Механізм для перетворення зворотно-поступального руху в обертовий та навпаки і машина(варіанти), яка містить цей механізм

Номер патенту: 37285

Опубліковано: 15.05.2001

Автор: Адахан Кармелі

Є ще 7 сторінок.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

 1. Механізм для перетворення зворотно-поступального руху в обертовий та навпаки, установлений між засобом обертання і засобом зворотно-поступального руху, один з яких є ведучим, а другий видимим, для того, щоб обертовий рух у засобі обертання відповідав зворотно-поступальному руху в засобі зворотно­ - поступального руху, який містить корпус» зворотно-поступальний елемент, що установлений з можливістю зворотно-поступального руху уздовж подовжньої осі і має перший кінець, що з'єднай з засобом зворотно-поступального руху, обертовий елемент, що ус­тановлений з можливістю обертового руху навколо осі обертання і з'єднай з засобом обертання; який відрізняється тим, що містить кривошип, що має перший кінець, шарнірно з'єднаний із зазначеним обертовим елементом, і другий кінець, шарнірно з'єднаний із зазначеним зворотно-поступальним елементом, і на­правляючий елемент, орієнтований у поперечному напрямку щодо зазначеної подовжньої осі,  перший кінець якого шарнірно з'єднаний із зазначеним зворотно-поступальним елементом, а другий кінець шарнірно з'єднаний із зазначеним корпусом таким чином,  щоб підтримувати орієнтацію зазначеного зворотно­поступального елемента уздовж зазначеної подовжньої осі і тим самим запобігати виникнення поперечного навантаження на зазна­чений зворотно-поступальний елемент у процесі його зворотно - ­поступальних переміщень.

2. Механізм за п. який відрізняється тим, що має части­ну, яка виступає у поперечному напрямку від зазначеного зворотно - ­поступального елемента другий кінець зазначеного кривошипа шарнірно з'єднаний з зазначеним зворотно-поступальним елементом в місці його з'єднання з зазначеною виступною у поперечному на­прямку частиною, і зазначений перший кінець зазначеного напрямно­го елемента шарнірно з'єднаний з зовнішнім кінцем зазначеної виступної у поперечному напрямку частиною зазначеного зворотно - ­поступального елемента.         

3. Механізм за п. 1, який відрізняється тим, що положення зазначеної осі обертання зазначеного обертового елемента обрано таким чином, що біля верхньої мертвої точки зазначеного зворотно-поступального елемента перший кінець зазначеного кри­вошипа розташований в узгодженому з зазначеною поздовжньою віссю зазначеного зворотно-поступального елемента положенні між першим кінцем зазначеного зворотно-поступального елемента та зазначеним шарнірним з'єднанням цього елемента з другим кінцем зазначеного кривошипа, забезпечуючи тим самим зниження осьової швидкості зазначеного зворотно-поступального елемента біля його верхньої мертвої точки.

4. Механізм за п. З, який відрізняється тим, що зазначена вісь обертання зазначеного обертового елемента встановлена з можливістю переставляння до заданого положення, яке зміщено у поперечному напрямку відносно зазначеної поздовжньої осі за­значеного   зворотно-поступального   елемента,   для   змінення діапазону  переміщування  зазначеного  зворотно-поступального елемента у процесі його зворотно-поступального руху.

5.. Механізм за п. 1, який відрізняється тим, що поздовжні осі всіх зазначених шарнірних з'єднань взаємно паралельні та перпендикулярні зазначеній поздовжній осі.

6. Механізм за, п. 1, який відрізняється тим, що перший кінець зазначеного зворотно-поступального елемента з'єднаний з поршнем, встановленим з можливістю руху усередині циліндра блока поршень-циліндр.

7. Механізм за п. 6, який відрізняється тим, що поршень шарнірне з'єднаний з першим кінцем зазначеного зворотно - ­поступального елемента.

8. Механізм  за п. 6, який відрізняється тим, що обертовий елемент з'єднаний з рушійним пристроєм, який служить приводом блока поршень-циліндр.

9. Механізм за п. 6, який відрізняється тим, що зазначе­ний блок поршень-циліндр є рушійним пристроєм, який служить приводом для зазначеного обертового елемента.

10. Машина з перетворенням зворотно-поступального руху в обертовий і навпаки, яка містить корпус, засіб зворотно­ - поступального руху, виконаний у вигляді блока поршень-циліндр, що складається з циліндра і поршня, і механізм для  перетворення обертового  pyxy  в   зворотно-поступальний   і   навпаки,   яка відрізняється тим, що згаданий механізм виконаний по п. 1 i жор­стко зв'язаний із засобом зворотно-поступального руху за допомо­гою жорсткого закріплення одного з елементів блока поршень-циліндр у корпусі при тому, що другий елемент блока поршень-циліндр виконано рухомим уздовж подовжньої осі закріпленого еле­мента,  причому зазначений зворотно-поступальний елемент ме­ханізму, установлений з можливістю зворотно-поступального руху уздовж подовжньої осі/ з'єднаний першим кінцем зі згаданим рухо­мим елементом блока поршень-циліндр.

11. Машина ,за п. 10, яка відрізняється тим, що має части­ну, яка виступає у поперечному напрямку від зазначеного зво­ротно-поступального елемента другий кінець зазначеного криво­шипа шарнірне з'єднаний з зазначеним зворотно-поступальним елементом у місці його з'єднання з зазначеною виступною у поперечному напрямку частиною; і зазначений перший кінець за­значеного напрямного елемента шарнірно з'єднаний з зовнішнім кінцем зазначеної виступної у поперечному напрямку частиною зазначеного зворотно-поступального елемента.

12. Машина за, п. 10, яка відрізняється тим, що положення зазначеної осі обертання зазначеного обертового елемента обра­но таким чином, що біля верхньої мертвої точки зазначеного зворотно-поступального елемента перший кінець зазначеного кри­вошипа розташований в узгодженому з зазначеною поздовжньою віссю зазначеного зворотно-поступального елемента положенні між першим кінцем зазначеного зворотно-поступального елемента та зазначеним шарнірним з'єднанням цього елемента з другим кінцем зазначеного кривошипа, забезпечуючи тим самим зниження осьової швидкості зазначеного зворотно-поступального елемента поблизу його верхньої мертвої точки.

13. Машина, за п. 10, яка відрізняється тим, що зазначена вісь обертання зазначеного обертового елемента встановлена з можливістю переставляння до заданого положення, яке зміщено у поперечному напрямку відносно зазначеної поздовжньої осі за­значеного   зворотно-поступального   елемента   для   змінення діапазону  переміщування  зазначеного  зворотно-поступального елемента в процесі його зворотно-поступального руху.

14. Машина за п. 10, яка відрізняється тим, що осі всіх зазначених шарнірних з'єднань взаємно паралельні і перпендику­лярні зазначеної поздовжньої осі.

15. Машина за п. 10, яка відрізняється тим, що зазначеним рухомим елементом _є  поршень,  а  зазначений циліндр жорстко закріплений на зазначеному корпусі.

16. Машина за п. 15, яка відрізняється тим, що поршень шарнірне  з'єднаний  з  першим  кінцем  зазначеного  зворотно - ­поступального елемента.

17. Машина за п. 15, яка відрізняється тим, що обертовий елемент  механізму  шарнірне  з'єднаний  з  зазначеним  засобом обертання, який є ведучим і служить приводом рухомого елемента у блоці поршень-циліндр.

18. Машина за п. 17, яка відрізняється тим, що зазначений блок поршень-циліндр є рушійним пристроєм, який служить приво­дом для зазначеного обертового елемента.

19. Машина з перетворенням зворотно-поступального руху до обертового та навпаки,     яка містить корпус, засіб зворот—_ но-поступального  руху,  виконаний  у  вигляді  блока  поршень-циліндр, що складається з циліндра і поршня,  і механізм для перетворення  обертового  руху  в  зворотно-поступальний,  яка відрізняється тим, що згаданий механізм виконаний по п. 1 і жорстко зв'язаний із засобом зворотно-поступального руху за допомогою жорсткого закріплення одного з елементів блок9 пор­шень-циліндр у корпусі при тому, що другий елемент блока пор­шень-циліндр   виконаний   рухомим   уздовж   подовжньої   осі закріпленого    елемента,    причому    зазначений    зворотно­ - поступальний елемент механізму, установлений з можливістю зво­ротно-поступального руху уздовж подовжньої осі, з'єднаний пер­шим кінцем зі згаданим рухомим елементом блока поршень-циліндр, при цьому згаданий засіб зворотно-поступального руху, виконаний у вигляді блока поршень-циліндр, є веденим і служить для прокачування текучого середовище., а обертовий елемент ме­ханізму, установлений з можливістю обертового руху навколо осі обертання, виконаний з можливістю з'єднання з засобом обертан­ня, що є ведучим і служить приводом рухомого елемента блока поршень-циліндр.

