ПОРШНЕВОЙ КОМПРЕССОР ДЛЯ СЖАТОЙ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ Российский патент 2013 года по МПК F04B39/12 

Данное изобретение относится к устройствам, работающим с использованием текучей среды и, в частности, к раме для поршневых компрессоров.

Как известно, компрессор представляет собой особый тип устройства, выполненный с возможностью использования работы двигателя для увеличения давления сжимаемой текучей среды (газа или пара). В поршневых компрессорах сжатие текучей среды выполняется одним или более подвижными поршнями, совершающими возвратно-поступательное перемещение в соответствующем цилиндре. Текучая среда, которую необходимо сжать, всасывается в цилиндр с помощью всасывающей трубы, в то время как сжатая текучая среда выталкивается из указанного цилиндра в направлении выпускной трубы. Как правило, поршень или поршни поршневого компрессора приводятся в действие электрическими двигателями или двигателями внутреннего сгорания с помощью коленчатого вала, предназначенного для передачи перемещения, и традиционного шатунно-кривошипного механизма.

Промышленные поршневые компрессоры обычно содержат внешний корпус, который называется рамой и назначение которого заключается в размещении шатунно-кривошипного механизма и обеспечении опоры для цилиндра или цилиндров с противодействием усилиям, возникающим в результате возвратно-поступательного перемещения при сжатии текучей среды.

В настоящее время рамы для поршневых компрессоров, обычно изготовляемые путем плавления металла и/или механической обработки на станках, выполняют из одного корпуса, выполненного с возможностью сопротивления напряжениям, возникающим во время цикла сжатия вследствие вращения приводного вала для передачи перемещения поршням. Таким образом, каждый отдельный компрессор должен быть снабжен специальной рамой в зависимости от числа содержащихся в нем цилиндров, расположенных обычно вертикально и линейно. Следовательно, необходимо проектировать и производить каждую раму отдельно, что существенно увеличивает как издержки, так и время изготовления.

Таким образом, целью данного изобретения является создание рамы для устройств, работающих с использованием текучей среды, в частности, но не исключительно, для поршневых компрессоров, которая может быть использована в равной степени как на одноцилиндровых устройствах, так и на двухцилиндровых или многоцилиндровых устройствах, без необходимости применения различных пресс-форм для получения специальных рам в зависимости от числа цилиндров указанного устройства.

Другой целью данного изобретения является создание рамы для устройств, работающих с использованием текучей среды, которая обеспечивает возможность более легкой и быстрой сборки указанного устройства по сравнению с известным уровнем техники.

Еще одной целью данного изобретения является создание рамы для устройств, работающих с использованием текучей среды, которая обеспечивает возможность снижения затрат и времени на изготовление изделия, а также возможность хранения на складе.

Эти цели в соответствии с данным изобретением достигаются путем изготовления рамы для устройств, работающих с использованием текучей среды, в частности, но не исключительно, для поршневых компрессоров, которая описана в п.1 формулы изобретения.

Дополнительные особенности данного изобретения описаны в последующих пунктах формулы изобретения.

Особенности и преимущества предложенной рамы для устройств, работающих с использованием текучей среды, в частности, но не исключительно, для поршневых компрессоров, более понятны из последующего иллюстративного и неограничивающего описания, приведенного со ссылкой на прилагаемые схематические чертежи, на которых:

фиг.1А изображает вид сверху предложенной рамы для устройств, работающих с использованием текучей среды, используемой в одноцилиндровом поршневом компрессоре,

фиг.1В изображает разрез по линии А-А на фиг.1А,

фиг.2А изображает вид сверху предложенной рамы для устройств, работающих с использованием текучей среды, используемой в двухцилиндровом поршневом компрессоре,

фиг.2В изображает разрез по линии А-А на фиг.2А,

фиг.3А изображает вид сверху предложенной рамы для устройств, работающих с использованием текучей среды, используемой в четырехцилиндровом поршневом компрессоре,

фиг.3В изображает разрез по линии А-А на фиг.3А,

фиг.4 изображает вид сбоку предложенной рамы для устройств, работающих с использованием текучей среды, и

фиг.5 изображает вид сбоку предложенной рамы для устройств, работающих с использованием текучей среды, на которой один или более цилиндров устройств поршневого типа установлены вертикально.

На приведенных чертежах схематически показана рама для устройств, работающих с использованием текучей среды, которая обозначена в целом номером 10 позиции и используется, например, в вертикальном поршневом компрессоре, предназначенном для сжимаемых текучих сред, и которая может использоваться в любой газокомпрессионной секции или установке.

