RU2560650C1 - Pneumohydraulic unit - Google Patents
Pneumohydraulic unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2560650C1 RU2560650C1 RU2014122217/06A RU2014122217A RU2560650C1 RU 2560650 C1 RU2560650 C1 RU 2560650C1 RU 2014122217/06 A RU2014122217/06 A RU 2014122217/06A RU 2014122217 A RU2014122217 A RU 2014122217A RU 2560650 C1 RU2560650 C1 RU 2560650C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- liquid
- cavity
- crankcase
- crankshaft
- piston
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 8
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Compressor (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области насосо- и компрессоростроения и может быть использовано при создании машин, предназначенных для сжатия и подачи потребителю одновременно или попеременно жидкостей и газов.The invention relates to the field of pump and compressor engineering and can be used to create machines designed to compress and supply to the consumer simultaneously or alternately liquids and gases.
Известен пневмогидравлический агрегат, содержащий цилиндр с поршнем и газораспределительными органами и картер, имеющий всасывающий и нагнетательный органы, соединенные соответственно с источником и потребителем жидкости (см., например, АС СССР №1078126 от 07.03.84, МКИ F04B 39/06, патент РФ №118371 от 20.07.2012, МКИ F04В 19/06).Known pneumohydraulic unit containing a cylinder with a piston and gas distribution bodies and a crankcase having a suction and discharge bodies connected respectively to a source and a consumer of liquid (see, for example, the USSR AS No. 1078126 of 03/07/84, MKI F04B 39/06, RF patent No. 118371 dated July 20, 2012, MKI F04B 19/06).
Известен также пневмогидравлический агрегат, содержащий цилиндр с тронковым поршнем, приводящимся в движение от коленчатого вала, и газораспределительными органами и картер, непосредственно соединенный с цилиндром и имеющий всасывающий и нагнетательный органы, соединенные соответственно с источником и потребителем жидкости (см., например, патент РФ №125635 от 10.03.2013).Also known is a pneumohydraulic unit containing a cylinder with a tron piston driven by a crankshaft, and gas distribution bodies and a crankcase directly connected to the cylinder and having suction and discharge bodies connected respectively to a source and a consumer of liquid (see, for example, RF patent No. 125635 dated 03/10/2013).
Недостатком известных конструкций является невозможность работы на достаточно высоких частотах (до 50 Гц), характерных для экономичной работы поршневых компрессоров в связи с тем, что распределение жидкости производится самодействующими клапанами, имеющими большую инерционность и гидравлическое сопротивление в связи с высокой вязкостью жидкости, из-за чего реальная частота работы таких машин составляет максимум 8-12 Гц, в связи с чем они имеют плохие массогабаритные показатели.A disadvantage of the known designs is the inability to operate at sufficiently high frequencies (up to 50 Hz), characteristic of the economical operation of reciprocating compressors due to the fact that the distribution of the liquid is done by self-acting valves having a high inertia and hydraulic resistance due to the high viscosity of the liquid, due to which the real frequency of operation of such machines is a maximum of 8-12 Hz, and therefore they have poor overall dimensions.
Задачей изобретения является повышение массогабаритных показателей пневмогидравлического агрегата за счет повышения частоты возвратно-поступательного движения поршня.The objective of the invention is to increase the overall dimensions of the pneumohydraulic unit by increasing the frequency of the reciprocating motion of the piston.
Указанная задача решается тем, что в известном пневмогидравлическом агрегате гидрораспределительные органы выполнены в виде окон (сквозных отверстий) в стенке картере, а коленчатый вал снабжен устройством, обеспечивающим попеременное соединение картера с источником и потребителем жидкости. Это устройство может быть выполнено в виде противовеса, закрепленного на коленчатом валу или выполненного с ним за одно, причем противовес расположен с возможностью перекрытия упомянутых окон в картере. Также устройство, обеспечивающее попеременное соединение картера с источником и потребителем жидкости, может быть выполнено в виде установленного на коленчатом валу профилированного кулачка, взаимодействующего с подвижным штоком золотника, причем этот кулачок может быть выполнен в виде противовеса.This problem is solved by the fact that in the known pneumohydraulic unit, the hydrodistributing bodies are made in the form of windows (through holes) in the crankcase wall, and the crankshaft is equipped with a device providing alternating connection of the crankcase with the source and consumer of the fluid. This device can be made in the form of a counterweight mounted on the crankshaft or made with it in one, and the counterweight is located with the possibility of overlapping the said windows in the crankcase. Also, a device that provides alternating connection of the crankcase with a source and a consumer of liquid can be made in the form of a profiled cam mounted on the crankshaft, interacting with the movable spool rod, and this cam can be made in the form of a counterweight.
