RU64696U1

RU64696U1 - COMGORT PISTON MACHINE

Info

Publication number: RU64696U1
Application number: RU2007105265/22U
Authority: RU
Inventors: Владимир Валерьевич Комгорт
Original assignee: Владимир Валерьевич Комгорт
Priority date: 2007-02-12
Filing date: 2007-02-12
Publication date: 2007-07-10

Abstract

ПОРШНЕВАЯ МАШИНА КОМГОРТА относится к машинам с оппозитно расположенными цилиндрами и предназначена для работы на жидком рабочем теле. Содержит корпус 1 с цилиндропоршневыми блоками внутри и двумя парами каналов 17 и 18, для входа/выхода рабочего тела. Каждый цилиндропоршневой блок (при многоступенчатом исполнении машины) состоит из планшайбы 2 и контактирующих с ней торцами стенок трех стаканов 3, 4 и 5. Эти стаканы сопряжены между собой по днищам и цилиндрическим поверхностям стенок. В стенке внутреннего стакана 3 выполнены цилиндры 13, 14, а средний, золотниковый, стакан 4 жестко соединен с рабочим валом 6, проходящим сквозь цилиндропоршневые блоки по оси корпуса. В полости стакана 3 помещены эксцентрик 7 рабочего вала, шатун 8 с цапфой 9 и ползун 10 с оппозитными друг другу поршнями 11 и 12. В стенке внешнего стакана 5 выполнены окна 15 и 16 для сообщения, через окна 19 и 20 золотникового стакана 4, цилиндров с каналами корпуса. В режиме насоса рабочий вал 6 соединяют с двигателем привода, а в режиме гидродвигателя в корпус с любой из сторон машины подают под избыточным давлением рабочее тело, а рабочий вал 6 соединяют с потребителем механической энергии. Особенностью исполнения является надежное разобщение полостей и каналов машины под рабочее тело от полости внутреннего стакана 3 со взаимно подвижными элементами и смазкой. 2 з.п.ф., 7 ил.KOMGORT PISTON MACHINE refers to machines with opposed cylinders and is designed to operate on a liquid working fluid. Contains a housing 1 with cylinder-piston blocks inside and two pairs of channels 17 and 18, for the input / output of the working fluid. Each cylinder-piston block (with multi-stage execution of the machine) consists of a faceplate 2 and the ends of the walls of three cups 3, 4 and 5 in contact with it. These cups are interconnected along the bottoms and cylindrical surfaces of the walls. In the wall of the inner cup 3, cylinders 13, 14 are made, and the middle, spool, cup 4 is rigidly connected to the working shaft 6 passing through the cylinder-piston blocks along the axis of the housing. An eccentric 7 of the working shaft, a connecting rod 8 with a pin 9 and a slider 10 with opposing pistons 11 and 12 are placed in the cavity of the glass 3. Windows 15 and 16 for communication are made in the wall of the external glass 5, through the windows 19 and 20 of the slide valve 4, cylinders with housing channels. In pump mode, the working shaft 6 is connected to the drive motor, and in the hydraulic motor mode, the working fluid is supplied to the housing from either side of the machine under overpressure, and the working shaft 6 is connected to the consumer of mechanical energy. A design feature is the reliable separation of the cavities and channels of the machine under the working fluid from the cavity of the inner cup 3 with mutually movable elements and lubricant. 2 C.p.F., 7 ill.

Description

Полезная модель относится к поршневым машинам с оппозитно расположенными цилиндрами и может быть использована как в качестве насоса, так и в качестве двигателя для работы, преимущественно, на жидком рабочем теле.The utility model relates to piston machines with opposed cylinders and can be used both as a pump and as an engine for working mainly on a liquid working fluid.

Известны поршневые машины с оппозитно расположенными цилиндрами [SU, 1285162 А1, М. кл.⁴ F01B 1/08 (F04B 1/02), 1987; СССР, а.с. 761719, М. кл.³F01B 9/04, 1980; СССР, а.с. 1002611, М. кл.³F01B 31/14, 1983] и рабочим валом, перпендикулярным их оси. Эти объекты при реализации обеспечивают достижение требуемого технического результата конструктивно адаптированы к конкретным условиям эксплуатации, однако без существенной конструкторско-технологической доработки они не могут быть использованы в условиях с существенным ограничением размера конструкции, регламентируемого, например, диаметром ствола скважины.Known piston machines with opposed cylinders [SU, 1285162 A1, M. cl. ⁴ F01B 1/08 (F04B 1/02), 1987; USSR, A.S. 761719, M. cl. ³ F01B 9/04, 1980; USSR, A.S. 1002611, M. cl. ³ F01B 31/14, 1983] and a working shaft perpendicular to their axis. These objects, when implemented, ensure the achievement of the required technical result, are structurally adapted to specific operating conditions, however, without significant design and technological refinement, they cannot be used in conditions with a significant limitation of the size of the structure, regulated, for example, by the diameter of the wellbore.

