WO2017043995A1 - Поршневой двигатель (варианты) и корпус поршневого двигателя - Google Patents

Поршневой двигатель (варианты) и корпус поршневого двигателя Download PDF

Info

Publication number
WO2017043995A1
WO2017043995A1 PCT/RU2015/000573 RU2015000573W WO2017043995A1 WO 2017043995 A1 WO2017043995 A1 WO 2017043995A1 RU 2015000573 W RU2015000573 W RU 2015000573W WO 2017043995 A1 WO2017043995 A1 WO 2017043995A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
spool
housing
cylinder
piston
slide valve
Prior art date
Application number
PCT/RU2015/000573
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Александр Михайлович КРОПАЧЕВ
Original Assignee
Александр Михайлович КРОПАЧЕВ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Михайлович КРОПАЧЕВ filed Critical Александр Михайлович КРОПАЧЕВ
Priority to PCT/RU2015/000573 priority Critical patent/WO2017043995A1/ru
Publication of WO2017043995A1 publication Critical patent/WO2017043995A1/ru

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B1/00—Reciprocating-piston machines or engines characterised by number or relative disposition of cylinders or by being built-up from separate cylinder-crankcase elements
    • F01B1/01—Reciprocating-piston machines or engines characterised by number or relative disposition of cylinders or by being built-up from separate cylinder-crankcase elements with one single cylinder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L5/00—Slide valve-gear or valve-arrangements
    • F01L5/04—Slide valve-gear or valve-arrangements with cylindrical, sleeve, or part-annularly shaped valves
    • F01L5/06—Slide valve-gear or valve-arrangements with cylindrical, sleeve, or part-annularly shaped valves surrounding working cylinder or piston
    • F01L5/08—Arrangements with several movements or several valves, e.g. one valve inside the other

