ВИНТОВОЙ КОМПРЕССОР Российский патент 2020 года по МПК F04C18/16 F04C28/12 

Изобретение относится к винтовому компрессору, содержащему корпус компрессора с расположенной в нем камерой винтовых роторов, два расположенных в камере винтовых роторов и установленных в корпусе компрессора с возможностью вращения соответственно вокруг оси винтового ротора винтовых ротора, которые своими винтовыми контурами входят друг в друга и взаимодействуют соответственно с примыкающими к ним и частично охватывающими их уплотнительными стенными поверхностями для размещения подведенной через расположенную в корпусе компрессора камеру низкого давления газообразной среды и отдачи в область расположенной в корпусе компрессора камеры высокого давления, причем газообразная среда в образованных между винтовыми контурами и примыкающими к ним уплотнительными стенными поверхностями компрессионных камерах при низком давлении заключается во всасываемый объем, а при высоком давлении сжимается до конечного объема, а также по меньшей мере один расположенный в золотниковом канале корпуса компрессора и примыкающий уплотнительными стенными поверхностями золотника к обоим винтовым роторам распределительный золотник, который выполнен с возможностью перемещения в направлении перемещения параллельно осям винтового ротора и оказывающим влияние на конечный объем и/или на начальный объем, который жестко соединен с поршневым штоком, который ведет к цилиндрической структуре для перемещения по меньшей мере одного распределительного золотника, и который посредством подвижно размещающей поршневой шток в направлении перемещения направляющей вставки направлен относительно корпуса компрессора.

Подобные винтовые компрессоры известны из уровня техники, например из WO 2016/055412.

В подобных винтовых компрессорах имеется проблема, состоящая в том, с одной стороны, необходимо точное направление по меньшей мере одного распределительного золотника, во-первых, в золотниковом канале и, во-вторых, через действующую на поршневой шток направляющую вставку, а, с другой стороны, при очень точном направлении поршневого штока в направляющей вставке может произойти заклинивание такового вследствие перекоса, если распределительный золотник вследствие имеющегося зазора движется в золотниковом канале поперек направления перемещения.

Поэтому в основе изобретения лежит задача, состоящая в том, чтобы улучшить винтовой компрессор соответствующего родовому понятию типа таким образом, чтобы в направляющей вставке осуществлялось наиболее точное направление поршневого штока без заклинивания.

Согласно изобретению в винтовом компрессоре описанного в начале типа эта задача решена посредством того, что в направляющей вставке поршневой шток посредством направляющего элемента эластично податливо направлен поперек направления перемещения.

За счет такого эластично податливого направления поршневого штока достигается возможность предотвращения заклинивания поршневого штока в направляющей вставке.

Эластично податливое направление поршневого штока посредством направляющего элемента, особо предпочтительно, может быть достигнуто в том случае, если направляющий элемент выполнен с возможностью эластичного перемещения относительно несущей части направляющей вставки поперек направления перемещения.

Однако для того, чтобы, с другой стороны, также достичь наиболее точного направления поршневого штока в направляющей вставке, преимущественным образом, предусмотрено, что направляющий элемент в направлении краевой поверхности поршневого штока прилегает к этой краевой поверхности с эластичным предварительным натяжением.

Подобное прилегание с эластичным предварительным натяжением направляющего элемента к краевой поверхности позволяет при возникающих на поршневом штоке колебаниях амортизировать их и, кроме того, несмотря на эластичную податливость при направлении поршневого штока, достигать наиболее высокой точности направления поршневого штока.

Является особо предпочтительным, если направляющий элемент снабжен по меньшей мере одной прилегающей без зазора к краевой поверхности поршневого штока направляющей поверхностью для поршневого штока и если эта направляющая поверхность выполнена с возможностью эластичного перемещения относительно несущей части направляющей вставки поперек направления перемещения.

В отношении выполнения направляющего элемента с направляющей поверхностью до сих пор не было приведено никаких более подробных данных.

Так, особо предпочтительное решение предусматривает, что по меньшей мере один направляющий элемент образован выполненной с возможностью перемещения относительно несущей части направляющей вставки направляющей областью направляющей части.

При этом направляющая часть, принципиально, могла бы быть подвижной относительно направляющей вставки как единое целое.

Является особо благоприятным, если направляющая часть расположена в несущей части направляющей вставки, прочно сидя основой.

В этом случае, преимущественным образом, по меньшей мере один направляющий элемент может располагаться, прежде всего, так, что он направлен направляющей частью и вследствие этого выполнен с возможностью перемещения относительно несущей части направляющей вставки.

Такое расположение направляющего элемента является принципиально достаточным для реализации решения согласно изобретению.

Тем не менее, поршневой шток может направляться особо благоприятно, если он направлен посредством нескольких расположенных на расстоянии друг от друга в направлении перемещения направляющих элементов.

Подобное направление поршневого штока с помощью нескольких направляющих элементов, с одной стороны, возможно благодаря эластичной подвижности таковых без возникновения заклинивания и, с другой стороны, обладает преимуществом, состоящим в том, что за счет этого при возникающих в поршневом штоке колебаниях увеличивается амортизирующее действие на поршневой шток.

Принципиально, направляющий элемент мог бы быть выполнен из эластичного материала таким образом, чтобы при прилегании к краевой поверхности поршневого штока он действовал бы на краевую поверхность поршневого штока с предварительным натягом за счет своей собственной деформации.

Для достижения заданного предварительного натяга направляющего элемента в направлении краевой поверхности поршневого штока, преимущественным образом, предусмотрено, что направляющий элемент имеет предварительный натяг в направлении краевой поверхности поршневого штока посредством воздействующего на него упругоэластичного элемента.

Подобный упругоэластичный элемент мог бы воздействовать на направляющий элемент в разных направлениях.

Является особо благоприятным, если упругоэластичный элемент воздействует на направляющий элемент на обращенной от поршневого штока стороне.

