ОДНОСТУПЕНЧАТЫЙ РОТОРНО-ПОРШНЕВОЙ КОМПРЕССОР Российский патент 2018 года по МПК F04C18/22 F04C29/04 

Область техники

Изобретение касается компрессоростроения.

Преимущества роторно-поршневых компрессоров перед поршневыми компрессорами заключаются в отсутствии элементов с возвратно-поступательным движением, что позволяет обеспечить значительно лучшие показатели по габаритам и массе, уровню вибрации и шума.

Известный уровень техники

Известны одноступенчатые роторно-поршневые компрессоры (далее компрессоры), которые имеют эпитрохоидный корпус (далее корпус), закрытый с торцов передней и задней боковыми крышками, размещенный внутри них ротор, установленный на мотылевых подшипниках эксцентриковой части вала, вал, установленный на коренных подшипниках, размещенных в боковых крышках, а на его хвостовиках закреплены противовесы для уравновешивания центробежных сил и моментов, например, компрессоры РПК-160 (см. Сухомлинов P.M. «Трохоидные роторные компрессоры» г. Харьков: Вища школа, 1975-152 с, с. 69) (1), РК-4 (1, с. 75). Недостатком этих компрессоров является отсутствие вентиляторов для принудительного охлаждения, а также охлаждающих ребер на боковых крышках (кожухах), в связи с чем имеет место повышенная теплонапряженность рабочего процесса с повышенной температурой стенок рабочих камер, температурой нагнетания, потребляемой мощностью, пониженной производительностью и т.д.

Известен компрессор РК-4Б (1, с. 74), у которого на одной из половин муфты закреплена крыльчатка вентилятора охлаждения. Это улучшает охлаждение, однако в недостаточной степени, поскольку холодный поток воздуха упирается в передний кожух, представляющий собой маслосборник, и своей крышкой спереди также препятствует доступу окружающего воздуха к передней стенке рабочей камеры.

В статье (см. THE COMPRESSOR MARKET. By John Hartley The ENGINEER 22 January 1976, с. 27, 28) приведено описание компрессора, который имеет ребра на боковых крышках. Но и у него нет вентилятора, обеспечивающего принудительное охлаждение, а передняя крышка закрыта колпаком, препятствующим доступу окружающего воздуха к стенке рабочей камеры.

В статье (см. Б.Г. Нехорошев «Роторно-поршневой электрокомпрессор ЭВК 0,4/0,8» Сборник научных трудов Национального Аэрокосмического университета им. Н.Е. Жуковского «ХАИ» 2015. - №10/27, с. 96-101) дано описание компрессора ВК 0,4/0,8, имеющего ребра на корпусе и крышках, вентилятор, отлитый заодно с противовесом, дефлектор, который радиально крепится на боках внешнего обода передней боковой крышки винтами или шпильками и имеет спереди защитную сетку.

Кроме того, во всех упомянутых компрессорах, за исключением ВК 0,4/0,8, а также в РПК-300 (1, с. 71), впускные окна традиционно размещены в корпусах с выходом на рабочие поверхности. Недостатком такого размещения есть то, что при прохождении радиальной уплотнительной планки по окну рабочие камеры соединяются между собой и с впускным окном. При этом рабочие процессы в них не происходят, т.е. имеет место как бы холостой (потерянный) ход, что приводит к уменьшению производительности. И, если в одной из камер происходит процесс расширения (с повышенным давлением), то газ выбрасывается во впускное окно, что приводит к недоиспользованию части мощности от расширяющегося газа и увеличению шума.

Также известен роторно-поршневой компрессор (см. Нехорошев Б.Г. Роторно-поршневой электрокомпрессор ЭВК 0,4/0,8, Авиационно-космическая техника и технология, 2015, 10 (127), с. 97-99), выбранный в качестве наиболее близкого аналога и содержащий, содержащий сребренный корпус, закрытый с торцов сребренными передней и задней боковыми крышками, ротор, установленный в образованной ими полости, осевой или центробежный нагнетающий вентилятор, закрытый дефлектором, впускное окно и выпускной патрубок, при этом корпус, боковые крышки и ротор образовывают рабочие камеры переменного объема, ротор через по меньшей мере один мотылевый подшипник опирается на эксцентриковую часть вала, а вал - на коренные подшипники, размещенные в боковых крышках, на хвостовиках вала закреплены передний и задний противовесы.

Недостатком известного компрессора является не высокая степень охлаждения и забора воздуха, приводящая к уменьшению показателей компрессора.

Суть изобретения

Задачей изобретения является улучшение показателей компрессора.

Известный одноступенчатый роторно-поршневой компрессор, содержащий оребренный корпус, закрытый с торцов оребренными передней и задней боковыми крышками, ротор, установленный в образованной ими полости, осевой или центробежный нагнетающий вентилятор, закрытый дефлектором, впускное окно и впускной патрубок, при этом корпус, боковые крышки и ротор образовывают рабочие камеры переменного объема, ротор через по меньшей мере один мотылевый подшипник опирается на эксцентриковую часть вала, а вал - на коренные подшипники, размещенные в боковых крышках, на хвостовиках вала закреплены передний и задний противовесы, согласно предложенному изобретению, впускное окно выполнено в теле передней крышки под острым углом к ее торцам и направлено от периферии к центру, при чем оптимальная величина угла составляет 70 градусов ±10 градусов, а впускной патрубок размещен в торце передней крышки, имеет криволинейную форму и выводиться радиально за пределы дефлектора через выполненное в нем отверстие, при этом передний противовес отлит с осевым или центробежным вентилятором или выполнены отдельно один от другого.