Definitions

  • the engine and its casing relate to engine building, to the designs of reciprocating ram engines that are used to generate electric power and drive various mechanisms and vehicles from a compressed working medium, which can be used as compressed steam, compressed air or other compressed gas.
  • the engine refers to devices that use work medium distributors, in particular slide valves.
  • a known piston engine containing a piston with a rod located in the working cylinder, a switchgear including a latch and a switching valve, kinematically connected by a two-position discontinuous gearing mechanism with the cylinder rod and connected by two communication lines to the drive chambers of the permutation spring-loaded memory valve, two working lines which are connected to the cavities of the working cylinder, as well as at least one piston compensator, connected to the communication line, and in order to expand the range of application and increase reliability, it is equipped with a bypass valve connected between the communication lines of the switching valve, the gearing mechanism of which is mounted coaxially with the rod of the working cylinder, and the latch is made in the form of two bands installed along the edges of the switching valve the formation of end chambers, each connected to one of the communication lines, while the permutation drive is made in the form of a piston supported on a spring of a spool (RU 2018707 C1, 08.30.199 four).
  • This engine essentially comprises a cylinder, a piston, a spool interacting with the piston through the engine operation control system, which includes a hook pusher, a two-position discontinuous gear mechanism for engaging the working cylinder rod located coaxially to the rod, the hook pusher being rigidly connected to the cylinder rod and the hook rigidly connected with a switching spool of another memory spool.
  • the engine converts the energy of the working medium into the movements of the working piston by automatically switching the supply of the working medium to the right and left cavities of the working cylinder with a memory spool, and at the same time, the discharge of the working medium is also switched.
  • This engine design is relatively complex.
  • a piston engine comprising a cylindrical body of at least one cylinder, a piston installed in the cylinder body, which is pivotally connected to the connecting rod, and a spool installed in the spool body (US1661558A, March 6, 1928).
  • This engine has a relatively complex design, complexity leads to an increase in the number of friction pairs, which as a result leads to loss of power to overcome friction, as well as to steam loss through seals, reducing power and engine efficiency. Steam leaks into the atmosphere in the prototype are formed through leaks in the spool drive.
  • the technical result of this invention is to simplify the design of the engine and increase its efficiency.
  • a piston engine comprising a cylindrical body of at least one cylinder, a piston installed in the cylinder body, which is pivotally connected to the connecting rod, and a spool installed in the spool housing
  • the cylinder is made with an end wall and an opening in it
  • the spool made hollow with upper and lower lower radial holes in the spool wall, radial holes made in the spool body compatible with the lower holes of the hollow spool, lower spool holes Posted in General cylinder with a cavity, the cavity and the cavity housing the spool valve
  • the spool body is mounted in the bore end wall and is rigidly connected to the housing of the cylinder, wherein the spool is fixedly connected with a piston movable relative to the cylinder housing and valve body.
  • a piston engine comprising a cylindrical housing of at least one cylinder, a piston installed in the cylinder body, which is pivotally connected to the connecting rod, and a spool installed in the valve body, characterized in that the cylinder is made with an end wall and an opening in it, the spool is made hollow with upper and lower radial holes in the wall of the spool, in the body of the spool are made radial holes that are combined with the lower holes of the hollow spool, lower spool holes communicating with the cavity the cylinder, the cavity of the valve body and the cavity of the valve, the valve body is installed in the hole of the end wall and is rigidly connected to the cylinder body, while in the upper part the valve is closed by a lid covering the valve cavity at the top, and the lower end of the valve is located in the cylinder cavity with the end face of the valve with a piston.
  • a piston engine housing comprising a cylindrical housing of at least one cylinder, a spool housing with holes in its wall for supplying a working medium to the spool, characterized in that the cylindrical housing is made with an upper end wall in which the hole is made and the spool body is fixed to it, and exhaust holes are made in the cylinder wall.
  • the design of the engine is illustrated by the description and drawings developed, in particular, for a reciprocating engine operating on a compressed pair.
  • a similar design is a reciprocating engine running on compressed air or other compressed gas.
  • Figure 1 shows a first embodiment of a piston engine in longitudinal section; figure 2 - piston engine (the second variant of the connection of the piston with the valve body; figure 3 - the piston engine (the third variant of the connection of the piston with the valve body); figure 4 - diagram of the steam supply to the cylinder in the intermediate position of the piston; .5 - scheme for supplying steam to the cylinder when the piston reaches top dead center; Fig. 6 - scheme for supplying steam to the cylinder and steam leaving the cylinder when the piston reaches bottom dead center.
  • the piston engine (Fig. 1) comprises a cylindrical body 1 (cylinder body, cylinder) with an upper end wall 2 of at least at least one cylinder of the engine, while the end wall 2 is either integral with the housing 1 by casting, or is formed by a wall 2 made in the form of a cover, detachably or permanently connected tightly to the specified cylinder housing 1.
  • a piston 3 is mounted in the cylinder housing 1, pivotally connected to the connecting rod 4. The latter is connected through a bearing to the crank or crankshaft 5, which is connected to the engine flywheel 6.
  • the piston 3 is connected to a connecting rod, which in a known manner is connected through a bearing to a crankshaft 5, as shown in FIG.
  • a hole is made in the upper wall 2 of cylinder 1, in which the valve body 7 is located.
  • the housing 7 is made in the form of a tube and it is detachably or permanently fixed in the hole of the end wall 2 of the cylinder 1.
  • a movable spool 8 which is also made hollow, in the form of a tube.
  • the spool body and the spool in cross section have a circular shape, which does not exclude their other known shapes.
  • the upper holes 9 and the lower holes 10 are made.
  • the spool 8 is rigidly attached to the flange 1 1, which is cut into the end face of the piston 3 and rigidly connected to it, or the spool 8 is directly mounted with its end face on the upper working surface of the piston 3 (this connection is not shown) .
