БЕЗМАСЛЯНЫЙ КОМПРЕССОР Российский патент 2021 года по МПК F04C29/12 

Настоящее изобретение относится к безмасляному компрессору.

Известно, что трансмиссия между ведущим валом двигателя и ведомым валом, например, ротора элемента компрессора обеспечена корпусом, в котором расположены зубчатые колеса трансмиссии.

Для того чтобы обеспечивать правильную работу, масло впрыскивается в корпус трансмиссии, чтобы служить в качестве смазки.

Так как ведомый вал проходит от элемента компрессора до трансмиссии, уплотнения обеспечены между элементом компрессора и трансмиссией.

Однако всегда будет некоторый поток утечки, что означает, что некоторый воздух будет попадать в корпус трансмиссии, таким образом приводя к повышению давления в трансмиссии.

Важно избавляться от такого положительного давления, так как указанные уплотнения не должны подвергаться воздействию слишком большой разности давлений, поскольку это может влиять на их правильную работу.

Если разность давлений слишком велика, возможно, что воздух будет вытекать из трансмиссии в элемент компрессора. Этот воздух будет также содержать впрыснутую смазку.

Такую ситуацию всегда необходимо избегать, так как эта смазка будет непреднамеренно попадать в элемент компрессора и вызывать загрязнение смазкой сжатого воздуха, генерируемого элементом компрессора.

Несомненно, в случае применений без масла, при которых требуется чистый сжатый воздух, такая ситуация недопустима.

Положительное давление может быть выпущено в атмосферу. Это означает, что воздух со смазкой попадает в атмосферу. Такую ситуацию предпочтительно следует избегать для применений без масла, так как эта смазка будет попадать на машину или около машины и тем самым может случайно также попадать в машину.

Именно поэтому корпус трансмиссии соединен с маслоотделителем, чтобы быть способным очищать масловоздушную смесь в трансмиссии с помощью маслоотделителя и выпускать ее в атмосферу. Отделенное масло может быть направлено обратно в масляный резервуар для последующего впрыскивания обратно в трансмиссию.

В известных трансмиссиях выполняется использование сжатого газа для получения отбора из трансмиссии в маслоотделитель через канал Вентури.

Для этого используется часть сжатого газа, сгенерированного компрессором, которая ответвляется в указанный канал Вентури. Следовательно, масловоздушная смесь будет отбираться из трансмиссии, причем сжатый газ и масловоздушная смесь продуваются через фильтр.

Разумеется, это влечет за собой потерю эффективности машины.

Более того, ветвь может быть прервана или может отделяться так, что канал Вентури теряет его эффект, так, что не происходит отбора в маслоотделитель.

Альтернативно, также возможно получать отбор с помощью внешнего (электрического) источника с, например, вентилятором.

Однако это решение также влечет за собой дополнительное потребление электричества и также дополнительный риск в случае выхода из строя внешнего источника, например, в случае отключения электропитания или обрыва кабеля.

Наиболее близким аналогом настоящего изобретения является компрессор, раскрытый в публикации WO 0042322 A1 и содержащий компрессорный элемент, содержащий корпус элемента компрессора, внутри которого установлены охватываемый и охватывающий винтовые роторы, причем вал охватывающего винтового ротора переходит в ведомый вал, и двигатель, имеющий ведущий вал, при этом между ведущим валом двигателя и ведомым валом компрессорного элемента имеется трансмиссия.

Технической задачей настоящего изобретения является обеспечение решения для устранения по меньшей мере одного из вышеупомянутых и других недостатков.

Задачей настоящего изобретения является создание устройства трансмиссии между ведущим валом и ведомым валом, причем трансмиссия содержит корпус и по меньшей мере ведомое зубчатое колесо, которое установлено на ведомом валу, и ведущее зубчатое колесо, которое установлено на ведущем валу, характеризующегося тем, что корпус обеспечен выпускным отверстием, причем выпускное отверстие размещено в радиальном продолжении одного из зубчатых колес.

«В радиальном продолжении» означает, что выпускное отверстие продолжается согласно радиальному направлению зубчатого колеса. Это означает согласно направлению линии, которая продолжается от центра зубчатого колеса.

Зубчатое колесо будет генерировать так называемый «ветер от зубчатого колеса» посредством его вращения, т.е. поток воздуха или вихрь от вращающихся зубьев зубчатого колеса, который будет обеспечивать, что масловоздушная смесь в корпусе трансмиссии удаляется в радиальном направлении.

Преимущество выпускного отверстия, размещенного в радиальном продолжении зубчатого колеса, заключается в том, что масловоздушная смесь направляется указанным «ветром от зубчатого колеса» точно в это выпускное отверстие.

