ПНЕВМОПРУЖИНА

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к конструкциям телескопических газожидкостных пневмопружин и может быть использована в конструкциях пневмодвигателей.
Известна конструкция пневматической рессоры, описанная в патенте №366 626 СССР, М. кл. F16F 9/02, В60G 11/26, содержащая цилиндр с уплотнением на конце, поршень, расположенный в цилиндре, и имеющий поршневой шток, герметично проходящий через уплотнение.
Недостатками такой конструкции являются неудовлетворительная смазка штока и повышенные суммарные силы трения на штоке, нестабильность характеристик пневматической рессоры.
Известна также конструкция пневмопружины, описанная в а.с. №1698525, М. кл. F16F 9/02 (прототип), содержащая резервуар, размещенные в нем шток с поршнем, последовательно установленные на штоке первый уплотнительный элемент в виде пластинчатого упругого кольца и образующие со штоком полость со смазочной жидкостью, перегородку, расположенную с радиальным зазором относительно резервуара и имеющую отверстие, опорное кольцо, опертое на перегородку, и второй уплотнительный элемент.
Недостатками такой пневмопружины являются повышенный расход смазочной жидкости из полости в условиях постоянной работы при высоких температурах окружающей среды, необходимость останавливать устройство для зарядки полости смазочной жидкостью, относительно низкое время непрерывной работы, зависящее от объема полости, при продолжении работы пневмопружины при отсутствии смазочной жидкости увеличение сил трения на штоке и ухудшение характеристик устройства.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение времени непрерывной работы пневмопружины при обеспечении
заполнения полости смазочной жидкостью в условиях постоянной работы при высоких температурах окружающей среды.
Поставленная задача достигается тем, что в пневмопружине содержащей резервуар, размещенные в нем шток с поршнем, последовательно установленные на штоке направляющая с крышкой, первый уплотнительный элемент, опорное кольцо, второй уплотнительный элемент, образующие со штоком полость со смазочной жидкостью, согласно полезной модели, в направляющей штока и опорном кольце выполнены сообщающиеся с полостью радиальные каналы, один из которых служит подводящим маслопроводом, второй - служит для сброса воздуха из полости и имеет обратный клапан, кроме того пневмопружина содержит узел заправки полости смазочной жидкостью.
Узел заправки полости смазочной жидкостью содержит поплавковую камеру, имеющую поплавок двусторонней конической формы с электропроводящей поверхностью и две системы электродов с концентрическими посадочными отверстиями под поплавок, расположенные в верхней и нижней частях поплавковой камеры, нагнетатель и его блок управления, причем нагнетатель соединен маслопроводом с верхней частью поплавковой камеры, а нижняя часть поплавковой камеры соединена с первым радиальным каналом пневмопружины, обе системы электродов соединены с блоком управления, который соединен с нагнетателем.
Для значительного увеличения времени непрерывной работы пневмопружины при обеспечении заполнения полости, смазочной жидкостью в условиях постоянной работы при высоких температурах окружающей среды в качестве нагнетателя может использоваться электрогидродинамический нагнетатель (электромеханический преобразователь прямого действия без подвижных частей). В этом случае узел заправки полости смазочной жидкостью содержит
электрогидродинамический нагнетатель, а блок управления содержит высоковольтный источник питания.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где
- на фиг.1 представлена конструкция предложенной пневмопружины;
- на фиг.2 приведена структурная схема пневмопружины с узлом заправки полости смазочной жидкостью;
- на фиг.3 приведена структурная схема пневмопружины с узлом заправки полости смазочной жидкостью с электрогидродинамическим нагнетателем.
Пневмопружина содержит резервуар 1, поршень 2 со штоком 3, направляющая 4, полость 5 со смазочной жидкостью, первый 6 и второй 7 уплотнительные элементы, перегородки 8, опорное кольцо 9, канал 10 сброса воздуха, обратный клапан 11, крышка 12, штуцер маслопровода 13, канал 14 подачи смазочной жидкости в полость 5, гибкий шланг 15.
Узел 16 заправки полости 5 содержит поплавковую камеру 17, имеющую на нижнем конце нижнюю систему электродов 18 с концентрическими отверстиями и с перфорацией, на верхнем конце верхнюю систему электродов 19 с концентрическими отверстиями и с перфорацией, поплавок 20 двунаправленной конической формы с электропроводящей поверхностью, причем обе системы электродов соединены с блоком управления 21 нагнетателя 22.
В случае использования в качестве нагнетателя электрогидродинамического нагнетателя, например, одноигольчатой конструкции, узел 16 заправки полости 5 содержит электрогидродинамический нагнетатель 23, игольчатый электрод 24, соединенный с выходом высоковольтного источника питания 25, коллекторный электрод 26, соединенный с землей, а блок управления 21 соединен с высоковольтным источником питания 25.
Пневмопружина работает следующим образом.
После ее сборки и заправки резервуара 1 газом под давлением, а полости 5 смазочной жидкостью, шток 3 под действием давления сжатого газа на поршень 2 выталкивается с определенным усилием наружу через направляющую 4, чем обеспечивается функционирование пневмопружины в конкретном механизме. При заправке полости 5 имеющийся в ней воздух удаляется по каналу 10 сброса воздуха, который запирается обратным клапаном 11. При длительной работе пневмопружины в связи с повышенным расходом смазочной жидкости из полости 5 в условиях постоянной работы при высоких температурах окружающей среды объем смазочной жидкости уменьшается и он пополняется из поплавковой камеры 17 самотеком под давлением. При уменьшении смазочной жидкости в поплавковой камере настолько, что поплавок 20 установится в концентрические отверстия нижней системы электродов 18 (положение В) и за счет своей электропроводящей поверхности соединит два нижних изолированных друг от друга электрода, блок управления 21 включает нагнетатель 22, который подает смазочную жидкость в поплавковую камеру. Этот процесс будет происходить до тех пор, пока поплавок 20 не установится в концентрические отверстия верхней системы электродов 19 (положение А) и за счет своей электропроводящей поверхности соединит два верхних изолированных друг от друга электрода, при этом блок управления 21 выключает нагнетатель 22. Нагнетатель может быть расположен в емкости со смазочной жидкостью или быть вне ее.
В случае использования электрогидродинамического нагнетателя, например, одноигольчатой конструкции, блок управления 21 включает или выключает высоковольтный источник питания 25, который за счет подачи напряжения непосредственно на систему игольчатого 24 и коллекторного 26 электродов обеспечивает нагнетательный режим работы электрогидродинамического нагнетателя. За счет отсутствия подвижных частей в конструкции электрогидродинамического нагнетателя ресурс непрерывной работы подобной системы может быть очень значительным.
Таким образом, предлагаемая пневмопружина будет обеспечивать повышенное время непрерывной работы за счет обеспечения заполнения полости смазочной жидкостью в условиях постоянной работы при высоких температурах окружающей среды.