Для достижения наибольшей силы предварительного натяга в направлении краевой поверхности поршневого штока, преимущественным образом, предусмотрено, что по меньшей мере один направляющий элемент опирается на упругоэластичный элемент.

Опора упругоэластичного элемента может достигаться, особо благоприятно, в том случае, если упругоэластичный элемент выполнен с опорой направляющего элемента относительно несущей части направляющей вставки на обращенной от поршневого штока стороне.

В отношении расположения упругоэластичного элемента относительно направляющего элемента также мыслимы разные решения.

Особо предпочтительно, опора по меньшей мере одного направляющего элемента возможна в том случае, если он опирается относительно направляющей вставки посредством двух расположенных на расстоянии друг от друга в направлении перемещения упругоэластичных элементов.

В отношении выполнения упругоэластичного элемента до сих пор не было приведено никаких более подробных данных.

Так, упругоэластичный элемент мог бы быть составлен из нескольких, действующих на направляющий элемент компонентов.

Особо предпочтительное решение предусматривает, что упругоэластичный элемент выполнен охватывающим направляющий элемент.

Конструктивно особо простая форма выполнения предусматривает, что упругоэластичный элемент выполнен в виде охватывающего направляющий элемент на обращенной от поршневого штока стороне кольцевого тела.

Подобное упругоэластичное кольцевое тело может быть реализовано, например, посредством того, что упругоэластичный элемент выполнен в виде пружинного кольцевого тела, причем пружинный элемент может быть образованной на кольцевом теле винтовой пружиной или образующей кольцевое тело спиральной пружиной.

Другое предпочтительное решение предусматривает, что упругоэластичный элемент выполнен в виде кольца круглого сечения из упругоэластичного резинового материала.

Для того чтобы, несмотря на эластичную податливость направляющего элемента, выдерживать наиболее высокую точность направления поршневого штока, преимущественным образом, предусмотрено, что подвижность поршневого штока поперек направления перемещения ограничена посредством направляющей вставки, так что, с одной стороны, может предотвращаться зажатие поршневого штока в направляющей вставке, но, с другой стороны, может сохраняться точность направления поршневого штока.

В дополнение к этому, например, предусмотрено, что подвижность поршневого штока поперек направления перемещения ограничена посредством ограничительного элемента.

Это может быть реализовано, например, посредством того, что на направляющей части расположен ограничивающий движение поршневого штока поперек направления перемещения ограничительный элемент.

Это означает, что направляющая часть служит опорой не только для направляющего элемента, но одновременно также для ограничительного элемента.

Это может быть реализовано, например, посредством того, что ограничительный элемент образован ограничительной областью направляющей части.

При этом эта ограничительная область могла бы быть расположена так, чтобы она ограничивала движение направляющего элемента.

Тем не менее, конструктивно особо простое решение предусматривает, что ограничительный элемент направляющей части расположен таким образом, что для ограничения движения поперек направления перемещения он действует непосредственно на поршневой шток.

Другое предпочтительное решение предусматривает, что по меньшей мере один выполненный с возможностью эластичного перемещения направляющий элемент является ограниченно эластично перемещаемым относительно несущей части направляющей вставки.

Таким образом, в этом случае предусмотрено, что ограничительный элемент действует на направляющий элемент и ограничивает перемещение самого направляющего элемента.

Например, в этом случае предусмотрено, что по меньшей мере один направляющий элемент является ограниченно эластично перемещаемым поперек направления перемещения посредством расположенного на несущей части направляющей вставки ограничительного элемента.

В простейшем случае это может быть реализовано посредством того, что ограничительный элемент имеет обращенную к направляющему элементу, расположенную на несущей части направляющей вставки ограничительную поверхность.

В связи с предыдущими разъяснениями решения согласно изобретению не рассматривалось подробнее пространственное расположение упругоэластичного элемента.

Так, особо предпочтительное решение предусматривает, что упругоэластичный элемент расположен в направляющей вставке в замкнутой камере.

Такое расположение упругоэластичного элемента в замкнутой камере в направляющей вставке обладает преимуществом, состоящим в том, что даже в случае частичного разрушения упругоэластичного элемента его частицы не могут попадать в винтовой компрессор, прежде всего в область распределительных золотников, так как этому препятствует замкнутая камера.

Упругоэластичный элемент может быть особо просто размещен в камере в том случае, если он расположен в предусмотренной в направляющей части приемной канавке, причем эта приемная канавка может закрываться, например, стенкой несущей части направляющей вставки, которая (несущая часть - прим. пер.) принимает направляющую часть.

Другое предпочтительное решение предусматривает, что упругоэластичный элемент расположен в предусмотренной в несущей части направляющей вставки приемной канавке, причем эта приемная канавка закрыта, например, направляющим элементом, так что также возникает замкнутая камера для упругоэластичного элемента.

Для того чтобы винтовой компрессор согласно изобретению можно было эксплуатировать с особо низким уровнем шума, преимущественным образом, предусмотрено, что эластичная подвижность поршневого штока относительно направляющей вставки поперек направления перемещения меньше, чем зазор направляемого в золотниковом канале распределительного золотника поперек направления перемещения.

Другие признаки и преимущества изобретения являются предметом последующего описания, а также чертежного изображения некоторых примеров выполнения.

На чертеже показано:

Фиг. 1 вид на первый пример выполнения винтового компрессора согласно изобретению в перспективе,

Фиг. 2 разрез вдоль линии 2-2 на фиг. 1 при максимальной производительности компрессора и наименьшем объемном отношении,

Фиг. 3 разрез вдоль линии 3-3 в области устройства регистрации позиции,

Фиг. 4 разрез аналогично фиг. 2 при частичной нагрузке,

Фиг. 5 аналогично фиг. 2 увеличенный разрез направляющей вставки для поршневого штока по первому примеру выполнения,

Фиг. 6 другой увеличенный разрез направляющей вставки аналогично фиг. 5,

Фиг. 7 частичный разрез направляющей части по первому примеру выполнения,

Фиг. 8 разрез аналогично фиг. 5 при центральной оси направляющей вставки, параллельной поршневому штоку,

Фиг. 9 изображение аналогично фиг. 8 при отклоненном относительно центральной оси поршневом штоке,

Фиг. 10 аналогично фиг. 6 частичный разрез направляющей вставки по второму примеру выполнения и

Фиг. 11 аналогично фиг. 6 частичный разрез направляющей вставки по третьему примеру выполнения.