20. Машина за п. 19, яка відрізняється тим, що має части­ну, яка виступає у поперечному напрямку від зазначеного зво­ротно-поступального елементів/ другий кінець зазначеного криво­шипа шарнірне з'єднаний з зазначеним зворотно-поступальним елементом в місці його з'єднання з зазначеною виступною у поперечному напрямку частиною; і зазначений перший кінець за­значеного напрямного елемента шарнірне з'єднаний з зовнішнім кінцем зазначеної, виступної у поперечному напрямку частиною зазначеного зворотно-поступального елемента.

21. Машина за. п. 19, яка відрізняється тим, що положення зазначеної осі обертання зазначеного обертового елемента обра­но таким чином, що біля верхньої мертвої точки зазначеного зворотно-поступального елемента перший кінець зазначеного кри­вошипа розташований в узгодженому з зазначеною поздовжньою віссю зазначеного зворотно-поступального елемента положенні між першим кінцем зазначеного зворотно-поступального елемента і зазначеним шарнірним з'єднанням цього елемента з другим кінцем зазначеного кривошипа, забезпечуючи тим самим зниження осьової швидкості зазначеного зворотно-поступального елемента поблизу його верхньої  мертвої точки.

22. Машина за п. 21, яка відрізняється тим, що зазначена вісь обертання зазначеного обертового елемента встановлена з можливістю переставляння до заданого положення, яке зміщено у поперечному напрямку відносно зазначеної поздовжньої осі зазначеного   зворотно-поступального   елемента   для   змінений діапазону  переміщування  зазначеного  зворотно-поступального елемента в процесі його зворотно-поступального руху.

23. Машина за п. 19, яка відрізняється тим, що зазначений зворотно-поступальний елемент на кожному з своїх протилежних кінців шарнірне з'єднаний з поршнем і служить приводом зазна­чених поршнів, встановлених у циліндрах, жорстко закріплених на зазначеному корпусі з протилежних кінців зазначеного зво­ротно-поступального елемента.

24. Машина за п. 23, яка відрізняється тим, що зазначений циліндр з боку одного кінця зворотно-поступального елемента з'єднаний каналом для текучого середовища з зазначеним іншим циліндром з боку протилежного кінця зворотно-поступального елемента, і має більший об'єм, ніж зазначений інший циліндр.

25. Машина з перетворенням зворотно-поступального руху в обертовий    та   навпаки яка містить корпус, засіб зворотно-поступального руху, виконаний у виді блока поршень-циліндр, що складається з циліндра і поршня, і механізм для пере­творення   зворотно-поступального   руху   в   обертовий,   яка відрізняється тим, що згаданий механізм виконаний по п. 1 і жор­стко зв'язаний із засобом зворотно-поступального руху за допомо­гою жорсткого закріплення одного з елементів блока поршень-циліндр у корпусі при тому, що другий елемент блока поршень-циліндр виконано рухомим уздовж подовжньої осі закріпленого еле­мента,  причому зазначений зворотно-поступальний елемент ме­ханізму, установлений з можливістю зворотно-поступального руху уздовж подовжньої осі, з'єднаний першим кінцем зі згаданим рухо­мим елементом блока поршень-циліндр, при цьому згаданий засіб зворотно-поступального руху, виконаний у виді блока поршень-циліндр, є ведучим, а обертовий елемент механізму, установлений з можливістю обертового руху навколо осі обертання, виконаний з можливістю з'єднання з засобом обертання, що є веденим і служить для передачі навантаження.      

26. Машина за п. 25, яка відрізняється тим, що має частину, яка виступає у поперечному напрямку від зазначеного зворотно-поступального елемента; другий кінець зазначеного кривошипа   шарнірне   з'єднаний   :з   зазначеним   зворотно - ­поступальним елементом в місці його з'єднання з зазначеною виступною  у поперечному напрямку частиною; і зазначений пер­ший кінець зазначеного напрямного елемента шарнірне з'єднаний з зовнішнім кінцем зазначеної, виступної    у поперечному на­прямку частиною зазначеного зворотно-поступального елемента.

27.  Машина за п. 25, яка відрізняється тим, що по­ложення зазначеної осі обертання зазначеного обертового еле­мента обрано таким чином, що біля верхньої мертвої точки за­значеного зворотно-поступального елемента перший кінець зазна­ченого кривошипа розташований в узгодженому з зазначеною по­здовжньою віссю зазначеного зворотно-поступального елемента положенні між першим кінцем зазначеного зворотно-поступального елемента і зазначеним шарнірним з'єднанням цього елемента з другим кінцем зазначеного кривошипа, забезпечуючи тим самим зниження осьової швидкості зазначеного зворотно-поступального елемента поблизу його верхньої мертвої точки»

28. Машина за п. 25, яка відрізняється тим, що за­значеним рухомим елементом є поршень, а зазначений циліндр жорстко закріплений на зазначеному корпусі.

(56) 1. Патент США № 2548296, опубл. 1951.

2. Патент США № 4517931, F02B 75/04, опубл. 1985.

3. Патент США № 4979428, F01B 9/00, опубл. 1990.