  • the connection of the valve 8 with the piston 3, the holes 10 of the valve 8 are parallel to the longitudinal axis of the housing 7 and the valve 8.
  • the lower holes 10 of the valve 8 are located in the cavity of the housing 1 cylinder, while in the first embodiment, the holes 10 are made in the side wall of the spool 8 across the longitudinal axis of the housing 7, and in the second embodiment (figure 2) lower holes 10 are parallel to the longitudinal axis of the housing 7 and the spool. In any embodiment, the openings 10 are located between the upper wall 2 of the cylindrical body 1 and the surface of the piston 3.
  • the spool 8 is connected to the upper wall 2 of the cylindrical body 1 in the same way as in the first two variants, however, in the third embodiment, the spool 8 is adjacent to the end surface of the piston 3 and the spool 8 is not connected to the end face of the piston 3.
  • the spool in non-working and working positions only interacts with its end face with the upper working surface of the piston 3 so that it can rise above the working surface of the piston during operation. In this case, a gap (not shown) is formed between the end face of the spool 8 and the piston surface.
  • connection of the housing 7 of the valve with the upper wall 2 of the cylindrical housing 1, the housing 7 is rigidly connected to the flange
  • the spool holes 10 are arranged so that they communicate a cavity 13 of the spool 8 with a cavity 14 of the valve body 7 and with a cavity 15 of the cylindrical body 1 (cylinder).
  • Such an embodiment and fastening of the valve body 7 to the cylinder body 1, or the free interaction of the valve spool with the piston, allows the cavity 13 of the valve to selectively communicate with the cavity 14 of the valve body 7, as well as the cavity 13 through the lower holes 10 with the cavity 15 of cylinder 1.
  • the spool housing 7 is closed by a cover 20, which is rigidly detachably or permanently connected tightly to the housing 7, and the housing 7 is attached to the upper wall 2 of the cylindrical housing 1 so that the spool 8 attached to the piston can freely move with the piston relative to the housing 1 and housing 7 of the spool.
  • the spool 8 moves freely in the housing 7 of the spool.
  • lower exhaust openings 21 are made for exhausting exhaust steam from the cylindrical body 1.
  • the openings 9 and 10 in the spool 13 are arranged so that at the moment of the steam inlet into the cavity 15 of the cylinder 1, the upper openings 9 coincide with the openings 17 in the spool body 7, serving for supplying steam from the steam pipelines 19.
  • the lower holes 10 in the spool are located so that they allow the steam to enter the cavity 15 of the cylinder 1 from the cavity 13 of the spool.
  • the spool 8 is mounted movably in the housing 7 so that its inner surface 22 fits snugly against the outer surface 23 of the spool and its seals 16, preventing the steam from escaping through the gaps between the indicated surfaces of the spool and its housing.
  • the lower end of the spool 8 does not reach the piston.
  • a gap is formed between the end face of the spool 8 and the upper working surface 24 of the piston 3, through which the steam passes into the cavity 15 of the cylindrical body 1.
  • the spool body 7 is rigidly permanently attached or rigidly detachably attached to the stand 25, which at its ends is rigidly inseparably or rigidly detachably connected to the flange 11 and the bottom wall 12 of the spool.
  • In the bottom wall 12 of the spool are made lower holes 10 of the spool, communicating cavity 13 and 14 with a cavity 15 of the cylinder 1.
  • the spool 8 is installed in its housing 7 so that it either fits freely with its lower end 26 to the upper working surface 24 of the piston 3 from the force of its own weight and steam pressure, or it adjoins it exclusively by the pressure of compressed steam .
  • the spool 8 has a cover that closes the spool cavity 13 from above.
  • a piston engine housing (FIG. 1) is presented in this description, comprising the aforementioned cylindrical housing 1 of at least one engine cylinder, an upper end wall 2 of the housing 1 and a side cylindrical wall that forms a cylindrical housing 1
  • the exhaust holes 21 are made in the housing 1.
  • the piston engine housing also includes a valve body 7 with openings 17 in its wall for supplying a working medium to the valve.
  • a hole is made in the upper wall of the cylindrical housing 1, in which the spool housing 7 is rigidly fixed and the longitudinal axis of the spool housing 7 is aligned with the longitudinal axis of the cylindrical housing so that they are located on the same axis 27 of the symmetry of the motor housing.
  • the engine operates as follows. During the inlet of the working medium, in particular, the pair in the cavity 15 of the cylinder 1 (Fig. 4), the lower holes 10 of the spool 8 (Fig. 1) are located between the piston 3 and the cover 2 of the cylindrical body 1. In this case, the upper holes 9 of the spool 8 are aligned with holes 17 in the valve body 7, connected to the channels 18 of the steam lines 19. After the end of the period the steam inlet into the cavity 15 of the housing 1 and after the piston passes the top dead center, the spool 8 moves together with the piston 3 to the bottom dead center, the holes 17 in the housing 7 of the spool are blocked by the wall of the spool 7 and the steam supply to the cavity 13 of the spool and the piston cavity 15 is stopped.
  • Variants of the engine design and the design of the engine housing allowed the spool housing to be integral with the cylindrical piston housing of the engine. This solution to this problem made it possible to significantly simplify the design of the engine and reduce power losses by reducing friction pairs of interacting engine elements, which in turn makes it possible to increase engine efficiency.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в силовых установках. Двигатель содержит корпус цилиндра, имеющий верхнюю стенку. В корпусе цилиндра выполнены выхлопные отверстия и установлен поршень, который шарнирно соединен с шатуном. Двигатель имеет полый корпус золотника с отверстиями в его стенке, в котором расположен полый золотник с верхними отверстиями в стенке золотника, совмещаемыми с отверстиями в корпусе золотника. Нижние отверстия золотника сообщают полость цилиндра с полостью корпуса золотника и полостью золотника. Корпус золотника жестко соединен с верхней стенкой корпуса цилиндра. В верхней стенке корпуса цилиндра выполнено отверстие, в котором с возможностью перемещения расположен золотник. Во втором варианте двигателя корпус золотника жестко соединен с верхней стенкой корпуса цилиндра. В верхней стенке корпуса цилиндра выполнено отверстие, в котором с возможностью перемещения расположен золотник. Нижний торец золотника расположен в полости цилиндра с возможностью контактирования торца золотника с поршнем. Корпус двигателя содержит корпус цилиндра, верхнюю стенку этого корпуса и боковую стенку цилиндра с выхлопными отверстиями, корпус золотника с отверстиями в его стенке для подвода рабочей среды в золотник. В верхней стенке корпуса цилиндра выполнено отверстие, в котором жестко закреплен корпус золотника. Продольная ось корпуса золотника совмещена с продольной осью корпуса цилиндра. Упрощается конструкция двигателя и повышается его КПД.

