МОТОР-КОМПРЕССОР(ВАРИАНТЫ) Российский патент 2004 года по МПК F04B39/10 F04B53/10 

Изобретение относится к мотор-компрессору для бытовых холодильников, морозильников, кондиционеров, а также холодильных витрин. Более конкретно изобретение относится к компрессоростроению и может быть использовано в клапанных плитах герметичных компрессоров.

Известен герметичный компрессор, содержащий кожух и установленный в нем мотор с компрессором, который имеет головку цилиндра с глушителями на стороне нагнетания и всасывания, цилиндр, приводной механизм, поршень, скользящий возвратно-поступательно в цилиндре и клапанную плиту, изготовленную из чугуна [1].

Недостатком этого мотор-компрессора является то, что толщина монолитной клапанной плиты из чугуна велика, ширина седел и глубина выемок под седла достаточно большие, что приводит к большому мертвому объему мотор-компрессора и уменьшению его объемной производительности, а также к повышенному шуму компрессора при ударах клапанов о седла монолитной плиты. Это ведет к ухудшению комфортности при эксплуатации бытовых приборов с указанными компрессорами.

Известен компрессор, клапанная плита которого выполнена из набора тонколистовых пластин. В крайних седлообразующих пластинах концентрично всасывающему и нагнетательному отверстиям выполнены пазы, образующие поверхности седел. Наборная плита тоньше цельной чугунной, что уменьшает мертвый объем, увеличивает холодопроизводительность и, как следствие, снижает потребляемую электроэнергию холодильного прибора [2].

Однако вырубка седлообразующих пластин с седлами клапанов требует применения особо прочных и дорогостоящих штампов, гарантирующих изготовление седел без микротрещин. Кроме того, наличие большого количества пластин, перемычек в кольцевых седлах усложняет конструкцию клапанной плиты. Высота седел, равная толщине крайних пластин, не обеспечивает удержание масляной пленки на поверхности седел, а, следовательно, удары лепестков клапанов приходятся на металлическую поверхность седел, в результате чего также повышается уровень шума при работе мотор-компрессора.

Известен герметичный мотор-компрессор, содержащий кожух, размещенный в нем компрессор, включающий головку цилиндра с глушителями нагнетания и всасывания, цилиндр, передаточный механизм, поршень, всасывающе-нагнетательное устройство, выполненное в виде самодействующих клапанов, лепестки которых перекрывают поверхности седел клапанной плиты. Самодействующие нагнетательный и всасывающий клапаны изготовлены из стальной полированной пружинной ленты типа “Sandvik - 20С” толщиной 0,203 мм. Клапанная плита выполнена составной, крайние пластины имеют седла, выполненные в виде вырубленного в них кольцевого пояска с перемычками. Средние пластины составной клапанной плиты изготовлены из стальной полированной ленты “Sandvik - 20С” толщиной 1 мм путем штамповки, крайние седлообразующие пластины изготовлены из стальной полированной пружинной ленты типа “Sandvik - 20С” толщиной 0,152 мм также путем штамповки [3]. Этот мотор-компрессор принят за прототип как решение, наиболее близкое к заявленному изобретению по совокупности существенных признаков.

Выполнение клапанной пластины составной, наличие седлообразующих пластин увеличивает число деталей клапанной плиты компрессора, что также ведет к усложнению конструкции клапанной плиты и компрессора в целом. Высота седел, равная толщине седлообразующих пластин, не обеспечивает удержания масляной пленки на поверхностях седел, что ведет к повышению уровня шума работающего компрессора, ухудшению комфортности бытовых приборов, использующих этот мотор-компрессор.

Предложенным изобретением решается задача упрощения конструкции, снижения уровня шума и вибраций компрессора и повышения комфортности при эксплуатации бытовых холодильных приборов.