Текст

1. Механізм для перетворення зворотнопоступального руху в обертовий та навпаки, установлений між засобом обертання і засобом зворотно-поступального руху, один з яких є ведучим, а другий - веденим, для того, щоб обертовий рух у засобі обертання відповідав зворотно-поступальному руху в засобі зворотно-поступального руху, який містить корпус, зворотно-поступальний елемент, що установлений з можливістю зворотнопоступального руху уздовж подовжньої осі і має перший кінець, що з’єднаний з засобом зворотнопоступального руху, обертовий елемент, що установлений з можливістю обертового руху навколо осі обертання і з’єднаний з засобом обертання, який відрізняється тим, що містить кривошип, що має перший кінець, шарнірно з’єднаний із зазначеним обертовим елементом, і другий кінець, шарнірно з’єднаний із зазначеним зворотно-поступальним елементом; і направляючий елемент, орієнтований у поперечному напрямку щодо зазначеної подовжньої осі, перший кінець якого шарнірно з’єднаний із зазначеним зворотнопоступальним елементом, а другий кінець шарнірно з’єднаний із зазначеним корпусом таким чином, щоб підтримувати орієнтацію зазначеного зворотно-поступального елемента уздовж зазначеної подовжньої осі і тим самим запобігати виникнення поперечного навантаження на зазначений зворотно-поступальний елемент у процесі його зворотно-поступальних переміщень. 2. Механізм за п. 1, який відрізняється тим, що має частину, яка виступає у поперечному напрямку від зазначеного зворотно-поступального еле C2 (54) МЕХАНІЗМ ДЛЯ ПЕРЕТВОРЕННЯ ЗВОРОТНО-ПОСТУПАЛЬНОГО РУХУ В ОБЕРТОВИЙ ТА НАВПАКИ І МАШИНА (ВАРІАНТИ), ЯКА МІСТИТЬ ЦЕЙ МЕХАНІЗМ 37285 строєм, який служить приводом блока поршеньциліндр. 9. Механізм за п. 6, який відрізняється тим, що зазначений блок поршень-циліндр є рушійним пристроєм, який служить приводом для зазначеного обертового елемента. 10. Машина з перетворенням зворотно-поступального руху в обертовий і навпаки, яка містить корпус, засіб зворотнопоступального руху, виконаний у вигляді блока поршень-циліндр, що складається з циліндра і поршня, і механізм для перетворення зворотно-поступального руху в обертовий і навпаки, яка відрізняється тим, що згаданий механізм виконаний по п. 1 і жорстко зв’язаний із засобом зворотно-поступального руху за допомогою жорсткого закріплення одного з елементів блока поршень-циліндр у корпусі при тому, що другий елемент блока поршень-циліндр виконано рухомим уздовж подовжньої осі закріпленого елемента, причому зазначений зворотно-поступальний елемент механізму, установлений з можливістю зворотно-поступального руху уздовж подовжньої осі, з’єднаний першим кінцем із згаданим рухомим елементом блока поршень-циліндр. 11. Машина за п. 10, яка відрізняється тим, що має частину, яка виступає у поперечному напрямку від зазначеного зворотно-поступального елемента, другий кінець зазначеного кривошипа шарнірно з’єднаний із зазначеним зворотнопоступальним елементом у місці його з’єднання із зазначеною виступною у поперечному напрямку частиною, і зазначений перший кінець зазначеного напрямного елемента шарнірно з’єднаний із зовнішнім кінцем зазначеної виступної у поперечному напрямку частиною зазначеного зворотнопоступального елемента. 12. Машина за п. 10, яка відрізняється тим, що положення зазначеної осі обертання зазначеного обертового елемента обрано таким чином, що біля верхньої мертвої точки зазначеного зворотнопоступального елемента перший кінець зазначеного кривошипа розташований в узгодженому із зазначеною поздовжньою віссю зазначеного зворотно-поступального елемента положенні між першим кінцем зазначеного зворотно-поступального елемента та зазначеним шарнірним з’єднанням цього елемента з другим кінцем зазначеного кривошипа, забезпечуючи тим самим зниження осьової швидкості зазначеного зворотнопоступального елемента поблизу його верхньої мертвої точки. 13. Машина за п. 10, яка відрізняється тим, що зазначена вісь обертання зазначеного обертового елемента встановлена з можливістю переставляння до заданого положення, яке зміщено у поперечному напрямку відносно зазначеної поздовжньої осі зазначеного зворотно-поступального елемента для змінювання діапазону переміщування зазначеного зворотно-поступального елемента в процесі його зворотно-поступального руху. 14. Машина за п. 10, яка відрізняється тим, що осі всіх зазначених шарнірних з’єднань взаємно паралельні й перпендикулярні зазначеної поздовжньої осі. 15. Машина за п. 10, яка відрізняється тим, що зазначеним рухомим елементом є поршень, а зазначений циліндр жорстко закріплений на зазначеному корпусі. 16. Машина за п. 15, яка відрізняється тим, що поршень шарнірно з’єднаний з першим кінцем зазначеного зворотно-поступального елемента. 17. Машина за п. 15, яка відрізняється тим, що обертовий елемент механізму шарнірно з’єднаний із зазначеним засобом обертання, який є ведучим і служить приводом рухомого елемента у блоці поршень-циліндр. 18. Машина за п. 17, яка відрізняється тим, що зазначений блок поршень-циліндр є рушійним пристроєм, який служить приводом для зазначеного обертового елемента. 19. Машина з перетворенням зворотнопоступального руху в обертовий та навпаки, яка містить корпус, засіб зворотно-поступального руху, виконаний у вигляді блока поршень-циліндр, що складається з циліндра і поршня, і механізм для перетворення обертового руху в зворотнопоступальний, яка відрізняється тим, що згаданий механізм виконаний по п. 1 і жорстко зв’язаний із засобом зворотно-поступального руху за допомогою жорсткого закріплення одного з елементів блока поршень-циліндр у корпусі при тому, що другий елемент блока поршень-циліндр виконаний рухомим уздовж подовжньої осі закріпленого елемента, причому зазначений зворотнопоступальний елемент механізму, установлений з можливістю зворотно-поступального руху уздовж подовжньої осі, з’єднаний першим кінцем із згаданим рухомим елементом блока поршень-циліндр, при цьому згаданий засіб зворотно-поступального руху, виконаний у вигляді блока поршеньциліндр, є веденим і служить для прокачування текучого середовища, а обертовий елемент механізму, установлений з можливістю обертового руху навколо осі обертання, виконаний з можливістю з’єднання з засобом обертання, що є ведучим і служить приводом рухомого елемента блока поршень-циліндр. 20. Машина за п. 19, яка відрізняється тим, що має частину, яка виступає у поперечному напрямку від зазначеного зворотно-поступального елемента, другий кінець зазначеного кривошипа шарнірно з’єднаний із зазначеним зворотнопоступальним елементом у місці його з’єднання із зазначеною виступною у поперечному напрямку частиною; і зазначений перший кінець зазначеного напрямного елемента шарнірно з’єднаний із зовнішнім кінцем зазначеної, виступної у поперечному напрямку частиною зазначеного зворотнопоступального елемента. 21. Машина за п. 19, яка відрізняється тим, що положення зазначеної осі обертання зазначеного обертового елемента обрано таким чином, що біля верхньої мертвої точки зазначеного зворотнопоступального елемента перший кінець зазначеного кривошипа розташований в узгодженому із зазначеною поздовжньою віссю зазначеного зворотно-поступального елемента положенні між першим кінцем зазначеного зворотно-поступального елемента і зазначеним шарнірним з’єднанням цього елемента з другим кінцем зазначеного кривошипа, забезпечуючи тим самим зниження осьової швидкості зазначеного зворотно-посту 2 37285 пального елемента поблизу його верхньої мертвої точки. 22. Машина за п. 21, яка відрізняється тим, що зазначена вісь обертання зазначеного обертового елемента встановлена з можливістю переставляння до заданого положення, яке зміщено у поперечному напрямку відносно зазначеної поздовжньої осі зазначеного зворотно-поступального елемента для змінювання діапазону переміщування зазначеного зворотно-поступального елемента в процесі його зворотно-поступального руху. 23. Машина за п. 19, яка відрізняється тим, що зазначений зворотно-поступальний елемент на кожному зі своїх протилежних кінців шарнірно з’єднаний з поршнем і служить приводом зазначених поршнів, встановлених у циліндрах, жорстко закріплених на зазначеному корпусі з протилежних кінців зазначеного зворотно-поступального елемента. 24. Машина за п. 23, яка відрізняється тим, що зазначений циліндр з боку одного кінця зворотнопоступального елемента з’єднаний каналом для текучого середовища з зазначеним іншим циліндром з боку протилежного кінця зворотнопоступального елемента, і має більший об’єм, ніж зазначений інший циліндр. 