Сущность изобретения поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг. 1 показано сечение пневмогидравлического агрегата вдоль оси цилиндра перпендикулярно плоскости, в которой движется шатун.In FIG. 1 shows a cross section of a pneumatic hydraulic unit along the axis of the cylinder perpendicular to the plane in which the connecting rod moves.
На фиг. 2-5 показано последовательное положение поршня с механизмом движения и противовесом в плоскости, параллельной плоскости движения шатуна.In FIG. 2-5 show the sequential position of the piston with the movement mechanism and a counterweight in a plane parallel to the plane of movement of the connecting rod.
На фиг. 6 показано сечение агрегата с управлением потоками жидкости с помощью золотника, управляемого кулачком, закрепленным на коленчатом валу, на фиг. 7-10 показан вид на кулачек с золотником сбоку в последовательных положениях, а на фиг. 11 - сечение агрегата с противовесом, выполняющим одновременно функцию кулачка.In FIG. 6 shows a sectional view of a fluid flow control unit using a spool controlled by a cam mounted on a crankshaft; FIG. 7-10 show a side view of a cam with a side valve in sequential positions, and in FIG. 11 is a section of the unit with a counterweight that simultaneously performs the function of a cam.
Пневмогидравлический агрегат (фиг. 1-5) состоит из цилиндра 1 с газовой полостью 2 и размещенным в нем тронковым поршнем 3, приводимым в движение от коленчатого вала 4 через шатун 5, причем цилиндр 1 непосредственно соединен с картером 6 с образованием подпоршневой полости 7, часть которой 8 заполнена газом, а часть 9 - жидкостью. Газовая полость 2 содержит всасывающий 10 и нагнетательный 11 клапаны, а на коленчатом валу 4 установлены противовесы 12 и 13, причем противовес 12 выполняет функцию устройства, попеременно соединяющего полость 9 с источником жидкости через линию всасывания 14 и с потребителем жидкости через линию нагнетания 15 и рубашку охлаждения 16. Это соединение происходит при открытых окнах (сквозных отверстиях) 17 (нагнетательное окно) и 18 (всасывающее окно), которые размещены (фиг. 2) непосредственно в стенке картера 6 и перекрываются плоскостью противовеса - его торцовой поверхностью при прохождении противовеса 12 напротив окон 17 и 18.Pneumohydraulic unit (Fig. 1-5) consists of a
При использовании в качестве устройства, попеременно соединяющего картер с источником и потребителем жидкости, закрепленного на коленчатом валу 4 или выполненного с ним заодно профилированного кулачка 19 (фиг. 6 и 7), последний взаимодействует с подвижным подпружиненным штоком 20 золотника 21, имеющего выточку 22, соединяющую попеременно линию всасывания 14 с окном всасывания 18 и далее с полостью 9, и линию нагнетания 15 с окном 17 и далее с полостью 9.When used as a device that alternately connects the crankcase with the source and the consumer of the liquid, mounted on the
Пневмогидравлический агрегат работает следующим образом (фиг. 1).Pneumohydraulic unit operates as follows (Fig. 1).