Изображенный на фиг. 1 пример выполнения винтового компрессора 10 согласно изобретению содержит обозначенный, в целом, ссылочным обозначением 12 корпус компрессора, который имеет впускной патрубок 14, через который всасывается подлежащая всасыванию газообразная среда, прежде всего холодильный агент, и напорный патрубок 16, через который отводится сжатая до высокого давления газообразная среда, прежде всего холодильный агент.

Как изображено на фиг. 2 и 3, в камере 18 винтовых роторов корпуса 12 компрессора предусмотрено два, соответственно вращаемых вокруг оси 22, 24 винтового ротора винтовых ротора 26, 28, которые своими винтовыми контурами 32 и 34 входят друг в друга и взаимодействуют с примыкающими к ним с краевой стороны уплотнительными стенными поверхностями 36 или же 38 камеры 18 винтовых роторов, чтобы подведенную в примыкающую с впускной стороны к винтовым контурам 32, 34 камеру 42 низкого давления газообразную среду принять, сжать и при высоком давлении отдать в камеру 44 высокого давления в корпусе 12 компрессора.

При этом газообразная среда, прежде всего холодильный агент, в образованных между винтовыми контурами 32, 34 и примыкающими к ним уплотнительными стенными поверхностями 36, 38 компрессионных камерах при низком давлении заключается во всасываемый объем и сжимается при высоком давлении до конечного объема.

Для адаптации винтового компрессора 10, например, к требующимся в контуре холодильного агента условиям эксплуатации, осуществляется адаптация эксплуатационного состояния винтового компрессора 10, во-первых, в отношении объемного отношения, которое показывает отношение между максимально заключенным всасываемым объемом и отданным конечным объемом, и, во-вторых, в отношении производительности компрессора, которая показывает долю фактически сжатого винтовым компрессором объемного потока по отношению к максимально сжимаемому винтовым компрессором 10 объемному потоку.

Для адаптации эксплуатационного состояния в первом, изображенном на фиг. 2-4 примере выполнения первый распределительный золотник 52 и второй распределительный золотник 54 расположены, находясь друг за другом, в предусмотренном в корпусе 12 компрессора золотниковом канале 56, причем золотниковый канал 56 проходит параллельно осям 22, 24 винтового ротора и направляет первый распределительный золотник 52 и второй распределительный золотник 54 в области их, не примыкающей к винтовым роторам 26, 28 направляющей краевой поверхности 58.

Первый распределительный золотник 52 обращен к камере 44 высокого давления и, таким образом, расположен на стороне высокого давления, а второй распределительный золотник 54 расположен относительно первого распределительного золотника 52 на стороне низкого давления.

Каждый из обоих распределительных золотников 52 и 54 имеет, помимо этого, еще примыкающую к винтовому ротору 26 уплотнительную стенную поверхность 62 золотника и примыкающую к винтовому ротору 28 уплотнительную стенную поверхность 64 золотника, которые представляют собой частичные поверхности уплотнительных стенных поверхностей 36 и 38, и образованные корпусом 12 компрессора уплотнительные стенные поверхности 66 и 68 корпуса, которые также представляют собой частичные поверхности уплотнительных стенных поверхностей 36 и 38, дополняют уплотнительные стенные поверхности 36 и 38, которые вместе с винтовыми контурами 32 и 34 вносят свой вклад в образование компрессионных камер (фиг. 2).

Как изображено на фиг.2 и 4, первый распределительный золотник 52 и второй распределительный золотник 54 образованы так, что они ввиду того, что они образуют уплотнительные стенные поверхности 62 и 64 золотника, а также направляющую краевую поверхность 58, являются идентичными и, таким образом, они могут с возможностью перемещения в золотниковом канале 56 корпуса 12 компрессора направляться в проходящем параллельно осям 22, 24 винтового ротора направлении 72 перемещения.

При этом первый распределительный золотник 52 образует обращенную к камере 44 высокого давления, устанавливающую конечный объем компрессионных камер выпускную кромку 82, которая за счет перемещения первого распределительного золотника 52 в направлении 72 перемещения является перемещаемой и за счет своего положения относительно находящейся со стороны высокого давления замыкающей поверхности 84 камеры 18 винтовых роторов участвует в определении конечного объема образованных компрессионных камер и, таким образом, объемного отношения.

Этот принцип расположения золотников известен и описан, например, в WO 93/18307, на что делается ссылка в отношении описания принципа функционирования.

Как изображено на фиг. 2 и 4, первый распределительный золотник 52 и второй распределительный золотник 54 имеют обращенные друг к другу торцевые поверхности 86 и 88, которыми они, как изображено, например, на фиг. 2, являются прикладываемыми друг к другу таким образом, что уплотнительные стенные поверхности 62 и 64 золотника первого распределительного золотника 52 и второго распределительного золотника 54 переходят друг в друга.

Помимо этого, первый распределительный золотник 52 и второй распределительный золотник 54 являются перемещаемыми относительно друг друга в золотниковом канале 56.

Во внутренней камере 102 второго распределительного золотника 54, преимущественным образом, предусмотрена еще сжимная пружина 104, которая служит для воздействия на первый распределительный золотник 52 относительно второго распределительного золотника 54 так, чтобы торцевые поверхности 86 и 88 являлись перемещаемыми в стороны друг от друга.

Как изображено на фиг. 2 и 4, для перемещения первого распределительного золотника 52 предусмотрена цилиндрическая структура 112, которая содержит цилиндрическую камеру 114 и поршень 116, причем поршень 116 соединен со штоком 118 поршня, который выполняет соединение с первым распределительным золотником 52, а именно, например, с выступом 122 первого распределительного золотника 52, который расположен, например, на находящейся напротив торцевой поверхности 86 такового стороне.

