СИСТЕМА ДЛЯ НАГНЕТАНИЯ ГАЗА В ЗАЗОР БЕСКОНТАКТНОЙ ЦИЛИНДРОПОРШНЕВОЙ ПАРЫ КОМПРЕССОРА И КОМПРЕССОР ДВОЙНОГО ДЕЙСТВИЯ С ЭТОЙ СИСТЕМОЙ Российский патент 2009 года по МПК F04B25/00 

Описание патента на изобретение RU2370670C1

Группа изобретений относится к области компрессоростроения и может быть использована в различных отраслях для сжатия и подачи потребителю газообразного рабочего тела под давлением, в частности, в силовых установках автомобилей в качестве поршневых компрессоров.

Задача, реализуемая группой изобретений, направлена на создание компактных, экономичных в изготовлении и работе поршневых компрессоров с повышенной производительностью нагнетания чистых газов путем исключения непроизводительного расхода и потерь нагнетаемого рабочего тела и использования высокоэффективных с расширенными функциями систем газового уплотнения и/или подвеса их бесконтактных цилиндропоршневых пар.

Известны системы для нагнетания газа в зазор бесконтактной цилиндропоршневой пары компрессора, представляющие собой накопительную полость, расположенную в цилиндре (RU 2120062, 1998 г.) или в поршне (SU 947465, 1982 г.; RU 2098661, 1997 г.), куда из рабочей камеры сжатия отбирается часть нагнетаемого газа, и каналы для дальнейшего дросселирования этого газа из накопительной полости в зазор между цилиндром и поршнем с целью обеспечения уплотнения между ними и центрирования поршня.

Основной недостаток таких систем связан с использованием для подачи в зазор отбираемого из рабочей камеры сжатия нагнетаемого газа, т.к., во-первых, это приводит к необходимости непроизводительного расхода нагнетаемого тела, а во-вторых, усугубляет тепловой режим работы цилиндропоршневой пары, чем обуславливает усложнения как в самой системе, например в аналоге по SU 947465 - это дополнительные узлы и элементы для предварительного охлаждения газа; так и в конструкции компрессора в целом: в аналоге по RU 2098661 усложнена конструкция цилиндра, он выполнен в коническом корпусе из термостойкого материала. К тому же системы-аналоги не способны препятствовать утечкам нагнетаемого тела (газа), а из-за зависимости эффективности системы от давления нагнетания в период запуска компрессора, когда давление газа в системе недостаточно, может возникнуть пауза и/или неустойчивый режим в их работе.

Наиболее близким аналогом (прототипом) предлагаемой является система для нагнетания газа в зазор бесконтактной цилиндропоршневой пары компрессора (RU 2154190, 2000г.), содержащая отдельно отстоящую, автономную от рабочей, камеру сжатия, сообщающуюся с источником питания, и радиальные дроссельные каналы, выполненные в поршне с выходом в зазор и эту камеру. В нем автономная камера сжатия образована дополнительной цилиндропоршневой парой, размещенной на значительном удалении от радиальных каналов в поршне, выходящих в требуемый зазор, и сообщается с ними через внутренний канал в поршне и штоке дополнительной цилиндропоршневой пары и накопительную полость, расположенную внутри основного поршня (RU 2154190C1, 10.08.2000). Такое выполнение системы снижает ее эффективность из-за путевых потерь давления при передачи его от автономной камеры сжатия в зазор. Эта система, так же как и предыдущие аналоги, не способна обеспечить встречный подпор газовым утечкам из рабочей камеры и в конструкции компрессора с такой системой приходится предусматривать дополнительные уплотнительные средства для предотвращения утечек нагнетаемого тела. Автономная камера сжатия системы в прототипе подключена к отдельному источнику питания или может быть подключена к рабочей камере сжатия компрессора. В последнем случае прототипу будут присущи еще и перечисленные выше недостатки предыдущих аналогов.

Технический результат, получаемый при использовании данного изобретения, состоит в повышении эффективности работы системы и расширении ее функциональных возможностей за счет подачи в зазор газа без потери давления нагнетания путем максимально возможного приближения автономной камеры сжатия этой системы к зоне выхода газа в зазор и обеспечения встречного подпора вероятным утечкам рабочего тела в зоне зазора.