25. Машина з перетворенням зворотно-поступального руху в обертовий та навпаки, яка містить корпус, засіб зворотно-поступального руху, виконаний у виді блока поршень-циліндр, що складається з циліндра і поршня, і механізм для перетворення зворотно-поступального руху в обертовий, яка відрізняється тим, що згаданий механізм виконаний по п. 1 і жорстко зв’язаний із засобом зворотно-поступального руху за допомогою жорсткого закріплення одного з елементів блока поршень-циліндр у корпусі при тому, що другий елемент блока поршень-циліндр виконано рухомим уздовж подовжньої осі закріпленого елемента, причому зазначений зворотно-поступальний еле мент механізму, установлений з можливістю зворотно-поступального руху уздовж подовжньої осі, з’єднаний першим кінцем із згаданим рухомим елементом блока поршень-циліндр, при цьому згаданий засіб зворотно-поступального руху, виконаний у виді блока поршень-циліндр, є ведучим, а обертовий елемент механізму, установлений з можливістю обертового руху навколо осі обертання, виконаний з можливістю з’єднання із засобом обертання, що є веденим і служить для передачі навантаження. 26. Машина за п. 25, яка відрізняється тим, що має частину, яка виступає у поперечному напрямку від зазначеного зворотно-поступального елемента, другий кінець зазначеного кривошипа шарнірно з’єднаний із зазначеним зворотно-поступальним елементом у місці його з’єднання із зазначеною виступною у поперечному напрямку частиною, і зазначений перший кінець зазначеного напрямного елемента шарнірно з’єднаний із зовнішнім кінцем зазначеної виступної у поперечному напрямку частини зазначеного зворотнопоступального елемента. 27. Машина за п. 25, яка відрізняється тим, що положення зазначеної осі обертання зазначеного обертового елемента обрано таким чином, що біля верхньої мертвої точки зазначеного зворотнопоступального елемента перший кінець зазначеного кривошипа розташований в узгодженому із зазначеною поздовжньою віссю зазначеного зворотно-поступального елемента положенні між першим кінцем зазначеного зворотно-поступального елемента і зазначеним шарнірним з’єднанням цього елемента з другим кінцем зазначеного кривошипа, забезпечуючи тим самим зниження осьової швидкості зазначеного зворотно-поступального елемента поблизу його верхньої мертвої точки. 28. Машина за п. 25, яка відрізняється тим, що зазначеним рухомим елементом є поршень, а зазначений циліндр жорстко закріплений на зазначеному корпусі. ____________________ Винахід відноситься до механізмів для перетворення зворотно-поступального руху в обертовий та навпаки і, відповідно, до машин з перетворенням обертового руху в прямолінійний та навпаки, зокрема, до насосів та двигунів. Механізми для перетворення зворотно-поступального руху в обертовий та навпаки і, відповідно, машини з перетворенням обертового руху в прямолінійний та навпаки, наприклад, з застосуванням комбінації поршня та циліндра, які описано у патентах США №№ 2548296 А від 10.04.1951, 4517931 А від 21.05.1985, 4979428 А від 25.12.1990, взятих нами за прототип, добре відомі і не потребують детального опису. Такі машини можуть являти собою або насоси, в яких обертовий вал і кривошипно-шатунний механізм приводять поршень усередині циліндра до зворотно-поступального чи осьового руху, або двигуни, в яких поршень здійснює зворотно-поступальний рух по осі циліндра в межах заданого діапазону таким чином, щоб через кривошипно-шатунний механізм надавати руху обертовому вихідному валу. Традиційні машини описаного вище типу мають численні недоліки, включаючи зазначені нижче. 1. Поршень, який здійснює зворотно-поступальний рух, створює поперечне навантаження на з'єднаний з ним циліндр, яке обумовлено неосьовою або нелінійною складовою зусилля, що докладається до поршня від обертового привідного механізму через кривошип. Поперечне навантаження на поршень викликає тертя між поршнем та циліндром, що приводить до зносу та зниження ефективності машини. В більшості насосів та двигунів для зниження тертя і, відповідно, зносу застосовують досить складну систему змащення. 2. В традиційних поршневих машинах поршень здійснює зворотно-поступальний рух усередині циліндра, з швидким реверсуванням напрямку руху в кінцевій точці ходу, яка має назву "верхньої мертвої точки" (ВМТ). Цей швидкий реверс у ВМТ приводить до швидкого відкривання та закривання з'єднаних з циліндром клапанів, а це пов'язано з 3 37285 підвищенням рівня шуму, а також з швидким зносом клапанів. 3. Більшість насосів має фіксовану потужність та фіксовану швидкість привідного двигуна. При роботі в умовах низького напору подібні насоси використовують тільки невелику частину своєї потужності. 4. Для визначених застосувань, таких як насоси для подачі чистого повітря в медичних установах, використання мастила між поршнем та циліндром заборонено. В таких випадках для здійснення осьового переміщення поршня застосовують дорогі та конструктивно складні механізми, що забезпечуютьпоглинання поперечних навантажень. В основу винаходу поставлено задачу запропонувати удосконалений механізм для перетворення зворотно-поступального руху в обертовий та навпаки, у якому завдяки змінам у конструкції сили, докладені до елемента, який здійснює зворотно-поступальний рух, є практично лінійними та осьовими, а швидкість ходу елемента, який здійснює зворотно-поступальний рух, суттєво знижується в області верхньої мертвої точки (ВМТ). Подальшою задачею, до вирішення якої спрямований цей винахід, є створення машини з перетворенням зворотно-поступального руху в обертовий та навпаки, у якій завдяки використанню згаданого вище механізма практично відсутнє бокове навантаження на поршень та циліндр, які є елементами засобу зворотно-поступального руху, що значно знижує їх знос, а швидкість ходу поршня суттєво знижується в області верхньої мертвої точки, що суттєво знижує шум клапанів машини та їх знос, а також підвищує їх ефективність. В основу винаходу поставлено також задачу створення машини з перетворенням зворотно-поступального руху в обертовий та навпаки, яка, завдяки використанню згаданого вище механізма, є значно більш ефективною, ніж відомі машини цього типу, завдяки забезпеченню більшого переміщення об'єму текучого середовища за один оберт вала у випадку низького напору; тим самим полегшується досягнення підвищеної продуктивності при постійній потужності. Поставлену задачу вирішено тим, що запропоновано механізм для перетворення зворотнопоступального руху в обертовий та навпаки, установлений між засобом обертання і засобом зворотно-поступального руху, один з яких є ведучим, а другий веденим, для того, щоб обертовий рух у засобі обертання відповідав зворотно-поступальному руху в засобі зворотно-поступального руху, який містить корпус; зворотно-поступальний елемент, що установлений з можливістю зворотнопоступального руху уздовж подовжньої осі і має перший кінець, що з'єднаний з засобом зворотнопоступального руху; обертовий елемент, що установлений з можливістю обертового руху навколо осі обертання і з'єднаний з засобом обертання; який за винаходом містить кривошип, що має перший кінець, шарнірно з'єднаний із зазначеним обертовим елементом, і другий кінець, шарнірно з'єднаний із зазначеним зворотно-поступальним елементом; і направляючий елемент, орієнтований у поперечному напрямку щодо зазначеної подовжньої осі, перший кінець якого шарнірно з'єд наний із зазначеним зворотно-поступальним елементом, а другий кінець шарнірно з'єднаний із зазначеним корпусом таким чином, щоб підтримувати орієнтацію зазначеного зворотно-поступального елемента уздовж зазначеної подовжньої осі і тим самим запобігати виникненню поперечного навантаження на зазначений зворотно-поступальний елемент у процесі його зворотно-поступальних переміщень. Саме таке рішення, зокрема наявність направляючого елемента, забезпечує запобігання виникненню поперечного навантаження на зазначений зворотно-поступальний елемент у процесі його зворотно-поступальних переміщень. Переважно, щоб механізм мав частину, яка виступає у поперечному напрямку від зазначеного зворотно-поступального елементу; другий кінець зазначеного кривошипа був шарнірно з'єднаний з зазначеним зворотно-поступальним елементом в місці його з'єднання з зазначеною виступною у поперечному напрямку частиною; зазначений перший кінець зазначеного напрямного елемента був шарнірно з'єднаний з зовнішнім кінцем зазначеної виступної у поперечному напрямку частини зазначеного зворотно-поступального елемента, а положення зазначеної осі обертання зазначеного обертового елемента було обрано таким чином, що біля верхньої мертвої точки зазначеного зворотно-поступального елемента перший кінець зазначеного кривошипа був розташований у узгодженому з зазначеною поздовжньою віссю зазначеного зворотно-поступального елемента положенні між першим кінцем зазначеного зворотнопоступального елемента та зазначеним шарнірним з'єднанням цього елемента з другим кінцем зазначеного кривошипа. Саме таке рішення забезпечує зниження осьової швидкості зазначеного