Помимо этого, цилиндрическая структура 112 находится, прежде всего, на находящейся напротив второго распределительного золотника 54 стороне первого распределительного золотника 52, преимущественным образом на находящемся со стороны высокого давления участке 124 корпуса корпуса 12 компрессора, который расположен непосредственно после золотникового канала 56 и непосредственно после камеры 44 высокого давления и, таким образом, на находящейся напротив камеры 42 низкого давления стороне корпуса 12 компрессора.

Второй распределительный золотник 54 является перемещаемым с помощью цилиндрической структуры 132, которая содержит движимый в цилиндрической камере 134 поршень 136, причем цилиндрическая камера 134 простирается, прежде всего, в продолжение золотникового канала 56 на находящемся со стороны низкого давления участке 142 корпуса, на котором расположены находящиеся со стороны привода подшипниковые узлы для винтовых роторов 26 и 28, которые являются приводимыми в движение, например, через приводной вал 144.

Поршень 136, прежде всего, монолитно приформован ко второму распределительному золотнику 54 и имеет площадь поршня, которая соответствует по меньшей мере площади поперечного сечения второго распределительного золотника 54.

Находящийся со стороны низкого давления участок 142 корпуса, на котором размещается цилиндрическая камера 134 для цилиндрической структуры 132 для перемещения второго распределительного золотника 54, находится в области корпуса 12 компрессора, которая расположена напротив находящегося со стороны высокого давления участка 124 корпуса для размещения цилиндрической камеры 114 для цилиндрической структуры 112.

Первый распределительный золотник 52 и второй распределительный золотник 54 могут с помощью цилиндрических структур 112 и 132 сдвигаться вместе настолько, что торцевые поверхности 86 и 88 в соединенном положении прилегают друг к другу (фиг. 2), и в соединенном положении оба распределительных золотника 52, 54 могут также передвигаться вместе как единственный распределительный золотник, который простирается от находящейся с впускной стороны замыкающей поверхности 126 в направлении находящейся с напорной стороны замыкающей поверхности 84 и его выпускная кромка 82 вносит свой вклад в установление объемного отношения, причем, как изображено на фиг.2, в этом соединенном положении винтовой компрессор 10 всегда подает максимальный объемный поток.

В зависимости от положения выпускной кромки 82 относительно замыкающей поверхности 84 можно подогнать объемное отношение, которое при становящемся все меньше расстоянии от выпускной кромки 82 до замыкающей поверхности 84 возрастает и достигает своего максимального значения тогда, когда выпускная кромка 82 имеет требующееся для минимизации конечного объема наименьшее расстояние до замыкающей поверхности 84.

Если теперь необходимо дополнительно варьировать производительность компрессора, то есть фактически подаваемый объемный поток, то осуществляется, как изображено, например, на фиг. 4, разделение торцевых поверхностей 86 и 88 за счет передвижения распределительных золотников 52 и 54 друг от друга в разделенное положение. В разделенном положении второй распределительный золотник 54 является недействующим и, таким образом, в разделенном положении начальный объем устанавливается положением торцевой поверхности 86 первого распределительного золотника 52.

Тем не менее, до тех пор, пока выпускная кромка 82 не находится в положении, в котором она задает минимально возможный конечный объем, отношение начального объема, заданного торцевой поверхностью 86, к конечному объему, заданному выпускной кромкой 82, не является варьируемым.

Если же, как изображено на фиг. 4, первый распределительный золотник 52 перемещается в направлении камеры 44 высокого давления настолько далеко, что выпускная кромка 82 имеет минимальное расстояние до замыкающей поверхности 84 или даже перемещается за ее пределы в охваченную камерой 44 высокого давления приемную камеру 146 для первого распределительного золотника 52, то возможно варьирование начального объема 86 без изменения конечного объема, так как в этом случае он всегда остается минимальным.

Для того исключения в разделенном положении влияния второго распределительного золотника 54, он, прежде всего, с помощью цилиндрической структуры 132 вводится на участок 142 корпуса, причем цилиндрическая камера 134 задана по размерам так, что она одновременно содержит приемную камеру 148 для второго распределительного золотника 54 и, таким образом, создает возможность того, чтобы отводить второй распределительный золотник 54 от первого распределительного золотника 52 настолько далеко, чтобы торцевая поверхность 88 более не влияла на начальный объем.

Таким образом, второй распределительный золотник 54 позволяет влиять на начальный объем за счет того, что он или прилегает своей торцевой поверхностью 88 к торцевой поверхности 86 первого распределительного золотника 52 для образования соединенного положения распределительных золотников 52, 54 и таким образом максимизирует начальный объем, или своей собственной торцевой поверхностью 88 может отводиться в сторону от торцевой поверхности 86 первого распределительного золотника 52 настолько далеко, что второй распределительный золотник 54 более не оказывает никакого влияния на начальный объем.

Для регистрации позиций первого распределительного золотника 52 и второго распределительного золотника 54 предусмотрено обозначенное, в целом, ссылочным обозначением 152 устройство регистрации позиции, которое содержит простирающийся параллельно направлению 72 перемещения распределительных золотников 52, 54 и, следовательно, параллельно осям 22, 24 винтового ротора детекторный элемент 154, который в состоянии регистрировать позиции элементов 156 и 158 индикации позиции.

Как изображено на фиг. 2 и 4, первый распределительный золотник 52, преимущественным образом, жестко соединен с поршневым штоком 118, который, например, с помощью резьбовой цапфы 162 входит в зацепление с резьбовым отверстием 164 в первом распределительном золотнике 52, так что за счет этого осуществляется жесткая фиксация поршневого штока 118 относительно первого распределительного золотника 52.

Резьбовое отверстие 164 для резьбовой цапфы 162 находится, прежде всего, в выступе 122 первого распределительного золотника 52.