Для достижения технического результата в системе для нагнетания газа в зазор бесконтактной цилиндропоршневой пары компрессора, образующей его рабочую камеру сжатия, содержащей радиальные дроссельные каналы, выполненные в поршне с выходом в зазор, и образованную дополнительной цилиндропоршневой парой автономную камеру сжатия газа, сообщающуюся с этими каналами и источником питания, согласно изобретению автономная камера сжатия образована дополнительной цилиндропоршневой парой, которая расположена внутри основной цилиндропоршневой пары компрессора и цилиндром, в которой является замкнутая полость в торце поршня основной цилиндропоршневой пары, а поршнем - ответный выступ, предусмотренный в крышке цилиндра этой пары.

Снабжение системы своей (автономной от рабочей) камерой сжатия, максимально приближенной к обслуживаемому зазору, снимает зависимость эффективности этой системы от работы рабочей камеры компрессора, позволяет свести к минимуму коммуникационную сеть каналов и потери в ней, создать встречный нагнетаемому рабочему телу газовый подпор его вероятным утечкам в зоне зазора, способствует созданию экономичных, компактных и производительных поршневых компрессоров.

Известен компрессор двойного действия (RU 2098662, 1997 г.), содержащий подключенную к клапанным системам всасывания и нагнетания бесконтактную цилиндропоршневую пару, содержащую цилиндр и поршень, перемещающийся в нем с образованием двух попеременно действующих оппозитно расположенных рабочих камер сжатия, а также систему для нагнетания газа в зазор его цилиндропоршневой пары. В нем поршень выполнен в виде соединенных с помощью промежуточного штока пустотелых втулок и возвратно-поступательно перемещается внутри цилиндра под действием приводного кривошипно-ползунного механизма, а система нагнетания газа в зазор образована радиальными дроссельными каналами, выполненными в боковой стенке поршня с выходом в зазор, и двумя накопительными полостями в поршне, в которые из рабочих камер сжатия отбирается часть нагнетаемого тела. (RU 2098662, 10.12.1998).

При работе компрессора газ, подаваемый в зазор из рабочей камеры сжатия через промежуточную накопительную полость в поршне, предназначен для обеспечения подвеса поршня, однако не создает подпора, встречного утечкам нагнетаемого тела, а выполнение поршня и приводного механизма для его перемещения, принятое в этом аналоге, обуславливает громоздкость и конструктивную усложненность компрессора, ограничивающих его использование. Но к основному недостатку таких компрессоров следует отнести использование низкоэффективной системы для нагнетания газа в зазор бесконтактной цилиндропоршневой пары, что в результате приводит к снижению выходных рабочих параметров компрессоров.

Наиболее близким аналогом (прототипом) предлагаемого компрессора по числу совпадающих существенных признаков является компрессор двойного действия (RU 2154190, 2000 г.), содержащий клапанные системы всасывания и нагнетания газа, основную бесконтактную цилиндропоршневую пару, имеющую цилиндр с торцевыми крышками и поршень, перемещающийся в нем под действием приводного механизма с образованием двух оппозитных попеременно действующих рабочих камер сжатия, подключенных к системам всасывания и нагнетания, а также систему для нагнетания газа в упомянутый зазор между этими цилиндром и поршнем от автономной камеры сжатия через радиальные дроссельные каналы в поршне.

В прототипе цилиндрической формы поршень имеет внутреннюю полость, сообщающуюся с автономной камерой сжатия, которая образована дополнительной цилиндропоршневой парой. Цилиндр этой дополнительной пары закреплен неподвижно на торцевой крышке основного цилиндра снаружи, а поршень посредством штока закреплен также снаружи, на торце основного поршня и перемещается внутри своего цилиндра под действием перемещения основного поршня. Газ в автономную камеру сжатия может подаваться от отдельного источника и в фазе нагнетания по сквозному осевому каналу, выполненному в поршне этой пары и его штоке, поступает во внутреннюю накопительную полость основного поршня, а затем через радиальные каналы в стенке поршня - в требуемый зазор для обеспечения подвеса поршня.