Выпускное отверстие может быть дополнительно соединено с маслоотделителем или масляным фильтром и/или с масляным резервуаром.

Эффект указанного «ветра от зубчатого колеса» опустошает корпус, и масловоздушная смесь будет отправляться в масляный резервуар или в масляный фильтр или маслоотделитель.

Другое основное преимущество заключается в том, что эта система не требует никакого внешнего источника питания, т.е. сжатого воздуха или электричества.

Это также означает, что отсутствует риск выхода из строя или неисправности в результате выключения этого внешнего источника питания.

Более того, это автоматическая саморегулирующаяся система: чем быстрее вращаются зубчатые колеса, тем больше будет поток утечки из элемента компрессора в трансмиссию, и отбор корпуса трансмиссии будет тем больше, чем быстрее вращаются зубчатые колеса.

Кратко говоря, это означает, что уровень отбора корпуса будет автоматически регулироваться в соответствии с величиной потока утечки.

Предпочтительно, но необязательно для изобретения, выпускное отверстие размещено в радиальном продолжении наибольшего зубчатого колеса.

Более того, наибольшее зубчатое колесо будет генерировать наибольший «ветер от зубчатого колеса» так, что его эффект будет также больше, и больше масловоздушной смеси может быть направлено в масляный резервуар.

Изобретение также относится к компрессору или вакуумному насосу, который обеспечен элементом компрессора или вакуумного насоса и двигателем для приведения в движение элемента компрессора или вакуумного насоса, и причем элемент компрессора или вакуумного насоса также обеспечен трансмиссией согласно изобретению между ведущим валом двигателя и ведомым валом элемента компрессора или вакуумного насоса.

Таким образом, согласно объекту настоящего изобретения создан безмасляный компрессор, содержащий: компрессорный элемент, содержащий корпус элемента компрессора, внутри которого установлены охватываемый и охватывающий винтовые роторы, причем вал охватывающего винтового ротора переходит в ведомый вал, и двигатель, имеющий ведущий вал, при этом между ведущим валом двигателя и ведомым валом компрессорного элемента имеется трансмиссия, отличающийся тем, что трансмиссия содержит корпус и, по меньшей мере, ведомое зубчатое колесо, установленное на ведомом валу, и ведущее зубчатое колесо, установленное на ведущем валу, причем в корпусе выполнено выпускное отверстие, размещенное в радиальном продолжении одного из зубчатых колес и соединенное с отводной трубой, проходящей в продолжении воздушного потока, создаваемого одним из зубчатых колес, и соединенной с масляным резервуаром с фильтрующим элементом.

Предпочтительно, выпускное отверстие корпуса трансмиссии расположено в продолжении воздушного потока, создаваемого одним из зубчатых колес.

Предпочтительно, выпускное отверстие корпуса трансмиссии размещено в радиальном продолжении наибольшего из зубчатых колес.

С намерением лучшего показа характеристик изобретения несколько предпочтительных вариантов выполнения трансмиссии согласно изобретению и компрессора или вакуумного насоса, оборудованного такой трансмиссией, описаны ниже в качестве примера без какого-либо ограничивающего характера со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:

Фиг. 1 схематически показывает трансмиссию согласно изобретению;

Фиг. 2 схематически показывает вид согласно поперечному сечению X-X’ на Фиг. 1; и

Фиг. 3 схематически показывает альтернативный вариант выполнения Фиг. 2.

Компрессор 1, показанный на Фиг. 1, по существу содержит элемент 2 компрессора, двигатель 3 и трансмиссию 4 между элементом 2 компрессора и двигателем 3.

Элемент 2 компрессора представляет собой в этом случае элемент 2 винтового компрессора, который содержит корпус 5 элемента компрессора и два взаимодействующих винтовых ротора 6a, 6b, конкретнее, внешний винтовой ротор 6a и внутренний винтовой ротор 6b, лопасти 7 которых поворачиваются друг в друга взаимодействующим образом.

Оба ротора 6a, 6b установлены с подшипниками посредством их вала 8 в корпусе 5 элемента компрессора.

Вал 8 одного из роторов 6b продолжается и образует ведомый вал 9.

Этот ведомый вал 9 достигает корпуса 10 трансмиссии 4, а ведомое зубчатое колесо 11 установлено на его конце.

Для того, чтобы изолировать элемент 2 компрессора от трансмиссии 4, два уплотнения 12a, 12b установлены на ведомом валу 9: масляное уплотнение 12a и воздушное уплотнение 12b.

Двигатель 3 имеет ведущий вал 13, который достигает корпуса 10 трансмиссии 4 и на котором установлено ведущее зубчатое колесо 14, которое сцепляется с указанным ведомым зубчатым колесом 11.

Трансмиссия 4 содержит вышеупомянутый корпус 10 с указанными зубчатыми колесами 11 и 14 в нем.