Известна также конструкция [патент РФ №57843 на ПМ, F04B 47/06, приоритет 19.01.06] глубинного поршневого насоса, содержащего корпус с насосным блоком в виде двух оппозитных цилиндров с поршнями, жестко связанными между собой, распределительный механизм в виде стаканообразного золотника с впускными и выпускными каналами, выполненными в теле последнего, причем золотник размещен в насосном блоке с возможностью только осевого вращения совместно с рабочим валом насоса, а возвратно-поступательные движения обоих поршней обеспечены посредством шатуна с цапфой, который сопряжен с эксцентриком рабочего вала.Also known is the design [RF patent No. 57843 for PM, F04B 47/06, priority 01/19/06] of a deep piston pump comprising a housing with a pump unit in the form of two opposed cylinders with pistons rigidly interconnected, a distribution mechanism in the form of a glass-shaped spool with inlet and outlet channels made in the body of the latter, the spool being placed in the pump unit with the possibility of only axial rotation together with the working shaft of the pump, and the reciprocating movements of both pistons are provided by means of a connecting rod with trunnion which is interfaced to the cam shaft cam.

Известный объект, точнее - насосный вариант поршневой машины, с жидким рабочим телом, эффективно и высоким к.п.д. работающий в скважинах, при его несложной конструкции и малых габаритах, обладает, тем не менее, как выяснилось в результате эксплуатации, недостаточной защитой подвижных сопряжении деталей насосного блока от воздействия абразивных частиц выносимой породы, которые содержатся, в том или ином количестве, практически во всех пластовых жидкостях.A well-known object, more precisely - a pump version of a piston machine, with a liquid working fluid, efficiently and high efficiency working in wells, with its simple design and small dimensions, nevertheless, as it turned out as a result of operation, has insufficient protection of the movable mating parts of the pump unit from the effects of abrasive particles of the carried rock, which are contained, in one or another quantity, in almost all formation fluids.

Технической задачей, стоящей перед полезной моделью является сведение к минимуму абразивного износа взаимно трущихся деталей насосного блока, повышение срока службы этой поршневой машины в целом и увеличение межремонтного периода ее работы, как насоса, в частности.The technical problem facing the utility model is to minimize the abrasive wear of the mutually rubbing parts of the pump unit, increase the service life of this piston machine as a whole and increase the overhaul period of its operation as a pump, in particular.

Для решения поставленной задачи в известном объекте, содержащем корпус с цилиндро-поршневыми блоками, состоящими каждый, из неподвижных зафиксированных в корпусе планшайбы, контактирующих с ней торцами стенок, сопряженных между собой днищами и, коаксиально, цилиндрическими поверхностями стенок, трех стаканов, рабочего вала, соосного корпусу и стаканам и снабженного эксцентриком с надетым на эксцентрик шатуном с цапфой и взаимодействующим с цапфой ползуном с двумя оппозитными поршнями, размещенными в двух, диаметрально разнесенных и поперечно корпусу ориентированных цилиндрах блока, выполненных в стенке внутреннего стакана, с механизмом распределения рабочего тела от входного канала машины на ее выходной канал, выполненным золотниковым в виде среднего, скрепленного с рабочим валом, стакана с двумя диаметрально разнесенными окнами в его стенке для попеременного сообщения каждого из цилиндров с соответствующим ему входным и выходным каналами корпуса при каждом обороте рабочего вала, входные и выходные каналы выполнены в корпусе во взаимно-перпендикулярных плоскостях. Оба окна среднего, золотникового стакана каждого цилиндро-поршневого блока выполнены, соответственно, To solve the problem in a known object that contains a housing with cylinder-piston blocks, each consisting of a fixed faceplate fixed in the housing, the ends of the walls in contact with it, interconnected by bottoms and, coaxially, the cylindrical surfaces of the walls, three glasses, the working shaft, coaxial to the casing and cups and equipped with an eccentric with a connecting rod mounted on the eccentric with a pin and a slider interacting with the pin with two opposing pistons placed in two diametrically spaced and transverse to the body of the oriented cylinders of the block, made in the wall of the inner cup, with a mechanism for distributing the working fluid from the input channel of the machine to its output channel, made spool-like in the form of a middle, bonded to the working shaft, cup with two diametrically spaced windows in its wall for alternating communication of of cylinders with corresponding input and output channels of the housing for each revolution of the working shaft, the input and output channels are made in the housing in mutually perpendicular planes x Both windows of the middle, spool cup of each cylinder-piston block are made, respectively,

