СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ КОМПРЕССОРА С БЕСКОНТАКТНЫМ УПЛОТНЕНИЕМ ПОРШНЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1999 года по МПК F04B31/00 F04B51/00 

Изобретение относится к области компрессоростроения и может быть использовано при создании компрессорных машин, применяемых для сжатия чистых газов.

Известен способ определения работоспособности компрессора с бесконтактным центрированием поршня, заключающийся в контроле касания поршня о стенки цилиндра [1].

Известен также способ определения работоспособности компрессора с бесконтактным центрированием поршня, заключающийся в контроле частоты касания поршня о стенки цилиндра [2].

К недостатку известных способов следует отнести обязательное наличие достаточно сложных электромеханических устройств, непременное выполнение рабочих поверхностей цилиндра и поршни из электропроводных материалов, электроэррозионный износ этих поверхностей при их касании, сложность оперативной диагностики причин контакта.

Задачей изобретения является упрощение диагностики работоспособности компрессора, расширение номенклатуры применяемых для цилиндро-поршневой пары материалов.

Поставленная задача может быть решена за счет того, что контроль частоты касания производят визуально.

При этом компрессор, в котором осуществляется вышеуказанный способ, состоящий из цилиндра с установленным в нем с зазором поршнем и имеющий систему для наблюдения касания поршня о стенки цилиндра, имеет цилиндр, по крайней мере часть стенок которого выполнена из оптически прозрачного твердого материала, в качестве которого может служить кварцевое стекло.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 изображен компрессор с бесконтактным центрированием поршня со стенками цилиндра, имеющими прозрачные окна, а на фиг. 2 - компрессор, стенки цилиндра которого выполнены целиком из прозрачного материала.

Компрессор, см. фиг. 1, состоит из цилиндра 1, в котором с зазором 2 установлен поршень 3. Зазор 2 обеспечивается либо жестким направлением поршня 3 за счет использования крейцкопфного механизма (не показан), либо путем выполнения поршня 3 в виде газостатического подвеса. Всасывание и нагнетание газа происходит соответственно через клапаны 4 и 5, стенки цилиндра имеют прозрачные окна 6, выполненные, например, из кварцевого стекла. В компрессоре, изображенном на фиг. 2, цилиндр 1 полностью выполнен из кварцевого стекла и притянут к картеру 7 с помощью шпилек 8. Уплотнения 9 служат для герметизации стыков.

Компрессор работает следующим образом. При возвратно-поступательном движении поршня 3 объем камеры сжатия цилиндра попеременно увеличивается и уменьшается. При этом происходит всасывание газа через клапан 4, его сжатие и выталкивание потребителю через клапан 5.

Контроль работоспособности компрессора осуществляется путем периодического осмотра состояния внутренней поверхности прозрачных окон 6 или внутренней поверхности прозрачного цилиндра 1 (фиг. 2). При достаточно частых касаниях поршня 3 о цилиндр 1 происходит постепенное появление потертостей на внутренней поверхности окон 6 или цилиндра 1 (фиг. 2), что свидетельствует о потере работоспособности за счет снижения эффективности механизма, центрирующего поршень, и о необходимости ремонта этого механизма. При достаточно быстром росте потертостей при одновременном загрязнении внутренней поверхности окон 6 или цилиндра 1 (фиг. 2) следует сделать вывод о присутствии во всасываемом газе значительного количества посторонних частиц, что может быть, например, при отказе всасывающего фильтра, и о необходимости проведения соответствующих мероприятий. После устранения неисправностей прозрачные части цилиндра могут быть практически без снятия слоя заполированы и компрессор может быть вновь запущен.

Таким образом, визуализация процесса касания поршня о стенки цилиндра обеспечивает возможность объективной оценки причин касания, что позволяет своевременно и аргументированно принимать конкретные меры по устранению неисправностей, поддерживая компрессор в работоспособном состоянии. Кроме того, отсутствие необходимости изготовления поршня и цилиндра из токопроводящих металлов значительно расширяет номенклатуру используемых для поршня и цилиндра материалов. В частности, появляется возможность применения различного рода минералокерамических материалов, имеющих чрезвычайно малый коэффициент температурного линейного расширения в широком диапазоне температур, что чрезвычайно важно при создании компрессоров с бесконтактным центрированием поршня, в которых необходимо поддерживать минимальный зазор между поршнем и цилиндром при разных температурах окружающей среды и разных режимах работы. Так, например, кварцевое стекло марки К8 имеет коэффициент температурного линейного расширения, в 20 раз меньший, чем стали и другие сплавы на основе железа и углерода и в 44 раза меньший, чем дуралюминиевые сплавы.

Таким образом, предложенные способ и устройство для его реализации позволяет существенно упростить диагностику неисправностей компрессора и расширить номенклатуру применяемых для изготовления цилиндропоршневой пары материалов.

Источники информации, принятые во внимание
1. Авторское свидетельство СССР N 916779, м.кл. F 04 B 31/00, 1982, БИ N 12.

2. Авторское свидетельство СССР N 1280193, F 04 B 49/00, 1986, БИ N 48.

Способ и устройство могут быть использованы при создании компрессорных машин, применяемых для сжатия чистых газов. Способ определения работоспособности компрессора с бесконтактным центрированием поршня заключается в контроле частоты касания поршня о стенки цилиндра. Контроль частоты касания производят визуально. В центре компрессора, в котором осуществляется данный способ, установлены с зазором поршень и система наблюдения за частотой касания поршня о стенки цилиндра. По крайней мере часть стенки цилиндра выполнена из оптически прозрачного твердого материала, в качестве которого может использоваться кварцевое стекло. Это позволяет упростить диагностику неисправностей компрессора и расширить номенклатуру применяемых для изготовления цилиндропоршневой пары материалов. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ определения работоспособности компрессора с бесконтактным центрированием поршня, заключающийся в контроле частоты касания поршня о стенки цилиндра, отличающийся тем, что контроль касания производят визуально. 2. Устройство для осуществления способа определения работоспособности компрессора с бесконтактным центрированием поршня, состоящее из цилиндра, установленного в нем с зазором поршня и системы для наблюдения за частотой касания поршня о стенки цилиндра, отличающееся тем, что по крайней мере часть стенки цилиндра выполнена из оптически прозрачного твердого материала. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что в качестве оптически прозрачного твердого материала используется кварцевое стекло.