зворотно-поступального елемента біля його верхньої мертвої точки (ВМТ). Переважно, щоб зазначена вісь обертання зазначеного обертового елемента була встановлена з можливістю переставляння до заданого положення, яке зміщено у поперечному напрямку відносно зазначеної поздовжньої осі зазначеного зворотно-поступального елемента, для змінення діапазону переміщування зазначеного зворотнопоступального елемента у процесі його зворотнопоступального руху. Саме таке рішення при використанні механізму у машині для переміщення текучого середовища забезпечує більше переміщення об'єму текучого середовища за один оберт вала у випадку низького напору; тим самим полегшується досягнення підвищеної продуктивності при постійній потужності. Доцільно, щоб поздовжні осі всіх зазначених шарнірних з'єднань були взаємно паралельні та перпендикулярні зазначеній поздовжній осі. Таке рішення додатково гарантує відсутність бокових навантажень і підвищує надійність роботи механізму. Переважно, щоб перший кінець зазначеного зворотно-поступального елемента був з'єднаний з поршнем, встановленим з можливістю руху усередині циліндра блока поршень-циліндр, поршень був шарнірно з'єднаний з першим кінцем зазна 4 37285 ченого зворотно-поступального елемента, обертовий елемент був з'єднаний з рушійним пристроєм, який служить приводом блока поршень-циліндр, а зазначений блок поршень-циліндр був рушійним пристроєм, який служить приводом для зазначеного обертового елемента. Таке рішення забезпечує ефективну роботу механізму при його використанні в машинах з перетворенням зворотно-поступально руху в обертовий. Поставлена задача вирішена також тим, що запропонована машина з перетворенням зворотно-поступального руху в обертовий і навпаки, яка містить корпус, засіб зворотно-поступального руху, виконаний у вигляді блоку поршень-циліндр, що складається з циліндра і поршня, і механізм для перетворення обертового руху в зворотно-поступальний і навпаки, у якій за винаходом згаданий механізм виконаний таким, як описано вище, і жорстко зв'язаний із засобом зворотно-поступального руху за допомогою жорсткого закріплення одного з елементів блока поршень-циліндр у корпусі при тому, що другий елемент блока поршень-циліндр виконано рухомим уздовж подовжньої осі закріпленого елемента, причому зазначений зворотно-поступальний елемент механізму, установлений з можливістю зворотно-поступального руху уздовж подовжньої осі, з'єднаний першим кінцем зі згаданим рухомим елементом блока поршень-циліндр. Таке рішення забезпечує машині всі переваги, що має згаданий механізм, а саме - відсутність поперечного навантаження на зазначений зворотно-поступальний елемент у процесі його зворотнопоступальних переміщень, а отже зниження зносу деталей машини і зниження шуму при її роботі. Переважно, щоб машина мала частину, яка виступає у поперечному напрямку від зазначеного зворотно-поступального елементу; другий кінець зазначеного кривошипа був шарнірно з'єднаний з зазначеним зворотно-поступальним елементом у місці його з'єднання з зазначеною виступною у поперечному напрямку частиною; і зазначений перший кінець зазначеного напрямного елемента був шарнірно з'єднаний з зовнішнім кінцем зазначеної виступної у поперечному напрямку частини зазначеного зворотно-поступального елемента, а положення зазначеної осі обертання зазначеного обертового елемента обрано таким чином, що біля верхньої мертвої точки зазначеного зворотно-поступального елемента перший кінець зазначеного кривошипа розташований в узгодженому з зазначеною поздовжньою віссю зазначеного зворотнопоступального елемента положенні між першим кінцем зазначеного зворотно-поступального елемента та зазначеним шарнірним з'єднанням цього елемента з другим кінцем зазначеного кривошипа, забезпечуючи тим самим зниження осьової швидкості зазначеного зворотно-поступального елемента поблизу його верхньої мертвої точки. Саме таке рішення забезпечує зниження осьової швидкості зазначеного зворотно-поступального елемента біля його верхньої мертвої точки (ВМТ), що, у свою чергу, значно знижує навантаження на елементи розподільного механізму машини. Переважно, щоб зазначена вісь обертання зазначеного обертового елемента була встанов лена з можливістю переставляння до заданого положення, яке зміщено у поперечному напрямку відносно зазначеної поздовжньої осі зазначеного зворотно-поступального елемента для змінення діапазону переміщування зазначеного зворотнопоступального елемента в процесі його зворотнопоступального руху. Саме таке рішення, коли машина є машиною для переміщення текучого середовища, забезпечує більше переміщення об'єму текучого середовища за один оберт вала у випадку низького напору; тим самим полегшується досягнення підвищеної продуктивності при постійній потужності. Доцільно, щоб осі всіх зазначених шарнірних з'єднань були взаємно паралельні і перпендикулярні зазначеній поздовжній осі. Таке рішення додатково гарантує відсутність бокових навантажень і підвищує надійність роботи машини. Переважно, щоб зазначеним рухомим елементом був поршень, а зазначений циліндр був жорстко закріплений на зазначеному корпусі, поршень був шарнірно з'єднаний з першим кінцем зазначеного зворотно-поступального елемента. Таке рішення забезпечує надійне закріплення механізму в машині і його ефективну роботу. Переважно, щоб у машині для перетворення обертового руху на зворотно-поступальний обертовий елемент механізму був шарнірно з'єднаний з зазначеним засобом обертання, який є ведучим і служить приводом рухомого елемента у блоці поршень-циліндр. Таке рішення забезпечує більш просте з'єднання обертового елементу з засобом обертання, допускаючи більш великі допуски в їх взаємному розташуванні. У альтернативному випадку машини з перетворенням зворотно-поступального руху на обертовий зазначений блок поршень циліндр повинен бути рушійним пристроєм, який служить приводом для зазначеного обертового елемента. Поставлена задача вирішена також тим, що запропоновано, як один з варіантів, машину для перетворення зворотно-поступального руху в обертовий та навпаки, яка містить корпус, засіб зворотно-поступального руху, виконаний у вигляді блока поршень-циліндр, що складається з циліндра і поршня, і механізм для перетворення обертового руху в зворотно-поступальний, у якій згідно з винаходом згаданий механізм виконаний таким, як описано вище, і жорстко зв'язаний із засобом зворотно-поступального руху за допомогою жорсткого закріплення одного з елементів блока поршень-циліндр у корпусі при тому, що другий елемент блока поршень-циліндр виконаний рухомим уздовж подовжньої осі закріпленого елемента, причому зазначений зворотно-поступальний елемент механізму, установлений з можливістю зворотно-поступального руху уздовж подовжньої осі, з'єднаний першим кінцем зі згаданим рухомим елементом блока поршень-циліндр, при цьому згаданий засіб зворотно-поступального руху, виконаний у вигляді блока поршень-циліндр, є відомим і служить для прокачування текучого середовища, а обертовий елемент механізму, установлений з можливістю обертового руху навколо осі обертання, виконаний з можливістю з'єднання з засобом обертання, що є 5 37285 ведучим і служить приводом рухомого елемента блоку поршень-циліндр. Таке рішення забезпечує машині всі переваги, що має згаданий механізм, а саме - відсутність поперечного навантаження на зазначений зворотно-поступальний елемент у процесі його зворотнопоступальних переміщень, а отже зниження зносу деталей машини і зниження шуму при її роботі. Крім того, відсутність поперечного навантаження на зворотно-поступальний елемент забезпечує можливість його роботи без використання мастил і без застосування дорогих та конструктивно складних механізмів, що забезпечують поглинання поперечних навантажень, що особливо важливо для визначених застосувань, таких, наприклад, як насоси для подачі чистого повітря в медичних установах, де використання мастила між поршнем та циліндром заборонено. Переважно, щоб машина мала частину, яка виступає у поперечному напрямку від зазначеного зворотно-поступального елементу; другий кінець зазначеного кривошипа шарнірно з'єднаний з зазначеним зворотно-поступальним елементом в місці його з'єднання з зазначеною виступною у поперечному напрямку частиною; і зазначений перший кінець зазначеного напрямного елемента шарнірно з'єднаний з зовнішнім кінцем зазначеної виступної у поперечному напрямку частини зазначеного зворотно-поступального елемента, а положення зазначеної осі обертання зазначеного обертового елемента було обрано таким чином, що біля верхньої мертвої точки зазначеного зворотнопоступального елемента перший кінець зазначеного кривошипа був розташований в узгодженому з зазначеною поздовжньою віссю зазначеного зворотно-поступального елемента положенні між