Всесоюз-аяjiainthsj-s ». лgt; amp; л ллапавторы

39 ОЗБ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУСоюз СоветскихСоциалистическихРеспублик Зависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 23.Ч 1,1971 ( 1672227/25 й. Кл. Г 16 т 1/06 ки присоединением з Гасударственный камит Саввта Министров ССС па делам изобретений и открытийПриоритетОпубликовано 11,Ч 11,1973. БюллетеньДата опубликования описания 19.Х 1.1973 ДК 621,612(088.8) АвторыизобретенияЗаявители В, И, Пинаков и А. А, Мещеряков Институт гидродинамики Сибирского отделения АН СССР Специальное конструкторское бюро гидроимпульсной техник Сибирского отделения АН СССРРШЕНЪ УСТАНО АБАТИЧЕСКОГО СЖАТИ 2 Изобретение направлено ванне техники газодинамич та и может быть применено абатического сжатия и в трубах адиабатического сжа Известны поршни устано го сжатия, состоящие из п тельных колец и тормозных Для увеличения продолжи мента по окончании цикла с ни удерживают в конце т давления при помощи трепина совершенство- еского эксперименв установках адиаэродинамических тия. 5 вки адиабатическолунжера, уплотниэлементов.тельности эксперижатия такие порш рубы газ высокого я о стенки цилиндра.Анализ процесса сжатия и удержания газа в сжатом состоянии при помощи известного 15 поршня выявляет ряд недостатков его конструкции. Срабатывание тормозных колодок происходит при прямом ходе поршня во время сжатия газа за счет возрастания давления в полости, где давление газа всегда выше давле ния сжимаемого газа, поскольку плунжер является в данном случае мультипликатором. Это приводит к потерям энергии на трение в процессе сжатия, то есть снижает к. п. д. установки, а также приводит к износу трущихся 25 всухую поверхностей при чрезвычайно высоких удельных нагрузках и скоростях.Плунжер в момент остановки корпуса продолжает двигаться по инерции вперед, отклоняясь от положения равновесия. Это вызывает ЗО его колебания в то время, когда корпут покоится, т. е. в течение эксперимента давление сжатого газа колеблется. Амплитуда колебаний пропорциональна массе плунжера, уменьшение массы плунжера снижает его прочность и вместе с ней параметры сжатого газа.Нерациональность избранной схемы распирания поршня влечет за собой излишне сложную конструкцию, в которой можно указать ряд элементов, например шток плунжера и цилиндрическую часть корпуса, с напряжениями, существенно превосходящими давление рабочего газа.Это ограничивает возможности по получению высоких давлений в рабочем газе. Для ликвидации обратного движения поршня увеличения давления рабочего газа, ликвидация сухого трения при высоких нагрузках и упрощения конструкции в предлагаемом поршне на поверхности плуижера выполнены конические выточки, в которых установлены клинья, охваченные упругими кольцами, срабатываюшие в момент остановки поршня при максимальном давлении.На чертеже схематично изображен описываемый поршень.Поршень состоит из плунжера 1, уплотнительных колец 2 и клиньев 3 с упругими кольцами 4. Средняя часть плунжера 1 имеет одну40 45 50 или несколько конических выточек 5 с углом а между образующей и осью,Каждая выточка 5 образует кольцевую полость б между стенкой цилиндра 7 и плунжером 1. Клинья 3 находятся в полости б и представляют собой разрезанную на равные части втулку, внутреняя поверхность которой является поверхностью конуса с тем же углом а.На внутреннюю поверхность клиньев 3 нанесен антифрикционный материал 8. Угол а и углы скольженияи , соответствующие коэффициентам трения по внутренней и внешней поверхности клиньев, должны удовлетворять следующим соотношениям:- )а и г)2 вВ исходном положении каждый ряд клиньев 3 прижат упругим кольцом 4 к конической поверхности и вследствие проскальзывания по ней - к упору 9.Между клиньями 3 и стенкой цилиндра 7 существует зазор 10. В полости А находится рабочий газ низкого давления, в полости Б - газ высокого давления (ресивер). Полость В отверстием П соединена с атмосферой. В исходном положениями поршень удерживают шайбы 12. Для запуска отверстие 11 перекрывают, а через отверстие 13 полость В соединяют с источником давления (на чертеже не показан). В результате шайба 12 срезается и плунжер приходит в движение. На участке разгона упоры 9 увлекают клинья 3 вместе с плунжером 1. При торможении плунжера 1 рабочим газом отрицательное ускорение достигает такого значения, при котором клинья 3, растягивая упругие кольца 4, смещаются относительно плунжера 1 в направлении движения. Перемещение клиньев 3 по плунжеру 1 прекращается, когда между ними и цилиндром будет выбран зазор 10 й встречные силы (силы трения и нормального давления) компенсируют силы инерции, действующие на клинья 3 в системе координат плунжера 1. Клинья без смазки скользят по внутренней поверхности цилиндра, удельные нагрузки при этом невелики. Отношение их к давлению рабочего газа всегда меньше отношения массы клиньев к массе поршня. При достижении максимального давления поршень останавливается. 5 10 15 го г 5 зо 35 Плунжер 1 поршня начинает движение в обратном направлении. Клинья 3 при этом покоятся, поскольку осевая составляющая силы, с которой плунжер 1 действует па клинья 3, всегда меньше силы трения клиньев 3 о стенку цилиндра 7. Движение плунжера 1 представляет собой проскальзывание по коническим поверхностям до тех пор, пока упругие силы, возникающие при деформации цилиндра 7, не скомпенсируют с помощью клиньев 3 усилие, действующее на плунжер 1 со стороны сжатого газа.В процессе сброса давления из полости А плунжер 1 совершает обратный ход. При некоторой достаточно малой разности давлений газа, действующих на поршень, упругие кольца 4 сдвигают клинья 3 до упоров 9 и поршень освобождается. Когда трение в уплотнительных кольцах 4 препятствует расклиниванию, достаточно сделать небольшой сдвиг поршня вперед, чтобы клинья 3 освободились и переместились в первоначальное положение до упоров 9,После расклинивания поршень может быть возвращен в исходное положение для проведения следующего эксперимента. При этом ускорение его не должно превышать ускорения расклинивания.Поверхность средней части плунжера может представлять собой поверхность одной или нескольких усеченных пирамид. Тогда клин 3 будет ограничен с внешней стороны цилиндрической поверхностью, а с внутренней - плоскостью.Для уменьшения потерь энергии на трение при прямом ходе следует уменьшать отношение массы клиньев 3 к массе плунжера 1. Предмет изобретенияПоршень установки адиабатического сжатия, состоящий из плунжера, уплотнительных колец и тормозных элементов, отличающийся тем, что, с целью ликвидации обратного движения поршня, увеличения давления рабочего газа, ликвидации сухого трения при высоких нагрузках и упрощения конструкции, на поверхности плунжера выполнены конические выточки, в которых установлены клинья, охваченные упругими кольцами и срабатывающие в момент остановки поршня при максимальном давлении,390315 Г) ( оставитель милов Камышникова Те бина Редактор Изд.1747 Тираж 826 Государственного комитсга Совета Министров по делам изобретений и открь.тпй Москва, )К 35, Раушская паб., д. 4/5