При вращении коленчатого вала 4 поршень 3 совершает возвратно-поступательное движение, в результате чего изменяются объемы газовой полости 2 и подпоршневой полости 7. При увеличении объема полости 2 в ней появляется разрежение, в результате чего всасывающий клапан 10 открывается, нагнетательный клапан 11 закрывается, и происходит процесс всасывания из источника газа. После прохождения нижней мертвой точки (НМТ) поршень 3 движется вверх, объем полости 2 уменьшается, давление в ней повышается выше давления источника газа, клапан 2 закрывается. При дальнейшем движении поршня 2 вверх давление газа становится выше давления нагнетания потребителя газа, клапан 11 открывается, и газ из полости 2 нагнетается потребителю до достижения поршнем верхней мертвой точки (ВМТ). Далее процесс работы полости 2 повторяется.When the
При движении поршня 2 из ВМТ вниз давление в подпоршневой полости 7 и, соответственно, в ее частях 8 (заполнена газом) и 9 (заполнена жидкостью) повышается. Это повышение происходит до тех пор (см. также фиг. 2), пока противовес 12 своей торцовой поверхностью перекрывает нагнетательное окно 17 при перекрытом окне 18. При дальнейшем повороте коленчатого вала 4 и дальнейшем движении поршня 3 вниз (фиг. 3) происходит открытие нагнетательного окна 17 (при перекрытом окне 18), и жидкость из части 9 начинает движение к потребителю через жидкостную линию нагнетания 15, проходя через рубашку 16, охлаждая цилиндр 1, который нагревается за счет теплоты сжатия при работе полости 2, повышая тем самым экономичность работы этой полости за счет охлаждения газа и приближения процесса сжатия газа к изотермическому.When the
При подходе поршня 2 к НМТ процесс нагнетания жидкости из части 9 заканчивается (фиг. 4), и далее поршень начинает движение вверх, при этом окно 17 перекрывается, но окно 18 еще закрыто, и газ, находящийся в части 8 полости 7, начинает расширяться, давление его падает ниже давления всасывания жидкости, после чего окно 18 вскрывается торцом противовеса 12, и начинается процесс всасывания жидкости из линии всасывания 14 через открытое окно 18 при закрытом окне 17. Процесс всасывания оканчивается, когда противовес 12 своим торцом перекрывает окно 18. Затем цикл повторяется.When the
При использовании в качестве устройства, периодически соединяющего часть 9 полости 7 с линиями всасывания 14 и нагнетания 15, золотника 21, шток 20 которого вместе с выточкой 22 перемещается профилированным кулачком 19, установленным на коленчатом валу 4, осуществляется вышеописанный цикл работы. На фиг. 6 и 7 показан момент, соответствующий моменту, показанному на фиг. 2, когда поршень 3 находится в положении ВМТ и начинает движение вниз, окна 18 и 17 перекрыты телом штока 20. При дальнейшем ходе поршня вниз и соответствующем повороте кулачка 19 (см. также фиг. 7) сначала в полости 7 (соответственно и в полостях 8 и 9) повышается давление, затем открывается нагнетательное окно 17 (фиг.8), происходит нагнетание жидкости. Далее кулачок 19 вместе с коленчатым валом 5 поворачивается в положение, показанное на фиг. 9 (соответствует началу хода поршня 3 вверх - расширение полости 7 и, соответственно, газа в полости 8), окна 17 и 18 перекрыты телом штока 20, после чего, при дальнейшем ходе поршня 3 вверх, происходит соединение линии всасывания 14 с окном 18 (фиг. 10), и начинается процесс всасывания жидкости. В дальнейшем кулачок 19 переводит шток 20 в крайнее верхнее положение (поршень 3 - в положении ВМТ по окончании его хода вверх), и цикл повторяется снова.When used as a device periodically connecting
В конструкции, показанной на фиг. 11, кулачок 19 дополнительно выполняет функцию противовеса, что позволяет свести до минимума объем полости 8 и увеличить в ней степень повышения давления, а следовательно, и степень повышения давления жидкости. Кроме того, отсутствие противовесов в части 9 полости 8 позволяет существенно снизить затраты работы на перемешивание жидкости в картере 6 при работе агрегата.In the construction shown in FIG. 11, the
Предложенная конструкция пневмогидравлического агрегата позволяет организовать принудительную работу гидрораспределительных органов (практически заменить самодействующие жидкостные клапаны золотниковым распределением), обеспечив снижение потерь работы на всасывании и нагнетании жидкости и независимость процесса распределения жидкости от частоты вращения коленчатого вала, что позволяет повысить частоту возвратно-поступательного движения поршня до величин, характерных для компрессорных машин, и тем самым снизить массу и габариты агрегата (улучшить массогабаритные показатели).The proposed design of the pneumohydraulic unit allows you to organize the forced operation of the hydraulic distribution bodies (practically replace the self-acting liquid valves with a spool distribution), ensuring a reduction in the loss of work on the intake and injection of the liquid and the independence of the liquid distribution process from the rotational speed of the crankshaft, which allows to increase the frequency of the reciprocating motion of the piston to values characteristic of compressor machines, and thereby reduce weight and overall size s of the unit (to improve overall dimensions).