диаметрально противоположными в стенке этого стакана с размером, по окружности, соответствующим размеру окна внешнего стакана, в стенке которого выполнены две пары диаметрально противоположных друг другу окон, одна из которых совмещена с цилиндром внутреннего стакана, а другая пара смещена относительно последних в сторону днища, причем одно из окон среднего золотникового стакана, совпадающее, при вращении с окнами внешнего стакана, расположенными ближе к его днищу, сообщено с последним посредством кольцевой проточки на внутреннем золотниковом стакане.diametrically opposite in the wall of this glass with a size, in a circle, corresponding to the size of the window of the external glass, in the wall of which there are two pairs of diametrically opposite windows, one of which is aligned with the cylinder of the inner glass, and the other pair is offset relative to the latter towards the bottom, moreover one of the windows of the middle spool glass, which coincides, when rotating, with the windows of the outer glass located closer to its bottom, is communicated with the latter by means of an annular groove on the inner ash teak glass.

Дополнительными отличиями этой поршневой машины в многоступенчатом исполнении являются выполнение планшайбы одного цилиндро-поршневого блока с наружным стаканом смежного с ним блока, как единого целого, а также наличие уплотнения из эластомера вокруг каждого из входных и выходных каналов корпуса в сопряжении последнего с цилиндро-поршневыми блоками.Additional features of this piston machine in a multi-stage design are the faceplate of one cylinder-piston block with the outer glass of an adjacent block as a whole, as well as the presence of an elastomer seal around each of the input and output channels of the housing in conjunction with the cylinder-piston blocks .

Совокупность существенных признаков объекта при обеспечении цели, то есть при достижении требуемого технического результата при реализации, позволяет утверждать о соответствии поршневой машины критериям «полезной модели».The set of essential features of the object while ensuring the goal, that is, when the desired technical result is achieved during implementation, allows us to confirm that the piston engine meets the criteria of the “utility model”.

Конструктивное исполнение поршневой машины как полезной модели, поясняется графическими материалами, где на фигуре 1 она изображена с двумя цилиндро-поршневыми блоками с разрезом по диаметральной плоскости; на фигуре 2 приведен ее вид сверху с диаметральным разрезом корпуса, то есть с положением оппозитных поршней обоих цилиндро-поршневых блоков перпендикулярно плоскости чертежа; на фигуре 3 приведен вид сверху, как на фиг.2, но с диаметральным разрезом цилиндро-поршневых блоков; на фигуре 4 приведен вид сбоку, как на фиг.1, но с фрагментарным удалением части корпуса для визуализации уплотнения из эластомера вокруг выходного (нагнетательного) канала корпуса машины, то есть в насосном режиме ее работы; а на фигурах 5, 6 и 7 приведены The design of the piston machine as a utility model is illustrated by graphic materials, where in figure 1 it is depicted with two cylinder-piston blocks with a cut along the diametrical plane; figure 2 shows its top view with a diametrical section of the housing, that is, with the position of the opposed pistons of both cylinder-piston blocks perpendicular to the plane of the drawing; figure 3 shows a top view, as in figure 2, but with a diametrical section of the cylinder-piston blocks; figure 4 shows a side view, as in figure 1, but with a fragmentary removal of the housing to visualize the seal from the elastomer around the output (discharge) channel of the machine body, that is, in the pump mode of operation; and in figures 5, 6 and 7 are shown

поперечные сечения машины по плоскостям А-А, Б-Б и В-В фигур 1...3 соответственно.cross sections of the machine along the planes A-A, B-B and B-C of figures 1 ... 3, respectively.