К недостаткам прототипа следует отнести громоздкость и конструктивную усложненность компрессора, обусловленные громоздкостью приводного механизма, системой для нагнетания сжатого газа в зазор с накопительной полостью в поршне, значительно отдаленной от зазора автономной камерой сжатия и вызванной этим протяженной сетью коммуникационных каналов.

Другим его недостатком является недостаточная эффективность и функциональность системы для нагнетания газа в зазор: она не обеспечивает встречного подпора вероятным утечкам нагнетаемого тела компрессора в зоне зазора, поэтому в нем приходится использовать дополнительные уплотнительные средства, размещение которых в цилиндропоршневой паре усложняет и утяжеляет ее, может явиться причиной снижения ресурса работы компрессора. Выполнение системы нагнетания газа в зазор с одной односторонне расположенной автономной камерой сжатия, накопительной полостью в поршне, протяженной сетью коммуникационных каналов и потерей давления на входе накопительной полости требует работы этой камеры с повышенной мощностью. В результате в прототипе снижены экономичность и КПД, качество и ресурс работы компрессора, ограничена область его использования.

Технический результат, получаемый от реализации этого изобретения, состоит в повышении производительности, качества и ресурса работы поршневого компрессора непрерывного действия путем предотвращения утечек нагнетаемого рабочего тела и непроизводительного его расхода; в конструктивном упрощении и обеспечении компактности компрессора.

Заявленный технический результат достигается тем, что компрессор двойного действия, содержащий клапанные системы всасывания и нагнетания газа, основную бесконтактную цилиндропоршневую пару, имеющую цилиндр с торцевыми крышками и поршень, перемещающийся в нем под действием приводного механизма с образованием двух оппозитных попеременно действующих рабочих камер сжатия, подключенных к системам всасывания и нагнетания, а также систему для нагнетания газа в зазор между этими цилиндром и поршнем от автономной камеры сжатия через радиальные дроссельные каналы в поршне, согласно изобретению снабжен второй системой для нагнетания газа в упомянутый зазор, размещенной оппозитно первой, и обе системы выполнены обеспечивающими встречный газовый подпор нагнетаемому рабочему телу в зоне этого зазора, причем автономная камера сжатия каждой из систем образована дополнительной цилиндропоршневой парой, размещенной внутри основной цилиндропоршневой пары, расположена концентрично рабочей камере сжатия, внутри ее или снаружи, и подключена к системе всасывания, и при этом концентричные друг другу рабочая и автономная камеры сжатия подключены своими входами к впускному окну системы всасывания, например, через бесконтактный впускной клапан таким образом, что в фазе нагнетания на входе рабочей камеры потоком сжатого газа из автономной камеры в зазор клапана обеспечивается встречный подпор нагнетаемому рабочему телу в этой зоне.

В частных случаях исполнения дополнительные отличия заключаются в том, что:

- поршень основной цилиндропоршневой пары выполнен в виде диска со ступицей, которой он установлен на вращающемся приводном валу с возможностью вращения вместе с ним, и механизмом линейного перемещения поршня служит неподвижно закрепленный на крышке цилиндра шип с роликом, взаимодействующий с криволинейным пазом на ступице;

- цилиндр дополнительной цилиндропоршневой пары образован наружной поверхностью ступицы и кольцевым выступом на основном поршне;

- бесконтактный впускной клапан системы всасывания образован взаимодействующими внутренними стенками впускного окна системы, расположенного при этом в торцевой крышке основного цилиндра параллельно дополнительной цилиндропоршневой паре, и наружной стенки цилиндра этой пары, снабженной рядом сквозных отверстий, при этом для обеспечения встречного подпора в зоне зазора клапана на стенке цилиндра имеется поднутрение;

- на боковой поверхности основного поршня по месту выхода радиальных дроссельных каналов выполнены кольцевые выемки;

- торцевые крышки цилиндра основной цилиндропоршневой пары выполнены в виде клапанных плит.