Помимо этого, поршневой шток 118 снабжен проходящей параллельно направлению 72 перемещения краевой поверхностью 166, которая со скольжением направляется в направляющей вставке 172, которая, со своей стороны, снова сидит в гнезде 174 для направляющей вставки, которое расположено в несущей находящийся со стороны высокого давления участок 124 корпуса стенке 175 и, таким образом, жестко соединено с участком 124 корпуса.

При этом направляющая вставка 172 предоставляет единственное точное направление поршневого штока 118 относительно участков 142 и 124 корпуса и, таким образом, точное направление первого распределительного золотника 52 относительно участков 142, 124 корпуса, которое осуществляется дополнительно к направлению первого распределительного золотника 52 в золотниковом канале 56.

Таким образом, направляемый с зазором в золотниковом канале 56 первый распределительный золотник 52 за счет точного направления поршневого штока 118 посредством направляющей вставки 172 направляется в целом относительно участков 142 и 124 корпуса и, следовательно, относительно корпуса 12 компрессора, так что возможное в зависимости от обстоятельств за счет зазора при направлении первого распределительного золотника 52 в золотниковом канале 56 образование шума, прежде всего грохота, при эксплуатации винтового компрессора согласно изобретению может предотвращаться, так как направление поршневого штока 118 посредством направляющей вставки 172 допускает меньшее движение поперек направления 72 перемещения, чем составляет зазор первого распределительного золотника 52 в золотниковом канале 56, и за счет этого улучшает направление первого распределительного золотника 52.

Как изображено на фиг. 5-9, первый пример выполнения направляющей вставки 172 содержит несущую часть 176, которая с одной стороны имеет цилиндрическую боковую поверхность 178, которой несущая часть 176 сидит в гнезде 174 для направляющей вставки и за счет гнезда 174 для направляющей вставки позиционирована поперек направления 72 перемещения.

Помимо этого, несущая часть 176 содержит выступающую радиально над цилиндрической боковой поверхностью 178 фланцевую часть 182, которая имеет проходящую перпендикулярно боковой поверхности 178 и примыкающую радиально к цилиндрической боковой поверхности 178 фланцевую поверхность 184, которая является накладываемой на несущую гнездо 172 для направляющей вставки стенку 175 находящегося со стороны высокого давления участка 124 корпуса и, например, с помощью проходящих через отверстия 188 во фланцевой части 182 винтов 192 является фиксируемой на стенке 175, так что несущая часть 172, в целом, жестко соединена со стенкой 175.

Через несущую часть 176 проходит пропускное отверстие 202, которое имеет большее поперечное сечение, чем поршневой шток 118, так что поршневой шток 118 может быть направлен сквозь пропускное отверстие 202, не касаясь его внутренней поверхности 206.

При этом внутренняя поверхность 206 пропускного отверстия 202 проходит цилиндрически, прежде всего, по отношению к проходящей параллельно направлению 72 перемещения центральной оси 204 пропускного отверстия 202, причем ее диаметр больше, чем диаметр поршневого штока 118, так что поршневой шток 118 может направляться сквозь пропускное отверстие 202, не касаясь цилиндрической внутренней поверхности 206.

С обеих сторон пропускного отверстия 202 несущая часть 176 снабжена выполненными ступенчато кольцевыми канавками 212 и 214, которые, во-первых, имеют проходящие цилиндрически по отношению к центральной оси 204 донные поверхности 216 и 218 канавки, а также с обращенных друг к другу сторон ограничены боковыми поверхностями 222, 224, в то время как со своих, удаленных друг от друга сторон кольцевые канавки 212, 214 не имеют боковых поверхностей и, таким образом, являются открытыми, правда, на этих сторонах предусмотрены уступы 226, 228.

Как изображено на фиг.6, в кольцевых канавках 212, 214 сидят направляющие части 232, 234, которые своими цилиндрическими наружными поверхностями 236, 238 прилегают к донным поверхностям 216 и 218 канавки, и, таким образом, расположены в несущей части 176 с центрированием в направлении поперек центральной оси 204, и, кроме того, с помощью боковых поверхностей 222 и 224, а также уступов 226 и 228 зафиксированы против передвижений в направлении центральной оси 204.

Как изображено в качестве примера в направляющей части 232 на фиг. 7, каждая из направляющих частей 232, 234 имеет находящийся радиально внутри и обращенный к центральной оси 204 направляющий элемент 242, который выполнен, например, исходя от основы 244 направляющей части 232, в форме проходящего кольцеобразно вокруг центральной оси 204 скоса и образует направляющую поверхность 246, которая в смонтированном состоянии без зазора прилегает к краевой поверхности 166 поршневого штока 118, однако может эластично двигаться относительно основы 244 поперек направления 72 перемещения и, следовательно, радиально по отношению к центральной оси 204.

Для предварительного натяга направляющего элемента 242 на него воздействует на находящейся напротив направляющей поверхности 246 краевой поверхности 248 упругоэластичный элемент 252, который выполнен, например, в виде кольцевой пружины, которая расположена в проходящей кольцеобразно вокруг центральной оси 204 и простирающейся в направлении, параллельном центральной оси 204, приемной канавке 254 в соответствующей направляющей части 232, причем боковая стенка приемной канавки 244 ограничена краевой поверхностью 248 направляющего элемента 242, и причем приемная канавка 254 простирается, преимущественным образом, от обращенного к соответствующей боковой поверхности 222 или же 224 соответствующей кольцевой канавки 212, 214 кольцеобразного проема 256 канавки в направляющей части 232 или же 234 в параллельном центральной оси 204 направлении протяженности в направляющей части 232 или же 234 вплоть до дна 256 канавки, так что образующая краевую поверхность 248 направляющего элемента 242 боковая стенка приемной канавки 254 проходит приблизительно параллельно направлению 72 перемещения, причем под приблизительно параллельным прохождением следует понимать прохождение с угловым отклонением вплоть до±20°.

