КОМПРЕССОР Российский патент 2004 года по МПК F04C18/00 

Изобретение относится к компрессоростороению (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°, эксцентриковый вал с бочкообразными поршнями двухстороннего действия (RU 2106532 С1, 10.03.1998, F 04 С 2/00).

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°, 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 насос для газов и воздуха, содержащий корпус с впускным и выпускным каналами, соосно установленный в корпусе с зазором с возможностью вращения подвижный ротор с плоскостями сопряжения с поршнем двухстороннего действия с ответными плоскостями сопряжения, вал, эксцентрично установленный относительно корпуса, при этом детали компрессора образуют рабочие камеры, ротор установлен в корпусе с зазором и снабжен двумя внутренними сквозными плоскостями сопряжения (см. US 2703675 А, F 04 В 27/04, 14.12.1950).

Недостатками этого устройства является то, что конструкция ротора усложнена и ослаблена сквозной прямоугольной камерой, размещенной на торце ротора, и усложнена валом ротора, причем с односторонним креплением вала в корпусе, чем снижается прочность ротора, увеличивается металлоемкость, усложняется конструкция насоса.

Изобретение решает задачу повышения удельной мощности, производительности, уменьшения энергозатрат, упрощения конструкции компрессора, увеличения рабочих объемов камеры всасывания и камеры сжатия при одинаковых габаритах.

Указанная задача решена в компрессоре, содержащем корпус с впускным и выпускным каналами, соосно установленный в корпусе с зазором с возможностью вращения подвижный ротор с двумя внутренними сквозными плоскостями сопряжения с поршнем двухстороннего действия с ответными плоскостями сопряжения, вал, эксцентрично установленный относительно корпуса, при этом детали компрессора образуют рабочие камеры, согласно изобретению ротор выполнен кольцевым, внутренние сквозные плоскости сопряжения выполнены равными длине ротора, поршня и корпуса, а между плоскостями сопряжения ротора выполнены впускные-выпускные распределительные окна с возможностью поочередного взаимодействия их с впускным и выпускным каналами корпуса и поочередного и попеременного относительно друг друга со сдвигом фаз газораспределения на 180° процессов всасывания и сжатия в рабочих камерах, не допускающих возврата сжатой рабочей среды в камеру сжатия на такте сжатия.

Кроме того, вал может быть снабжен опорной втулкой с плоскостями сопряжения ответными плоскостям сопряжения вала, который совместно с опорной втулкой эксцентрично установлен в выступах торцевых крышек корпуса.

На фиг.1 изображен общий вид компрессора с боку в разрезе, на фиг.2 -сечение А-А на фиг.1, на фиг.3 - вид Б на фиг.1.

Компрессор содержит корпус 1, в котором соосно установлен с зазором (не показано) подвижный кольцеобразный ротор 2 со сквозными плоскостями 3 сопряжения с вращаемым плавающим поршнем 4 двухстороннего действия, снабженным ответными плоскостями 5 сопряжения, которые при вращении постоянно автоматически с упором без зазора действуют на плоскости 3 сопряжения подвижного кольцеобразного ротора 2 независимо от технологических зазоров указанных мест сопряжения. Плавающий поршень 4 двухстороннего действия снабжен сквозным продольным пазом 6 с плоскостями 7 сопряжения с вращаемым валом 8, эксцентрично установленным в корпусе 1 компрессора и снабженным ответными плоскостями 9 сопряжения с упором на плоскости 7 сопряжения сквозного продольного паза 6 плавающего поршня 4. Подвижный кольцеобразный ротор 2 снабжен впускным-выпускным распределительным окном 10 подвода и отвода рабочей среды, корпус 1 компрессора снабжен впускным каналом 12 подвода рабочей среды в рабочую камеру 13 и в рабочую камеру 14 поочередно через впускные-выпускные распределительные окна 10 и 11 соответственно, поочередный отвод рабочей среды из рабочей камеры 14 и из рабочей камеры 13 осуществляется через впускные-выпускные распределительные окна 11 и 10 соответственно через выпускной канал 15 корпуса 1 к потребителю. При этом процесс всасывания и сжатия в рабочей камере 13, процесс сжатия и всасывания в рабочей камере 14 происходят поочередно и попеременно относительно друг друга со сдвигом фаз газораспределения на 180°.

Корпус 1 снабжен задней крышкой 16 с выступом и передней крышкой 17 с выступом.

Вал 8 компрессора снабжен опорной втулкой 18 с плоскостями 19 сопряжения, которые сопряжены с ответными плоскостями 9 сопряжения вращаемого вала 8, опорная втулка 18 сопряжена и с выступом передней крышки 17 компрессора.

Компрессор работает следующим образом.