На фиг.1 и 2 дана схема предлагаемой системы нагнетания газа в зазор (пример) в фазе всасывания и нагнетания соответственно; на фиг.3 - общий вид предлагаемого компрессора двойного действия в разрезе, пример; на фиг.4,5,6 - вариант исполнения компрессора (пример), в двух крайних и промежуточном положениях поршня; на фиг.7 - поршень в изометрии; на фиг.8 - пример взаимного размещения камер сжатия.

Система (фиг.1) для нагнетания сжатого газа в зазор бесконтактной цилиндропоршневой пары 1, состоящей из цилиндра 2 и поршня 3, подвижного в нем с образованием рабочей камеры сжатия 4 компрессора, содержит автономную камеру сжатия 5, образуемую при взаимодействии дополнительной цилиндропоршневой пары, цилиндр 6 которой выполнен, например, в виде полости в торце поршня 3, а поршнем 7 служит ответный выступ на крышке цилиндра 2. Камера 5 сообщается с радиальными каналами 8, выполненными в поршне 3 с выходом в зазор 9, и подключена к отдельному источнику питания (не показан) или, например, как в конкретном примере исполнения, к той же системе всасывания компрессора, что и его рабочая камера 4 (фиг.4).

Подача сжатого газа в зазор 9 осуществляется следующим образом. От источника питания, например системы всасывания компрессора, в автономную камеру сжатия 5 поступает газ одновременно с наполнением рабочей камеры 4. При перемещении основного поршня 3 в сторону нагнетания газ в рабочей камере перед поршнем 3 сжимается и направляется в систему нагнетания. При этом часть нагнетаемого газа стремится через зазор 9 в зону низкого давления, расположенную за поршнем 3, но встречно направленный ему подпор сжатым газом, создаваемый потоком, нагнетаемым в зазор из камеры 5 одновременно с началом нагнетания в рабочей камере и на всем его протяжении, предотвращает утечки рабочего тела через зазор 9. Это обеспечивается тем, что с началом перемещения поршня 3 в сторону нагнетания одновременно поршнем 7 газ в цилиндре 6 сжимается и по каналам 8 моментально и без потерь давления нагнетания благодаря максимально возможному приближению камеры сжатия 5 к зазору 9 (практически на высоту каналов 8) поступает в этот зазор, исключая снижение нагнетательного давления в рабочей камере, при этом обеспечивая попутно требуемое уплотнение зазора 9 и при необходимости центрирование / подвес поршня 3. Известные аналоги функцию эффективного встречного подпора не обеспечивают по причинам, указанным выше, т.к. в них для подачи в зазор используется газ, нагнетаемый рабочей камерой или автономной камерой сжатия газ, поступающий сначала в накопительную полость в поршне и только из нее в зазор 9, т.е. с потерей давления нагнетания.

Соотношением объемов камер 4 и 5, а также камеры 5 и каналов 8 между собой и с зазором 9 в предлагаемой системе можно регулировать выходные параметры компрессоров в целях формирования типоразмерного ряда этих устройств.

Система универсальна и может применяться в поршневых компрессорах, как одинарного, так и двойного действия, с любым эксплуатационным расположением оси основной цилиндропоршневой пары.

Предлагаемый компрессор двойного действия (фиг.3) содержит основную бесконтактную цилиндропоршневую пару 1, состоящую из цилиндра 2 и поршня 3, возвратно-поступательно перемещающегося внутри цилиндра 2 с образованием двух оппозитных рабочих камер сжатия 4 и 41. Каждая из двух автономных камер сжатия 5 и 51 образуется при взаимодействии дополнительной цилиндропоршневой пары, содержащей цилиндр 6 в виде замкнутой полости, например кольцевой, выполненной в торце поршня 3, и поршень 7, и в комплексе с сообщающимися с ней радиальными каналами 8 в поршне 3, имеющими выход в зазор 9, образует систему для нагнетания сжатого газа в этот зазор. Цилиндр 2 имеет торцевые крышки 10 и 11 и выступ в каждой из них, обращенный в сторону цилиндра 6 и соосный ему, является поршнем 7. Выполнение дополнительной цилиндропоршневой пары может иметь и другой конструктивный вид, а размещена она таким образом, что обеспечивает расположение камер сжатия 5,51 внутри поршня концентрично рабочим камерам сжатия 4,41. Это обеспечивает конструктивную компактность компрессора и максимально возможное приближение автономных камер сжатия к зазорам 9, необходимое для улучшения эксплуатационных показателей компрессоров. В вариантах исполнения камеры 5,51 располагаются внутри камер 4, 41 (фиг 3-6) или снаружи их (фиг 8).