Description

ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ (ВАРИАНТЫ) И КОРПУС ПОРШНЕВОГО
ДВИГАТЕЛЯ
Технические решения относятся к области энергетики, они могут быть использованы в силовых установках для производства электроэнергии на подвижных и стационарных электростанциях. Двигатель и его корпус относятся к двигателестроению, к конструкциям поршневых прямоточных двигателей, которые применяются для получения электроэнергии и привода различных механизмов и транспортных средств от сжатой рабочей среды, в качестве которой может быть использован сжатый пар, сжатый воздух или иной сжатый газ. Двигатель относится к устройствам, в которых используются распределители рабочей среды, в частности золотники.
Известны механизмы парораспределения рабочей среды, например, золотниковые, клапанные, крановые, характеризующиеся тем, что они представляют собой отдельные от двигателей узлы. Такие механизмы парораспределения располагаются изолированно от корпуса поршневого двигателя, и элементы привода механизма парораспределения установлены в уплотнениях корпуса механизма. Все это приводит к усложнению конструкции двигателя и потерям мощности двигателя.
Известен поршневой двигатель, содержащий размещенные в рабочем цилиндре поршень со штоком, распределительное устройство, включающее фиксатор и переключающий золотник, кинематически связанный двухпозиционным прерывистым механизмом зацепления со штоком цилиндра и подключенный двумя линиями связи к камерам привода перестановки подпружиненного с одной стороны запоминающего золотника, две рабочие линии которого подключены к полостям рабочего цилиндра, а также, по меньшей мере, один поршневой компенсатор, подключенный к линии связи, причем с целью расширения диапазона применения и повышения надежности он снабжен перепускным клапаном, включенным между линиями связи переключающего золотника, механизм зацепления которого установлен соосно со штоком рабочего цилиндра, а фиксатор выполнен в виде двух поясков, установленных по краям переключающего золотника с образованием торцевых камер, подключенных каждая к одной из линий связи, при этом привод перестановки выполнен в виде поршня, опертого на пружину запоминающего золотника (RU 2018707 С1, 30.08.1994).
Данный двигатель по существу содержит цилиндр, поршень, золотник, взаимодействующий с поршнем через систему управления работой двигателя, которая включает толкатель зацепа, двухпозиционный прерывистый механизм зацепления штока рабочего цилиндра, расположенный соосно штоку, причем толкатель зацепа жестко связан со штоком цилиндра, а зацеп жестко связан с переключающим золотником другого запоминающего золотника. Двигатель преобразует энергию рабочей среды в движения рабочего поршня за счет автоматического переключения подачи рабочей среды в правую и левую полости рабочего цилиндра запоминающим золотником, при этом одновременно переключается и слив рабочей среды. Данная конструкция двигателя является сравнительно сложной.
В качестве прототипа выбран поршневой двигатель, содержащий цилиндрический корпус, по меньшей мере, одного цилиндра, установленный в корпусе цилиндра поршень, который шарнирно соединен с шатуном и золотник, установленный в корпусе золотника (US1661558A,06.03.1928).
Данный двигатель имеет сравнительно сложную конструкцию, сложность приводит к увеличению числа пар трения, что в результате приводит к потерям мощности на преодоление трения, а также к потерям пара через уплотнения, снижению мощности и КПД двигателя. Утечки пара в атмосферу в прототипе образуются через неплотности в приводе золотника.
Техническим результатом данного изобретения является упрощение конструкции двигателя и повышение его КПД.
Технический результат получен первым вариантом поршневого двигателя, содержащим цилиндрический корпус, по меньшей мере, одного цилиндра, установленный в корпусе цилиндра поршень, который шарнирно соединен с шатуном, и золотник, установленный в корпусе золотника, цилиндр выполнен с торцовой стенкой и отверстием в ней, золотник выполнен полым с верхними й нижними радиальными отверстиями в стенке золотника, в корпусе золотника выполнены радиальные отверстия, совмещаемые с нижними отверстиями полого золотника, нижние отверстия золотника сообщены с полостью цилиндра, полостью корпуса золотника и полостью золотника, корпус золотника установлен в отверстии торцовой стенки и жестко соединен с корпусом цилиндра, при этом золотник жестко соединен с поршнем с возможностью перемещения относительно корпуса цилиндра и корпуса золотника.
Технический результат получен вторым вариантом поршневого двигателя, содержащим цилиндрический корпус, по меньшей мере, одного цилиндра, установленный в корпусе цилиндра поршень, который шарнирно соединен с шатуном, и золотник, установленный в корпусе золотника, отличающийся тем, что цилиндр выполнен с торцовой стенкой и отверстием в ней, золотник выполнен полым с верхними и нижними радиальными отверстиями в стенке золотника, в корпусе золотника выполнены радиальные отверстия, совмещаемые с нижними отверстиями полого золотника, нижние отверстия золотника сообщены с полостью цилиндра, полостью корпуса золотника и полостью золотника, корпус золотника установлен в отверстии торцовой стенки и жестко соединен с корпусом цилиндра, при этом в верхней части золотник закрыт крышкой, закрывающей сверху полость золотника, а нижний торец золотника расположен в полости цилиндра с возможностью контакта торца золотника с поршнем.