Дополнительно, направляющая часть 232 содержит носимый основной частью 244 ограничительный элемент 262, который несет смещенную назад относительно направляющей поверхности 246 ограничительную поверхность 264.

При этом ограничительная поверхность 264 за счет ограничительного элемента 262 и основы 244 направляющей части 232 расположена неэластично по отношению к наружной поверхности 236 и при эластичном деформировании направляющего элемента 242 служит для установления максимального движения поршневого штока 118 поперек направления 72 перемещения и радиально по отношению к центральной оси 204.

Преимущественным образом, направляющий элемент 242 монолитно приформован к основе 244, а ограничительный элемент 262 также монолитно приформован к основе 244 соответствующей направляющей части 232.

При этом направляющую часть 232 или же 234 можно изготавливать, преимущественным образом, из содержащего, прежде всего, угольные компоненты, полимерного материала, например из ПТФЭ или фторуглеродных соединений, который в случае основы 244 и носимого основой 244 ограничительного элемента 262 является по существу неэластичным радиально по отношению к центральной оси 204, однако за счет более тонкого участка 266 стенки между основой 244 и направляющим элементом 242 предоставляет возможность эластичной подвижности направляющего элемента 242 относительно основы 244.

Содержащий подобные угольные компоненты полимерный материал можно конфигурировать подходящим образом, прежде всего, в отношении степени твердости, свойств скольжения и износостойкости.

Как изображено, например, на фиг.8, за счет воздействующего на направляющий элемент 242 в направлении, радиальном по отношению к центральной оси 204, упругоэластичного элемента 252 направляющая поверхность 246 без зазора прилегает к краевой поверхности 166 поршневого штока 118 и вызывает точное направление поршневого штока 118 относительно направляющей вставки 172, которая, в свою очередь, жестко соединена со стенкой 175, так что за счет этого осуществляется точное направление поршневого штока 118 через две расположенные на расстоянии друг от друга в направлении 72 перемещения направляющие части 232, 234 с направляющими элементами 242, что также изображено на фиг. 8.

Направляющие элементы 242, конечно, имеют возможность смещаться в радиальном направлении по отношению к центральной оси 204, чтобы допускать незначительное отклонение поршневого штока 118 относительно центральной оси 204, обусловленное, например, зазором первого распределительного золотника 52 в золотниковом канале 56, причем движение поршневого штока 118 в смысле отклонения по отношению к центральной оси 204 ограничивается ограничительными поверхностями 264 ограничительных элементов 262 направляющих частей 232 или же 234, так что за счет радиального положения ограничительных поверхностей 264 по отношению к центральной оси 204 при соответствующем расстоянии между ограничительными поверхностями 264 в направлении 72 перемещения может устанавливаться мера отклонения поршневого штока 118 по отношению к центральной оси 204.

При этом эластичность направляющих элементов 242 в радиальном направлении по отношению к центральной оси 204 не нарушается, а их возможное движение в радиальном направлении по отношению к центральной оси 204 ограничивается ограничительными поверхностями 264.

Таким образом, посредством находящихся радиально в предварительном напряжении в направлении центральной оси 204 упругоэластичных элементов 252 и эластично подвижных направляющих элементов 242, с одной стороны, может достигаться беззазорное направление поршневого штока 118 относительно направляющей вставки 172, которое амортизирует колебания поршневого штока 118, и одновременно за счет эластичного смещения направляющих элементов 242 при незначительном отклонении поршневого штока 118 относительно центральной оси 204 пресекается перекашивание поршневого штока 118 в направляющей вставке 172, причем, кроме того, ограничительными поверхностями 264 ограничительных элементов 262 ограничивается максимальное возможное отклонение поршневого штока 118, так что эластичное смещение направляющего элемента 242 в радиальном направлении по отношению к центральной оси 204 возможно только в ограниченной мере, чтобы выдерживать требуемую точность при направлении поршневого штока 118.

Вследствие того, что упругоэластичный элемент 252 расположен в проходящей кольцеобразно вокруг центральной оси приемной канавке 254 в несущей части 176 и приемная канавка 254 имеет обращенный соответственно к боковой поверхности 222 или же 224 соответствующей кольцевой канавки 212, 214 кольцеобразный проем 256 канавки, при вставленных в несущие части 176 направляющей вставки 172 направляющих частях 232, 234 соответствующий проем 256 канавки закрыт соответствующей боковой поверхностью 222 или же 224 кольцевой канавки 212, 214, так что за счет этого эластичный элемент 252 расположен в направляющей вставке 172 с заключением в капсулу и, тем самым, защищен от воздействий грязи и сред, и, кроме того, винтовой компрессор также защищен от излома в упругоэластичном элементе 252, так как возникающие при изломе упругоэластичного элемента 152 частицы не могут выйти из направляющей вставки 172.

Во втором примере выполнения соответствующей изобретению направляющей вставки 172', представленном на фиг. 10, несущая часть 176 снабжена простирающимися внутрь ее радиально по отношению к центральной оси 204, исходя от внутренней поверхности 206, и расположенными на расстоянии друг от друга в направлении перемещения приемными канавками 272, 274, в которых расположены упругоэластичные элементы 252, которые в этом случае выполнены, например, в виде колец круглого сечения из резиноэластичного материала.

Поэтому приемные канавки 272, 274 снабжены обращенным к центральной оси 204 проемом 273 или же 275 канавки, и в эти проемы 273, 275 канавки вставлены кольцеобразные направляющие элементы 276, 278, которые с одной стороны закрывают проемы 273, 275 канавки, а с другой стороны имеют обращенные к центральной оси 204 направляющие поверхности 282, 284.

Направляющие элементы 276, 278, со своей стороны, изготовлены из эластичного материала и, таким образом, подвергаются воздействию упругоэластичных элементов 252 радиально по отношению к центральной оси 204 в направлении центральной оси 204, так что они своими направляющими поверхностями 282, 284 также без зазора приложены к краевой поверхности 166 поршневого штока 118.