Конструктивное выполнение системы всасывания 12 с впускными окнами 13 и системы нагнетания 14 с клапанами 15 и их размещение на узлах компрессора вариантно выбирается в зависимости от конкретного конструктивного исполнения компрессора, например они могут размещаться в торцевых крышках 10 и 11 или в боковых стенках цилиндра 2, вместе или по отдельности.

Камеры сжатия 4, 41 и камеры сжатия 5, 51 своими входами посредством клапанов 16 подсоединены к впускным окнам 13 системы всасывания 12. Рабочие камеры сжатия подключены к системе нагнетания 14 через клапаны 15.

Клапаны 16 могут быть выполнены бесконтактными, например образованы входящим в окно 13 выступающим элементом, расположенным на торце поршня 3. В этом случае предусмотрена подача сжатого газа в зазор между взаимодействующими элементами клапана 16 из камеры 5 (51) на всем протяжении фазы нагнетания в рабочей камере для обеспечения встречного подпора нагнетаемому рабочему телу во избежание его утечек и в зоне этого зазора. Выполнение системы всасывания с бесконтактным впускным клапаном повышает уровень работоспособности системы и компрессора в целом.

Для обеспечения возвратно-поступательных перемещений поршня 3 имеется приводной механизм 17, который выполняется любым целесообразным образом, определяемым назначением и параметрами конкретного компрессора.

Сущность изобретений поясняется на конкретном примере выполнения компрессора двойного действия (фиг.4 - 6), особенности которого в сравнении с описанными выше заключаются в следующем. В нем:

-поршень 3 выполнен в виде диска со ступицей 18, которой он установлен на приводном валу 19 с возможностью вращения вместе с ним;

-механизм 17 представляет собой шип 20 с роликом, взаимодействующий при вращении вала 19 с криволинейным пазом 21 на ступице 18, связанной с валом 19 шлицевым или каким-либо другим аналогичным соединением;

-торцевые крышки 10 и 11 выполнены в виде клапанных плит, и системы 12 и 14 размещены в этих крышках: система 12 с впускными окнами 13 - с выходом в торцевой плоскости крышек, а система 14 с клапанами 15 - с выходом на боковую поверхность;

-цилиндр 6 образован обращенными друг к другу наружной поверхностью 22 ступицы 18 и внутренней поверхностью кольцевого выступа 23 на торце диска;

-клапан 16 выполнен бесконтактным и образован взаимодействующим с впускным окном 13 кольцевым выступом 23, имеющим при этом поднутрение 24, круговую канавку 25 и ряд выходящих в нее сквозных отверстий 26;

-на наружной цилиндрической поверхности диска поршня 3 имеются кольцевые выемки 27, выполнение которых необходимо для обеспечения равномерно распределенного по диаметру поршня подпора;

- на кольцевом выступе 23 предусмотрены направляющие элементы 28 для поддержания постоянным его взаимодействия с впускным окном 13.

При использовании этого компрессора, например, в качестве нагнетателя ДВС его работа осуществляется следующим образом.

