Устройство для регулирования производительности поршневого компрессора Советский патент 1985 года по МПК F04B49/02 

Изобретение относится к технике сжатия газа и может быть использовано в поршневых компрессорах.

Цель изобретения - повышение надежности регулирования.

На чертеже изображена схема устройства для регулирования производительности поршневого компрессора.

Устройство для регулирования производительности поршневого компрессора содержит присоединенную к цилиндру 1 дополнительную полость 2, расположенный в ней поршень-вариатор 3 и подключенные к полости 2 трубопроводы 4 и 5 подвода и отвода рабочей среды с запорными вентилями 6 и 7. Трубопроводы 4 и 5 дополнительно подключены к надпоршневому пространству цилинл,ра 1, и трубопровод 4 подвода снабжен двумя всасываюш,ими клапанами 8 и 9 и размешенной между ними накопительной емкостью 10, а трубопровод 5 отвода - нагнетательным клапаном 11.

В цилиндре расположен поршень 12, нагнетательный и всасываюш,ий клапаны 13 и 14.

В стенке цилиндра установлен ограничитель 15 хода. Вентили 6 и 7 имеют пневматический или иной привод для автоматической работы от командного сигнала.

Устройство работает следуюшим образом.

При работе компрессора с номинальной производительностью поршень-вариатор 3 находится в положении, определяемом ограничителем хода 15. В это время вентиль 6 закрыт, вентиль 7 открыт.

В полости 2, трубопроводе 4 подвода рабочей среды и накопительной емкости 10 поддерживается давление, равное давлению нагнетания РН,..ПОД которым рабочая среда отводится из цилиндра 1 через нагнетательный клапан 13 в нагнетательный трубопровод.

Для уменьшения производительности компрессора вентиль 7 закрывают и он отсоединяет полость 2 от цилиндра 1. Бентиль 6 открывают, и он соединяет полость 2 с цилиндром 1.

Рабочая среда по трубопроводу 5 через нагнетательный клапан 11 перетекает из полости 3 в цилиндр 1 в течение процессов расширения и всасывания в цилиндре.

Рабочий процесс в цилиндре 1 осушествляется при движении поршня 12. Рабочая среда поступает в цилиндр 1 из всасывающего трубопровода через всасывающий клапан 14 и отводится через нагнетательный клапан 13.

По окончании процесса всасывания и в начальный момент процесса сжатия в цилиндре 1 всасывающий клапан 14 закрывается, а клапан 11 будет открыт до тех пор, пока давление в цилиндре 1 не достигнет давления в полости 2. При этом положение

поршня-вариатора 3 будет прежним, а давление в полости 2 устанавливается равным Р ...В дальнейшем происходит повышение давления в цилиндре 1. Поршень 3 на.чинает движение ввиду появления перепада давления в нем, и давление в полости 2 также возрастает. Движение поршня 3 продолжается до момента окончания процесса сжатия в цилиндре. В момент нагнетания из цилиндра 1 образуется полость дополнительного мертвого пространства цилиндра ввиду отклонения поршня-вариатора 3 от первоначального положения.

В период последующего процесса расширения газа в цилиндре 1 происходит расширение газа, находящегося в мертвом пространстве, образованном в результате перемещения поршня 3. Также происходит и расширение газа, находяц;егося в полости 2, в результате чего поршень-вариатор 3 перемещается до первоначального положения,

0 обусловленного ограничителем хода 15, и газ вытесняется из дополнительного мертвого пространства. При достижении порщнемвариатором 3 первоначального положения давление в полости 2 и в цилиндре 1 равно Р . При дальнейшем понижении давления в цилиндре 1 открывается клапан 11, перепускающий газ из полости 2 в цилиндр 1. При прохождении процесса всасывания в цилиндре также открывается и всасывающий клапан 14, закрывающийся в начале

0 процесса сжатия в цилиндре.

При давлении в цилиндре 1, равном давлению в полости 2, клапан 11 закрывается, при этом давление в полости 2 будет равно ,..которое меньше Р из-за перетечки газа из полости 2 в цилиндр 1. При дальнейшем повышении давления газа в цилиндре происходит движеь ие поршня-вариатора 3, подключающего дополнительное мертвое пространство цилиндра. При этом отклонение поршня-вариатора 3 от первоначального положения будет больше, чем предыдущее, в результате чего глубина снижения производительности компрессора увеличится.

В дальнейшем цикл работы устройства повторяется. Ход поршня-вариатора 3 с каждым разом больше и достигает максимального при достижении давления в полости 2, равного PBJ в момент окончания процесса расширения в цилиндре 1. При этом величина снижения производительности компрессора будет максимальной. Дальнейшего увеQ личения хода поршня-вариатора 3 не происходит, так как в этом случае давление полости 2 всегда равно давлению в цилиндре 1.

Если возникает потребность частичного снижения производительности компрессора,

5 то закрывают вентиль 6 при достижении нужной производительности.

Для перевода компрессора с режима с уменьшенной производительностью на номинальный режим работы (или режим с более высокой производительностью) закрывают вентиль 6, он отсоединяет полость 2 от цилиндра 1.

Открывают вентиль 7. В период прохождения процесса нагнетания из цилиндра 1 давление в мертвом пространстве цилиндра 1, дополнительном мертвом пространстве (образованном перемещением поршня-вариатора 3), полости 2 и накопительной емкости 10 равно Ра ...В период расширения происходит движение поршня вариатора 3 одновременно с движением поршня 12. Давление в цилиндре 1 и полости 2 понижается. Вследствие этого происходит открытие клапана 9 и газ, находящийся в накопительной емкости 10, по трубопроводу 4 перетекает в полость 2. В период сжатия газа в цилиндре движение поршня-вариатора 3, занимающего в это время свое первоначальное положение, обусловленное ограничителем хода 15, не происходит по тех пор, пока давление в цилиндре 1 немного не превысит давление в полости 3. При этом клапан 9 закрывается, а клапан 8 открывается. Давление в накопительной емкости 10 повышается.

В момент окончания процесса сжатия газа в цилиндре 1 и в процессе нагнетания газа из цилиндра 1 поршень-вариатор 3 занимает положение, при котором дополнительное мертвое пространство будет меньше, что обусловлено поступлением в полость 2 порции газа в период процесса расширения на предыдущем обороте вала. В момент начала процесса расширения газа в цилиндре 1 клапан 8 закрывается, а клапан 9 открывает0ся. Процесс работы устройства аналогичен процессу на предыдущем обороте и продолжается до тех пор, пока при положении поршня-вариатора 3, обусловленном ограничителем хода 15, давление в полости 2 будет равно РЯ при прохождении процесса наг5нетания газа из цилиндра 1. Причем после каждого цикла работы цилиндра ход поршня-вариатора 3 уменьшается и повышается производительность компрессора.

Если возникает потребность частичного повышения (меньше номинальной) производительности компрессора, то производится закрытие вентиля 7 в любой момент времени, соответствующий этой производительности. При этом работа устройства аналогична вышеописанному.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ПОРШНЕВОГО КОМПРЕССОРА, содержащее присоединенную к цилиндру дополнительКопандный сигнал - /2 ную полость, расположенный в ней поршеньвариатор и подключенные к полости трубопроводы подвода и отвода рабочей среды с запорными вентилями, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности регулирования, трубопроводы дополнительно подключены к надпоршневому пространству цилиндра, трубопровод подвода снабжен двумя всасывающими клапанами и размеш,енной между ними накопительной емкостью, а трубопровод отвода - нагнетательным клапаном. (Л 00 со IQ- 8 4 Командный сигнал