КОМПРЕССОР Российский патент 2003 года по МПК F04C18/00 

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

Известен роторный гидронасос, содержащий цилиндрический корпус с торцевыми крышками, размещенную в нем неподвижно гильзу с впускными и выпускными окнами, прямоугольные камеры, размещенные на торцах ротора и смещенные относительно друг друга на 90^o, эксцентриковый вал с бочкообразными поршнями двухстороннего действия (патент RU 2106532 С1, 10.03.1998).

Недостатками этого устройства является то, что конструкция ротора усложнена и ослаблена сквозными прямоугольными камерами, размещенными на торцах ротора и смещенными относительно друг друга на 90^o, чем снижается прочность ротора, увеличивается металлоемкость, поршни двухстороннего действия велики по высоте, вал усложнен металлоемкими, низкопроизводительными эксцентриками.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является роторно-поршневой насос - компрессор, содержащий цилиндрический корпус с торцевыми крышками, запрессованную в корпус гильзу с впускными и выпускными окнами, прямоугольные камеры, размещенные на торцах ротора и смещенные относительно друг друга на 90^o, эксцентриковый вал с бочкообразными поршнями с продольными пазами с уплотнительными элементами (RU 2096662 С1, 20.11.1997).

Недостатками этого устройства является то, что конструкция ротора усложнена и ослаблена сквозными прямоугольными камерами, размещенными на торцах ротора и смещенными относительно друг друга на 90^o, чем снижается прочность ротора, увеличивается металлоемкость, поршни двухстороннего действия велики по высоте, усложнены продольными пазами с уплотнительными элементами, вал усложнен металлоемкими, низкопроизводительными эксцентриками. Изделие, как компрессор, усложнено перепускными отверстиями, смесительными объемами, штуцером с клапаном, что резко увеличивает сопротивление сжатого воздуха на выходе.

Низкая производительность предопределяет использование насос-компрессора в качестве прибора для накачивания шин или мойки автомобиля, может входить в приборы индивидуальных ингаляторов и т.д.

Изобретение решает задачу сделать конструкцию компрессора легче и прочнее с увеличенными рабочими объемами, при этом повысить производительность, уменьшить энергозатраты.

Технический эффект заключается в уменьшении металлоемкости, в увеличении прочности конструкции, производительности, удельной мощности, надежности, в уменьшении энергозатрат.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в компрессоре, содержащем корпус с входным и выходным каналами, соосно установленное в корпусе с зазором с возможностью вращения статорное кольцо с плоскостями сопряжения с плавающим ротором с ответными плоскостями сопряжения, вал, эксцентрично установленный в корпусе, торцевые крышки, при этом детали компрессора образуют между собой рабочие камеры, согласно изобретению, ротор снабжен пазом с плоскостями сопряжения, вал снабжен плоскостями сопряжения, ответными плоскостям сопряжения паза ротора, и опорной втулкой с плоскостями сопряжения, ответными плоскостям сопряжения вала, причем подвижное статорное кольцо снабжено входными-выходными распределительными каналами, которые сообщены поочередно и попеременно с входным и выходным каналами корпуса со сдвигом фаз газораспределения рабочих камер друг относительно друга на 180^o.

Новым по сравнению с известными решениями является то, что ротор снабжен пазом с плоскостями сопряжения, вал снабжен плоскостями сопряжения, ответными плоскостям сопряжения паза ротора, и опорной втулкой с плоскостями сопряжения, ответными плоскостям сопряжения вала, причем подвижное статорное кольцо снабжено входными-выходными распределительными каналами, которые сообщены поочередно и попеременно с входным и выходным каналами корпуса со сдвигом фаз газораспределения рабочих камер друг относительно друга на 180^o.

На фиг.1 изображен общий вид компрессора, вид сбоку в разрезе, на фиг.2 - сечение по А-А и вид Б на фиг.1.

Компрессор содержит корпус 1, в котором соосно установлено с зазором (на чертеже не показано) подвижное статорное кольцо 2, снабженное плоскостями 3 сопряжения с эксцентрично установленным плавающим ротором 4, снабженным ответными плоскостями 5 сопряжения с постоянным автоматическим упором без зазора на плоскости 3 сопряжения подвижного статорного кольца 2, при этом плавающий ротор 4 снабжен пазом 6 с плоскостями 7 сопряжения с валом 8 компрессора, снабженным ответными плоскостями 9 сопряжения с упором на плоскости 7 сопряжения паза 6 ротора 4, подвижное статорное кольцо 2 снабжено входным-выходным распределительным каналом 10 подвода и отвода рабочей среды, входным-выходным распределительным каналом 11, подвода и отвода рабочей среды, корпус 1 компрессора снабжен входным каналом 12 подвода рабочей среды в рабочую камеру 13, и в рабочую камеру 14 поочередно через входные-выходные распределительные каналы 10 и 11, соответственно и отвод рабочей среды из камеры 14 и из рабочей камеры 13 поочередно через входные-выходные распределительные каналы 11 и 10, соответственно через выходной канал 15 корпуса 1 к потребителю. При этом процесс всасывания и сжатия в камере 13, процесс сжатия и всасывания в камере 14 происходят поочередно и попеременно относительно друг друга со сдвигом фаз газораспределения на 180^o. Корпус 1 снабжен задней крышкой 16 и передней крышкой 17. Вал 8 компрессора снабжен опорной втулкой 18 с плоскостями 19 сопряжения, которые сопряжены с ответными плоскостями 9 сопряжения вала 8 компрессора.