Технический результат получен выполнением корпуса поршневого двигателя содержащим цилиндрический корпус, по меньшей мере, одного цилиндра, корпус золотника с отверстиями в его стенке для подвода рабочей среды в золотник, отличающийся тем, что цилиндрический корпус выполнен с верхней торцовой стенкой, в которой выполнено отверстие и в нем закреплен корпус золотника, а в стенке цилиндра выполнены выхлопные отверстия.
Конструкция двигателя поясняется описанием и чертежами, разработанными, в частности, для поршневого двигателя, работающего на сжатом паре. Аналогичная конструкция представляет собой поршневой двигатель, работающий на сжатом воздухе или на другом сжатом газе.
На фиг.1 показан первый вариант поршневого двигателя в продольном разрезе; на фиг.2 - поршневой двигатель (второй вариант соединения поршня с корпусом золотника; на фиг.З - поршневой двигатель (третий вариант соединения поршня с корпусом золотника); на фиг.4 - схема подачи пара в цилиндр в промежуточном положении поршня; на фиг.5 - схема подачи пара в цилиндр при достижении поршнем верхней мертвой точки; на фиг.6 - схема подачи пара в цилиндр и выхода пара из цилиндра при достижении поршнем нижней мертвой точки. Золотники на фиг.4-6 не показаны.
Поршневой двигатель (фиг.1) содержит цилиндрический корпус 1 (корпус цилиндра, цилиндр) с верхней торцовой стенкой 2, по меньшей мере, одного цилиндра двигателя, при этом торцовая стенка 2 или выполнена заодно с корпусом 1 методом литья, или образована стенкой 2, выполненной в виде крышки, разъемно или неразъемно соединенной герметично с указанным корпусом 1 цилиндра. В корпусе 1 цилиндра установлен поршень 3, шарнирно соединенный с шатуном 4. Последний через подшипник связан с кривошипом или коленчатым валом 5, который соединен с маховиком 6 двигателя. В ином варианте поршень 3 связан с шатуном, который известным образом через подшипник связан с коленчатым валом 5, как это показано на фиг.5.
В верхней стенке 2 цилиндра 1 выполнено отверстие, в котором расположен корпус 7 золотника. Корпус 7 выполнен в виде трубки и он разъемно или неразъемно закреплен в отверстии торцовой стенки 2 цилиндра 1. В корпусе 7 золотника расположен подвижно золотник 8, который также выполнен полым, в виде трубки. Предпочтительно, чтобы корпус золотника и золотник в поперечном сечении имели круглую форму, что не исключает их иные известные формы. В цилиндрической стенке золотника 8 выполнены верхние отверстия 9 и нижние отверстия 10.
В первом варианте исполнения двигателя (фиг.1) золотник 8 жестко прикреплен к фланцу 1 1, который врезан в торец поршня 3 и жестко соединен с ним, или золотник 8 непосредственно своим торцом закреплен на верхней рабочей поверхности поршня 3 (это соединение не показано). Во втором варианте (фиг.2) соединения золотника 8 с поршнем 3 отверстия 10 золотника 8 расположены параллельно к продольной оси корпуса 7 и золотника 8. В первом и втором вариантах соединения золотника 8 с цилиндрическим корпусом 1 нижние отверстия 10 золотника 8 расположены в полости корпуса 1 цилиндра, при этом в первом варианте отверстия 10 выполнены в боковой стенке золотника 8 поперек продольной оси корпуса 7, а во втором варианте (фиг.2) нижние отверстия 10 расположены параллельно продольной оси корпуса 7 и золотника. В любом из вариантов отверстия 10 расположены между верхней стенкой 2 цилиндрического корпуса 1 и поверхностью поршня 3.
В третьем варианте (фиг.З) золотник 8 соединен с верхней стенкой 2 цилиндрического корпуса 1 так же, как и в первых двух вариантах, однако в третьем варианте золотник 8 прилегает к торцовой поверхности поршня 3 и при этом золотник 8 не соединен с торцом поршня 3. В этом варианте золотник в нерабочем и рабочем положениях лишь взаимодействует своим торцом с верхней рабочей поверхностью поршня 3 так, что может при работе подниматься над рабочей поверхностью поршня. В этом случае между торцом золотника 8 и поверхностью поршня образуется зазор (не показан).
Во втором варианте соединения корпуса 7 золотника с верхней стенкой 2 цилиндрического корпуса 1 корпус 7 жестко соединен с фланцем
11 посредством стойки, при этом фланец 1 1 жестко соединен с поршнем 3, а золотник 8 жестко соединен с нижней стенкой 12 золотника, которая расположена внутри золотника 8 и жестко соединена с ним.
В каждом из указанных вариантов отверстия 10 золотника расположены так, что они сообщают полость 13 золотника 8 с полостью 14 корпуса 7 золотника и с полостью 15 цилиндрического корпуса 1 (цилиндра). Такое выполнение и крепление корпуса 7 золотника к корпусу 1 цилиндра, или свободное взаимодействие золотника с поршнем обеспечивает возможность избирательного сообщения полости 13 золотника с полостью 14 корпуса 7 золотника, а также сообщение полости 13 через нижние отверстия 10 с полостью 15 цилиндра 1.