першим кінцем зазначеного зворотно-поступального елемента і зазначеним шарнірним з'єднанням цього елемента з другим кінцем зазначеного кривошипа, забезпечуючи тим самим зниження осьової швидкості зазначеного зворотнопоступального елемента поблизу його верхньої мертвої точки. Саме таке рішення забезпечує зниження осьової швидкості зазначеного зворотно-поступального елемента біля його верхньої мертвої точки (ВМТ), що, у свою чергу, значно знижує навантаження на елементи розподільного механізму машини. Доцільно, щоб зазначена вісь обертання зазначеного обертового елемента була встановлена" з можливістю переставляння до заданого положення, яке зміщено у поперечному напрямку відносно зазначеної поздовжньої осі зазначеного зворотно-поступального елемента для змінення діапазону переміщування зазначеного зворотнопоступального елемента в процесі його зворотнопоступального руху. Саме таке рішення забезпечує більше переміщення об'єму текучого середовища за один оберт вала у випадку низького напору; тим самим полегшується досягнення підвищеної продуктивності при постійній потужності. Доцільно також, щоб зазначений зворотнопоступальний елемент на кожному з своїх протилежних кінців був шарнірно з'єднаний з поршнем і служив приводом зазначених поршнів, встанов лених у циліндрах, жорстко закріплених на зазначеному корпусі з протилежних кінців зазначеного зворотно-поступального елемента, а зазначений циліндр з боку одного кінця зворотно-поступального елемента був з'єднаний каналом для текучого середовища з зазначеним іншим циліндром з боку протилежного кінця зворотно-поступального елемента, і мав більший об'єм, ніж зазначений інший циліндр. При такому рішенні машина являє собою насос двосторонньої дії. Поршень може прокачувати текуче середовище у двох напрямках, забезпечуючи тим самим подвоєну продуктивність. Поставлену задачу вирішено також тим, що запропоновано ще один варіант машини з перетворенням зворотно-поступального руху в обертовий та навпаки, яка містить корпус, засіб зворотнопоступального руху, виконаний у вигляді блока поршень-циліндр, що складається з циліндра і поршня, і механізм для перетворення зворотнопоступального руху в обертовий, в якій, згідно з винаходом, згаданий механізм виконаний таким, як описано вище, і жорстко зв'язаний із засобом зворотно-поступального руху за допомогою жорсткого закріплення одного з елементів блока поршень-циліндр у корпусі при тому, що другий елемент блока поршень-циліндр виконано рухомим уздовж подовжньої осі закріпленого елемента, причому зазначений зворотно-поступальний елемент механізму, установлений з можливістю зворотно-поступального руху уздовж подовжньої осі, з'єднаний першим кінцем зі згаданим рухомим елементом блока поршень-циліндр, при цьому згаданий засіб зворотно-поступального руху, виконаний у вигляді блоку поршень-циліндр, є ведучим, а обертовий елемент механізму, установлений з можливістю обертового руху навколо осі обертання, виконаний з можливістю з'єднання з засобом обертання, що є відомим і служить для передачі навантаження. Таке рішення забезпечує машині всі переваги, що має згаданий механізм, а саме - відсутність поперечного навантаження на зазначений зворотно-поступальний елемент у процесі його зворотнопоступальних переміщень, а отже зниження зносу деталей машини і зниження шуму при її роботі. Доцільно, щоб машина мала частину, яка виступає у поперечному напрямку від зазначеного зворотно-поступального елементу; другий кінець зазначеного кривошипа був шарнірно з'єднаний з зазначеним зворотно-поступальним елементом в місці його з'єднання з зазначеною виступною у поперечному напрямку частиною; і зазначений перший кінець зазначеного напрямного елемента був шарнірно з'єднаний з зовнішнім кінцем зазначеної виступної у поперечному напрямку частини зазначеного зворотно-поступального елемента. Доцільно також, щоб положення зазначеної осі обертання зазначеного обертового елемента було обрано таким чином, що біля верхньої мертвої точки зазначеного зворотно-поступального елемента перший кінець зазначеного кривошипа розташований в узгодженому з зазначеною поздовжньою віссю зазначеного зворотно-поступального елемента положенні між першим кінцем зазначеного зворотно-поступального елемента і зазначеним шарнірним з'єднанням цього елемента з 6 37285 другим кінцем зазначеного кривошипа, забезпечуючи тим самим зниження осьової швидкості зазначеного зворотно-поступального елемента поблизу його верхньої мертвої точки. Саме таке рішення забезпечує зниження осьової швидкості зазначеного зворотно-поступального елемента біля його верхньої мертвої точки (ВМТ), що, у свою чергу, значно знижує навантаження на елементи розподільного механізму машини, зокрема на клапани, коли ця машина є двигуном внутрішнього згорання. У результаті підвищується їх довговічність і значно знижується шум при роботі двигуна. В цьому варіанті машини доцільно, щоб зазначеним рухомим елементом був поршень, а зазначений циліндр був жорстко закріплений на зазначеному корпусі. зворотно-поступального руху на обертовий та навпаки. В конкретному прикладі фіг. 1-3 механізм згідно з винаходом встановлено в машині (позначена в цілому, як 1), яка має перший кінець 2, який переважно з'єднаний з джерелом робочого текучого середовища (не зображений), і другий кінець 3, який з'єднаний з засобом обертання 4 (обертовим джерелом потужності) . Як видно з фіг. 1, засіб обертання 4 містить елемент 5 передавання обертового руху. В даному прикладі машина являє собою насос, засобом обертання 4 якого є електродвигун. На вихідний вал 6 електродвигуна встановлений обертовий елемент у вигляді маховика 7, з яким пов'язаний елемент 5 передавання обертового руху, який обертається разом з маховиком 7, причому рух далі передається на головку насоса біля першого кінця 2 насоса, пов'язаного з поданням робочого текучого середовища. Слід відзначити, що згідно з альтернативним варіантом здійснення винаходу машина 1 може приводитись до дії від робочого текучого середовища, так що засіб обертання 4 не передає потужність на машину, а навпаки, одержує її від машини і використовує її для передавання потужності на зовнішній пристрій. У цьому прикладі засобом обертання 4 може бути будь-який електрогенератор. Хоч машина 1 згідно з цим винаходом, зображена у варіанті, коли її перший кінець взаємодіє з робочим текучим середовищем, цей винахід може бути використаний і в машинах іншого типу, в яких за допомогою зворотно-поступального елемента приводиться до дії робочий орган. Прикладом може бути швейна машина, в якій потрібно надати зворотно-поступального руху робочому органу. У цьому випадку машина може мати напрямний елемент, який визначає траєкторію зворотнопоступального елемента. Механізм для перетворення зворотно-поступального руху на обертовий та навпаки за винаходом, який у даному описі показано вбудованим в машину з перетворенням зворотно-поступального руху на обертовий та навпаки, має корпус, який складається з нижньої корпусної частини 8 та верхньої корпусної частини 9, які герметично з'єднані одна з одною. З боку першого кінця 2 корпус закритий клапанною дошкою 10. Усередині корпусу встановлено циліндр 11 з поздовжньою віссю 12, який закріплений на нижній корпусній частині 8. Циліндр 11 має перший кінець 13, суміжний з першим кінцем 2 машини, і другий кінець 14. Вікна 15 і 16 для введення та виведення робочого текучого середовища відповідно розташовані з боку першого кінця 13 циліндра, причому обидва оснащені однобічними зонтичними клапанами 17 та 18 відповідно. Усередині циліндра 11 встановлено поршень 36, який має можливість переміщатись лінійно, тобто зворотно-поступально уздовж поздовжньої осі 12. Є також зворотно-поступальний елемент, виконаний у формі з'єднувального штока (шатуна) 20, перший кінець 21 якого з'єднаний з поршнем 19 через шарнір 22. З'єднувальний шток 20 оснащений також виступною у поперечному напрямку частиною 23, яка пов'язана із штоком 20 коліном 24 та закінчується другим кінцем 25. Далі будуть описані різні варіанти здійснення механізму і варіанти машин, які містять цей механізм, зокрема, машини для перекачування текучого середовища, тобто насоси, або машини для передавання навантаження, тобто гідравлічні (пневматичні) двигуни, в яких для здійснення роботи використовують текуче середовище, що перебуває під тиском, а також двигуни, які працюють на бензині. Суть та достоїнства цього винаходу стануть більш зрозумілі з докладного опису, який повинен розглядатись разом з кресленнями, що додаються, на яких: Фіг. 1 представляє механізм за винаходом для перетворення зворотно-поступального руху на обертовий та навпаки, та машину за винаходом, яка містить цей механізм, на прикладі насоса з електричним приводом у розрізі. Фіг. 2 представляє