Компрессор работает следующим образом.

При включенном электродвигателе вал 8 компрессора с опорной втулкой 18 и с плавающим ротором 4, эксцентрично размещенные в корпусе 1, вращаются вместе с подвижным статорным кольцом 2, соосно установленным в корпусе 1, за счет того, что подвижное статорное кольцо 2 снабжено плоскостями 3 сопряжения с плавающим ротором 4, снабженным ответными плоскостями 5 сопряжения, которые сопрягаются постоянно, автоматически с упором без зазора на плоскости 3 сопряжения подвижного статорного кольца 2 в корпусе 1, при этом плавающий ротор 4 с ответными плоскостями 5 сопряжения разделяют объем подвижного статорного кольца 2 с плоскостями 3 сопряжения на два объема, на рабочую камеру 13 и на рабочую камеру 14, которые при вращении вала 8 компрессора меняют свои объемы, объем рабочей камеры 14 увеличивается до объема в рабочей камере 13, поэтому рабочая среда через входной канал 12 корпуса и входной-выходной распределительный канал 11 подвижного статорного кольца 2 поступает до объема, обозначенного положением рабочей камеры 13, затем сжимается до положения объема, обозначенного рабочей камерой 14, и выталкивается через входной-выходной распределительный канал 11 подвижного статорного кольца 2 в канал 15 выходной корпуса 1 к потребителю, далее процесс для рабочей камеры 14 повторяется.

Одновременно, если объем в рабочей камере 14 увеличивается, то объем рабочей камеры 13 настолько же уменьшается до положения объема, обозначенного рабочей камерой 14, при этом рабочая среда в рабочей камере 13 сжимается и выталкивается из камеры 13 через входной-выходной распределительный канал 10 подвижного статорного кольца 2 в канал 15 выходной корпуса 1 к потребителю, при дальнейшем вращении плавающего ротора 4 с подвижным статорным кольцом 2 объем в рабочей камере 13, обозначенный положением объема рабочей камеры 14, увеличивается до объема в рабочей камере 13. Рабочая среда через входной канал 12 корпуса 1, входной-выходной распределительный канал 10 подвижного статорного кольца 2 поступает в рабочую камеру 13, затем рабочая среда в рабочей камере 13 сжимается и т.д. Процесс для рабочей камеры 13 повторяется.

Тем самым обеспечивают поочередную и попеременную автоматическую работу рабочей камеры 13 и рабочей камеры 14 со сдвигом фаз газораспределения на 180^o друг от друга.

При работе компрессора ответные плоскости 5 сопряжения плавающего ротора 4 постоянно автоматически с упором без зазора действуют на плоскости 3 сопряжения подвижного статорного кольца 2, тем самым обеспечивают самоуплотнение с повышенной герметичностью, независимо от технологических зазоров вышеуказанных мест сопряжений деталей компрессора за счет перекашивающих сил, действующих на плавающий ротор 4 на такте сжатия, независимо в какой рабочей камере 13 или 14 это сжатие происходит.

Подвижное статорное кольцо 2 с входными-выходными распределительными каналами 10 и 11 подвода и отвода рабочей среды, взаимодействуя с каналом 12 подвода рабочей среды и каналом 15 отвода рабочей среды корпуса 1, обеспечивают работу компрессора в постоянном заданном автоматическом режиме.

Опорная втулка 18 сохраняет прочность вала 8, упрощается вал 8 и его сборка в компрессоре.

Данная конструкция компрессора проста в изготовлении и эксплуатации, компактна, повышенная герметичность рабочих объемов обеспечивает повышение удельной мощности, надежности, уменьшаются энергозатраты.

Данная конструкция объемного роторного компрессора способна работать как насос и как двигатель.

Изобретение относится к компрессоростроению и может быть использовано для объемного сжатия, преимущественно воздуха или какой-либо воздушной смеси. Компрессор содержит корпус с входным и выходным каналами, соосно установленное в корпусе с зазором с возможностью вращения статорное кольцо с плоскостями сопряжения с плавающим ротором с ответными плоскостями сопряжения, вал, эксцентрично установленный в корпусе, торцевые крышки. Детали компрессора образуют между собой рабочие камеры. Ротор снабжен пазом с плоскостями сопряжения. Вал снабжен плоскостями сопряжения, ответными плоскостям сопряжения паза ротора, и опорной втулкой с плоскостями сопряжения, ответными плоскостям сопряжения вала. Подвижное статорное кольцо снабжено входными-выходными распределительными каналами, которые сообщены поочередно и попеременно с входным и выходным каналами корпуса со сдвигом фаз газораспределения рабочих камер друг относительно друга на 180^o. Повышается производительность, уменьшаются энергозатраты. 2 ил.

Компрессор, содержащий корпус с входным и выходным каналами, соосно установленное в корпусе с зазором с возможностью вращения статорное кольцо с плоскостями сопряжения, с плавающим ротором, с ответными плоскостями сопряжения, вал, эксцентрично установленный в корпусе, торцевые крышки, а детали компрессора образуют между собой рабочие камеры, отличающийся тем, что ротор снабжен пазом с плоскостями сопряжения, вал снабжен плоскостями сопряжения, ответными плоскостям сопряжения паза ротора и опорной втулкой с плоскостями сопряжения ответными плоскостям сопряжения вала, причем подвижное статорное кольцо снабжено входными-выходными распределительными каналами, которые сообщены поочередно и попеременно с входным и выходным каналами корпуса со сдвигом фаз газораспределения рабочих камер друг от друга на 180^o.