КОМПРЕССОР Российский патент 2003 года по МПК F04C18/344 

Изобретение относится к компрессоростроению (тепловым двигателям) и может быть использовано для объемного сжатия преимущественно воздуха или какой-либо воздушной смеси.

Известен роторный двигатель, содержащий корпус с каналами подвода и отвода и торцовыми крышками, эксцентрично установленный в нем с образованием рабочих камер ротор с радиальными пазами, в которых размещены подпружиненные разделительные лопасти, имеющие торцовые уплотнительные пластины, при этом двигатель снабжен подпружиненными дисками, установленными по торцам ротора, со стопорными винтами и уплотнительными элементами, при этом в корпусе выполнен продольный канал, на наружной поверхности диска и внутренней поверхности крышки выполнены сопряженные между собой выступы с образованием кольцевой наружной полости, сообщенной с рабочими камерами посредством канала, и внутренней масляной полости, в крышках и выступах дисков выполнены соосные отверстия, в которых установлены стопорные винты, а уплотнительные элементы размещены на боковых поверхностях дисков и выступов. На поверхностях лопастей со стороны корпуса выполнены продольные проточки, в которых размещены уплотнительные элементы (авт. свид. СССР 1733642, МКИ F 01 С 1/344, опубл. 1992, бюл. 18).

Недостатком известного устройства является то, что в нем не обеспечивается герметичность мест сопряжения поверхности ротора с корпусом, обусловленных технологическим зазором; не обеспечена герметичность подвижных дисков по наружному диаметру до уплотнительного элемента, что также приводит к перетеканию сжатого воздуха из области высокого давления в область низкого давления, что в конечном счете приводит к падению давления в компрессоре, большим энергетическим потерям на трение, при этом резко уменьшается удельная мощность и срок службы компрессора. Поэтому перечисленные недостатки препятствуют использованию лопастных-пластинчатых роторных компрессоров и двигателей в промышленности.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является компрессор, содержащий корпус, в котором с зазором установлена подвижная втулка. На корпусе на шарнирах с рычагами и с пружиной закреплены опорные катки с подшипниками с упором на подвижную втулку и ротор через окна, выполненные в корпусе. На передней крышке шарнирно установлено упорное кольцо с зубчатой внутренней поверхностью и выступами, сопряженными через пружины с выступами подвижного подпружиненного по резьбе или нарезке диска. Зубчатая внутренняя поверхность упорного кольца сопряжена с шестерней-регулятором, зафиксированной стопорной шайбой (патент РФ 2170854, МКИ 7 F 04 С 18/344, опубл. 20.07.2001, бюл. 20).

Недостатками известного компрессора являются то, что компрессор имеет сложную конструкцию передней крышки: рычаги с шарнирами, пружиной, опорными катками, где опорные катки не имеют фиксированного неподвижного упора на подвижную втулку. Кроме того, крепления опорных катков на корпусе с помощью шарниров усложняют конструкцию компрессора. Перечисленные недостатки усложняют конструкцию компрессора, снижают его качество.

Изобретение решает задачу использования лопастных-пластинчатых компрессоров и двигателей в промышленности путем упрощения конструкции, повышения качества компрессоров-двигателей.

Технический эффект заключается в повышении качества роторных компрессоров-двигателей и упрощении конструкции.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в компрессоре, содержащем корпус, соосно с зазором установленную в нем подвижную втулку, эксцентрично установленный в ней ротор с радиальными пазами, в которых размещены подпружиненные разделительные лопасти с образованием рабочих камер, опорные катки с рычагами и пружиной с упором на подвижную втулку и ротор через окна, выполненные в корпусе, причем передняя крышка корпуса содержит подпружиненный по резьбе или нарезке диск с выступами, и заднюю крышку с входным и выходным окнами, согласно изобретению передняя крышка корпуса снабжена упорами с фиксаторами пружин, которые сопряжены через пружины с упорами фиксаторов, которыми снабжен диск.

Передняя крышка компрессора снабжена монтажными окнами и заглушкой с уплотнительными элементами.