При крайнем правом (фиг.4) положении поршня 3 впускной клапан 16 в крышке 10 открыт и всасываемый воздух из впускного окна 13 через зазор 29 заполняет камеры 4 и 5. От вращения вала 19 поршень 3 получает вращение и от взаимодействия шипа 20 с криволинейным пазом 21 - линейное перемещение вдоль оси вала 19 в направлении к крышке 10. При таком перемещении поршня 3 объем камеры 4 будет уменьшаться (фаза нагнетания рабочего тела) и воздух из нее будет выдавливаться через клапан 15 в систему 14 и оттуда с рабочим давлением нагнетания потребителю. Одновременно с этим нагнетаемый воздух из камеры 4 поступит в зазор 9 (будет стремиться в сторону низкого давления за поршнем 3). Дальнейшее его продвижение в сторону низкого давления будет остановлено встречным подпором газа, нагнетаемого из камеры 5 в зазор 9 через каналы 8, который обеспечивается тем, что одновременно с линейным перемещением поршня 3 поршень входит в цилиндр 6 и уменьшение объема камеры 5 (фаза нагнетания) происходит встречно фазе нагнетания камеры 4. При этом газ из камеры 5 через поднутрения 24, канавку 25 и отверстия 26 поступает в зазор бесконтактного клапана 16, создавая аналогичный встречный подпор в зоне этого зазора и тем самым замыкая рабочую камеру 4, что способствует повышению КПД компрессора.

После прихода поршня 3 в крайнее левое положение (фиг.6) работа камеры 4 завершена и начинается всасывание воздуха через впускное окно в торцевой крышке 11 в камеры 41 и 51. Противоположным первоначальному вращением приводного вала 19 поршень 3 получает линейное перемещение в сторону крышки 11 (вправо на фиг.6) и работа компрессора осуществляется в аналогичном описанному выше режиме, с той лишь разницей, что передача нагнетаемого тела потребителю будет осуществляться через систему 14 с клапаном 15, размещенную в крышке 11.

Предлагаемый компрессор двойного действия в сравнении с известными отличается компактностью и экономичностью как в изготовлении, так и в эксплуатации, высоким КПД и продолжительным ресурсом работы при любом расположении оси его основной цилиндропоршневой пары. В компрессоре, представленном на фиг.4-6, нет необходимости в подвесе или центрировании поршня, т.к. цилиндропоршневая пара 1 в нем выполнена с жестко сбалансированным по оси компрессора устойчивым положением благодаря размещению поршня 3 на валу 19, установленном по оси компрессора в двух подшипниках, базирующихся в осевых выемках торцевых крышек 10 и 11, а цилиндр 2 и его торцевые крышки жестко связаны между собой (т.е. ось внутренней расточки цилиндра 2, оси расточек под подшипники, ось вала 19 и оси камер сжатия и систем нагнетания являются одной осью). Однако используемая в нем система для нагнетания рабочего тела в зазор пары 1 в других частных случаях исполнения компрессоров при необходимости позволяет обеспечить и функции подвеса.

