ПОЛЫЙ ГИДРОЦИЛИНДР
HOLLOW HYDRAULIC CYLINDER

Изобретение относится к объемным гидродвигателям, предназначенным для преобразования энергии потока рабочей жидкости в механическую энергию выходного звена, движущегося возвратно-поступательно. Предлагаемое устройство может быть применено в конструкции гидрофицированных систем.
Известен гидроцилиндр, который содержит корпус с элементами крепления, состоящий из передней со сменной направляющей втулкой и задней крышек, снабженных уплотнителями и элементами их крепления на корпусе, и шток с закрепленным на нем поршнем с уплотнителями и элементами крепления гидроцилиндра (см. Башта Т.М. Машиностроительная гидравлика. Справочное пособие. - М.: Машиностроение, 1971, с. 318. рис. 177а).
К недостаткам известного аналога следует отнести невозможность его использования в качестве несущей оболочечной конструкции переменной длины, внутри которой могут располагаться какие-либо коммуникации, например, в качестве несущей телескопической конструкции переменной длины гидрофицированных грузоподъемных, землеройных, копровых, электромонтажных и прочих технических систем, включая медицину и металлургию.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является роликовая волока, содержащая кольцевой гидроцилиндр с полым штоком (см. Олейник В.М., Трубкин А.В. Роликовая волока. Авт. свид. СССР №899191, МКи В21С 3/08).
К недостаткам известного прототипа следует отнести неравномерный по длине и периметру износ подвижных элементов: полого штока и передней торцевой крышки кольцевого гидроцилиндра из-за углового перекоса штока и корпуса при выборке зазоров в его подвижных герметизируемых сопряжениях, что характерно для гидроцилиндров повышенного типоразмера со значительными линейными и диаметральными размерами и массой, что снижает их долговечность и надежность в целом.
Технический результат - повышение надежности гидроцилиндра.
Технический результат достигается тем, что в гидроцилиндре, содержащем корпус с элементами крепления, состоящий из передней и задней торцевых крышек, снабженных уплотнителями и элементами их крепления на корпусе, полый шток с элементами крепления и с закрепленным на нем полым поршнем с уплотнителями, корпус выполнен в виде двух полых цилиндров, соосно вставленных друг в друга с образованием между ними кольцевой полости и соединенных между собой передней и задней полыми торцевыми крышками, полый шток с полым поршнем вставлены в полое кольцевое пространство между цилиндрами корпуса, передняя крышка выполнена разъемной, состоящей из двух торцевых шайб, торцевая поверхность полого поршня со стороны задней торцевой крышки выполнена в виде ступенчатой зубно на радиально расположенную поверхность зуба, а его продольная ось является касательной к оси кольцевой полости.
Сущность изобретения поясняется чертежами: на фиг. 1 представлен заявляемый гидроцилиндр двухстороннего действия; на фиг. 2 заявляемый гидроцилиндр одностороннего действия; на фиг. 3 представлен заявляемый гидроцилиндр в разрезе.
Полый гидроцилиндр (Фиг. 1, 2 и 3), содержащий корпус с элементами крепления, состоящий из передней и задней торцевых крышек, снабженных уплотнителями и элементами их крепления на корпусе, полый шток с элементами крепления и с закрепленным на нем полым поршнем с уплотнителями, причем корпус 1 выполнен в виде двух полых цилиндров, соосно вставленных друг в друга с образованием между ними кольцевой полости и соединенных между собой передней 2 и задней 3 полыми торцевыми крышками, полый шток 4 с полым поршнем 5 вставлены в полое кольцевое пространство между цилиндрами корпуса 1, а передняя торцевая крышка 2 выполнена разъемной, состоящей из двух торцевых шайб, торцевая поверхность полого поршня 5 со стороны задней торцевой крышки выполнена в виде ступенчатой зубчатой коронки 6, отверстие 7 подвода жидкости в поршневую полость направлено на радиально расположенную поверхность 8 зуба, а его продольная ось является касательной к оси кольцевой полости.
Полый гидроцилиндр двухстороннего действия работает следующим образом.
При подаче рабочей жидкости в поршневую полость полого гидроцилиндра его шток под действием давления жидкости на радиально расположенные поверхности зубьев ступенчатой зубчатой коронки поворачивается, после чего начинает выдвигаться из корпуса (Фиг. 1, 3). В результате этого постоянно меняется место силового взаимодействия подвижных трущихся элементов гидроцилиндра в сопряжениях «полый шток - передняя крышка» и «полый поршень - полый корпус», вследствие чего уменьшается их износ. При подаче рабочей жидкости в штоковую полость шток задвигается в корпус. При этом через его внутреннюю полость могут проходить различные коммуникации или элементы других приводов, а сам полый гидроцилиндр, будучи оболочкой переменной длины, может служить либо их дополнительной защитой, либо несущим элементом, в зависимости от назначения, условий работы, рабочего процесса и режима работы гидрофицированной системы.
Полый гидроцилиндр одностороннего действия работает следующим образом.
При подаче рабочей жидкости в поршневую полость вертикально расположенного полого гидроцилиндра его шток под действием давления жидкости на радиально расположенные поверхности зубьев ступенчатой зубчатой коронки поворачивается, после чего начинает выдвигаться из корпуса (Фиг. 2, 3). В результате этого постоянно меняется место силового взаимодействия подвижных трущихся элементов гидроцилиндра в сопряжениях «полый шток - передняя крышка» и «полый шток - полый корпус», вследствие чего уменьшается их износ. При сливе рабочей жидкости из поршневой полости его шток опускается, вдвигаясь в корпус под действием сил тяжести. При этом через его внутреннюю полость также могут проходить различные коммуникации или элементы других приводов, а сам полый гидроцилиндр, будучи оболочкой переменной длины, может служить либо их дополнительной защитой, либо несущим элементом в зависимости от назначения, условий работы, рабочего процесса и режима работы гидрофицированной системы.
Таким образом, использование заявляемого полого гидроцилиндра с поворотным полым штоком способствует равномерному распределению износа по длине и периметру подвижных элементов: полого штока, полого поршня, передней торцевой крышки и полого корпуса гидроцилиндра, что повышает его долговечность и надежность в целом.