Между рабочими поверхностями цилиндрического корпуса 1 и поршнем 3, а также корпусом 7 золотника и золотником 8 установлены уплотнительные кольца 16, расположенные в кольцевых канавках поршня 3 и корпуса 7 золотника. В стенке корпуса 7 золотника выполнены отверстия 17, сообщенные с каналами 18 паропроводов 19, закрепленных на стенке корпуса 7 золотника. Отверстия 17 и каналы 18 паропроводов совмещены и их оси расположены на одной прямой линии. Паропроводы 19 сообщены с источником сжатого пара (не показан). Во всех вариантах исполнения двигателя корпус 7 золотника закрыт крышкой 20, жестко разъемно или неразъемно соединенной герметично с корпусом 7, причем корпус 7 прикреплен к верхней стенке 2 цилиндрического корпуса 1 так, что прикрепленный к поршню золотник 8 имеет возможность свободного перемещения вместе с поршнем относительно корпуса 1 и корпуса 7 золотника. В любом из вариантов золотник 8 свободно перемещается в корпусе 7 золотника.
В цилиндрическом корпусе 1 выполнены нижние выхлопные отверстия 21 для выпуска отработанного пара из цилиндрического корпуса 1. Отверстия 9 и 10 в золотнике 13 расположены так, что в момент впуска пара в полость 15 цилиндра 1 верхние отверстия 9 совпадают с отверстиями 17 в корпусе 7 золотника, служащими для подвода пара из паропроводов 19. Нижние отверстия 10 в золотнике расположены так, что они позволяют выходить пару в полость 15 цилиндра 1 из полости 13 золотника. Золотник 8 установлен подвижно в корпусе 7 так, что его внутренняя поверхность 22 плотно прилегает к внешней поверхности 23 золотника и его уплотнениям 16, не позволяя пару выходить наружу через зазоры между указанными поверхностями золотника и его корпуса.
Во втором варианте (фиг.2) нижний торец золотника 8 не доходит до поршня. В этом случае между торцом золотника 8 и верхней рабочей поверхностью 24 поршня 3 образован зазор, через который пар проходит в полость 15 цилиндрического корпуса 1. В этом варианте корпус 7 золотника жестко неразъемно или жестко разъемно прикреплен к стойке 25, которая своими концами жестко неразъемно или жестко разъемно соединена с фланцем 11 и нижней стенкой 12 золотника. В нижней стенке 12 золотника выполнены нижние отверстия 10 золотника, сообщающие полости 13 и 14 с полостью 15 цилиндра 1.
В третьем варианте (фиг.З) золотник 8 установлен в его корпусе 7 так, что он или свободно прилегает своим нижним торцом 26 к верхней рабочей поверхности 24 поршня 3 от усилия собственного веса и давления пара, или он прилегает к ней исключительно усилием сжатого пара. В третьем варианте золотник 8 имеет крышку, которая закрывает полость 13 золотника сверху.
В качестве отдельного самостоятельного узла двигателя в данном описании представлен корпус поршневого двигателя (фиг.1), содержащий вышеупомянутый цилиндрический корпус 1 , по меньшей мере, одного цилиндра двигателя, верхнюю торцовую стенку 2 корпуса 1 и боковую цилиндрическую стенку, которая образует собой цилиндрический корпус 1. В корпусе 1 выполнены выхлопные отверстия 21. Корпус поршневого двигателя также включает в себя корпус 7 золотника с отверстиями 17 в его стенке для подвода рабочей среды в золотник. В верхней стенке цилиндрического корпуса 1 выполнено отверстие, в котором жестко закреплен корпус 7 золотника и при этом продольная ось корпуса 7 золотника совмещена с продольной осью цилиндрического корпуса так, что они расположены на одной оси 27 симметрии корпуса двигателя.
Работает двигатель следующим образом. В период впуска рабочей среды, в частности, пара в полость 15 цилиндра 1 (фиг.4) нижние отверстия 10 золотника 8 (фиг.1) располагаются между поршнем 3 и крышкой 2 цилиндрического корпуса 1. При этом верхние отверстия 9 золотника 8 совмещаются с отверстиями 17 в корпусе 7 золотника, сообщенными с каналами 18 паропроводов 19. После окончания периода впуска пара в полость 15 корпуса 1 и после прохождения поршнем верхней мертвой точки золотник 8 перемещается вместе с поршнем 3 к нижней мертвой точке, отверстия 17 в корпусе 7 золотника перекрываются стенкой золотника 7 и подача пара в полость 13 золотника и поршневую полость 15 прекращается. В этот период происходит расширение пара в золотнике 8 и пар проходит через нижние отверстия 10 золотника в полость 15 корпуса 1, при этом поршень 3 перемещается вниз и производится полезная работа. При достижении нижней мертвой точки поршень открывает нижние выхлопные отверстия 21 корпуса 1 и отработанный пар выходит из полости 15 корпуса 1. Далее, при движении поршня вверх происходит сжатие пара, оставшегося в полости 15 и полости 13 золотника. Поршень 3 движется вверх вместе с золотником 8 до верхней мертвой точки поршня. В этот момент отверстие 17 в корпусе 7 золотника совмещается с отверстием 9 в золотнике, что позволяет пару пройти в полость 13 золотника и, далее, через нижние отверстия 10 - в полость 15 корпуса 1 цилиндра. В этот момент цикл работы двигателя повторяется.
При работе двигателя с третьим вариантом золотника (фиг.З) между крышкой 20 корпуса 7 золотника и крышкой золотника 28 в полости 14 накапливается сжатый пар, который постоянно прижимает нижний торец 26 золотника 8 к поршню 3.
Варианты конструкции двигателя и конструкция корпуса двигателя позволили выполнить корпус золотника заодно с цилиндрическим корпусом поршня двигателя. Данное решение этой задачи позволило существенно упростить конструкцию двигателя и уменьшить потери мощности путем сокращения пар трения взаимодействующих между собой элементов двигателя, что в свою очередь позволяет повысить КПД двигателя.