При этом направляющие элементы 276, 278 оперты относительно несущей части 176' с помощью расположенных в приемных канавках 272, 274 пружинисто-эластичных элементов 252 в несущей части 176' и за счет этого имеют возможность двигаться радиально по отношению к центральной оси 204, чтобы при отклонении поршневого штока 118 относительно центральной оси 204 предотвращать заклинивание поршневого штока 118.

В этом случае отклонение поршневого штока 118 относительно центральной оси 204 ограничивается с помощью представляющей собой ограничительную поверхность 286 внутренней поверхности 206 пропускного отверстия 202, так что в таком случае, как это описано в связи с первым примером выполнения, вследствие эластичного отклонения направляющих элементов 276, 278 для предотвращения перекашивания поршневого штока 118 точность направления поршневого штока 118 для направления первого распределительного золотника 52 в золотниковом канале 56, в целом, не ухудшается.

В остальном, те элементы второго примера выполнения, которые идентичны таковым предшествующего, первого примера выполнения, снабжены теми же ссылочными обозначениями, так что в отношении их описания можно в полном объеме ссылаться на изложения к первому примеру выполнения.

В третьем примере выполнения, изображенном на фиг. 11, несущая часть 176'' направляющей вставки 172'' также снабжена простирающимися радиально в сторону от центральной оси 204 внутрь несущей части 176'' приемными канавками 272', 274', причем проемы 273, 275 канавки расположенных на расстоянии друг от друга в направлении 72 перемещения кольцевых канавок 212'', 214'' закрыты направляющим элементом 292, который простирается не только вдоль проемов 272'', 274'' канавки, но и от одного проема 272'' канавки до другого проема 274'' канавки и образует, в целом, сплошную направляющую поверхность 294.

В приемных канавках 272', 274' таким же образом, как первом и втором примерах выполнения, находятся эластичные элементы 252'', которые воздействуют на направляющий элемент 292 также радиально по отношению к центральной оси 204 в направлении центральной оси 204 и приводят к тому, что направляющий элемент 292 своей направляющей поверхностью 294, по меньшей мере, в областях, в которых действуют эластичные элементы 252'', без зазора прилегает к краевой поверхности 166 поршневого штока 118.

В этом примере выполнения направляющий элемент 294 также выполнен, преимущественным образом, из эластичного материала и поэтому при воздействии с помощью эластичных элементов 252'' может деформироваться в радиальном направлении, так что направляющий элемент 292 может также без зазора прилегать направляющей поверхностью 294 к краевой поверхности 166 поршневого штока 118.

В третьем примере выполнения ограничение движения направляющего элемента 292 поперек направления 72 перемещения осуществляется за счет того, что находящаяся между приемными канавками 272', 274' внутренняя поверхность 206 образует ограничительную поверхность 296 для перемещения направляющего элемента 292 поперек направления 72 перемещения и таким образом воздействует на краевую поверхность 166 поршневого штока 118 не непосредственно, а через направляющий элемент 292.

В этом случае эластичные элементы 252'' также расположены в кольцевых канавках 212'' или же 214'' с заключением в капсулу, чтобы, с одной стороны, защитить их от воздействия грязи и сред и, с другой стороны, также защитить винтовой компрессор от частиц, которые, в определенных случаях, могут возникнуть при изломе или частичном разрушении эластичных элементов 252''.

В остальном, те элементы третьего примера выполнения, которые идентичны таковым предшествующих примеров выполнения, снабжены теми же ссылочными обозначениями, так что в отношении их описания можно в полном объеме ссылаться на изложения к первому примеру выполнения.

Изобретение относится к винтовому компрессору. Компрессор содержит корпус с расположенной в нем камерой, два расположенных в камере винтовых ротора, которые своими винтовыми контурами входят друг в друга и взаимодействуют с примыкающими к ним и частично охватывающими их уплотнительными стенными поверхностями, по меньшей мере один расположенный в золотниковом канале корпуса и примыкающий уплотнительными стенными поверхностями золотника к обоим винтовым роторам распределительный золотник. Золотник выполнен с возможностью перемещения в направлении перемещения параллельно осям винтового ротора. Золотник жестко соединен с поршневым штоком, который ведет к цилиндрической структуре для перемещения по меньшей мере одного распределительного золотника и который посредством подвижно размещающей поршневой шток в направлении перемещения направляющей вставки направлен относительно корпуса. В направляющей вставке поршневой шток посредством направляющего элемента эластично податливо направлен поперек направления перемещения. Изобретение направлено на обеспечение наиболее точного направления поршневого штока без заклинивания в направляющей вставке. 26 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Винтовой компрессор (10), содержащий корпус (12) компрессора с расположенной в нем камерой (18) винтовых роторов, два расположенных в камере (18) винтовых роторов и установленных в корпусе (12) компрессора с возможностью вращения соответственно вокруг оси (22, 24) винтового ротора винтовых ротора (26, 28), которые своими винтовыми контурами (32, 34) входят друг в друга и взаимодействуют соответственно с примыкающими к ним и частично охватывающими их уплотнительными стенными поверхностями (36, 38) для размещения подведенной через расположенную в корпусе (12) компрессора камеру (42) низкого давления газообразной среды и отдачи в область расположенной в корпусе (12) компрессора камеры (44) высокого давления, причем газообразная среда в образованных между винтовыми контурами (32, 34) и примыкающими к ним уплотнительными стенными поверхностями (36, 38) компрессионных камерах при низком давлении заключается во всасываемый объем, а при высоком давлении сжимается до конечного объема, а также по меньшей мере один расположенный в золотниковом канале (56) корпуса (12) компрессора и примыкающий уплотнительными стенными поверхностями (62, 64) золотника к обоим винтовым роторам (26, 28) распределительный золотник (52, 54), который выполнен с возможностью перемещения в направлении (72) перемещения параллельно осям (22, 24) винтового ротора и оказывающим влияние на конечный объем и/или на начальный объем, который жестко соединен с поршневым штоком (118), который ведет к цилиндрической структуре (112) для перемещения по меньшей мере одного распределительного золотника (52), и который посредством подвижно размещающей поршневой шток (118) в направлении (72) перемещения направляющей вставки (172) направлен относительно корпуса (12) компрессора,

отличающийся тем, что

в направляющей вставке (172) поршневой шток (118) посредством направляющего элемента (242, 276, 278, 292) эластично податливо направлен поперек направления (72) перемещения.