Похожие патенты RU2370670C1

название год авторы номер документа
РОТОРНЫЙ КОМПРЕССОР (ВАРИАНТЫ) 2000
  • Федоренко И.Н.
  • Федоренко В.И.
RU2200253C2
ЦИЛИНДР КОМПРЕССОРА (ВАРИАНТЫ) 2012
  • Ворошилов Игорь Валерьевич
  • Мельник Андрей Владимирович
RU2525467C2
КОМПРЕССОР С КОМБИНИРОВАННЫМ МЕХАНИЗМОМ ПРИВОДА 2012
  • Болштянский Александр Павлович
  • Щерба Виктор Евгеньевич
  • Лысенко Евгений Алексеевич
  • Кузеева Диана Анатольевна
  • Кужбанов Акан Каербаевич
RU2511906C1
ПОРШНЕВОЙ КОМПРЕССОР БЕЗ СМАЗКИ 2013
  • Болштянский Александр Павлович
  • Щерба Виктор Евгеньевич
  • Лысенко Евгений Алексеевич
  • Ивахненко Тарас Алексеевич
  • Виниченко Василий Сергеевич
RU2546391C2
Роторный компрессор 1990
  • Замошников Виниамин Николаевич
  • Муринец-Маркевич Борис Николаевич
  • Левчук Игорь Евгеньевич
SU1740782A1
ПОРШНЕВОЙ КОМПРЕССОР С АВТОНОМНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ЦИЛИНДРА 2015
  • Болштянский Александр Павлович
  • Щерба Виктор Евгеньевич
  • Григорьев Александр Валерьевич
  • Лобов Игорь Эдуардович
  • Кузеева Диана Анатольевна
  • Носов Евгений Юрьевич
  • Павлюченко Евгений Александрович
  • Кужбанов Акан Каербаевич
RU2600215C1
СПОСОБ АВТОНОМНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ПОРШНЕВОГО КОМПРЕССОРА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2023
  • Тегжанов Аблай-Хан Савитович
  • Щерба Виктор Евгеньевич
  • Болштянский Александр Павлович
  • Екимов Геннадий Игоревич
RU2825501C1
Способ работы поршневого компрессора с регенеративным охлаждением и устройство для его осуществления 2022
  • Щерба Виктор Евгеньевич
  • Ходорева Елена Викторовна
  • Болштянский Александр Павлович
RU2801766C1
Способ работы поршневого компрессора с автономным жидкостным охлаждением и устройство для его осуществления 2016
  • Щерба Виктор Евгеньевич
  • Болштянский Александр Павлович
  • Лобов Игорь Эдуардович
  • Григорьев Александр Валерьевич
  • Кужбанов Акан Каербаевич
  • Труханова Диана Анатольевна
RU2640899C1
Поршневой двухцилиндровый компрессор с жидкостным рубашечным охлаждением 2016
  • Щерба Виктор Евгеньевич
  • Болштянский Александр Павлович
  • Лобов Игорь Эдуардович
  • Кондюрин Алексей Юрьевич
  • Залознов Иван Павлович
  • Павлюченко Евгений Александрович
  • Лысенко Евгений Алексеевич
RU2640970C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 370 670 C1

Реферат патента 2009 года СИСТЕМА ДЛЯ НАГНЕТАНИЯ ГАЗА В ЗАЗОР БЕСКОНТАКТНОЙ ЦИЛИНДРОПОРШНЕВОЙ ПАРЫ КОМПРЕССОРА И КОМПРЕССОР ДВОЙНОГО ДЕЙСТВИЯ С ЭТОЙ СИСТЕМОЙ

Группа изобретений относится к компрессоростроению и может использоваться в различных отраслях для сжатия и подачи потребителю газообразного рабочего тела под давлением, например в силовых установках автомобилей. Системой обеспечивается подача газа в уплотняемый зазор между цилиндром и поршнем компрессора от дополнительной камеры сжатия, максимально приближенной к зазору. Автономная камера сжатия образована дополнительной цилиндропоршневой парой, размещенной внутри основной цилиндропоршневой пары компрессора. В компрессоре двойного действия с такой системой нагнетания газа в уплотняемый зазор автономные камеры сжатия расположены концентрично рабочим камерам сжатия, внутри их или снаружи, и подключены, как и рабочие, к системе всасывания компрессора, например, через бесконтактный впускной клапан, образованный ответными элементами поршня и впускного окна. Газовое уплотнение зазора клапана обеспечивается от той же автономной камеры с аналогичным встречным подпором. Этими подпорами рабочая камера сжатия замыкается от утечек нагнетаемого газа и передача его потребителю осуществляется без потерь с заданным рабочим давлением. Технический результат изобретений состоит в повышении производительности, качества и ресурса работы поршневого компрессора, в конструктивном упрощении и обеспечении его компактности. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

Формула изобретения RU 2 370 670 C1

1. Система для нагнетания газа в зазор бесконтактной цилиндропоршневой пары компрессора, образующей его рабочую камеру сжатия, содержащая радиальные дроссельные каналы, выполненные в поршне с выходом в зазор, и образованную дополнительной цилиндропоршневой парой автономную камеру сжатия газа, сообщающуюся с этими каналами и источником питания, отличающаяся тем, что автономная камера сжатия в ней образована дополнительной цилиндропоршневой парой, которая расположена внутри основной цилиндропоршневой пары компрессора, и в которой цилиндром является кольцевая замкнутая полость в торце поршня основной цилиндропоршневой пары, а поршнем - ответный выступ, предусмотренный в крышке цилиндра этой пары.