Разумеется, не исключено, что в корпусе 10 дополнительные зубчатые колеса установлены между ведомым зубчатым колесом 11 и ведущим зубчатым колесом 14.

И это не исключает того, что двигатель 3 расположен в корпусе 10 трансмиссии 4.

Более того, трансмиссия 4 обеспечена масляным резервуаром 15 и фильтрующим элементом 16, соединенным с ним, чтобы быть способной фильтровать масло из масловоздушной смеси, которая вентилируется с помощью масляного резервуара 15 и фильтрующего элемента 16 в атмосферу.

Впрыснутое масло собирается в масляном резервуаре 15.

Более того, компрессор 1 в показанном примере также обеспечен масляным контуром 17, который может возвращать масло, собранное в масляном резервуаре 15, т.е. масло, которое течет обратно из корпуса 10, и масло, отделенное фильтрующим элементом 16, с помощью масляного насоса 18 обратно в трансмиссию 4 и/или двигатель 3. Дополнительно, масляный контур 17 также обеспечен масляным фильтром 19, чтобы быть способным удалять примеси из масла.

Согласно изобретению, корпус 10 трансмиссии 4 обеспечен выпускным отверстием 20, которое размещено в радиальном продолжении наибольшего зубчатого колеса 14.

Как уже упоминалось, это означает, что выпускное отверстие 20 продолжается согласно радиальному направлению X-X’ зубчатого колеса 14. Это означает согласно направлению X-X’ линии, которая продолжается от центра 21 наибольшего зубчатого колеса 14.

В этом случае ведущее зубчатое колесо 14 представляет собой наибольшее зубчатое колесо.

Для изобретения необязательно, чтобы это выпускное отверстие 20 продолжалось согласно радиальному направлению наибольшего зубчатого колеса, т.е. в этом случае ведущего зубчатого колеса 14. Также возможно, что выпускное отверстие 20 продолжается согласно радиальному направлению меньшего зубчатого колеса, в этом случае ведомого зубчатого колеса 11.

В показанном примере выпускное отверстие 20 также размещено ниже ведущего зубчатого колеса 14. Это обеспечивает преимущество в том, что сила тяжести будет помогать перемещать более тяжелые частицы масла в корпусе 10 трансмиссии 4.

Более того, в показанном примере выпускное отверстие 20 расположено в плоскости X-X’ ведущего зубчатого колеса 14. Это означает, что выпускное отверстие 20 не будет расположено спереди или сзади плоскости X-X’ зубчатого колеса 14. Это будет также помогать удалять масловоздушную смесь из корпуса 10.

Отводная труба 22, которая соединяется с выпускным отверстием 20 и в этом случае продолжается в плоскости X-X’ зубчатого колеса 14, проходит от выпускного отверстия 20.

Эта отводная труба 22 соединяет корпус 10 с масляным резервуаром 15.

Работа компрессора 1 очень проста и выглядит следующим образом.

Во время работы компрессора 1 двигатель 3 будет приводить в движение ведущее зубчатое колесо 14, при этом перемещение через ведомое зубчатое колесо 11 передается ведомому валу 9 элемента 2 компрессора.

Масло будет впрыскиваться в трансмиссию 4 и возможно также в двигатель 3 для охлаждения и/или смазки подшипников зубчатых колес 11, 14 и других частей.

Работа компрессора 1 будет приводить к определенному повышению давления в трансмиссии 4, так как воздушное уплотнение 12b на ведомом валу 9 будет позволять определенный поток утечки в направлении элемента 2 компрессора по направлению к трансмиссии 4.

Следовательно, в корпусе 10 трансмиссии 4 будет масловоздушная смесь с увеличенным давлением.

Вращение ведущего зубчатого колеса 14 будет создавать так называемый «ветер от зубчатого колеса», причем поток воздуха или вихрь генерируется вращающимися зубьями зубчатого колеса. Этот поток воздуха схематически показан стрелками на Фиг. 2.

Этот поток как бы направляет масловоздушную смесь, которая находится в корпусе 10, автоматически в выпускное отверстие 20 и, таким образом, через отводную трубу 22 в масляный резервуар 15 и фильтрующий элемент 16.

Следовательно, подаваемый воздух утечки, который попадает в корпус 10 через масляное уплотнение 12a, будет немедленно удален. Это приводит к ограниченному отрицательному или положительному давлению в корпусе 10, которое находится в пределах разрешенной разности давлений масляного уплотнения 12a. От выпускного отверстия 20 остальная часть системы, состоящая из отводной трубы 22, масляного резервуара 15 и фильтрующего элемента 16, будет находиться при положительном давлении, которое определяется падением давления на фильтрующем элементе 16.

