КОМПРЕССОР Российский патент 2011 года по МПК F04B39/00 

Область техники

Изобретение относится к компрессору согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения.

Уровень техники

Поршень компрессора должен опираться на газовый подшипник. Для этого из полезного потока газа часть газа, сжатого компрессором, отводится и через форсунки подается в газовый подшипник. При такой конструкции потеря полезного газа является проблематичной особенно потому, что потеря газа зависит от термодинамической рабочей точки компрессора. То есть при высоком конечном давлении газа теряется больше газа, чем при низком конечном давлении. Вследствие этого потеря газа и несущая способность газового подшипника зависят от рабочей точки компрессора.

Чтобы гарантировать несущую способность подшипника и при более низком конечном давлении компрессора, предусмотрено множество подшипниковых форсунок подходящего поперечного сечения. При высоком конечном давлении сжатия это приводит к сильной потере газа и, следовательно, к плохому КПД компрессора.

Конструкция известного из уровня техники газового подшипника схематично представлена ниже на фиг.1 и подробно описана. Чтобы газовый подшипник работал, подшипниковые форсунки должны непрерывно снабжаться газовым потоком. Это достигается благодаря тому, что снабжение происходит прямо из камеры высокого давления компрессора.

Раскрытие изобретения

В противоположность этому задачей изобретения является создание улучшенного компрессора.

Согласно изобретению задача решается благодаря признакам формулы изобретения. Варианты развития изобретения приведены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Предметом изобретения является компрессор с самозапитывающимся газовым подшипником, у которого давление системы питания не зависит от рабочего давления. Тем самым газовый подшипник выполнен оптимально с точки зрения конструкции и функции.

Краткое описание чертежей

Другие подробности и преимущества изобретения вытекают из последующего описания вариантов реализации с помощью чертежей и в сочетании с формулой изобретения.

На чертежах показано следующее.

Фиг.1: расположение линейного компрессора в соответствии с уровнем техники.

Фиг.2: компрессор согласно фиг.1 с оптимизированным газовым подшипником.

Фиг.3: первое соединение газового резервуара и камеры сжатия.

Фиг.4: второе соединение газового резервуара и камеры сжатия.

Осуществление изобретения

На фиг.1 представлен линейный компрессор, в котором линейно направляемый поршень 2 компрессора воздействует на газовый объем 1. Благодаря подключенному полому цилиндрическому элементу 10 образуется газовый подшипник между поршнем 2 и внутренней стенкой полого цилиндра 10.

В качестве примера обозначены четыре газовпускные форсунки 11-11''' с продольным каналом 12, через которые газовый поток попадает к газовому подшипнику. Для этого имеются подходящие линии.

Газовой камере 1 сопоставлена камера 15 низкого давления и камера 20 высокого давления. Камера 15 низкого давления имеет газовый впуск 16 и впускной клапан 17. Камера 20 высокого давления имеет газовый выпуск 21 и выпускной клапан 22.

Фиг.2 показывает улучшенную конструкцию газового подшипника. Подшипниковые форсунки 11 снабжаются из отдельного газового резервуара 25, в котором находится достаточное количество газа подходящего давления. Проходящий через подшипник газовый поток и тем самым количество форсунок, диаметр форсунок и давление газа может быть выбрано при этом так, что подшипник надежно выполняет несущую функцию.

Чтобы настроить давление в резервуаре 25 газового подшипника независимо от рабочей точки главного газового контура, в камере 1 сжатия имеется второй газовый выпуск 33 с каналом 30. Давление в газовом резервуаре 25 определяется положением А газового выпуска 33 в камере 1 сжатия и падением давления в соединительной линии и лежит ниже конечного давления сжатия. В идеальном случае канал 30 выполнен так, что падение давления минимально.

Альтернативно этому газовый подшипник может снабжаться прямо из области высокого давления, причем газовый поток ограничивается редуктором давления на величину минимально необходимого давления подшипника.

Комбинация из элемента редуктора давления и второго газового выпуска способствует минимальным потерям газового подшипника, так как массовый поток газа будет минимальным, и необходимая работа по сжатию для снабжения подшипника будет минимальной.

Соединение между камерой 1 сжатия и резервуаром 25 газового подшипника создается с помощью канала 30, выполненного с возможностью запирания клапаном 31, согласно фиг.3, или с помощью канала 40 без клапана, но с анизотропным сопротивлением 41 потока согласно фиг.4. В обоих случаях обеспечивается, что газ попадает из камеры 1 сжатия в газовый резервуар 25. Однако обратно через клапан 31 или через анизотропное сопротивление 41 потока никакой газ не может течь или может течь незначительно из резервуара 25 обратно в камеру 1 сжатия.

Объем газового резервуара 25 выбирается так, что при повторяющейся работе, в особенности когда газовый подшипник снабжается во время части цикла сжатия или цикла всасывания, при котором резервуар снабжается не из камеры высокого давления 20, происходит надежное снабжение из резервуара 25.

Специально для пуска компрессора газовый резервуар 25 может иметь выпускной клапан 26. Благодаря этому давление в резервуаре 25 может держаться в течение длительного времени или по меньшей мере дольше, вследствие чего может быть увеличено время, в течение которого компрессор может оставаться выключенным, и при этом газовый подшипник не теряет несущей способности. Перед пуском поршня 2 выпускной клапан 26 газового резервуара 25 снова открывается, чтобы сначала снова создать несущую способность газового подшипника и только после этого начать движение поршня 2.

Альтернатива пуску состоит в том, чтобы при опорожненном газовом резервуаре 25 двигать поршень 2 сначала с уменьшенным ходом, чтобы поставить под давление газовый резервуар 25. Как только благодаря этому создастся несущая способность газового подшипника, ход может быть увеличен до нормального хода и начинается нормальная работа компрессора.

Другая альтернатива состоит в выпускном клапане камеры сжатия, который независимо от давления за выпускным клапаном открывает только начиная с определенного значения давления. Благодаря этому может быть достигнуто, что при пуске компрессора сначала заполняется газовый резервуар 25 и только после этого вводится в работу полезный поток газа.

Изобретение относится к области компрессоростроения. Компрессор с газовым подшипником и камерой (1) сжатия. Газовый подшипник является самозапитывающимся газовым подшипником, в котором давление питания не зависит от рабочего давления. Имеется газовый резервуар (25) с давлением питания подшипника. Между камерой (1) сжатия и газовым резервуаром (25) имеется канал (40) с анизотропным сопротивлением (41) потока. Создан улучшенный компрессор. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Компрессор с газовым подшипником и камерой (1) сжатия, причем газовый подшипник является самозапитывающимся газовым подшипником, в котором давление питания не зависит от рабочего давления, причем имеется газовый резервуар (25) с давлением питания подшипника, отличающийся тем, что между камерой (1) сжатия и газовым резервуаром (25) имеется канал (40) с анизотропным сопротивлением (41) потока.

2. Компрессор по п.1, отличающийся тем, что питание подшипника производится при более низком давлении, чем окончательное давление сжатия.

3. Компрессор по п.1, отличающийся тем, что питание подшипника подается из камеры высокого давления через редуктор давления.

4. Компрессор по п.3, отличающийся тем, что редуктор давления запитан из отдельного ответвления в камере сжатия.

5. Компрессор по п.1, отличающийся тем, что средства для обеспечения несущей способности газового подшипника обеспечиваются при повторяющейся работе газового подшипника.

6. Компрессор по п.1, отличающийся тем, что газовый резервуар (25) длительное время находится под давлением.