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014122217/06A RU2560650C1 (en) | 2014-05-30 | 2014-05-30 | Pneumohydraulic unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014122217/06A RU2560650C1 (en) | 2014-05-30 | 2014-05-30 | Pneumohydraulic unit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2560650C1 true RU2560650C1 (en) | 2015-08-20 |
Family
ID=53880766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014122217/06A RU2560650C1 (en) | 2014-05-30 | 2014-05-30 | Pneumohydraulic unit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2560650C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0787252A1 (en) * | 1994-10-18 | 1997-08-06 | Malcolm J Beare | A dual piston internal combustion engine |
| RU2294442C1 (en) * | 2005-08-12 | 2007-02-27 | Лев Николаевич Брагин | Two-stroke internal combustion engine |
| WO2009087458A1 (en) * | 2007-12-27 | 2009-07-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine |
| RU125635U1 (en) * | 2012-09-24 | 2013-03-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" | PISTON PUMP COMPRESSOR |
| RU2518796C1 (en) * | 2013-01-09 | 2014-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" | Machine of positive displacement action |
-
2014
- 2014-05-30 RU RU2014122217/06A patent/RU2560650C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0787252A1 (en) * | 1994-10-18 | 1997-08-06 | Malcolm J Beare | A dual piston internal combustion engine |
| RU2294442C1 (en) * | 2005-08-12 | 2007-02-27 | Лев Николаевич Брагин | Two-stroke internal combustion engine |
| WO2009087458A1 (en) * | 2007-12-27 | 2009-07-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine |
| RU125635U1 (en) * | 2012-09-24 | 2013-03-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" | PISTON PUMP COMPRESSOR |
| RU2518796C1 (en) * | 2013-01-09 | 2014-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" | Machine of positive displacement action |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU125635U1 (en) | PISTON PUMP COMPRESSOR | |
| US20110116957A2 (en) | Reciprocating pump | |
| RU2018142922A (en) | DUAL ACTION DIRECT FORCE PUMP PUMP | |
| RU2007120342A (en) | VOLUME PUMP CONTAINING PISTON WITH RETURN-COMMISSION AND ROTARY MOTION | |
| RU2622729C2 (en) | Reciprocating compressor with timing valve and related method | |
| RU2560650C1 (en) | Pneumohydraulic unit | |
| RU2578748C1 (en) | Piston compressor with independent liquid cooling | |
| RU2538371C1 (en) | Operation of pump-compressor and device to this end | |
| RU151393U1 (en) | DUAL ACTION Borehole Pump | |
| US2833226A (en) | Pumps and compressors | |
| RU2683051C1 (en) | Method of operating piston pump-compressor and device therefor | |
| RU2560649C1 (en) | Piston compression pump | |
| US2446748A (en) | etter | |
| EA007478B1 (en) | Piston machine | |
| RU2565932C1 (en) | Method of operation of piston hydropneumatic unit and device for its implementation | |
| CN201330690Y (en) | Multicylinder translational compression device | |
| RU131817U1 (en) | PISTON COMPRESSOR | |
| KR20120102904A (en) | Gas compressor | |
| RU2511810C1 (en) | Method for mutual conversion of mechanical energy and potential energy of compressed gas | |
| RU2614317C1 (en) | Operation method of piston vertical hybrid machine of dimensional action and method for its implementation | |
| RU145697U1 (en) | PUMP PLunger | |
| RU2618362C2 (en) | Bellows pump | |
| RU173896U1 (en) | Free-piston two-stroke hydraulic pump engine | |
| RU2825501C1 (en) | Method of independent cooling of piston compressor and device for its implementation | |
| RU196418U1 (en) | Pump installation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180531 |