Claims

Формула изобретения
1. Поршневой двигатель, содержащий цилиндрический корпус, по меньшей мере, одного цилиндра, установленный в корпусе цилиндра поршень, который шарнирно соединен с шатуном, и золотник, установленный в корпусе золотника, отличающийся тем, что цилиндр выполнен с торцовой стенкой и отверстием в ней, золотник выполнен полым с верхними и нижними радиальными отверстиями в стенке золотника, в корпусе золотника выполнены радиальные отверстия, совмещаемые с нижними отверстиями полого золотника, нижние отверстия золотника сообщены с полостью цилиндра, полостью корпуса золотника и полостью золотника, корпус золотника установлен в отверстии торцовой стенки и жестко соединен с корпусом цилиндра, при этом золотник жестко соединен с поршнем с возможностью перемещения относительно корпуса цилиндра и корпуса золотника.
2. Поршневой двигатель, содержащий цилиндрический корпус, по меньшей мере, одного цилиндра, установленный в корпусе цилиндра поршень, который шарнирно соединен с шатуном, и золотник, установленный в корпусе золотника, отличающийся тем, что цилиндр выполнен с торцовой стенкой и отверстием в ней, золотник выполнен полым с верхними и нижними радиальными отверстиями в стенке золотника, в корпусе золотника выполнены радиальные отверстия, совмещаемые с нижними отверстиями полого золотника, нижние отверстия золотника сообщены с полостью цилиндра, полостью корпуса золотника и полостью золотника, корпус золотника установлен в отверстии торцовой стенки и жестко соединен с корпусом цилиндра, при этом в верхней части золотник закрыт крышкой, закрывающей сверху полость золотника, а нижний торец золотника расположен в полости цилиндра с возможностью контакта торца золотника с поршнем.
3. Корпус поршневого двигателя, содержащий цилиндрический корпус, по меньшей мере, одного цилиндра, корпус золотника с отверстиями в его стенке для подвода рабочей среды в золотник, отличающийся тем, что цилиндрический корпус выполнен с верхней торцовой стенкой, в которой выполнено отверстие и в нем закреплен корпус золотника, а в стенке цилиндра выполнены выхлопные отверстия.
PCT/RU2015/000573 2015-09-09 2015-09-09 Поршневой двигатель (варианты) и корпус поршневого двигателя WO2017043995A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2015/000573 WO2017043995A1 (ru) 2015-09-09 2015-09-09 Поршневой двигатель (варианты) и корпус поршневого двигателя