собою вигляд зверху (тобто у напрямку стрілки Y на фіг. 1) механізму з перетворенням зворотно-поступального руху на обертовий та навпаки за фіг. 1, коли поршень знаходиться в кінці свого прямого ходу. Фіг. 3 представляє вигляд, аналогічний вигляду на фіг. 2, але який показує поршень поблизу крайньої точки свого зворотного ходу. На фіг. 4 представлені графік залежності швидкості поршня від його положення; діаграма (і) відомої системи і діаграма (іі) системи за винаходом. Фіг. 5 представляє вигляд, аналогічний зображеному на фіг. 3, частково у розрізі, щоб показати вихідний вал джерела потужності, який знаходиться у положенні, що забезпечує максимальний хід поршня. Фіг. 6 представляє вигляд, аналогічний зображеному на фіг. 5, але на якому вихідний вал джерела потужності знаходиться у другому положенні, що забезпечує скорочений хід поршня. Фіг. 7 представляє вигляд механізму з перетворенням зворотно-поступального руху на обертовий та навпаки, виконаної згідно з одним з варіантів здійснення винаходу і вбудований до машини, яка є в цьому прикладі насосом двосторонньої дії з електричним приводом, у розрізі. Представлений на наведених кресленнях механізм згідно з винаходом (для перетворення зворотно-поступального руху на обертовий та навпаки використовують у машинах для перетворення 7 37285 Слід враховувати, що в тому варіанті здійснення, згідно з яким машина 1 не взаємодіє з робочим текучим середовищем, поршень 19 взаємодіє з робочим органом (не зображений) та функціонує як привідний елемент, тоді як циліндр 11 діє тільки як лінійна спрямовуюча поршня. Згідно з цим винаходом, між з'єднувальним штоком 20 та елементом 5 передавання обертового руху розміщують спряжувальну систему, яка призначена для здійснення перетворення обертовoго руху елемента 5 на лінійний рух поршня 19 та навпаки. Спряжувальна система згідно з цим винаходом містить велику кількість шарнірів, які діють таким чином, щоб поглинути практично всі складники сил, які виникають у результаті обертання елемента 5 передавання обертового руху і які є неосьовими по відношенню до поздовжньої осі 12, і завдяки цьому забезпечити узгодження положення з'єднувального штока 20 та поздовжньої осі 12 і тим самим практично повністю запобігти появі поперечного навантаження на поршень 19 у процесі його руху в циліндрі 11. З фіг. 1 і 2 видно, що основними елементами спряжувальної системи згідно з цим винаходом є кривошип 26 і напрямний елемент 27. Кривошип 26 має перший кінець 28, з'єднаний через шарнір 29 з елементом 5 передавання обертового руху таким чином, щоб цей елемент приводив його до обертового руху, і другий кінець 30 (фіг. 2), з'єднаний через другий шарнір 31 з коліном 24 з'єднувального штока 20. Напрямний елемент 27 у типовому випадку має U-подібну конфігурацію, з першим та другим кінцями, позначеними відповідно, як 32 і 33. Перший кінець 32 напрямного елемента 27 з'єднаний через третій шарнір 34 з другим кінцем 25 частини 23, що виступає у поперечному напрямку, тоді як другий кінець 33 елемента 27 з'єднаний через четвертий шарнір 35 з нижньою корпусною частиною 8. Видно, що напрямний елемент 27 переважно орієнтований упоперек поздовжньої осі 12, що сприяє підвищенню компактності конструкції машини. Видається особливо важливим, щоб перша, друга, третя та четверта шарнірні осі 29', 31', 34' та 35' першого, другого, третього та четвертого шарнірів, позначених відповідно як 29, 31, 34 та 35, були взаємно паралельні та орієнтовані у поперечному напрямку відносно поздовжньої осі 12, переважно перпендикулярно їй. Корисно також, як це ілюструється наведеним прикладом, щоб перший кінець 21 з'єднувального штока 20 був з'єднаний з поршнем 19 за допомогою шарніра 22, який позначає п'яту шарнірну вісь 22, паралельну зазначеним першій, другій, третій та четвертій шарнірним осям, і при цьому сполучення з'єднувального штока 20 з шарніром 21 було таким, щоб шток міг ковзати уздовж шарнірної осі 22'. Бажано, щоб перший, другий, третій та четвертий шарніри являли собою шарикопідшипникові опори. Вже згадувалось, що перший кінець 32 напрямного елемента 27 шарнірно з'єднаний з другим кінцем 25 з'єднувального штока 20, тоді як другий кінець елемента 27 шарнірно з'єднаний з нижньою корпусною частиною 8. На фіг. 2, 3 видно також, що напрямний елемент 27 розташований упоперек поздовжньої осі 12 з'єднувального штока 20, так що лінії, проведені через кінці 34, 35 цього еле мента в його положеннях, що відповідають крайнім положенням з'єднувального штока, створюють рівні по величині, але протилежні по знаку кути з поздовжньою віссю 12. В результаті, коли в процесі роботи машини кривошип 26 приводиться до обертання у напрямку, позначеному стрілкою 36 (див. фіг. 2 і 3), викликаючи тим самим зворотно-поступальний рух з'єднувального штока 20, перший кінець 32 напрямного елемента 27 здійснює коливальний рух у межах заданого кута a (фіг. 2 і 3), що дорівнює у типовому випадку 5-25°. Точне значення цього кута залежить від відносних фізичних розмірів елементів машини. Цей коливальний рух забезпечує рух з'єднувального штока 20 практично уздовж поздовжньої осі 12. Звідси випливає, що будь-яке поперечне навантаження, яке в іншому разі мало змогу передаватись від кривошипа 26 з'єднувальному штоку 20, поглинається, переважно, напрямним елементом 27 та замість штока 20 передається нижній корпусній частині 8. Інші сили, які практично є осьовими, прикладаються до з'єднувального штока 20, а отже, і до поршня 19. У випадку, коли механізм встановлено у машині, яка діє як насос, в процесі роботи, коли поршень 19 наближається до кінцевого заднього (на фіг. 1 - правого) положення при зворотному ході, представленому на фіг. З, він всмоктує робоче текуче середовище через вікно 15 для введення у циліндр 11, минаючи однобічний зонтичний клапан 17. При своєму зворотному ході поршень 19 витискає робоче текуче середовище з циліндра через вікно 16 для виведення через однобічний зонтичний клапан 18. Зрозуміло, що при використанні машини згідно з винаходом як насоса, вона може служити або для формування високого позитивного тиску біля вікна 16 для виведення робочого середовища, або для створення розрядження біля вікна 15 для всмоктування робочого середовища. Фахівцям у відповідній галузі техніки буде зрозуміло, що описана машина з перетворенням зворотно-поступального руху на обертовий та навпаки може функціонувати і як двигун, наприклад, працюючий на бензині, в якому, замість того, щоб використовувати поршень як засіб переміщення текучого середовища (як у насосі), поршень приводиться до зворотнопоступального руху за допомогою відповідної системи клапанів. На випадок, коли машина діє як електродвигун, зображений на кресленні засіб обертання 4 може бути, наприклад, електрогенератором. Фахівцям має бути також зрозуміло, що напрямні з'єднувального штока поршня, застосовані у відомих конструкціях для усунення бокових навантажень на поршень, є лінійними і, отже, вимагають значного збільшення довжини механізму; крім того, ці напрямні досить дорогі і, крім того, працюють при дуже високих навантаженнях. Слід особливо підкреслити, що загальна кількість шарнірних зв'язків в унікальній спряжувальній системі згідно з цим винаходом дорівнює п'яти, при цьому один з них, діючи як радіальна каретка, виконує подвійну функцію запобігання боковому навантаженню на поршень 19. Описане використання шарнірів, особливо на основі шарикопідшіпників, як це відзначено в описі та показано на кресленнях, виявляється вельми ефек 8 37285 тивним і при цьому не створює шумів завдяки відсутності люфтів. Далі, на відміну від звичайних кривошипношатунних механізмів, при застосуванні яких привідний двигун (еквівалентний засобу обертання 4) розміщується на досить великій відстані від поршня 19, що приводить до збільшення довжини машини в цілому. Машина згідно з цим винаходом, завдяки унікальній конструкції спряження між джерелом 4 потужності та поршнем 19, найбільш компактна, при збереженні діапазону ходу поршня. Графік, представлений на фіг. 4, відповідає залежності швидкості поршня від кута повороту кривошипа, відрахованого від ВМТ, яка відповідає нульовому куту повороту. Пунктирна лінія відповідає відомому механізму, див. діаграму (і), а суцільна лінія - механизму згідно з винаходом, див. діаграму (іі). Як видно з графіка, головним достоїнством цього винаходу є забезпечення дуже повільного ходу поршня 19 поблизу верхньої мертвої точки (ВМТ), коли поршень 19 знаходиться біля верхнього (правого) краю свого циліндра 11 (це положення представлено на фіг .2). В цей момент клапани машини, яка містить цей механізм, звичайно змінюють свій стан на протилежний (відкритий на закритий або навпаки). Аналізуючи графік на фіг. 4, спільно з діаграмами (і) і (іі), легко помітити, що