Поршневой компрессор с бесконтактным уплотнением поршня Советский патент 1989 года по МПК F04B39/00 

/IJ/J,

(Л

СП

1чЭ

ел

со

со

Изобретение относится к компрессоро- строению и может быть исполыювано для газодинамического центрирования поршня.

Цель изобретения повыи ение надежности путем увеличения несун1ей способности газового подшипника.

На чертеже п)едставлен предлагаемый компрессор.

Поршневой компрессор с бесконтактным уплотнениеу пор1иия содержит цилиндр 1, крышку 2 с канало.м 3 нагнетания и уста нов- ленный в Hevi нагнетательный клапан 4, вса- сываюший клапан 5, сообщенный с источником низкого дав.ления. например атмосферой и поршень ti со IHTOKOM 7 в цилиндре 1, при атом в цилиндре 1 выполнены дроссельные отверстия 8. сообщенные с одной стороны с каналом 3 на(нетания, а с другой с полостью цилгндра, с образованием с юбкой поршня. 6 аэростатического п()Д1ни11ника с демпферн(;й ка.мерой, выполненной в виде кольцевой тоточки 9, с()об ценной с источ- НИКОМ низкого давления. В юбке поршня 6 выполнены сквозные отверстия 0, всасывающий клапан 5 установ.чен в днише поршня 6. кольцевая проточка 9 иыпо.тнена на юбке поршня 6 п сообн1ена через сквозные отверстия 10 с источником низкого давления через полость П()рп1ня 6, а боковая поверхность поршня В .между дни1цем и кольцено проточкой 9 выпо. шена конической с чиной конусности, определяемой и.з ур;: - нения

/.:..i(l///. - ;С,

где /) .максима. разность .и1ам;гров конуса;

///. от к)пение длины коническом части 110рПП1Я 6 к Д. ШИе ЦИ.ИНДрИЧ;

СК 1Й, laBHoe 0,1 0.4:

( средний рпдиачьный между ци.1ипдр;(ческой частью юбки ио) и ци.. 1индром 1.

Конус 11орш)1Я 6 и стенка цилиндра I образуют коническое щелевое нлотнение. Пор1нень 6 образует с крьипкой 2 и нилинд- ро.м 1 рабоч ю камеру 11.

Компрессор с бесконтактным уплотнением работает следующим образом.

При двил-.еиии поршня б к н. м. т. газ из полости () .чавления через всасывающий клапан 5 поступает в рабочую камеру II. При поступате.1ьном движении поршня 6 к в. м. 1. нроис.ходит сжатие и нагнетание газа в ьана:1 3 нагнегания. К.о.пьцевая проточка 9. сообщенная с источиико.м низкого давления посредством сквозны.х отверс- тий К), исключает влияние пере.меииого давления в рабочей камере II на давление в зазоре между поршнем Н и цилиндром 1 в аэростатическом подшипнике и не снижаег его несушей способности. Без кольцев(И1 проточки 9 несуш;1я способность на .ходе нагнетания . ожет уменьи аться.

При смеше)1ии пор1иня 6 из центрального положения иод действием внешней нагрузки и уменьшен -1| радиал1)НОГо зазора между

, 0 Q

f

0

„ 5

5

6 и цилиндром I, например слева, увеличивается сопротивление движению газа, что приводит к повышению давления в зазоре, а справа в зазоре протекает процесс, противоположный описанному, т. е. дав 1ение в зазоре падает, и под действием разности давлений возникает восстанавливающая сила, способствующая центрированию поршня 6.

В коническом щелевом уплотнении распределение давлений вдоль образующей зависит от величины конусности несущей поверхности, т. е. поршня 6, а также смещения и перекосов поршня 6. Если пренебречь окружными перетечками, то картина течения аналогична течению в плоск.м клине. При 4ТО.М результирующая сила может быть как положите. 1ьной (центрирующей), так и от- ри1.1ательной (децентрирующей). Все зави- I и г 01 соотношения конфузорности щели по разные стороны шелевого уплотнения.

/

Соблюдение равеисгва D( )С

обеспечивает всегда вс чврат поршня 6 к осевому К1Ложению.

Bbi6oj рекомендуемой конусности обеспечивает наибольшую несущую способность шелевого уплотнения, приходящегося на е. 1иницу осевой протечки.

Таки.м образов, в предлагаемой конст- )кци-; комп))ессора с бесконтактным уплот- (юршня щелевое уплотнение способ- ii ) 1епер. центрирующую силу даже при самом неблагоприятном расположении ii;ipij it ,i, возможном на практике при дейст- (ми ои. 1агрузки, обеспечивая его бесконтактную работу и повышая надежность комп|11ЧЧ опа.

Формула изобретения

По|)Ш11евой ко.мпрессор с бесконтактным уплотнением поргпня, содержащий цилиндр, крышку с каналом нагнетания и установленным в нем нагнетательным клапаном, всасывающий клапан, сообщенный с источ- 1П1КОМ низкого давления, и поршень со штоком в цилиндре, при этом в цилиндре выполнены дроссельные отверстия, сообщенные с одной стороны с каналом нагнетания, а с другой -- с полостью цилиндра, с образованием с юбкой аэростатического подшипника с демпферной камерой, выполненной в виде кольцевой проточки, сообщенной с источником низкого д.авления, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем увеличения несущей способности |-азового подц ипника, в юбке поршня вьикз. шены сквозные отверстия, всасывающий клапан установлен в днище поршня, ко. 1р,цевая проточка выполнена на юбке поршня и сообщена через сквозные отверстия с источником низкого давления через по. юсгь поршня, а боковая поверхность

1525313

56

поршня между днищем и кольцевой проточ-///. отношение длины конической чаской выполнена конической с величиной ко-ти поршня к длине цилнндриченусности, определяемой из уравненияской, равное 0,10,4;

.AD(6//L-|-1)C,с - средний радиальный зазор между

где D - максимальная разность диамет-цилиндрической частью поршня

ров конуса; и цилиндром.

Изобретение может быть использовано для газодинамического центрирования поршня (П). Цель изобретения - повышение надежности компрессора путем увеличения несущей способности газового подшипника. В канале 3 нагнетания крышки 2 установлен нагнетательный клапан 4. Всасывающий клапан 5 сообщен с источником низкого давления. П 6 со штоком 7 установлен в цилиндре (Ц) 1, в котором выполнены дроссельные отверстия 8. Отверстия сообщены с одной стороны с каналом 3, с другой с полостью Ц 1 с образованием с юбкой П 6 аэростатического подшипника с демпферной камерой. Камера выполнена в виде кольцевой проточки 9, сообщенной с источником низкого давления. В юбке П 6 выполнены сквозные отверстия 10. Клапан 5 установлен в днище П 6. Боковая поверхность П 6 между днищем и проточкой 9 выполнена конической с величиной конусности, определяемой из уравнения ΔD=(L/L+1)C, ГДЕ ΔD - МАКСИМАЛЬНАЯ РАЗНОСТЬ ДИАМЕТРОВ КОНУСА

L/L - ОТНОШЕНИЕ ДЛИНЫ КОНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ П 6 К ДЛИНЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ, РАВНОЕ 0,1-0,4

C - СРЕДНИЙ РАДИАЛЬНЫЙ ЗАЗОР МЕЖДУ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ЧАСТЬЮ П 6 И Ц 1. 1 ИЛ.