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2015/000573 WO2017043995A1 (ru) 2015-09-09 2015-09-09 Поршневой двигатель (варианты) и корпус поршневого двигателя

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017043995A1 true WO2017043995A1 (ru) 2017-03-16

Family

ID=58240280

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2015/000573 WO2017043995A1 (ru) 2015-09-09 2015-09-09 Поршневой двигатель (варианты) и корпус поршневого двигателя

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2017043995A1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE233748C (ru) *
FR618757A (fr) * 1925-07-16 1927-03-18 Minerva Motors Perfectionnements aux moteurs thermiques avec distribution à tiroirs
FR655202A (fr) * 1928-06-05 1929-04-16 Distribution par tiroirs pour moteurs à combustion interne
SU59970A1 (ru) * 1940-02-01 1940-11-30 Е.Я. Джемс-Леви Парораспределительное устройство
RU2548241C1 (ru) * 2014-01-23 2015-04-20 Александр Михайлович Кропачев Поршневой двигатель (варианты) и корпус поршневого двигателя

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE233748C (ru) *
FR618757A (fr) * 1925-07-16 1927-03-18 Minerva Motors Perfectionnements aux moteurs thermiques avec distribution à tiroirs
FR655202A (fr) * 1928-06-05 1929-04-16 Distribution par tiroirs pour moteurs à combustion interne
SU59970A1 (ru) * 1940-02-01 1940-11-30 Е.Я. Джемс-Леви Парораспределительное устройство
RU2548241C1 (ru) * 2014-01-23 2015-04-20 Александр Михайлович Кропачев Поршневой двигатель (варианты) и корпус поршневого двигателя

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20160143785A (ko) 편심 활동 베인 펌프
CN102493969B (zh) 双活塞杆液压缸
AU2016321973A1 (en) Dual-acting expansion cylinder with adaptive support
RU2548241C1 (ru) Поршневой двигатель (варианты) и корпус поршневого двигателя
JP5706311B2 (ja) 内燃エンジン
NO139007B (no) Fremgangsmaate ved og anordning for ventilasjon av et sylindertoerkeparti
WO2017043995A1 (ru) Поршневой двигатель (варианты) и корпус поршневого двигателя
US10473001B2 (en) Control valve for a camshaft adjuster
US2751891A (en) Fluid actuated motor
EP2844901B1 (en) Positive drive actuated valve for reciprocating compressor and method
RU2592149C1 (ru) Паровой двигатель
ITBO980560A1 (it) Motore a scoppio con valvole ad azionamento elettromagnetico .
US2749886A (en) Fluid pressure self-reciprocating actuator
US10415500B2 (en) Double-acting pressure reducing cylinder with adaptive support
JPS6316851Y2 (ru)
FI12097U1 (fi) Kiertomäntäkoneen lohkojen yhdistämisjärjestely
RU2788018C1 (ru) Компрессорный агрегат
CN204402651U (zh) 一种可旋转独立燃烧室环缸单冲程发动机
US1130671A (en) Water-motor.
CN212616519U (zh) 一种组合开关
WO2022019800A1 (ru) Трёхпозиционный силовой пневмо- или гидроцилиндр
US137795A (en) Improvement in rotary steam-engines
US763586A (en) Cylinder for steam-engines.
WO2016044867A1 (en) Orbital machine and combinations based thereon
US447671A (en) eickershqff

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15903692

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15903692

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1