Для достижения этого единого технического результата при осуществлении группы изобретений в известном мотор-компрессоре, который содержит кожух, размещенный в нем компрессор, включающий головку цилиндра с глушителями нагнетания и всасывания, цилиндр, передаточный механизм, поршень, всасывающе-нагнетательное устройство, выполненное в виде самодействующих всасывающих и нагнетательных клапанов, лепестки которых перекрывают поверхности седел, образованных вокруг всасывающего и нагнетательного отверстий клапанной плиты, выполненной из ленты “Sandvik - 20С” толщиной 1 мм.

Особенностью заявленного мотор-компрессора является то, что каждое седло как в первом, так и во втором варианте мотор-компрессора выполнено в виде, по крайней мере, одного кольцевого выступа и следующей за ним кольцевой канавки глубиной 0,05 -0,15 мм, причем во втором варианте мотор-компрессора между пластинами клапанной плиты расположена звукопоглощающая прокладка.

Звукопоглощающую прокладку целесообразнее выполнять из полиэтилентерефталата толщиной 0,250 мм, толщину плиты выполнять 1,0 - 2,0 мм, а кольцевые выступы и канавки как в первом, так и во втором варианте мотор-компрессора располагать концентрично всасывающему и нагнетательному отверстиям плиты.

Заявленная группа изобретений соответствует требованию единства изобретения, поскольку оба варианта изобретения образуют единый изобретательский замысел, причем заявки относятся к объектам изобретения одного вида, одинакового назначения и обеспечивают получение одного и того же технического результата - упрощение конструкции компрессора, снижение уровня шума и вибраций компрессора и повышение комфортности при эксплуатации бытовых холодильных приборов. Указанный технический результат достигается принципиально одним и тем же путем, а именно сокращением пластин клапанной плиты за счет исключения седлообразующих пластин, выполнением каждого седла как в первом, так и во втором варианте мотор-компрессора в виде, по крайней мере, одного кольцевого выступа и следующей за ним кольцевой канавки глубиной 0,05-0,15 мм и расположением во втором варианте выполнения мотор-компрессора между пластинами клапанной плиты звукопоглощающей прокладки.

Оформление седел чередующимися выступами и канавками глубиной 0,05-0,15 мм обеспечивает удержание масляной пленки на поверхностях седел, а, следовательно, удары подвижных лепестков всасывающего и нагнетательного клапанов будут приходиться на металлическую поверхность седел через тонкий слой смазки, что приведет к снижению уровня шума работающего компрессора и, в конечном итоге, к повышению комфортности бытовых приборов, использующих компрессор. Исключение из конструкции компрессораконструктивно и технологически сложных седлообразующих пластин ведет к упрощению конструкции мотор-компрессора в целом.

На чертежах представлен мотор-компрессор в заявленной группе изобретений, где на:

фиг.1 изображен мотор-компрессор с монолитной клапанной плитой в изометрической проекции;

фиг.2 - составная клапанная плита;

фиг.3 - пластины с оформлением на них седел клапанной плиты.