Опорные катки снабжены эксцентричными валами, жестко закрепленными с рычагами, которые сопряжены с упорными винтами-регуляторами с контрогайками и стопорными шайбами, причем по ходу вращения ротора второй опорный каток с рычагом через пружину сопряжен с упорным винтом-регулятором.

Новым по сравнению с известными решениями является то, что передняя крышка корпуса снабжена упорами с фиксаторами пружин, которые сопряжены через пружины с упорами фиксаторов, которыми снабжен диск, при этом передняя крышка компрессора снабжена монтажными окнами и заглушкой с уплотнительными элементами. Опорные катки снабжены эксцентричными валами, жестко закрепленными с рычагами, которые сопряжены с упорными винтами-регуляторами с контрогайками и стопорными шайбами, где по ходу вращения ротора второй опорный каток на эксцентричном валу с рычагом через пружину сопрягается с упорным винтом-регулятором, установленным в корпусе и закрепленным контрогайкой и стопорной шайбой.

На фиг.1 схематично изображен общий вид компрессора сбоку в разрезе; на фиг. 2 - сечение по А-А на фиг.1; на фиг.3 - сечение по Б-Б на фиг.1 и схематичное изображение опорных катков с рычагами.

Компрессор содержит корпус 1, в котором соосно установлена с зазором (не показано) подвижная втулка 2, ротор 3, эксцентрично установленный относительно подвижной втулки 2 и имеющий плавающие лопасти 4 с пружинами 5, установленными в пазах ротора 3.

В корпусе 1 установлены эксцентричные валы 6 и 7 с рычагами 8 и 9; на рычаг 9 установлена пружина 10. Опорный каток 11 установлен на эксцентричный вал 6 с рычагом 8 без пружины 10, а второй опорный каток 12 установлен на эксцентричный вал 7 с рычагом 9, который сопрягается через пружину 10 с упором на подвижную втулку 2 и ротор 3 через окна 13 в корпусе 1.

Корпус 1 содержит упорный винт-регулятор 14 с контрогайкой 15 и стопорной шайбой 16, сопрягаемый с рычагом 8 первого опорного катка 11, и упорный винт-регулятор 17 с контрогайкой 18 и стопорной шайбой 19, сопрягаемый через пружину 10 с рычагом 9 через эксцентричный вал 7 со вторым опорным катком 12.

Передняя крышка 20 корпуса 1 содержит подвижный по резьбе 21 или нарезке диск 22 с упорами 23 с фиксаторами 24 и пружинами 25, сопряженными с упорами 26 с фиксаторами 27 пружин 25 передней крышки 20. При этом передняя крышка 20 корпуса 1 снабжена монтажными окнами 28 и заглушкой 29 с уплотнительными элементами 30 и 31.

Задняя крышка 32 корпуса 1 снабжена входным окном 33 и выходным окном 34.

В корпусе 1 имеется зона всасывания 35 и зона сжатия 36.

Компрессор работает следующим образом. При включенном электродвигателе ротор 3 вращается вместе с плавающими лопастями 4 и подвижной втулкой 2 на опорных катках 11 и 12. При этом в зону всасывания 35 засасывается воздух через входное окно 33 и перемещается плавающими лопастями в зону сжатия 36. Воздух сжимается, выталкивается через выходное окно 34 и т.д., процесс повторяется.

При работе компрессора ротор 3 нагревается и увеличивается в размерах, действует по радиусу на подвижную втулку 2, которая действует на опорные катки 11 и 12. При этом рычаг 9 поворачивается и сжимает пружину 10. При охлаждении ротор 3 уменьшается в размерах, пружина 10 при этом увеличивается в размерах, все становится на свои места, поэтому контакт ротора 3 с подвижной втулкой 2 и опорными катками 11 и 12 сохраняется постоянно, фиксировано, автоматически, независимо от нагрева или охлаждения ротора 3.

При сборке опорный каток 11 с помощью упорного винта-регулятора 14 устанавливается так, чтобы между подвижной втулкой 2 и корпусом 1 был равномерный зазор, затем закрепляют его контрогайкой 15 и стопорной шайбой 16. Упорным винтом-регулятором 17 регулируют усилие пружины 10 на рычаг 9 с эксцентричным валом 7, опорный каток 12, подвижную втулку 2 и ротор 3, с ротора 3 на подвижную втулку 2, опорный каток 11, эксцентричный вал 6, рычаг 8 и упорный винт-регулятор 14.

