Свободнопоршневой компрессор с электромагнитным приводом Советский патент 1990 года по МПК F04B35/04 

10

20

25

Изобретение относится к компрессог;/ ростроению и может быть использовано в свободнопоршневых компрессорах с электромагнитным приводом.

Цель изобретения - повышение удельной производительности компрессора, улучшение динамической и эксплуатационной характеристик и снижение удельной энергоемкости путем совмещения: основных узлов поршневой группы и J обеспечения высокой точности синхоони зации. перемещ1Ения поршней.

На фиг,J показан предлагаемый

компрессор, о.бщий РИД; на фиг.2 - се- f5 °ппозитных чение А-А на фиг.; на фиг.З - блок- управления приводными катушками.

Свободнопоршневой компрессор с электромагнитным приводом содержит два соосно расположенньк цилиндровых блока 1 и 2, включающих по два оппо- зитно расположенных цилиндра 3 и 4 второй ступени с установленными в них с образованием рабочих камер 5 и 6с всасьгоающими и нагнетательными клапап . нами 7 и 8 поршнями 9 и 10, жестко связанными между собой, и по две соос- ные приводные электромагнитные катушки 11 и 12, силовой полупроводниковый 30 коммутатор 13 питания с двумя выходны- ми каналами 14 и 15, один из которых подключен к средним катушкам 11, а другой - к крайним катушкам 12, и блоки 16 и 17 контроля положений поршней ,r тушки 12 процессы в камерах 6,5,20 и

21 принимают обратный характер.

Уравнительные трубопроводы 24 при эксплуатации компрессора надежно компенсируют возможную несогласованность в срабатьшании клапанов 7,8,22 и 23 камер 5,6,20 и 21, которые они сообщают. При этом обеспечивается равное сопротивление синхрооппозитному перемещению поршней 9,10 и 19 в блоках 1 и 2.

При работе электромагнитного привода питайие осуществляется от силового полупроводникового коммутатора 13, в котором формируются импульсы напряжения требуемой формы и частоты, пода- позитных цилиндров 3 и 4 связаны между собой посредством этих поршней 19, катушки 11 и 12 охватывают дополнительные цилиндры 18, камеры 20 и 21 дополнительных цилиндров 18 связаны нагнетательными клапанами 23 с всасывающими клапанами 7 оппозитных цилиндров 3 и 4, а нагнетательные клапаны 8 последних сообща-ны между собой, при этом

средние и внешние камеры 5,6,20,21 оппозитных цилиндров 3 и 4 и дополнительных цилиндров 1Ь сообщены между . собой уравнительными трубопроводами 24.

Дополнительные цилиндры 18 снабжены тонкостенной гильзой 25 из антифрикционного материала, а между гильзой 25 и катушКами 11 и 1 2 установлены кольцевые теплоизоляционные прокладки 26.

Цилиндры 3,4 и 18 выполнены из немагнитного материала, а поршни 9 и 10 цилиндров 3 и 4 - пустотелыми из немагнитного материала.

Кроме того, -клапаны 23 и 7 сообщены 1 езкду собой посредством охладительных ресиреров 27 а клапаны 8 - посредством ресивера 28.

Компрессор работает следующим образом.

При подаче напряжения на средние катушки 11, жестко связанные между собой, поршни 10,19,9 в цилиндровых блоках 1 и 2 начинают двигаться навстречу друг другу, прд этом в камерах 5 и 20 начинается процесс сжатия и нагнетания газа через клапан 8 и 23 в ресиверы 28 -и 27 соответственно,.а в .камерах 6 и 21 происходит процесс всасьша- ния газа через клапаны 7 и 22 из ресиверов 27 и атмосферы соответственно. При подаче напряжения на крайние ка40

19 в цилиндровых блоках 1 и 2, установленные между выходными каналами 14 и 15 и катушками 11 и 12. Цилиндровые блоки 1 и 2 снабжены дополнительными цилиндрами 18 первой ступени с уста-т новленными а них поршнями 19 с образованием двух рабочих камер 20 и 21 с всасьюающими и нагнетательными клапанами 22 и 23 и размещенными между оп- позитными цилиндрами 3 и 4 блоков 1 и 5 2, при этом диаметр дополнительных циг- лйндров 18 больше диаметра оппозитных цилиндров 3 и 4, поршни 19 дополнительных цилиндров 18 выполнены из ферро- манитного материала, поршни 9 и 10 оп-rg

iS

ваемые попеременно в выходные клапаны 14 и 15 и далее в блоки 16 и 17 контроля положения поршней 19, где производится многократное за цикл работы сравнение токов в параллельно соединенных катушках 11 и 12. В случае превышениядопустимого уровня различий этих токов производятся регулировка подаваемого на катушки 11 и 12 напря10

0

25

5 °ппозитных

0 r тушки 12 процессы в камерах 6,5,20 и

средние и внешние камеры 5,6,20,21 оппозитных цилиндров 3 и 4 и дополнительных цилиндров 1Ь сообщены между . собой уравнительными трубопроводами 24.

Дополнительные цилиндры 18 снабжены тонкостенной гильзой 25 из антифрикционного материала, а между гильзой 25 и катушКами 11 и 1 2 установлены кольцевые теплоизоляционные прокладки 26.

Цилиндры 3,4 и 18 выполнены из немагнитного материала, а поршни 9 и 10 цилиндров 3 и 4 - пустотелыми из немагнитного материала.

Кроме того, -клапаны 23 и 7 сообщены 1 езкду собой посредством охладительных ресиреров 27 а клапаны 8 - посредством ресивера 28.