Указанная рама 10 обеспечивает опору для одного или более цилиндров 12, в каждом из которых расположен поршень (не показан), совершающий возвратно-поступательное перемещение и приводимый в действие коленчатым валом 14. Текучая среда, которую необходимо сжать, вводится в каждый цилиндр 12 через одну или более всасывающих труб 18, в то время как сжатая текучая среда выталкивается из самого цилиндра 12 в направлении одной или более выпускных труб 18'.

В соответствии с данным изобретением рама 10 выполнена из одного или более модулей 20 одинаковой формы и размера, в каждом из которых выполнена отдельная камера 16, предназначенная для размещения кривошипно-шатунных механизмов каждого отдельного цилиндра 12. Кроме того, каждый модуль 20 содержит пару по существу плоских противоположных боковых стенок 22 и 24 и одно или несколько крепежных средств 26, которые обеспечивают возможность жесткого присоединения друг к другу двух или более модулей 20 при смежном расположении их соответствующих боковых стенок с обеспечением создания рамы 10 для компрессоров с двумя или более цилиндрами 12, как показано, например, на фиг.2А, 2В, 3А и 3В.

В показанных вариантах выполнения крепежные средства 26, предпочтительно содержащие болты известного типа, вставлены в соответствующие отверстия 26', выполненные на каждой боковой стенке 22, 24 каждого модуля 20 с обеспечением, таким образом, возможности смежного расположения модулей 20 с образованием рам 10 для поршневых компрессоров, снабженных двумя цилиндрами (фиг.2А и 2В), тремя цилиндрами, четырьмя цилиндрами (фиг.3А и 3В) и более, без какого-либо ограничения, обусловленного числом цилиндров.

Таким образом, предложенная рама 10 может быть легко приспособлена к различным типам поршневых компрессоров как с одним, так и с большим числом цилиндров, без необходимости использования различных рам в зависимости от числа цилиндров устройства.

Каждый из одинаковых модулей 20, образующих предложенную раму 10, может быть выполнен известным промышленным способом, например, путем плавления металла (чугуна) или механической обработки на станках. Для облегчения соединения модулей 20 в случае многоцилиндровых компрессоров на одной из боковых стенок 22 каждого отдельного модуля 20 может быть выполнена по меньшей мере одна профилированная часть 28, которая вставляется путем соединения профилей в соответствующую профилированную часть 30, выполненную на другой боковой стенке 24 смежного модуля 20. Благодаря минимальному зазору между указанными профилированными частями 28 и 30 и наличию одного или более центрирующих штифтов 32, прикрепленных к боковым стенкам 22 и 24, а также наличию крепежных болтов 26 и сил трения, создаваемых между смежными стенками 22 и 24 соседних модулей 20, при соединении друг с другом модули 20 рамы 10 могут эффективно противостоять усилиям, создаваемым во время рабочего цикла компрессора, как и известные моноблочные каркасные рамы.

Кроме того, в каждой из боковых стенок 22 и 24 каждого модуля 20 выполнено круглое отверстие 34, обеспечивающее прохождение коленчатого вала 14 и, возможно, одного или более вращающихся промежуточных валов при наличии их в компрессоре. Для обеспечения предотвращения чрезмерного напряжения изгиба коленчатого вала 14 во время работы указанного устройства могут быть выполнены одна или более опорных плит 36, которые могут быть вставлены в указанные отверстия 34. Опорные плиты 36 коленчатого вала 14 вмонтированы в боковые стенки 22 и 24 каждого модуля 20 с помощью набора болтов 38. Кроме того, когда модули 20 присоединены друг к другу с образованием рамы 10, предназначенной для обеспечения поддержания большего числа цилиндров 12, и, соответственно, когда отверстия 34 смежных друг с другом модулей 20 соединены друг с другом для обеспечения возможности прохождения коленчатого вала 14 (фиг.2В и 3В), для опоры собственно коленчатого вала 14 в отверстия 34 могут быть вставлены опорные подшипники 40.

Таким образом, был сделан вывод, что предложенная рама для устройств, работающих с использованием текучей среды, в частности, но не исключительно, для поршневых компрессоров, обеспечивает достижение намеченных ранее целей. Более подробно, использование единого металлического модуля, полученного из единой пресс-формы, обеспечивает возможность создания модульных рам для устройств с любым числом цилиндров простым и быстрым способом. Указанные рамы выполняют путем простой сборки друг с другом некоторого числа модулей, соответствующего числу цилиндров устройства.

Сконструированная таким образом предложенная рама для поршневых устройств, в частности, но не исключительно, для поршневых компрессоров, в любом случае допускает различные модификации и изменения, все из которых находятся в рамках идеи данного изобретения. Кроме того, все элементы могут быть заменены их техническими эквивалентами. На практике используемые материалы, а также их размеры и формы, могут изменяться в зависимости от технических требований.