Мотор-компрессор содержит кожух нижний 1 и кожух верхний 2, в которых размещены электродвигатель и компрессор. Электродвигатель состоит из статора 3, закрепленного болтами 4 на раме 5 и опоре 6, ротора 7, который напрессован на коленчатый вал 8, в который запрессован маслосниматель 9. Компрессор состоит из цилиндра 10, крепящегося болтами 11 на раме 5, поршня 12, который через кулисный камень 13 связан с коленчатым валом 8, всасывающе-нагнетательного устройства, выполненного в виде самодействующих всасывающего и нагнетательного клапанов 14, 15. Лепестки 16 клапанов 14, 15 плотно перекрывают поверхности седел 17 клапанной плиты 18. Клапанная плита 18 выполнена из ленты типа “Sandvik - 20С” толщиной 1,0 мм, самодействующие нагнетательный и всасывающий клапаны 15, 14 выполнены из стальной полированной пружинной ленты типа “Sandvik - 20С” толщиной 0,203 мм. В одном из вариантов изобретения плита 18 выполнена цельной, в другом - составной из пластин 19. Между пластинами 19 в этом варианте расположена звукопоглощающая прокладка 20. Как в цельной, так и в составной клапанной плите 18 седла 17 оформлены на поверхностях, обращенных к клапанам 14, 15. Звукопоглощающая прокладка 20 выполняется из алюминия или полиэтилентерефталата толщиной 0,250 мм. Каждое седло 17 выполнено в виде, по крайней мере, одного кольцевого выступа 21 и следующей за ним кольцевой канавкой 22 глубиной 0,05-0,15 мм. Кольцевые выступы 21 и канавки 22 расположены концентрично всасывающему 23 и нагнетательному 24 отверстиям плиты 18. Всасывающе-нагнетательное устройство с прокладкой 25, глушителем нагнетания 26, змеевиком нагнетания 27 посредством болтов 28 крепится к цилиндру 10, глушитель всасывания 29 с помощью болта 30 также крепится к цилиндру 10, а весь компрессор с электродвигателем на крепежных опорах 31 установлен в кожух нижний 1.

Мотор-компрессор работает следующим образом.

При запуске электродвигателя вращательное движение коленчатого вала 8 через кулисный камень 13 преобразуется в возвратно-поступательное движение поршня 12. При перемещении поршня 12 из нижней мертвой точки (НМТ) в верхнюю мертвую точку (ВМТ) лепесток 16 нагнетательного клапана 15 отгибается и рабочее тело из цилиндра 10 через отверстие 24 выталкивается в глушитель нагнетания 26. Одновременно с противоположной стороны клапанной плиты 18 самодействующий лепесток 16 всасывающего клапана 14 под действием давления сжатия плотно прилегает к поверхности седла 17, перекрывая всасывающее отверстие 23 плиты 18. При перемещении поршня 12 из ВМТ в НМТ лепесток 16 всасывающего клапана 14 отгибается за счет разряжения в цилиндре 10 и рабочее тело через глушитель всасывания 29 поступает в рабочий объем цилиндра 10. При этом с противоположной стороны под действием избыточного давления рабочего тела со стороны глушителя нагнетания 26 лепесток 16 нагнетательного клапана 15 плотно прилегает к поверхности седла 17, перекрывая нагнетательное отверстие 24 плиты 18. Далее цикл повторяется.

Благодаря тому, что, во-первых, в одном из вариантов изобретения клапанная плита 18 выполнена цельной из ленты типа “Sandvik - 20С” толщиной 1,0 мм, а в другом - составной из таких же пластин, причем во втором варианте между пластинами расположена звукопоглощающая прокладка, и, во-вторых, каждое седло выполнено в виде, по крайней мере, одного кольцевого выступа и следующей за ним кольцевой канавкой глубиной 0,05 - 0,15 мм достигается снижение шума и вибраций компрессора и повышение комфортности при эксплуатации бытовых холодильных приборов с указанными компрессорами, а также упрощается конструкция клапанной плиты за счет исключения седлообразующих пластин.

Результаты испытаний по уровню шума компрессора КВО-120 с различными клапанными плитами следующие:

- уровень шума с чугунной клапанной плитой составляет 41,5 дБ А,

- с составной клапанной плитой (по прототипу) - 39,1 дБ А,

- с клапанной плитой заявленного компрессора - 35,0 дБ А (по п.1 формулы изобретения),

- с клапанной плитой, состоящей из двух пластин и расположенной между ними прокладки из полиэтилентерефталата толщиной 0,250 мм - 35,3 дБ А (по п.3 формулы изобретения).

Источники информации

1. Набережных А.И. Холодильные машины бытового назначения. - М.: Московский технологический институт. 1986, стр.39, 62.

2. Авторское свидетельство СССР №1370326, кл. F 04 B 39/10, F 16 K 1/42, опубл. 30.01.88 Бюл. №4.

