ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ КОМПРЕССОР Российский патент 1996 года по МПК F04B35/04 

Изобретение относится к электромагнитным компрессорам.

Известны мембранные компрессоры гидроприводом (SU, авторские свидетельства, 312674, 395617, кл. F 04 B 45/00), содержащие защемленную в корпусе упругую мембрану, разделяющую внутреннюю полость корпуса на рабочую и полость гидропривода.

Общим недостатком известных мембранных компрессоров является сложность конструкции и низкая производительность из-за невысокой частоты вращения гидронасоса гидропривода.

Известен электромагнитный компрессор (SU, авторское свидетельство 395615, кл. F 04 B 35/04, 1973), содержащий корпус с размещенным в цилиндре рабочим органом, связанный с подпружиненным якорем электромагнита.

Недостатками известного электромагнитного компрессора являются потеря производительности из-за утечек из-за утечек в цилиндре и из-за запаздывания срабатывания всасывающего и нагнетательного клапанов, вследствие инерционности их подвижных частей, при высокой частоте колебаний якоря (6000 двойных ходов в минуту при питании от сети частотой 50 Гц), а также высокая виброактивность корпуса компрессора, обусловленная противофазными колебаниями массивного якоря и корпуса.

Технической задачей изобретения является повышение производительности, упрощение конструкции и снижение виброактивности корпуса.

Поставленная задача решается тем, что якорь электромагнитного вибратора жестко соединен с диском, имеющим форму внутренней поверхности крышки компрессора и центральной частью эластичной мембраны, чем исключаются утечки из рабочей полости и обеспечивается высокое число рабочих циклов (6000 в минуту при частоте питающей сети 50 Гц) и малый объем мертвого пространства, а подвижные части всасывающего и нагнетательного клапанов выполняют роль динамического гасителя колебаний корпуса компрессора, чем обеспечивается строгая противофазность колебаний подвижных частей клапанов и якоря, в результате чего при высокой частоте колебаний исключается запаздывание срабатывания клапанов вследствие инерционности их подвижных частей.

На чертеже представлен общий вид предложенного электромагнитного компрессора.

Электромагнитный компрессор содержит корпус 1, крышку компрессора 2, защемленную в корпусе эластичную мембрану 3, образующую вместе с крышкой компрессора 2 рабочую полость, электромагнитный вибратор, состоящий из статора 4 и подпружиненного упругими элементами 5 якоря 6, жестко соединенного с диском 7, имеющим форму внутренней поверхности крышки компрессора 2, и средней частью эластичной мембраны 3, а также установленные на крышке компрессора 2 всасывающий клапан 8 и нагнетающий клапан 9, подвижные части которых состоят из подпружиненных упругими элементами 10 грузиков 11 с эластичными элементами 12.

Электромагнитный компрессор работает следующим образом.

При подключении обмотки возбуждения вибратора к сети переменного тока подпружиненный якорь 6 под действием периодической электромагнитной силы будет совершать возвратно-поступательные колебания с частотой, равной удвоенной частоте питающей сети. При этом статор 4 и жестко присоединенный к нему корпус 1 будет стремиться совершать возвратно-поступательные колебания в противофазе с якорем 6. Однако, ввиду наличия присоединенных к корпусу 1 настроенных динамических гасителей колебаний подпружиненных грузиков 11, масса которых равна жесткости упругих элементов 10, деленной на квадрат круговой частоты колебаний якоря 6 (m c/w²), происходит перераспределение колебательной энергии от корпуса к подвижным частям всасывающего 8 и нагнетательного 9 клапанов. В итоге грузики 11 начинают совершать колебания строго в противофазе с якорем 6, а колебания корпуса 1 гасятся. Притягиваясь к полюсам статора 4, якорь 6 движется вниз и отводит эластичную мембрану 3 от крышки компрессора 2, в результате чего образуется рабочая полость. В это время грузики 11 движутся в противоположную сторону, открывая при этом проходное отверстие всасывающего клапана 8 и закрывая проходное отверстие нагнетательного клапана 9, т.е. происходит процесс нагнетания. В процессе нагнетания диск 7 обеспечивает полное вытеснение воздуха из рабочей полости, причем его форма служит для достижения наименьшего мертвого объема, от которого существенно зависит степень повышения давления. При достижении подвижными частями клапанов верхнего положения в нагнетательном клапане 9 или нижнего положения во всасывающем клапане 8, грузики 11 не останавливаются мгновенно, а продолжают движение, деформируя эластичные элементы 12, чем обеспечивается достаточно продолжительное перекрытие проходных отверстий.

Электромагнитный компрессор может иметь другие примеры выполнения, в частности, могут использоваться электромагнитные вибраторы другого типа, например, поляризационные или с поворотным якорем.

Предложенный электромагнитный компрессор имеет высокую производительность за счет исключения запаздывания клапанов при высокой частоте колебаний якоря и за счет исключения утечек из рабочей полости, низкую виброактивность за счет динамического гашения колебаний корпуса и простую конструкцию.

Использование: в компрессоростроении. Сущность изобретения: компрессор содержит защемленную в корпусе эластичную мембрану, образующую с крышкой компрессора рабочую полость, электромагнитный вибратор и установленный на крышке компрессора всасывающий и нагнетательный клапаны. Якорь вибратора жестко соединен с диском, имеющим форму внутренней поверхности крышки компрессора, и центральной частью эластичной мембраны. Подвижные части всасывающего и нагнетательного клапанов выполняют роль динамических гасителей колебаний корпуса компрессора и выполнены в виде подпружиненных масс, совершающих колебания в противофазе с якорем. 1 ил.

Электромагнитный компрессор, содержащий корпус и крышку компрессора, электромагнитный вибратор, рабочий орган, размещенный в корпусе и жестко связанный с подпружиненным якорем электромагнитного вибратора, а также установленные на крышке компрессора всасывающий и нагнетающий клапаны, отличающийся тем, что рабочий орган выполнен в виде диска, имеющего форму внутренней поверхности крышки компрессора, и жестко связан со средней частью эластичной мембраны, защемленной в корпусе, а подвижные части клапанов - гасители колебаний корпуса выполнены в виде подпружиненных масс, присоединенных к корпусу компрессора с возможностью совершения колебаний, противофазных колебаниям якоря, при этом в торце подвижных масс клапанов установлены эластичные прокладки, перекрывающие проходные отверстия клапанов, а жесткость пружин выбирается из соотношения
C = mω²,
где С жесткость пружин клапанов;
m масса подвижных частей клапанов;
ω круговая частота колебаний якоря.