При включенном электродвигателе вращается вал 8, эксцентрично установленный в корпусе 1 в выступе задней крышки 16 и выступе передней крышки 17, с опорной втулкой 18 с плоскостями 19 сопряжения с валом 8 с ответными плоскостями 9 сопряжения, действует с упором без зазора на плоскости 7 сопряжения сквозного продольного паза 6, далее ответные плоскости 5 сопряжения плавающего поршня 4 двухстороннего действия также с упором без зазора действуют на сквозные плоскости 3 сопряжения, заставляя вращаться в корпусе 1 подвижный кольцеобразный ротор 2. При этом детали компрессора образуют рабочую камеру 13 всасывания и рабочую камеру 14 сжатия с меняющимися объемами, которые автоматически самоуплотняются путем радиального смещения плавающего поршня 4 двухстороннего действия с продольным сквозным пазом 6 с плоскостями 7 сопряжения относительно эксцентрично установленного вращаемого вала 8 с ответными плоскостями 9 сопряжения за счет суммарных сил, действующих в рабочей камере 14 сжатия на такте сжатия и вакуума в рабочей камере 13 всасывания, на такте всасывания перекашивающих плавающий поршень 4 двухстороннего действия с ответными плоскостями 5 сопряжения, действуют с упором без зазора на плоскости 3 сопряжения подвижного кольцеобразного ротора 2 независимо от технологических зазоров указанных мест сопряжения, при этом сквозной продольный паз 6 с плоскостями 7 сопряжения герметично разделен на два меняющихся объема ответными плоскостями 9 сопряжения вращаемого вала 8 с упором без зазора на плоскости 7 сопряжения сквозного продольного паза 6.

При вращении вала 8 объем рабочей камеры 14 увеличивается до объема в рабочей камере 13, поэтому рабочая среда через впускной канал 12 корпуса 1 и впускное-выпускное распределительное окно 11 подвижного кольцеобразного ротора 2 поступает до объема, обозначенного положением рабочей камеры 13, затем сжимается до положения объема, обозначенного рабочей камерой 14, и выталкивается через впускное-выпускное распределительное окно 11 подвижного кольцеобразного ротора 2 в выпускной канал 15 корпуса 1 к потребителю.

Далее процесс для рабочей камеры 14 повторяется.

Одновременно, если объем в рабочей камере 14 увеличивается, то объем рабочей камеры 13 на столько же уменьшается до положения объема, обозначенного рабочей камерой 14, при этом рабочая среда в рабочей камере 13 сжимается и выталкивается из рабочей камеры 13 через впускное-выпускное распределительное окно 10 подвижного кольцеобразного ротора 2 в выпускной канал 15 корпуса 1 к потребителю, при дальнейшем вращении плавающего поршня 4 двухстороннего действия с подвижным кольцеобразным ротором 2 объем в рабочей камере 13, обозначенный положением объема рабочей камеры 14, увеличивается до объема в рабочей камере 13, рабочая среда через впускной канал 12 корпуса 1, впускное-выпускное распределительное окно 10 подвижного кольцеобразного ротора 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° друг от друга. При работе компрессора обеспечено самоуплотнение с повышенной герметичностью камеры сжатия от камеры всасывания независимо от технологических зазоров деталей компрессора.

Конструктивно компрессор по сравнению с известными аналогами легче и прочнее, увеличен рабочий объем камеры всасывания, впускные-выпускные распределительные окна, взаимодействуя с каналами корпуса, где заданной длиной каналов корпуса устанавливают нужное давление подачи и время начала открытия и конец закрытия впускных-выпускных распределительных окон подвижного кольцеобразного ротора, упрощают компрессор. 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 впускным и выпускным каналами, соосно установленный в корпусе с зазором с возможностью вращения подвижный ротор с двумя внутренними сквозными плоскостями сопряжения с поршнем двухстороннего действия с ответными плоскостями сопряжения, вал, эксцентрично установленный относительно корпуса. Ротор выполнен кольцевым, внутренние сквозные плоскости сопряжения выполнены равными длине ротора, поршня и корпуса, а между плоскостями сопряжения ротора выполнены впускные–выпускные распределительные окна с возможностью поочередного взаимодействия их с впускным и выпускным каналами корпуса и поочередного и попеременного относительно друг друга со сдвигом фаз газораспределения на 180⁰ процессов всасывания и сжатия в рабочих камерах, не допускающих возврата сжатой рабочей среды в камеру сжатия на такте сжатия. Повышается удельная мощность, производительность, уменьшаются энергозатраты, упрощается конструкция компрессора. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Компрессор, содержащий корпус с впускным и выпускным каналами, соосно установленный в корпусе с зазором с возможностью вращения подвижный ротор с двумя внутренними сквозными плоскостями сопряжения с поршнем двухстороннего действия с ответными плоскостями сопряжения, вал, эксцентрично установленный относительно корпуса, при этом детали компрессора образуют рабочие камеры, отличающийся тем, что ротор выполнен кольцевым, внутренние сквозные плоскости сопряжения выполнены равными длине ротора, поршня и корпуса, а между плоскостями сопряжения ротора выполнены впускные - выпускные распределительные окна с возможностью поочередного взаимодействия их с впускным и выпускным каналами корпуса и поочередного и попеременного относительно друг друга со сдвигом фаз газораспределения на 180° процессов всасывания и сжатия в рабочих камерах, не допускающих возврата сжатой рабочей среды в камеру сжатия на такте сжатия.2. Компрессор по п.1, отличающийся тем, что вал снабжен опорной втулкой с плоскостями сопряжения, ответными плоскостям сопряжения вала, который совместно с опорной втулкой эксцентрично установлен в выступах торцевых крышек корпуса.