Поршневая машина (фигуры 1...4) содержит корпус 1, в котором размещены цилиндро-поршневые блоки, каждый, из которых состоит из планшайбы 2 и обращенных к ней торцами стенок трех стаканов, причем все стаканы сопряжены друг с другом по цилиндрическим поверхностям стенок и своими днищами. Внутренний (поз.3) и наружный (поз.5) стаканы неподвижны относительно планшайбы 2, а средний стакан 4 жестко скреплен с рабочим валом 6, на котором размещен эксцентрик 7; на эксцентрике размещен шатун 8 с цапфой 9, а цапфа 9 подвижно сопряжена с ползуном 10, на котором выполнены, оппозитно один другому, поршни 11 и 12. Эти поршни размещены в прорезях внутреннего стакана 3, образующих цилиндры 13 и 14. Аналогичные окна-прорези, (15 и 16) выполнены в наружном стакане 5 для входа (или выхода) рабочего тела, то есть для сообщения цилиндров 13 и 14 с входными или выходными парами каналов (17 и 18) корпуса 1; при этом обе пары каналов, и 17, и 18, могут быть функционально обратимы в зависимости от режима работы машины («двигатель» или «насос»). Эти пары каналов (17 и 18) выполнены в корпусе 1 продольными, по образующей, причем плоскость расположения одной пары каналов перпендикулярна плоскости расположения другой пары каналов. Средний, скрепленный с рабочим валом 6, стакан 4 функционально является золотниковым (то есть для распределения рабочего тела по цилиндрам в своем цилиндропоршневом блоке) и выполнен с двумя окнами (19 и 20), первое из которых (19) при вращении стакана 4 совмещается, поочередно, с окнами 15 наружного стакана 5 и, соответственно, с цилиндрами 13 и 14 внутреннего стакана 3. Другое окно 20 золотникового стакана 4 совмещается с окнами 16 наружного стакана 5 для аналогичного поочередного сообщения цилиндров 13 и 14, но со сдвигом по фазе на половину оборота рабочего вала 6. Пара окон 16 наружного стакана 5, которая расположена ближе к его днищу, чем пара окон 15, открывается в The piston machine (Figures 1 ... 4) contains a housing 1 in which cylinder-piston blocks are placed, each of which consists of a faceplate 2 and the walls of three glasses facing them, with all glasses mating with each other along the cylindrical surfaces of the walls and their bottoms. The inner (pos. 3) and outer (pos. 5) glasses are fixed relative to the faceplate 2, and the middle glass 4 is rigidly fastened to the working shaft 6, on which the eccentric 7 is placed; on the eccentric there is a connecting rod 8 with a pin 9, and the pin 9 is movably mated to a slider 10, on which pistons 11 and 12 are made, opposite one another. These pistons are placed in the slots of the inner glass 3, forming cylinders 13 and 14. Similar window-slots , (15 and 16) are made in the outer glass 5 for the input (or output) of the working fluid, that is, for the communication of the cylinders 13 and 14 with the input or output pairs of channels (17 and 18) of the housing 1; however, both pairs of channels, and 17, and 18, can be functionally reversible, depending on the operating mode of the machine (“engine” or “pump”). These pairs of channels (17 and 18) are made longitudinal in the housing 1 along a generatrix, and the plane of one pair of channels is perpendicular to the plane of the other pair of channels. The middle, fastened with the working shaft 6, the cup 4 is functionally spool (that is, for distributing the working fluid among the cylinders in its cylinder-piston block) and is made with two windows (19 and 20), the first of which (19) is combined with the rotation of the cup 4, alternately with the windows 15 of the outer cup 5 and, respectively, with the cylinders 13 and 14 of the inner cup 3. Another window 20 of the spool cup 4 is combined with the windows 16 of the outer cup 5 for a similar alternate communication of the cylinders 13 and 14, but with a phase shift of half worker turnover its shaft 6. A pair of windows 16 of the outer cup 5, which is located closer to its bottom than a pair of windows 15, opens in

