. To exclude the self-driving movement of the stopped car, there is a pedal 31, when pressed, the valve 30 is opened and compressed air through the pipe 20, in which the bypass valve 32 is installed, enters the working chambers 18, as a result, the ends of the working chambers 15 press on the crankshaft from four sides 17, which is fixed in a fixed position. To prevent the working chambers from breaking, a gas reducer 29 is provided, behind which a certain pressure of compressed air is maintained. To limit the speed of the car, a gas reducer 28 is provided, behind which a certain pressure of compressed air is maintained. Thus, the proposed pneumatic engine is able to perform the functions of the parking brake on the car.

При подаче сжатого воздуха рабочая камера 18 приобретает форму, близкую к шаровидной, а при выпуске сжатого воздуха рабочая камера 18 приобретает форму выворачиваемого вовнутрь чулка, в результате достигается высокий крутящийся момент пневмодвигателя. When compressed air is supplied, the working chamber 18 takes on a shape close to spherical, and when compressed air is released, the working chamber 18 takes the form of a stocking turned inside out, as a result, a high torque of the air motor is achieved.

Технико-экономическая эффективность заключается в том, что предлагаемый пневматичский двигатель имеет высокий крутящийся момент и фиксируется в неподвижном положении, выполняя функции стояночного тормоза на автомобилях. Technical and economic efficiency lies in the fact that the proposed pneumatic engine has a high torque and is fixed in a fixed position, performing the functions of the parking brake on cars.

Claims

PNEUMATIC ENGINE, comprising a housing, a working chamber with deformable walls, a crankshaft and a gas distribution system including intake and exhaust pipes, characterized in that, in order to increase the torque, it is equipped with a crank mechanism mounted on a conical ring welded to the housing as well as pedals, cranes and a cylinder connected to the inlet pipe, in which gas reducers and bypass valves are installed in series, front valves are located in the cavity of the working chamber and reverse, with the intake and exhaust valves installed to interact with the corresponding connecting rods of the crank mechanism and periodically communicating the cavity of the working chamber with the cylinder and the atmosphere, and the crank mechanism is kinematically connected through an additional connecting rod and the end wall of the working chamber with the crankshaft at the same time, bypass valves are installed in the inlet pipes, and shut-off valves controlled by the power cylinders are located in the outlet pipes.