Отделение масла может происходить в фильтрующем элементе 16 так, что очищенный воздух может вентилироваться в атмосферу. Отделенное масло может быть собрано в масляном резервуаре 15 и впрыснуто обратно в машину 1 с помощью масляного контура 17.

Несмотря на то, что в показанном примере выпускное отверстие 20 размещено в радиальном продолжении ведущего зубчатого колеса 14 в нижней части корпуса 10, это необязательно для изобретения.

Выпускное отверстие 20 также могло бы быть размещено в радиальном продолжении ведомого зубчатого колеса 11 или других зубчатых колес, если они имеются.

Согласно изобретению, также необязательно, чтобы оно относилось к компрессору 1, который обеспечен трансмиссией 4 согласно изобретению. Машина 1 также могла бы представлять собой вакуумный насос.

Фиг. 3 показывает вариант Фиг. 2, причем в этом случае отводная труба 22 не продолжается в радиальном продолжении ведущего зубчатого колеса 14.

Однако отводная труба 22 размещена под углом к радиальному направлению X-X’ ведущего зубчатого колеса 14. Однако отводная труба 22 по-прежнему продолжается в плоскости ведущего зубчатого колеса 14.

Благодаря этому размещению под наклоном отводная труба 22 с большей точностью следует направлению «ветра от зубчатого колеса» так, что получается еще лучшее удаление масловоздушной смеси из корпуса 10.

Более того, в машине 1, где отводная труба 22 по конструктивным и/или проектным соображениям не размещена в радиальном продолжении ведущего зубчатого колеса 14, отводная труба 22 также может соединяться с масляным резервуаром 15 согласно другой ориентации или форме.

По конструктивным и/или проектным соображениям слив 20 также может быть размещен спереди или сзади плоскости X-X’ зубчатого колеса. Это, например, посредством направления ветра от зубчатого колеса зубчатого колеса через корпус 10 в выпускное отверстие 20.

Настоящее изобретение никоим образом не ограничено вариантами выполнения, описанными в качестве примера и показанными на чертежах, но трансмиссия согласно изобретению и компрессор или вакуумный насос, оборудованный такой трансмиссией, могут быть реализованы во всех формах и размерах без отклонения от объема охраны изобретения.

Изобретение относится к безмасляному компрессору. Компрессор 1 содержит компрессорный элемент (2), включающий корпус (5), внутри которого установлены охватываемый и охватывающий винтовые роторы (6а) и (6b) соответственно. Вал (8) ротора (6b) переходит в ведомый вал (9). Двигатель (3) имеет ведущий вал (13). Между валом (13) двигателя (3) и валом (9) элемента (2) имеется трансмиссия (4). Трансмиссия (4) содержит корпус (10) и, по меньшей мере, ведомое зубчатое колесо (11), установленное на валу (9), и ведущее зубчатое колесо (14), установленное на валу (13). В корпусе (10) выполнено выпускное отверстие (20), размещенное в радиальном продолжении одного из зубчатых колес (11, 14) и соединенное с отводной трубой (22). Труба (22) проходит в продолжении воздушного потока, создаваемого одним из зубчатых колес (11, 14), и соединена с масляным резервуаром (15) с фильтрующим элементом (16). Изобретение направлено на повышение эффективности компрессора. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Безмасляный компрессор (1), содержащий:

компрессорный элемент (2), содержащий корпус (5) элемента компрессора, внутри которого установлены охватываемый (6а) и охватывающий (6b) винтовые роторы, причем вал (8) охватывающего винтового ротора (6b) переходит в ведомый вал (9), и

двигатель (3), имеющий ведущий вал (13),

при этом между ведущим валом (13) двигателя (3) и ведомым валом (9) компрессорного элемента (2) имеется трансмиссия (4), отличающийся тем, что трансмиссия (4) содержит корпус (10) и, по меньшей мере, ведомое зубчатое колесо (11), установленное на ведомом валу (9), и ведущее зубчатое колесо (14), установленное на ведущем валу (13), причем в корпусе выполнено выпускное отверстие (20), размещенное в радиальном продолжении одного из зубчатых колес (11, 14) и соединенное с отводной трубой (22), проходящей в продолжении воздушного потока, создаваемого одним из зубчатых колес (11, 14), и соединенной с масляным резервуаром (15) с фильтрующим элементом (16).

2. Компрессор (1) по п.1, отличающийся тем, что выпускное отверстие (20) корпуса (10) трансмиссии расположено в продолжении воздушного потока, создаваемого одним из зубчатых колес (11, 14).

3. Компрессор (1) по п.1 или 2, отличающийся тем, что выпускное отверстие (20) корпуса (10) трансмиссии размещено в радиальном продолжении наибольшего из зубчатых колес (11, 14).