Также, согласно предложенному изобретению, впускной патрубок крепиться к торцу передней крышки.

Также, согласно предложенному изобретению, впускной патрубок отлит с передней крышкой.

Также, согласно предложенному изобретению, впускной патрубок размещен между вентилятором и торцом передней крышки.

Предложенное изобретение улучшает показатели компрессора и его компоновку путем объединения переднего противовеса с нагнетающим вентилятором и перенесение впускного окна с корпуса на переднюю боковую крышку с присоединением к нему криволинейного впускного патрубка или отлитого вместе с крышкой, размещенного в зоне принудительного обдува потоком холодного воздуха; при этом противовес с вентилятором закрыты дефлектором с защитной сеткой.

Изобретение поясняется рисунками, на которых схематично изображено:

фиг. 1 - продольный разрез компрессора;

фиг. 2 - вид спереди с частично удаленным дефлектором;

фиг. 3 - разрез по впускному патрубку.

Компрессор (фиг. 1) состоит из оребренного корпуса 1, закрытого с торцов передней 2 и задней 3 оребренными боковыми крышками, которые с ротором 4 образуют две рабочие камеры переменного объема, ротор опирается на эксцентриковую часть вала 5 с помощью мотылевого(ых) подшипника(ов) 6 и 7. Вал опирается на два коренных подшипника 8 и 9, размещенных в боковых крышках 2 и 3. На переднем и заднем хвостовиках вала закреплены противовесы 10 и 11. Передний противовес 10 объединен в одно целое с осевым центробежным вентилятором 12, изображенным на фиг. 1 и 2, если он выполнен литьем. Если же вентилятор выполнен из листового материала, то противовес может быть выполнен и отдельно от вентилятора, или прикреплен механически, или приварен к нему. Вентилятор закрыт дефлектором 13 с защитной сеткой 14 (фиг. 1, 2 и 3) и служит для направления потока холодного воздуха на компрессор и, в частности, на впускной патрубок 15, который подогревается от передней боковой крышки, а также защиты обслуживающего персонала от травматизма. Дефлектор крепится к компрессору на приливах 16, размещенных на периферии боковой крышки 2 радиально винтами или шпильками (фиг. 2 и 3). Впускное окно 17 выполнено в теле передней боковой крышки под острым углом к ее торцам и направлено от периферии к центру (фиг. 3). Оптимальная величина угла близка к 70 градусам. К окну присоединяется или отливается с передней крышкой впускной патрубок 15 под этим же углом. Патрубок имеет криволинейную форму и радиально выводится за пределы дефлектора через отверстие в нем; при этом наиболее горячая часть патрубка расположена в зоне принудительного охлаждения. На нерабочих торцах боковых крышек выполнены ребра 18. При прохождении ротора по торцевому окну он выполняет роль золотника, разделяя рабочие камеры и препятствуя перетеканию газа из одной в другую и уменьшая (исключая) выброс во впускное окно.

Технический результат

Техническим результатом предложенного изобретения является улучшение показателей компрессора и его компоновка.

Изобретение касается компрессоростроения. Одноступенчатый роторно-поршневой компрессор содержит оребренный корпус 1, закрытый с торцов оребренными передней и задней боковыми крышками 2 и 3, ротор 4, установленный в образованной ими полости, вентилятор 12, закрытый дефлектором 13, впускное окно и впускной патрубок 15. Корпус 1, крышки 2, 3 и ротор 4 образовывают рабочие камеры переменного объема. На хвостовиках вала 5 закреплены передний и задний противовесы 10 и 11. Впускное окно 17 выполнено в теле крышки 2 под острым углом к ее торцам и направлено от периферии к центру. Патрубок 15 размещен в торце крышки 2, имеет криволинейную форму и выводится радиально за пределы дефлектора 13 через выполненное в нем отверстие. Противовес 10 отлит с вентилятором 12 или противовес 12 и вентилятор 12 выполнены отдельно один от другого. Изобретение направлено на улучшение показателей компрессора и его компоновки. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Одноступенчатый роторно-поршневой компрессор, содержащий оребренный корпус, закрытый с торцов оребренными передней и задней боковыми крышками, ротор, установленный в образованной ими полости, осевой или центробежный нагнетающий вентилятор, закрытый дефлектором, впускное окно и выпускной патрубок, при этом корпус, боковые крышки и ротор образовывают рабочие камеры переменного объема, ротор через по меньшей мере один мотылевый подшипник опирается на эксцентриковую часть вала, а вал - на коренные подшипники, размещенные в боковых крышках, на хвостовиках вала закреплены передний и задний противовесы, отличающийся тем, что впускное окно выполнено в теле передней крышки под острым углом к ее торцам и направлено от периферии к центру, причем оптимальная величина угла составляет 70 градусов ± 10 градусов, а впускной патрубок размещен в торце передней крышки, имеет криволинейную форму и выводится радиально за пределы дефлектора через выполненное в нем отверстие, при этом передний противовес отлит с осевым или центробежным вентилятором или выполнены отдельно один от другого.

2. Компрессор по п. 1, отличающийся тем, что впускной патрубок крепится к торцу передней крышки.

3. Компрессор по п. 1, отличающийся тем, что впускной патрубок отлит с передней крышкой.

4. Компрессор по п. 1, отличающийся тем, что впускной патрубок размещен между вентилятором и торцом передней крышки.