Компрессор работает следующим образом.

При подаче напряжения на средние катушки 11, жестко связанные между собой, поршни 10,19,9 в цилиндровых блоках 1 и 2 начинают двигаться навстречу друг другу, прд этом в камерах 5 и 20 начинается процесс сжатия и нагнетания газа через клапан 8 и 23 в ресиверы 28 -и 27 соответственно,.а в .камерах 6 и 21 происходит процесс всасьша- ния газа через клапаны 7 и 22 из ресиверов 27 и атмосферы соответственно. При подаче напряжения на крайние каПри работе электромагнитного привода питайие осуществляется от силового полупроводникового коммутатора 13, в котором формируются импульсы напряжения требуемой формы и частоты, пода-

ваемые попеременно в выходные клапаны 14 и 15 и далее в блоки 16 и 17 контроля положения поршней 19, где производится многократное за цикл работы сравнение токов в параллельно соединенных катушках 11 и 12. В случае превышениядопустимого уровня различий этих токов производятся регулировка подаваемого на катушки 11 и 12 напря5

жения и выравнивание положения поршней 19.

Формула

зсбретения

10

рами с установленными в них поршнями с образованием двух рабочих камер с всасывающими и нагнетательными клапа- нами и размещенными между оппозитными цилиндрами блоков, при этом диаметр дополнительных цилиндров больше диа- метра оппозитных цилиндров, поршни дополнительных цилиндров выполнены из ферромагнитного материала, поршни оппозитных цилиндров связаны между собой посредством этих поршней, катушки охгт ватывают дополнительные цилиндры, камеры дополнительных цилиндров связаны

1 . Свободнопоршневой компрессор с электромагнитным приводом, содержащий два соосно расположенных цилиндровых блока, включающих по два оппозитно расположенных цилиндра с установленными в них с образованием рабочих камер с всасывающими и нагнетательными клапанами поршнями, жестко СВЯЧЯННымы

Meacuv собой J 1г. связанными .., Аииилнительных циливдров связан H,L соосные привод- ,5 нагнетательными клапанами с всасываю

гой - к 0 и дополнительных цилиндров сообщ с я тем чтГ ° « -Д и й- между собой уравнительными трубопрово- с я тем, что, с целью повышения его дами.

удельной производительности, улучшения 2. Компрессор по п.1, о т л и ч асокой точности синхронизации перемещения поршней, он снабжен блоками контгильзой и катушками установлены колы цевые теплоизоляционные прокладки.

3. Компрессор по пп.1 и 2, о т л ироля положений поршней в цилиндровых ЗО ч а ю щ и и с я тем, что циливдры вы- блоках, установленными мевду выходными полнены из немагнитного материала а каналами и катушками, а цилиндровые

блоки снабжены дополнительными цилиндА-А

поршни оппозитных цилиндров - пустотелыми из немагнитного материала.

1610068

рами с установленными в них поршнями с образованием двух рабочих камер с всасывающими и нагнетательными клапа- . нами и размещенными между оппозитными цилиндрами блоков, при этом диаметр дополнительных цилиндров больше диа- метра оппозитных цилиндров, поршни дополнительных цилиндров выполнены из ферромагнитного материала, поршни оппозитных цилиндров связаны между собой посредством этих поршней, катушки охгт ватывают дополнительные цилиндры, камеры дополнительных цилиндров связаны

.., Аииилнительных циливдров связан нагнетательными клапанами с всасываю

гильзой и катушками установлены колы цевые теплоизоляционные прокладки.

3. Компрессор по пп.1 и 2, о т л ич а ю щ и и с я тем, что циливдры вы- полнены из немагнитного материала а

ЗО ч а ю щ и и с я тем, что циливдры вы полнены из немагнитного материала а

А-А

поршни оппозитных цилиндров - пустотелыми из немагнитного материала.

Изобретение позволяет повысить удельную производительность, улучшить динамическую и эксплуатационную характеристики и снизить удельную энергоемкость компрессора путем совмещения основных узлов поршневой группы и обеспечения высокой точности синхронизации перемещения поршней (П). Цилиндровые блоки 1, 2 расположены соосно и включают по два оппозитно расположенных цилиндра (Ц) 3, 4. В Ц 3, 4 установлены с образованием рабочих камер 5, 6 с всасывающими и нагнетательными клапанами 7, 8 П 9, 10, жестко связанные между собой. Выходные каналы силового полупроводникового коммутатора питания подключены соответственно к соосным приводным электромагнитным катушкам (К) 11, 12 - средним и крайним. Блоки контроля положения П 9, 10 установлены между каналами и коммутатора и К 11, 12. В блоках 1, 2 установлены Ц 18 с П 19 с образованием камер 20, 21. Ц 18 размещены между Ц 3, 4. Диаметр Ц 18 больше диаметра Ц 3, 4. П 19 выполнены из ферромагнитного материала. П 9, 10 связаны между собой П 19. К 11, 12 охватывают Ц 18. Камеры 20, 21 связаны клапанами 23 с клапанами 7. Клапаны 8 сообщены между собой. Камеры 5, 6 и 20, 21 Ц 3, 4 и 18 сообщены между собой уравнительными трубопроводами 24. Ц 18 снабжены тонкостенной гильзой 25 из антифрикционного материала. Ц 3, 4 и 18 выполнены из немагнитного материала, а П 9, 10 - пустотелыми из немагнитного материала. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

25

Фиг. 2

Фиг. 5