ШАРОВАЯ МАШИНА
BALL-TYPE MACHINE

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в транспортном машиностроении, в частности в автомобилестроении.
Известны компрессорные установки для нагнетания воздуха и других газов.
Известна шаровая машина, состоящая из корпуса, рабочей камеры, поршней, средств перемещения поршней, нагнетательного и всасывающего патрубков, клапанов (SU 1629624 A1, 23.02.1991).
Ее недостатком является пониженный коэффициент полезного действия из-за ухудшения уплотнения между рабочими поршнями и стенками рабочих камер в процессе эксплуатации.
Задачей и техническим результатом данного устройства является стабилизация величины коэффициента полезного действия.
В данном устройстве указанный технический результат достигается тем, что шаровая машина, состоящая из корпуса, рабочей камеры, поршней, средств перемещения поршней, нагнетательного и всасывающего патрубков, клапанов согласно изобретению имеет рабочую камеру с эластичной уплотнительной обоймой и расположенными в ней запирающим и нагнетательным шарами и средствами воздействия на них, выполненными с возможностью сжатия рабочего тела в рабочей камере, образованной между неподвижным запирающим шаром и передвигаемым нагнетательным шаром, а также возможностью обмена функциями, выполняемыми шарами, после перемещения запирающего шара по обводному каналу в позицию нагнетательного шара.
Сущность предлагаемого устройства показана на чертеже, где дан общий вид шаровой машины.
Шаровая машина состоит из корпуса 1, который образует цилиндрическую рабочую камеру 2, направляющую 3 для ползуна-толкателя 4, обойму 5 шарового движителя 6, обводной канал 7, нагнетательный патрубок 8, всасывающее окно 9, кронштейн 10, П-образного упорного рычага 11.
В цилиндрическую рабочую камеру 2 установлена уплотнительная обойма 12 из упругого износостойкого эластичного материала, например капрона. В верхнюю часть обводного канала 7 установлена армирующая вставка 13 из аналогичного материала. В цилиндрической рабочей камере 2 расположены запирающий рабочий шар 14 и нагнетательный рабочий шар 15, выполняющий функцию поршня шаровой машины. Ползун-толкатель 4 выполнен с возможностью возвратно-поступательного перемещения вперед под воздействием шарового движителя, шарошестерня 16 с передаточными шарами 17 которого вращается по часовой стрелке от вала 18 и назад - посредством возвратной пружины 19. Причем не все лунки 20 шарошестерни 16 заполнены передаточными шарами 17, так что при их отсутствии прекращается воздействие шарового движетеля по перемещению шарового ползуна-толкателя 4 вперед, так как передаточные шары 17 не попадают в лунки 21 ползуна-толкателя 4 и при этом ничего не удерживает последний от возврата назад в исходное положение под действием возвратной пружины 19. Упорный рычаг 11 выполнен с возможностью фиксирования запирающего рабочего шара 14 при его повороте под воздействием ползуна-толкателя 4 и высвобождении шара 14 при попадании другого конца упорного рычага 11 в паз 22 ползуна-толкателя 4 при верхнем положении последнего, что осуществляется под воздействием пружины 23 упорного рычага 11.
В нагнетательном патрубке 6 установлен нагнетательный клапан 24, подпружиненный пружиной 25.
Работа шаровой машины осуществляется следующим образом.
Шарошестерня 16 шародвижителя вращается по часовой стрелке с постоянной скоростью. Ее передаточные шары 17 попадают в лунки 21 ползуна-толкателя 4. При этом последний перемещается вверх, проталкивая нагнетательный рабочий шар 15 вдоль цилиндрической рабочей камеры 2. Запорный рабочий шар 14 удерживается в верхнем положении П-образным упорным рычагом 11. Находящееся между запорным 14 и нагнетательным 15 рабочими шарами рабочее тело сжимается. Нагнетательный клапан 24 открывается и выпускает рабочее тело через нагнетательный патрубок 6. После подъема нагнетательного рабочего шара 15 выше нагнетательного патрубка 8 давление в нижней части цилиндрической рабочей камеры 2 падает и нагнетательный клапан 24 закрывается. При этом растет давление рабочего тела в верхней части цилиндрической рабочей камеры 2. В этот момент нижний конец упорного рычага 11 попадает в паз 22 ползуна-толкателя 4, упорный рычаг 11 под воздействием пружины 23 поворачивается и высвобождает запорный рабочий шар 14. Под действием сжатого рабочего тела последний выталкивается в обводной канал 7, по которому перемещается в нижнюю часть камеры 2, превращаясь в нагнетательный рабочий шар 15, а бывший нагнетательный шар 15 становится запорным рабочим шаром 14.
К этому времени все передаточные шары 17 шарошестерни 16 выходят из лунок 21 ползуна-толкателя 4 и он под воздействием возвратной пружины 19 возвращается вниз в исходное положение. К этому времени прилетевший по обводному каналу 7 бывший запорный шар 14 падает на верхний конец ползуна-толкателя 4 и превращается в нагнетательный рабочий шар 15. Рабочее тело через всасывающее окно 9 подается в цилиндрическую рабочую камеру 2.
При дальнейшем вращении шарошестерни 16 ее передаточные шары 17 попадают в лунки 21 ползуна-толкателя 4 и он проталкивает нагнетательный рабочий шар 15 по цилиндрической рабочей камере 2, выдавая следующую порцию сжатого рабочего тела через нагнетательный патрубок 25.