3. Патент РФ 2148192, МПК⁷ F 04 B 53/10, опубл. 27.04.2000 (прототип).

Мотор-компрессор предназначен для использования в области компрессоростроения в бытовых холодильниках, морозильниках и кондиционерах, в частности, в клапанных плитах герметичных компрессоров. В кожухе мотор-компрессора установлены мотор и компрессор. Содержит головку цилиндра с глушителями нагнетания и всасывания, цилиндр, передаточный механизм, поршень, всасывающе-нагнетательное устройство. Устройство имеет самодействующие всасывающие и нагнетательные клапаны с лепестками, перекрывающими поверхности седел клапанной плиты. Плита может быть выполнена цельной или составной, состоящей из отдельных пластин. В любом из вариантов выполнения плиты ее изготавливают из ленты типа “Sandvik - 20С” толщиной 1,0 мм. Вокруг всасывающего и нагнетательного отверстий клапанной плиты образованы седла. Каждое седло как в первом, так и во втором варианте мотор-компрессора выполнено в виде, по крайней мере, одного кольцевого выступа и следующей за ним кольцевой канавки глубиной 0,05 - 0,15 мм. Во втором варианте мотор-компрессора между пластинами клапанной плиты расположена звукопоглощающая прокладка. Седла всасывающего и нагнетательного клапанов оформляют, например, электроэрозионным способом. Выполнение глубины кольцевых канавок седел в пределах 0,05 - 0,15 мм и наличие звукопоглощающей прокладки между пластинами плиты (вариант составной плиты) понижают уровень шума компрессора, повышают комфортность бытовых холодильных приборов, а выполнение плиты из ленты типа “Sandvik - 20С” толщиной 1,0 мм, с оформлением на ее поверхностях седел, исключает применение седлообразующих пластин, в результате чего упрощается конструкция клапанной плиты. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Мотор-компрессор, содержащий кожух, размещенный в нем мотор и компрессор, включающий головку цилиндра с глушителями нагнетания и всасывания, цилиндр, передаточный механизм, поршень, всасывающе-нагнетательное устройство, выполненное в виде самодействующих всасывающих и нагнетательных клапанов, лепестки которых перекрывают поверхности седел, образованных вокруг всасывающего и нагнетательного отверстий клапанной плиты, выполненной из ленты “Sandvik - 20С” толщиной 1 мм, отличающийся тем, что каждое седло выполнено в виде по крайней мере одного кольцевого выступа и следующей за ним кольцевой канавки глубиной 0,05 - 0,15 мм.2. Мотор-компрессор по п.1, отличающийся тем, что кольцевые выступы и канавки расположены концентрично всасывающему и нагнетательному отверстиям плиты.3. Мотор-компрессор, содержащий кожух, размещенный в нем мотор и компрессор, включающий головку цилиндра с глушителями нагнетания и всасывания, цилиндр, передаточный механизм, поршень, всасывающе-нагнетательное устройство, выполненное в виде самодействующих всасывающих и нагнетательных клапанов, лепестки которых перекрывают поверхности седел, образованных вокруг всасывающего и нагнетательного отверстий клапанной плиты, состоящей из отдельных пластин, выполненных из ленты “Sandvik - 20С” толщиной 1 мм, отличающийся тем, что каждое седло выполнено в виде по крайней мере одного кольцевого выступа и следующей за ним кольцевой канавки глубиной 0,05 - 0,15 мм, а между пластинами расположена звукопоглощающая прокладка.4. Мотор-компрессор по п.3, отличающийся тем, что кольцевые выступы и канавки расположены концентрично всасывающему и нагнетательному отверстиям плиты толщиной 1,0 - 2,0 мм.5. Мотор-компрессор по п.3 или 4, отличающийся тем, что прокладка выполнена из полиэтилентерефталата толщиной 0,250 мм.6. Мотор-компрессор по п.3 или 4, отличающийся тем, что прокладка выполнена из пластичного металла, например алюминия, толщиной 0,250 мм.