Компрессор волнового кинетического сжатия Российский патент 2022 года по МПК F04B35/04 F04B45/47 

Изобретение содержит устройство, охарактеризованное одним независимым пунктом формулы изобретения.

В качестве аналогов могут быть рассмотрены следующие устройства:

• Компрессор кинетического сжатия и объемного нагнетания с магнитоэлектрическим приводом. Патент на изобретение №2142576 от 10.12.1999 г.

• Электродинамический компрессор А.С. СССР №830004, 1979 г., МПК F04B 35/04

• Электродинамический компрессор А.С. SU №1121491 А, 1984 г., МПК F04B 35/04, F04B 49/02.

В качестве аналога (прототипа), наиболее близко к заявляемому изобретению, можно выделить «Компрессор кинетического сжатия и объемного нагнетания с магнитоэлектрическим приводом. Патент на изобретение №2142576 от 10.12.1999 г.»

Характерными, существенными признаками аналога (прототипа) и заявленного изобретения является преобразование магнитного поля магнитной системы в энергию колебательного движения рабочего элемента.

Технической проблемой изобретения является создание облегченной, многоступенчатой электромагнитной конструкции, позволяющей работать в широком диапазоне частот колебаний подвижных элементов.

За счет малых амплитуд колебания подвижных элементов обеспечивается технический результат - гарантированный длительный срок службы устройства, повышается надежность, увеличивается КПД, уменьшается потребляемая мощность, это приводит к уменьшению габаритов, стоимости изготовления и эксплуатации.

В компрессоре используется газодинамическая вибрационная схема, совмещающая кинетическое сжатие и частично объемное нагнетание газа при колебательном движении поршня - сопла в дозвуковом диапазоне частот, при этом обеспечивается генерирование волнового движения газа в проточной части, сформированной пространствами между подвижными - колеблющимися мембранами, жестко соединенными с соплами. Это обеспечивает увеличение скорости протекания перекачиваемой среды через критическое сечение сопел, увеличивая эффективность процессов сжатия и нагнетания.

Техническое результат достигается тем, что компрессор волнового кинетического сжатия, содержащий корпус, электромагнитные катушки, подвижные сопла, совершающие осевые колебательные движения и связанные с корпусом упругими мембранами, окна всасывания и нагнетания, согласно изобретению, снабжен пластинами, жестко связанными с соплами и замыкающими магнитопровод неподвижных электромагнитных катушек, последовательно установленных в корпусе, при этом каждая упругая мембрана с жестко закрепленным на ней соплом выполнена с возможностью перемещения в соответствии с последовательностью включения электромагнитных катушек, получающих электропитание от программного распределителя, и формированием процесса волнового течения газа в межмембранных камерах с последовательным повышением давления в направлении от окна всасывания к окну нагнетания.

Описание изобретения сопровождается тремя схемами и двумя сопутствующими эпюрами изменения величины давления по оси компрессора:

Фиг. 1 - схема общего вида компрессора волнового кинетического сжатия с частичным объемным нагнетанием и линейным электромагнитным приводом.

Фиг. 2 - схема включения 1-ой пары электромагнитных катушек.

Фиг. 3 - эпюра изменения величины давления по оси компрессора для случая включения 1-ой пары электромагнитных катушек.

Фиг. 4 - схема включения 2-ой пары электромагнитных катушек.

Фиг. 5 - эпюра изменения величины давления по оси компрессора для случая включения 2-ой пары электромагнитных катушек.

На фиг. 1 представлена схема общего вида компрессора. В корпусе компрессора (1) последовательно устанавливаются неподвижные электромагнитные катушки (2) и подвижные мембраны (4). На мембранах (4) жестко закрепляются облегченные конические сопла (3), связанные с пластинами магнитопровода (5). Пластины (5) обеспечивают колебательное движение сопел (3) за счет воздействия магнитных сил замыкающих магнитопровод неподвижных электромагнитных катушек (2) при работе компрессора. В корпусе (1) располагаются окна всасывания и нагнетания.

Катушки получают электропитание от программного распределителя, который формирует различные законы движения поршней с целью создания повышенного эффекта волнового сжатия и нагнетания с минимальными потерями энергии.

Перемещение мембран происходит в строгой последовательности включения электромагнитных катушек, представленной на Фиг. 2 и Фиг. 4. При этом в межмембранных камерах А, В, С, D формируется процесс волнового течения газа с последовательным повышением давления в направлении от окна всасывания к окну нагнетания.

Одновременно на фиг. 3 и фиг. 5 представлены эпюры изменения величин давления от (Р вс.) до (Р наг.) по оси компрессора для соответствующей схемы включения электромагнитных катушек.

Изобретение относится к компрессору волнового кинетического сжатия. Компрессор содержит корпус 1, электромагнитные катушки 2, подвижные сопла 3, совершающие осевые колебательные движения и связанные с корпусом 1 упругими мембранами 4, окна всасывания и нагнетания. Компрессор снабжен пластинами 5, жестко связанными с соплами 3 и замыкающими магнитопровод неподвижных катушек 2, последовательно установленных в корпусе 1. Каждая мембрана 4 с жестко закрепленным на ней соплом 3 выполнена с возможностью перемещения в соответствии с последовательностью включения катушек 2, получающих электропитание от программного распределителя, и формированием процесса волнового течения газа в межмембранных камерах с последовательным повышением давления в направлении от окна всасывания к окну нагнетания. Изобретение направлено на обеспечение длительного срока службы, повышение надежности, увеличение КПД, уменьшение потребляемой мощности. 5 ил.

Компрессор волнового кинетического сжатия, содержащий корпус, электромагнитные катушки, подвижные сопла, совершающие осевые колебательные движения и связанные с корпусом упругими мембранами, окна всасывания и нагнетания, отличающийся тем, что компрессор снабжен пластинами, жестко связанными с соплами и замыкающими магнитопровод неподвижных электромагнитных катушек, последовательно установленных в корпусе, при этом каждая упругая мембрана с жестко закрепленным на ней соплом выполнена с возможностью перемещения в соответствии с последовательностью включения электромагнитных катушек, получающих электропитание от программного распределителя, и формированием процесса волнового течения газа в межмембранных камерах с последовательным повышением давления в направлении от окна всасывания к окну нагнетания.