Перед работой под действием пружин 25 на упор 23 с фиксаторами 24 диск 22 своей периферийной рабочей поверхностью автоматически ложится на плоскость корпуса 1, а подвижная втулка 2, ротор 3 и плавающие лопасти 4 имеют минимальный смазочный зазор с рабочей плоскостью как диска 22, так и рабочей плоскостью задней крышки 32, что обеспечивает легкое вращение компрессора в начале работы.

По мере нагрева подвижная втулка 2, ротор 3 с плавающими лопастями 4 увеличиваются в размерах по осевой линии, соприкасаются с рабочей плоскостью диска 22 и разворачивают его по резьбе 21 или нарезке силой трения об этот диск 22 до свободного вращения подвижной втулки 2, ротора 3 с плавающими лопастями 4. После охлаждения их диск 22 под действием пружин 25 автоматически закручивается по резьбе 21 или нарезке до упора, до плоскости корпуса 1 и т. д. , процесс повторяется автоматически в зависимости от нагрева или охлаждения ротора 3 с плавающими лопастями 4 и подвижной втулки 2.

Предлагаемая конструкция компрессора с самоуплотнением рабочих камер проста в изготовлении, надежна в эксплуатации, при этом повышается качество установки подвижной втулки за счет жесткой фиксированной автоматической установки подвижной втулки с равномерным зазором в корпусе. При этом исключается трение подвижной втулки о корпус при работе компрессора, что позволяет снизить энергозатраты.

Передняя крышка упрощена упорами с фиксаторами пружин и снабжена монтажными окнами и заглушкой с уплотнительными элементами, что гораздо проще, чем шарнирно установленное на передней крышке упорное кольцо с выступами и зубчатой внутренней поверхностью, сопряженной с шестерней-регулятором со стопорной шайбой.

Предложенное изобретение упрощает конструкцию компрессора, при этом улучшаются условия контроля установки пружин и сборки передней крышки компрессора.

Предложенная конструкция объемного компрессора способна работать как насос и как двигатель.

Изобретение может быть использовано для объемного сжатия преимущественно воздуха или какой-либо воздушной смеси. Компрессор содержит корпус, соосно с зазором установленную в нем подвижную втулку, эксцентрично установленный в ней ротор с радиальными пазами, в которых размещены подпружиненные разделительные лопасти с образованием рабочих камер, опорные катки с рычагами и пружиной с упором на подвижную втулку и ротор через окна, выполненные в корпусе. Передняя крышка корпуса содержит подпружиненный по резьбе или нарезке диск с выступами и снабжена упорами с фиксаторами пружин, которые сопряжены через пружины с упорами фиксаторов, которыми снабжен диск. Повышается качество роторных компрессоров-двигателей и упрощается конструкция. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Компрессор, содержащий корпус, соосно с зазором установленную в нем подвижную втулку, эксцентрично установленный в ней ротор с радиальными пазами, в которых размещены подпружиненные разделительные лопасти с образованием рабочих камер, опорные катки с рычагами и пружиной с упором на подвижную втулку и ротор через окна, выполненные в корпусе, причем передняя крышка корпуса содержит подпружиненный по резьбе или нарезке диск с выступами, и заднюю крышку с входным и выходным окнами, отличающийся тем, что передняя крышка корпуса снабжена упорами с фиксаторами пружин, которые сопряжены через пружины с упорами фиксаторов, которыми снабжен диск. 2. Компрессор по п.1, отличающийся тем, что передняя крышка компрессора снабжена монтажными окнами и заглушкой с уплотнительными элементами. 3. Компрессор по п.1, отличающийся тем, что опорные катки снабжены эксцентричными валами с рычагами, которые сопряжены с упорными винтами-регуляторами с контргайками и стопорными шайбами, причем по ходу вращения ротора второй опорный каток с эксцентричным валом через рычаг и пружину сопряжен с упорным винтом-регулятором.