каналы 18 корпуса, а окна 15 этого стакана открываются в каналы 17 корпуса. Окно 20 золотникового стакана, предназначенное для совмещения с окнами 16 наружного стакана, выведено на их сопряженные поверхности посредством кольцевой проточки 21 на стенке золотникового стакана для более эффективного сообщения цилиндров с соответствующими каналами корпуса. Кроме того, поскольку на чертежах приведена машина, содержащая два цилиндропоршневых блока, то следует отметить, что планшайба второго из них изображена, как единое целое, с наружным стаканом 5 первого (на фигуре 3 пунктиром условно приведена их граница раздела) цилиндропоршневого блока, а аналогичные элементы второго блока отдельными позициями не обозначены. Такое исполнение позволяет снизить общее количество деталей при многоступенчатой (и/или многосекционной) конструкции поршневой машины и повысить надежность фиксации их в корпусе и относительно друг друга, однако на фигуре 6 отмечен фиксирующий штифт 22, а на фигурах 4, 5, 6 и 7 позицией 23 обозначены уплотнения из эластомера, размещенные в сопряжении корпуса 1 с цилиндропоршневыми блоками вокруг каналов 17 и 18 подвода/отвода рабочего тела. Позицией 24 на чертежах отмечен фильтрующий элемент на корпусе 1 в насосном варианте работы поршневой машины.channels 18 of the housing, and the windows 15 of this glass open into the channels 17 of the housing. The window 20 of the spool cup, designed to be combined with the windows 16 of the outer cup, is brought to their mating surfaces by means of an annular groove 21 on the wall of the spool cup for more efficient communication of the cylinders with the corresponding channels of the housing. In addition, since a machine containing two cylinder-piston blocks is shown in the drawings, it should be noted that the faceplate of the second of them is shown as a single unit, with the outer glass 5 of the first cylinder cylinder (the figure 3 shows their section boundary conditionally), and similar elements of the second block are not indicated by individual positions. This design allows you to reduce the total number of parts with a multi-stage (and / or multi-sectional) design of the piston machine and increase the reliability of their fixation in the housing and relative to each other, however, in figure 6 the fixing pin 22 is marked, and in figures 4, 5, 6 and 7, the position 23 denotes seals made of elastomer, placed in conjugation of the housing 1 with cylinder-piston blocks around the channels 17 and 18 of the supply / removal of the working fluid. Position 24 in the drawings marks the filter element on the housing 1 in the pump version of the piston machine.

Поршневая машина работает по общеизвестному принципу, однако в ее работе имеются некоторые особенности, а именно: полость внутреннего стакана 3, выполняющая функцию картера в каждом цилиндропоршневом блоке имеет практически постоянный объем, гидравлически изолирована от каналов перемещения рабочего тела в машине со входа на выход, что значительно повышает надежность ее работы, особенно в случае заполнения полости стакана 3 несмешивающейся с рабочим телом смазкой. Отметим, к тому же, что, как любая поршневая машина, заявленная конструкция может быть снабжена маховиком на рабочем валу 6 (маховик на чертежах не приведен) для обеспечения равномерности и стабильности вращения вала.The piston machine works according to the well-known principle, however, there are some features in its operation, namely: the cavity of the inner cup 3, which performs the function of a crankcase in each cylinder-piston block, has a practically constant volume, is hydraulically isolated from the channels of movement of the working fluid in the machine from entrance to exit, significantly increases the reliability of its work, especially in the case of filling the cavity of the glass 3 with a grease immiscible with the working fluid. We also note that, like any piston machine, the claimed design can be equipped with a flywheel on the working shaft 6 (the flywheel is not shown in the drawings) to ensure uniformity and stability of rotation of the shaft.

Из вышеизложенного следует, что поршневая машина обеспечивает получение требуемого технического результата, соответствует критериям «полезной модели» и подлежит защите охранным документом РФ согласно заявлению автора-правообладателя.From the above it follows that the piston machine provides the required technical result, meets the criteria of the “utility model” and is subject to protection by the title of the RF according to the statement of the copyright holder.

Claims

1. A piston machine comprising a housing with cylinder-piston blocks, each of which is fixed in the faceplate fixed in contact with the ends of the walls, interconnected by bottoms and coaxially cylindrical surfaces of the walls, three cups, a working shaft, a coaxial body and cups, equipped an eccentric with a connecting rod with a pin with a pin and a slider interacting with the pin with two opposing pistons placed in two diametrically spaced and transverse to the body block indra, made in the wall of the inner cup, with a mechanism for distributing the working fluid from the inlet channel of the machine to its outlet channel, made spool-like in the form of a middle cup fastened with a working shaft, cups with two diametrically spaced windows in its wall for alternating communication of each cylinder with the corresponding input and output channels of the housing at each revolution of the working shaft, characterized in that the input and output channels are made in the housing in mutually perpendicular planes, and both windows are the single spool cup of each cylinder-piston block are made, respectively, with a size, in a circle, corresponding to the size of the window of the outer cup, in the wall of which there are two pairs of diametrically opposite windows, one of which is aligned with the cylinders of the inner cup, and the other pair is offset relative to the latter towards the bottom, and one of the windows of the middle spool glass, coinciding during rotation with the windows of the outer glass located closer to its bottom, is communicated with the latter by rotating arm grooves on the inner spool glass.

2. The piston machine according to claim 1, characterized in that in each subsequent from the input of the working fluid cylinder-piston block, the faceplate is made integrally with the outer glass of the previous block.

3. The piston machine according to claim 1, characterized in that around each of the input and output channels of the housing, in conjunction with the cylinder-piston blocks, an elastomer seal is placed.