регулируемый поршневой насос

Формула изобретения

Регулируемый поршневой насос, включающий по крайней мере два поршня, образующих единый рабочий объем, два кривошипных вала, каждый из которых кинематически связан с одним поршнем, а также механизм изменения угла относительного положения кривошипных валов, отличающийся тем, что снабжен поворотным гидродвигателем, вспомогательным насосом и гидрораспределителем, при этом внешняя и внутренняя части поворотного гидродвигателя жестко соединены соответственно с каждым из кривошипных валов с возможностью принудительного изменения их относительного углового положения, а его рабочие полости через гидрораспределитель связаны с вспомогательным насосом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к поршневым машинам с плавно регулируемым рабочим объемом на работающей машине, и может быть использовано в насосах, гидромоторах, пневмодвигателя и компрессорах.

Известны поршневые машины, в которых рабочий объем регулируют изменением хода поршня (патенты РФ N 2035616, F 04 B 9/02, 22.07.92; N 2027906, F 04 B 49/00, 31.01.92). Эти машины имеют громоздкую конструкцию, что делает их дорогими и ненадежными.

Известен также регулируемый поршневой насос, принятый прототипом, в котором ход поршней постоянный (авторское свидетельство СССР N 234148, F 04 B 9/04, 29.07.67), в котором изменение рабочего объема можно осуществлять на работающем насосе.

Признаки известного регулируемого поршневого насоса (прототипа), совпадающие с заявляемым изобретением, следующие. Он содержит по крайней мере два поршня, образующих единый рабочий объем, и два кривошипных вала. Каждый поршень кинематически связан с одним кривошипным валом, образуя механизм преобразования (МП) вращательного движения кривошипа в поступательное движение поршня и имеется механизм изменения угла относительного положения кривошипных валов. Кривошипные валы кинематически связаны друг с другом и имеется устройство, изменяющее относительное положение кривошипных валов, то есть конструкция обеспечивает относительное изменение фаз работы двух МП.

Конструкция известного насоса достаточно сложная, содержит зубчатые передачи, что делает насос громоздким и дорогим в изготовлении, а также менее надежным.

В качестве конструктивной схемы предлагаемого изобретения взята схема поршневой машины с качающейся шайбой, предложенная автором (RU, патент 2085792, 1997), а также известный в технике поворотный гидромотор (Крайнев А. В. Словарь-справочник по механизмам, 2-е изд., М., Машиностроение, 1987, с. 299).

Технической задачей, поставленной в настоящем изобретении, является создание компактной, надежной и простой в изготовлении конструкции.

Эта задача решается тем, что насос содержит по крайней мере два поршня, образующих единый рабочий объем, два кривошипных вала, поворотный гидродвигатель, вспомогательный насос и гидрораспределитель. Каждый поршень кинематически связан с одним кривошипным валом МП и имеется механизм изменения угла относительного положения кривошипных валов. Внешняя и внутренняя части поворотного гидромотора жестко соединены соответственно с каждым из кривошипных валов, при этом обеспечивается принудительное изменение относительного углового положения валов. Рабочие полости поворотного гидродвигателя через гидрораспределитель связаны с вспомогательным насосом.

Насос снабжен поворотным гидродвигателем, вспомогательным насосом и гидрораспределителем, при этом внешняя и внутренняя части поворотного гидродвигателя жестко соединены соответственно с каждым из кривошипных валов, с возможностью принудительного изменения их относительного углового положения, а его рабочие полости через гидрораспределитель связаны с вспомогательным насосом.

На фиг. 1 дан общий вид насоса в разрезе;

на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1;

на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1;

на фиг. 4 - схема насоса при положении кривошипов, повернутых на 180^o относительно положения, показанного на фиг. 1.

Регулируемый поршневой насос содержит корпус 1 с цилиндром 2, установленные в цилиндре поршни 3, 4, образующие рабочий объем 5. В корпусе на подшипниках установлены кривошипные валы 6 и 7 с наклонными кривошипами 8 и 9, вал 6 имеет выходной конец 10, для подсоединения к приводному двигателю (не показан), а на кривошипах установлены качающиеся шайбы 11 и 12 с пальцами 13 и 14, которые посредством кулис 15 и 16 соединены с поршнями. На кривошипных валах соосно их осям жестко смонтированы внешняя 17 и внутренняя 18 части поворотного гидродвигателя с рабочими объемами 19 и 20, соединенные с выполненными в кривошипном валу 7 каналами 21 и 22. Рабочий объем 5 через золотниковый гидрораспределитель 23 соединен с всасывающим 24 и нагнетательным 25 патрубками, а каналы 21, 22 через муфту 26 и золотник управления 27 соединены с вспомогательным насосом 28 и сливным патрубком 29.

Насос работает следующим образом.

При вращении кривошипного вала 6, через поворотный гидродвигатель вращение передается кривошипному валу 7, и через качающиеся шайбы 11 и 12 поршням 3 и 4, которые совершают возвратно-поступательные движения, при этом изменяется рабочий объем 5. Максимальное изменение рабочего объема за один оборот кривошипного вала 6 обеспечивает максимальную подачу насоса, что осуществляется при работе двух кривошипных валов в противофазе, как показано на фиг. 1. Для уменьшения подачи необходимо перевести золотник управления 27 в левое положение, при этом полость 20 поворотного гидродвигателя будет соединена с вспомогательным насосом 28, полость 19 со сливом, кривошипный вал 7 повернется относительно вала 6, фазы работы валов изменятся и подача насоса уменьшится. Для фиксации относительного положения кривошипов золотник управления устанавливают в среднее положение. Подача насоса будет отсутствовать при работе двух кривошипных валов при одинаковых фазах, как показано на фиг. 4, так как в этом случае рабочий объем 5 изменяться не будет.

Представленную конструкцию можно использовать как гидромотор с регулируемым объемом.

Тип МП в предлагаемом изобретении несущественен: может быть использован кривошипно-шатунный механизм или механизм с наклонной шайбой.