кривошипно-ползунный механизм с изменяемой длиной хода ползуна

Формула изобретения

1. Кривошипно-ползунный механизм с изменяемой длиной хода ползуна, содержащий корпус со встроенным приводом, состоящим из вала-шестерни и ведомого колеса, кривошипный вал с косым шипом на одном из его концов, размещенный в ступице колеса и опирающийся другим концом на подвижную опору с механизмом перемещения в направлении оси вращения ведомого колеса, шатун, втулку, соединенную с косым шипом кривошипного вала и кривошипной головкой шатуна, и ползун, отличающийся тем, что шатун выполнен составным и установлен с возможностью вращения ползунной головки шатуна вокруг оси, совпадающей с линией действия шатуна, фланец втулки, соединяющей кривошипный вал и кривошипную головку, выполнен в виде неполнозубого колеса, зубья которого расположены симметрично относительно плоскости, проходящей через оси вращения колеса и втулки, а на ползунной головке шатуна нарезаны зубья, входящие в зацепление с зубьями неполнозубого колеса при прохождении ползуном мертвых точек.

2. Механизм по п.1, отличающийся тем, что неполнозубое колесо имеет кольцевые выступы, предназначенные для фиксации ползунной головки шатуна относительно кривошипной головки шатуна от произвольного вращения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, в том числе нефтехимической, нефтеперерабатывающей промышленности, в насосостроении, дозирующей технике для жидких и вязких продуктов и др. в качестве кривошипно-ползунных механизмов /КПМ/ приводов возвратно-поступательного движения с регулированием величины хода ползуна с одновременным поворотом ползуна вокруг оси в крайних /"мертвых"/ точках, связанного, например, с плунжером бесклапанного дозировочного насоса.

Известен КПМ, у которого изменение длины хода ползуна осуществляется при помощи кривошипного вала с косым шипом и посаженной на шип втулкой, соединенной с кривошипной головкой шатуна.

Механизм состоит из корпуса, ведущего вала-шестерни, ведомого колеса, втулки, кривошипного вала, шатуна, ползуна, подвижной опоры, привода подвижной опоры, неподвижной опоры.

Вращательное движение кривошипного вала с помощью шатуна преобразуется в возвратно-поступательное движение. Подобный КПМ используется в качестве привода в клапанных дозировочных насосах, у которых ползун привода соединен с плунжером насоса.

Клапанные дозировочные насосы применяются для жидких продуктов с малой вязкостью. С повышением вязкости и абразивности продукта применение клапанных дозировочных насосов затруднено. В этом случае целесообразно применение бесклапанного насоса, у которого плунжер последовательно в конце каждого такта всасывания одновременно закрывает канал всасывания и открывает канал нагнетания, и наоборот, в конце каждого такта нагнетания одновременно закрывает канал нагнетания и открывает канал всасывания в результате поворота плунжера вокруг своей оси на заданный угол в крайних положениях при движении его назад и вперед.

Технической задачей изобретения являются расширение возможности известного КПМ и применение его в качестве привода для бесклапанных дозировочных насосов и других подобных устройств.

Она решается тем, что в кривошипно-ползунном механизме с изменяемой длиной хода ползуна, содержащем корпус со встроенным приводом, состоящим из вала-шестерни и ведомого колеса, кривошипный вал с косым шипом на одном из его концов, размещенный в ступени колеса и опирающийся другим концом на подвижную опору с механизмом перемещения в направлении оси вращения колеса, шатун, втулку, соединенную с косым шипом кривошипного вала и кривошипной головкой шатуна, и ползун, шатун выполнен составным и установлен с возможностью вращения ползунов головки шатуна вокруг оси, совпадающей с линией действия шатуна, фланец втулки, соединяющей кривошипный вал и кривошипную головку, выполнен в виде неполнозубого колеса, зубья которого расположены симметрично относительно плоскости, проходящей через очи вращения ведомого колеса и втулки, а на ползунной головке шатуна нарезаны зубья, входящие в зацепление с зубьями неполнозубого колеса при прохождении ползуном "мертвых" точек, а неполнозубое колесо имеет кольцевые выступы, предназначенные для фиксации ползунной головки шатуна относительно кривошипной головки шатуна от произвольного вращения.

На фиг. 1 представлен общий вид механизма; на фиг. 2 разрез А-А фиг. 1.

Кривошипно-ползунный механизм с изменяемой длиной хода ползуна состоит из корпуса 1, ведущего вала-шестерни 2, ведомого колеса 3, кривошипного вала 4, втулки 5, шпонки 6, кривошипной головки шатуна 7, ползунной головки шатуна 8, ползуна 9, пальца 10, подвижной опоры 11, механизма перемещения подвижной опоры 12 и тел качения 13.

В ступице колеса 3 имеется внутреннее отверстие переменного сечения, состоящее из отверстия цилиндрической формы 16 и отверстия прямоугольного сечения 17, соосных оси вращения колеса.

Кривошипный вал 4 одним концом скользит в цилиндрическом отверстии ступицы колеса, а вторым опирается на подшипник подвижной опоры 11 и может перемещаться вместе с подвижной опорой в направлении оси вращения колеса. Усеченная часть кривошипа, входящая в прямоугольные отверстия 17 ступицы колеса и втулки 5, передает крутящий момент от колеса 3 втулке 5 и кривошипной головке шатуна 7.

Втулка 5 /см. фиг. 2/ имеет прямоугольное отверстие, в которое входит прямоугольная часть кривошипа, и цилиндрическое отверстие для шпонки 6. На фланце втулки нарезаны зубья 14 неполнозубого колеса, расположенные симметрично относительно плоскости проходящей через оси вращения ведомого колеса и втулки, а также кольцевые выступы 15. Шпонка 6 призматической частью входит в наклонный паз шипа кривошипного вала, а цилиндрическим хвостовиком - в отверстие втулки 5. При неизменном положении подвижной опоры 11 сохраняется неизменное значение эксцентриситета е кривошипа, определяющего величину хода ползуна 9.

Кривошипная головка шатуна 7, посаженная на цилиндрическую поверхность втулки 5, имеет вал, на который устанавливается ползунная головка шатуна. При этом венец шестерни ползунной головки шатуна при вращении относительно втулки 5 может входить в зацепление с ее зубьями. Количество зубьев втулки подобрано таким образом, чтобы при прохождении зубчатого сектора ползунная головка шатуна поворачивалась на заданный угол.

Для восприятия осевых нагрузок при передаче усилия ползуну служат тела качения. Кольцевые выступы 15 втулки 5 фиксируют положение ползунной головки шатуна относительно кривошипной головки шатуна от произвольного вращения.

Кривошипно-ползунный механизм с изменяемой длиной хода ползуна работает следующим образом.

Вращение от вала-шестерни 2 передается колесу 3, кривошипу 4 и втулке 5, приводящей в движение кривошипную головку шатуна, соединенную с ползунной головкой шатуна и ползуном. В конце перемещения ползуна вперед или назад неполнозубая шестерня втулки входит в зацепление с шестерней ползунной головки, поворачивает ее и ползун на заданный угол вокруг оси. С целью исключения свободного вращения ползуна при малых значениях эксцентриситета е кольцевой выступ втулки 5 удерживает ползунную головку шатуна в течение всего времени, когда отсутствует зацепление зубьев втулки и шестерни ползунной головки.