2. Винтовой компрессор по п. 1, отличающийся тем, что направляющий элемент (242, 276, 278, 292) выполнен с возможностью эластичного перемещения относительно несущей части (176) направляющей вставки (172) поперек направления (72) перемещения.

3. Винтовой компрессор по п. 1, отличающийся тем, что направляющий элемент (242, 276, 278, 292) в направлении краевой поверхности (166) поршневого штока (118) прилегает к краевой поверхности (166) с эластичным предварительным натяжением.

4. Винтовой компрессор по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что направляющий элемент (242, 276, 278, 292) снабжен по меньшей мере одной прилегающей без зазора к краевой поверхности (166) поршневого штока (118) направляющей поверхностью (246, 282, 284, 294) для поршневого штока (118) и что направляющая поверхность (246, 282, 284, 294) выполнена с возможностью эластичного перемещения относительно несущей части (176) направляющей вставки (172) поперек направления (72) перемещения.

5. Винтовой компрессор по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере один направляющий элемент (242) образован выполненной с возможностью перемещения относительно несущей части (176) направляющей вставки (172) направляющей областью направляющей части (232, 234).

6. Винтовой компрессор по п. 5, отличающийся тем, что направляющая часть (232, 234) расположена в несущей части (176) направляющей вставки (172), прочно сидя основой (244).

7. Винтовой компрессор по п. 6, отличающийся тем, что по меньшей мере один направляющий элемент (276, 278, 292) направлен направляющей частью (232, 234) и с возможностью перемещения относительно несущей части (176) направляющей вставки (172).

8. Винтовой компрессор по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что поршневой шток (118) направлен посредством нескольких расположенных на расстоянии друг от друга в направлении (72) перемещения направляющих элементов (242, 276, 278).

9. Винтовой компрессор по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что направляющий элемент (242, 276, 278, 292) имеет предварительный натяг в направлении краевой поверхности (166) поршневого штока (118) посредством воздействующего на него упругоэластичного элемента (252).

10. Винтовой компрессор по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что упругоэластичный элемент (252) воздействует на направляющий элемент (242, 276, 278, 292) на обращенной от поршневого штока (118) стороне.

11. Винтовой компрессор по п. 9 или 10, отличающийся тем, что по меньшей мере один направляющий элемент (242, 276, 278, 292) опирается на упругоэластичный элемент (252).

12. Винтовой компрессор по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что упругоэластичный элемент (252) выполнен с опорой направляющего элемента (242, 276, 278, 292) относительно несущей части (176) направляющей вставки (172) на обращенной от поршневого штока (118) стороне.

13. Винтовой компрессор по одному из пп. 9-12, отличающийся тем, что по меньшей мере один направляющий элемент (276, 278, 292) опирается относительно направляющей вставки (172) посредством двух расположенных на расстоянии друг от друга в направлении (72) перемещения упругоэластичных элементов (252).

14. Винтовой компрессор по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что упругоэластичный элемент (252) выполнен охватывающим направляющий элемент (242, 276, 278, 292).

15. Винтовой компрессор по одному из пп. 9-14, отличающийся тем, что упругоэластичный элемент (252) выполнен в виде охватывающего направляющий элемент (242) на обращенной от поршневого штока (118) стороне кольцевого тела.

16. Винтовой компрессор по одному из пп. 9-15, отличающийся тем, что упругоэластичный элемент (252) выполнен в виде пружинного кольцевого тела.

17. Винтовой компрессор по одному из пп. 9-15, отличающийся тем, что упругоэластичный элемент (252) выполнен в виде кольца круглого сечения.

18. Винтовой компрессор по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что подвижность поршневого штока (118) поперек направления (72) перемещения ограничена посредством направляющей вставки (172).

19. Винтовой компрессор по п. 18, отличающийся тем, что подвижность поршневого штока (118) поперек направления (72) перемещения ограничена посредством ограничительного элемента (262, 286, 296).

20. Винтовой компрессор по п. 19, отличающийся тем, что на направляющей части (232, 234) расположен ограничивающий движение поршневого штока (118) поперек направления (72) перемещения ограничительный элемент (262).

21. Винтовой компрессор по п. 20, отличающийся тем, что ограничительный элемент (262) образован ограничительной областью (262) направляющей части (232, 234).

22. Винтовой компрессор по п. 18 или 19, отличающийся тем, что по меньшей мере один выполненный с возможностью эластичного перемещения направляющий элемент (276, 278, 292) является ограниченно эластично перемещаемым относительно несущей части (176) направляющей вставки (172).

23. Винтовой компрессор по п. 22, отличающийся тем, что по меньшей мере один направляющий элемент (276, 278, 292) является ограниченно эластично перемещаемым поперек направления (72) перемещения посредством расположенного на несущей части (176) направляющей вставки (172) ограничительного элемента (286, 296).

24. Винтовой компрессор по п. 23, отличающийся тем, что ограничительный элемент имеет обращенную к направляющему элементу (292), расположенную на несущей части (176) направляющей вставки (172) ограничительную поверхность (286, 296).

25. Винтовой компрессор по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что упругоэластичный элемент (252) расположен в направляющей вставке (172) в замкнутой камере (254, 272, 274).

26. Винтовой компрессор по п. 25, отличающийся тем, что упругоэластичный элемент (252) расположен в предусмотренной в направляющей части (232, 234) приемной канавке (254).

27. Винтовой компрессор по п. 25, отличающийся тем, что упругоэластичный элемент (252) расположен в предусмотренной в несущей части (176) приемной канавке (272', 274').