Таким образом, объем правовой охраны данного изобретения определяется прилагаемой формулой изобретения.

Изобретение относится к устройствам, работающим с использованием текучей среды. Компрессор содержит раму (10), выполненную из одного или более модулей (20) одинакового размера и формы, в каждом из которых выполнена отдельная камера (16), предназначенная для размещения кривошипно-шатунных механизмов каждого отдельного цилиндра (12). Каждый из указанных модулей (20) дополнительно содержит пару противоположных боковых стенок (22, 24) и одно или несколько крепежных средств (26). Они обеспечивают возможность жесткого присоединения друг к другу двух или более указанных одинаковых модулей (20) при смежном расположении их соответствующих боковых стенок с обеспечением создания рамы (10) для устройств, работающих с использованием текучей среды и снабженных двумя или более цилиндрами (12). В каждой из указанных противоположных боковых стенок (22 и 24) каждого модуля (20) выполнено круглое отверстие (34), обеспечивающее прохождение указанного коленчатого вала. Изобретение позволяет использовать конструкцию с приводом от одного вала, которая благодаря модульной конфигурации может быть приспособлена к различным типам компрессора. 8 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Поршневой компрессор для сжимаемых текучих сред, содержащий раму (10), обеспечивающую опору для одного или более цилиндров (12), в каждом из которых расположен поршень, выполненный с возможностью возвратно-поступательного перемещения и приводимый в действие электрическими двигателями или двигателями внутреннего сгорания с помощью коленчатого вала (14), причем текучая среда, которую необходимо сжать компрессором, вводится в каждый цилиндр (12) через одну или более всасывающих труб (18), а сжатая компрессором текучая среда выталкивается из указанного цилиндра (12) в направлении одной или более выпускных труб (18'), а сжатая компрессором текучая среда выталкивается из указанного цилиндра (12) в направлении одного или более выпускных труб (18'), отличающийся тем, что указанная рама (10) выполнена из более чем одного модулей (20) одинакового размера и формы, в каждом из которых выполнена отдельная камера (16), предназначенная для размещения кривошипно-шатунных механизмов каждого из указанных цилиндров (12), причем каждый из указанных модулей (20) дополнительно содержит пару противоположных боковых стенок (22, 24) и по меньшей мере одно крепежное средство (26), которое обеспечивает возможность жесткого присоединения друг к другу двух или более указанных модулей (20) при смежном расположении их соответствующих боковых стенок с обеспечением создания рамы (10) для поршневых компрессоров с двумя или более цилиндрами (12), при этом в каждой из указанных противоположных боковых стенок (22 и 24) каждого модуля (20) выполнено круглое отверстие (34), обеспечивающее прохождение указанного коленчатого вала (14).

2. Поршневой компрессор (10) по п.1, отличающийся тем, что указанные крепежные средства (26) вставлены в соответствующие отверстия (26'), выполненные в каждой из указанных противоположных боковых стенок (22, 24) каждого из указанных модулей (20).

3. Поршневой компрессор по п.1, отличающийся тем, что на одной из указанных боковых стенок (22) каждого из указанных модулей (20) выполнена по меньшей мере одна профилированная часть (28), которая вставлена путем соединения профилей в соответствующую профилированную часть (30), выполненную на другой профилированной части боковой стенки (26) смежного модуля (20), для облегчения соединения указанных модулей (20) при использовании поршневых компрессоров с двумя или более цилиндрами (12).

4. Поршневой компрессор по п.3, отличающийся тем, что на каждой из указанных противоположных боковых стенок (22, 24) установлен по меньшей мере один центрирующий штифт (32).

5. Поршневой компрессор по п.1, отличающийся тем, что в каждое из указанных круглых отверстий (34) вставлена опорная плита (36) для коленчатого вала (14), предназначенная для предотвращения чрезмерного напряжения изгиба коленчатого вала (14) во время работы указанного поршневого компрессора.

6. Поршневой компрессор по п.5, отличающийся тем, что указанная опорная плита (36) для коленчатого вала (14) закреплена на каждой из указанных противоположных боковых стенок (22, 24) с помощью набора болтов (38).

7. Поршневой компрессор по п.1, отличающийся тем, что в каждое из указанных круглых отверстий (34) вставлен по меньшей мере один опорный подшипник (40) для коленчатого вала (14), когда указанные модули (20) присоединены друг к другу с образованием рамы (10) для поршневых компрессоров с двумя или более цилиндрами (12).

8. Поршневой компрессор по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что указанная рама (10) выполнена путем плавления металла.

9. Поршневой компрессор по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что указанная рама (10) выполнена путем механической обработки на станках.