в порівнянні з відомими машинами у машині 1 має місце суттєве сповільнення поршня 19 в інтервалі між ВМТ та 90° (різниця між відносними швидкостями поршнів у машині 1 та у відомій машині представлена на фіг. 4 у вигляді області з вертикальним штрихуванням). Видно також, що в інтервалі 90°-270° поршень 19 рухається суттєво швидше, ніж поршень відомої машини (що відповідає області з горизонтальним штрихуванням). Взагалі, при збереженні загальної довжини ходу розподіл швидкостей поршня по робочому циклу і, отже, його робочі характеристики стають при використанні цього винаходу значно ефективнішими, ніж у відомих машинах, як це буде пояснено далі. Сповільнення поршня біля ВМТ має дуже велике позитивне значення, оскільки це забезпечує можливість повного відкриття або закриття клапанів, тобто підвищує ефективність їх роботи. Крім того, це знижує рівень шуму, пов'язаного з роботою клапанів і зменшує їх знос, а також дозволяє невеликим насосам або двигунам працювати при більшій частоті обертів, тобто поліпшує їх технічні показники. Іншими словами, відзначене сповільнення руху поршня біля ВМТ приводить до поліпшеної роботи клапанів, оскільки для відкриття та закриття клапанів тепер виділяється більша частка робочого циклу, ніж у відомих кривошипношатунних механізмах, схожих до застосованих у двигунах, працюючих на бензині. В порівнянні з відомими насосами це поліпшення забезпечує збільшене переміщення текучого середовища за одне обертання. Зазначений ефект сповільнення, який досягають завдяки тому, що рух до кривошипу 26 передають через елемент 5 передавання обертового руху (або навпаки), особливо помітний біля ВМТ. Оскільки біля цієї точки кінець 28 кривошипа 26 підходить до поздовжньої осі 12 з'єднувального штока 20 на її відрізку між кінцем 21 штока і шарні ром 31, що пов'язує шток з кривошипом 26, досить значне переміщення маховика 7, що обертається, і, отже, елемента 5 передавання обертового руху разом з кривошипом 26 приводять тільки до незначного осьового зміщення з'єднувального штока 20, що відповідає зниженню осьової швидкості з'єднувального штока. Цей винахід має також ряд додаткових конструктивних особливостей. Так, нижню корпусну частину 8, яка пов'язана з корпусом двигуна (засобу обертання 4), використовують також як основу для четвертого шарніра 35 і для формування порожнини для встановлення циліндра 11. Верхню корпусну частину 9 використовують тільки як кришку для нижньої корпусної частини 8, і вона не бере участі в роботі машини 1. Клапанна дошка 10 з'єднана з верхньою та нижньою корпусними частинами 9, 8 за допомогою гвинтів 72 (див. фіг. 2 і 3). Звертаючись тепер до фіг. 5 і 6, можна бачити, що хід поршня і, отже, переміщення робочого середовища можуть бути зменшені шляхом радіального зміщення осі обертання двигуна (засоба обертання 4) з точки А (фіг. 5) до точки В (фіг. 6) у напрямку, позначеному стрілкою С, тобто від осі 12 назовні та уперед (угору та наліво на фіг. 5, 6). Як показано на фіг. 5, у початковому положенні вихідного вала 6 його вісь обертання 6' перетинає поздовжню вісь 12. У цьому випадку поршень 19 переміщується на повну довжину циліндра 11, тобто реалізується максимальна довжина ходу, доступна для даної машини. Коли ж, як це показано на фіг. 6, вихідний вал 6 зміщують у радіальному напрямку назовні і уперед, його вісь 6' обертання вже не перетинає поздовжню вісь 12. В цьому положенні крайнє заднє положення поршня 19 відстоїть від задньої стінки циліндра 11, що відповідає скороченню робочого ходу, або переміщення поршня 19. Настройку положення вихідного вала здійснюють зміною положення всього двигуна (засобу обертання 4) відносно нижньої корпусної частини 8. Для цього у частині 8 може бути зроблено декілька отворів під болти, які схематично позначені на Фіг. 5 та 6, як 38 та 39, і в які можуть уводитись болти 40. Можна використовувати і будь-які інші придатні засоби. Переставлення вала 6 відносно осі 12 та поршня 19 скорочує хід поршня без зміни положення ВМТ і, отже, дозволяє насосу забезпечити більш високий тиск або розрядження без збільшення споживаної потужності. На відміну від звичайних кривошипно-шатунних механізмів, при такому переставленні не відбувається змінення настройки з'єднувального штока 20 або діючого на нього поперечного навантаження, оскільки обидва ці фактори контролюються напрямним елементом 27. На фіг. 7 зображений інший варіант машини, яка містить механізм для перетворення зворотнопоступального руху у обертовий та навпаки. Ця машина, яка є насосом двосторонньої дії з електричним приводом, позначена у цілому, як 41. Переважно, цей насос аналогічний насосу на основі машини 1, яка описана з посиланням на фіг. 1-4, тому детального опису насоса не приводиться. Елементи насоса, які аналогічні представленим на 9 37285 фіг. 1-3, мають на фіг. 5 такі ж самі числові позначення. Цей насос відрізняється від раніше описаного тим, що є насосом двосторонньої дії, тобто має клапанні дошки 10 з протилежних кінців. Завдяки цьому поршень 19 може прокачувати текуче середовище у двох напрямках, забезпечуючи тим самим подвоєну продуктивність в порівнянні з насосом на базі машини 1. Як показано на кресленні, задня частина 42 корпусу, в якій знаходиться кривошипно-шатунний механізм, має досить великий об'єм в порівнянні з об'ємом циліндра 11. Завдяки цьому поршень 19 має можливість зупинити прокачування при зворотному ході, коли тиск у задній частині 42 корпусу досягне заданого рівня, так що при подальшому зворотно-поступальному русі поршня тиск у робочому текучому середовищі буде просто підвищуватись і знижуватись. Внутрішня порожнина задньої частини 42 корпусу герметизована разом з іншою частиною корпусу, так що вона діє як продовження порожнини циліндра 11. З цією метою між задньою частиною 42 корпусу і поршнем 19 зроблено великий отвір 43, через який проходить з'єднувальний шток 20. Таке ефективне збільшення об'єму циліндра використовують для подвоєння продуктивності при низькому тиску або при малому розрядженні, причому у міру), підвищення тиску або ступеня розрядження підвищення продуктивності скорочується. Таким чином, функціонуючи як насос двосторонньої дії, машина 41 при високих рівнях тиску або вакууму споживає таку ж потужність, як насос односторонньої дії, і має, як додаткову перевагу, підвищення продуктивності при низьких рівнях тиску або вакууму. При цьому передавальний механізм, насос та привідний двигун мають невеликі габарити. В відомих пристроях звичайно прагнуть ізолювати циліндр від іншої частини корпусу, що у багатьох випадках вимагає ущільнення рухомого з'єднувального штока відносно корпусу. На відміну від цього, даний варіант цього винаходу не тільки не вимагає застосовувати таке динамічне ущільнення, але, крім того, об'єм у задній частині корпусу використовується як додатковий робочий об'єм, за рахунок чого підвищується продуктивність машини. Як ще одне досягнення слід відзначити, що, оскільки бокове або радіальне навантаження на циліндр 11 з боку поршня 19 для всіх варіантів машини з перетворенням зворотно-поступального руху на обертовий та навпаки по цьому винаходу знехтувано мале, небезпека їх зносу не виникає і, отже, немає необхідності в змащуванні циліндра та поршня. Механізм з малим тертям та без застосування мастила забезпечує ефективність прокачування, неперевершену в цій області техніки, при значно меншому виділенні тепла та відсутності потреби до примусового охолодження. Фахівцям у цій області буде зрозуміло, що цей винахід не обмежується приведеним вище описом та наданими кресленнями, і обсяг його визначається винятково формулою винаходу. Фіг. 1 10 37285 Фіг. 2 Фіг. 3 11 37285 Фіг. 4 12 37285 Фіг. 5 Фіг. 6 13 37285 Фіг. 7 Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122) 3 – 72 – 89 (03122) 2 – 57 – 03 14 37285 15

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Mechanism for transformation of reciprocal motion to rotary one and vice versa and machine (variants) that includes this mechanism

Автори англійською

Adahan Carmeli

Назва патенту російською

Механизм для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное и наоборот и машина (варианты), которая содержит этот механизм

Автори російською

Адахан Кармели

МПК / Мітки

МПК: F01B 9/00, F04B 35/00

Мітки: зворотно-поступального, механізм, обертовий, машина(варіанти, руху, яка, перетворення, навпаки, містить

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/15-37285-mekhanizm-dlya-peretvorennya-zvorotno-postupalnogo-rukhu-v-obertovijj-ta-navpaki-i-mashinavarianti-yaka-mistit-cejj-mekhanizm.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Механізм для перетворення зворотно-поступального руху в обертовий та навпаки і машина(варіанти), яка містить цей механізм</a>

Подібні патенти