2. Компрессор двойного действия, содержащий клапанные системы всасывания и нагнетания газа, основную бесконтактную цилиндропоршневую пару, имеющую цилиндр с торцевыми крышками и поршень, подвижный внутри цилиндра под действием приводного механизма с образованием двух оппозитных попеременно действующих рабочих камер сжатия, подключенных к системам всасывания и нагнетания, а также систему для нагнетания газа в зазор между этими цилиндром и поршнем от автономной камеры сжатия через радиальные дроссельные каналы в поршне, отличающийся тем, что он снабжен второй системой для нагнетания газа в упомянутый зазор, размещенной оппозитно первой, и обе системы выполнены обеспечивающими встречный газовый подпор нагнетаемому рабочему телу в зоне этого зазора, причем автономная камера сжатия каждой из систем образована дополнительной цилиндропоршневой парой, размещенной внутри основной цилиндропоршневой пары, расположена концентрично рабочей камере сжатия, внутри ее или снаружи, и подключена к системе всасывания, и при этом концентричные друг другу рабочая и автономная камеры сжатия подключены своими входами к впускному окну системы всасывания, например, через бесконтактный впускной клапан, таким образом, что в фазе нагнетания на входе рабочей камеры потоком сжатого газа из автономной камеры в зазор клапана обеспечивается встречный подпор нагнетаемому рабочему телу в этой зоне.

3. Компрессор по п.2, отличающийся тем, что поршень основной цилиндропоршневой пары выполнен в виде диска со ступицей, которой он установлен на вращающемся приводном валу с возможностью вращения вместе с ним, и приводным механизмом линейного перемещения поршня служит неподвижно закрепленный на крышке цилиндра шип с роликом, взаимодействующий с криволинейным пазом на ступице.

4. Компрессор по п.3, отличающийся тем, что цилиндр дополнительной цилиндропоршневой пары образован наружной поверхностью ступицы и кольцевым выступом на основном поршне.

5. Компрессор по п.2, отличающийся тем, что бесконтактный впускной клапан системы всасывания образован взаимодействующими внутренними стенками впускного окна системы, расположенного при этом в торцевой крышке основного цилиндра параллельно дополнительной цилиндропоршневой паре, и наружной стенки цилиндра этой пары, снабженной рядом сквозных отверстий.

6. Компрессор по п.5, отличающийся тем, что для обеспечения встречного подпора в зоне зазора клапана стенка цилиндра выполнена с поднутрением.

7. Компрессор по п.2, отличающийся тем, что на боковой поверхности основного поршня в месте выхода радиальных дроссельных каналов выполнены кольцевые выемки для обеспечения равномерно распределенного по диаметру поршня упомянутого подпора.

8. Компрессор по п.2, отличающийся тем, что торцевые крышки цилиндра основной цилиндропоршневой пары выполнены в виде клапанных плит.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2009 года RU2370670C1

ПОРШНЕВОЙ КОМПРЕССОР ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ТИПА 1995
  • Йоханнес Якобус Элферинк
  • Лаурентиус Герардус Мария Коп
  • Ренатус Йоханнес Мария Схютте
RU2154190C2
ПОРШНЕВОЙ КОМПРЕССОР 1995
  • Болштянский А.П.
RU2098661C1
БЕСКОНТАКТНЫЙ КОМПРЕССОР 1995
  • Болштянский А.П.
  • Щерба В.Е.
RU2098662C1
СПОСОБ ПОДАЧИ СЖАТОГО ГАЗА В ПОЛОСТЬ ПИТАНИЯ ГАЗОВОГО ПОДВЕСА ПОРШНЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1996
  • Болштянский А.П.
RU2120062C1
Поршневой холодильный компрессор 1980
  • Болштянский Александр Павлович
  • Гринблат Владимир Львович
  • Громыхалин Вадим Григорьевич
  • Щерба Виктор Евгеньевич
  • Кабаков Анатолий Никитович
SU947465A1
US 2907304 A, 04.04.1957.

RU 2 370 670 C1

Авторы

Федоренко Игорь Николаевич

Федоренко Владимир Игоревич

Даты

2009-10-20Публикация

2008-05-16Подача