Поршневой компрессор Советский патент 1991 года по МПК F04B39/10 

Изобретение относится к компрессоро- строению и может быть использовано в поршневых компрессорах с всасывающим клапаном, образуемым компрессорными кольцами.

Цель изобретения - повышение КПД.

На фиг. 1 изображен Предлагаемый компрессор; на фиг. 2 - часть поршня при ходе от НМТ к ВМТ; на фиг. 3 - часть поршня при ходе поршня от ВМТ к НМТ; на фиг. 4 - сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 5 - сечение Б-Б на фиг. 3; на фиг. 6 - вариант расположения радиального отверстия в гильзе при положении поршня в НМТ; на фиг. 7 - то же; на фиг. 8 - поршень со сквозными отверстиями в боковой стенке: на фиг. 9 - вид В на фиг. 1.

Поршневой компрессор содержит поршень 1, установленный в гильзе 2 цилиндра 3 с образованием рабочей и подпоршневой камер 4, 5 и включающий по крайней мере два компрессионных кольца 6, установленных в поршневых канавках 7 с осевым и радиальным зазором, канал 8 всасывания, крышку 9 цилиндра 3 с нагнетательным клапаном 10, при этом в дне поршня 1 выложены прорези 11, сообщающие рабочую камеру 4 с радиальным зазором первого со стороны рабочей камеры 4 кольца 6, а в стенках каждой канавки 7 последующих колец 6 со стороны рабочей камеры 4 выполнены пазы 12, сообщающие межкольцевые пространства 13 с радиальными зазорами колец 6 в этих канавках 7, при этом канал 8 всасывания сообщен с зазором между пор

О

ел

4 00

шнем 1 и гильзой 2. В гильзе 2 цилиндра 3 выполнены радиальные отверстия 14, сообщающие канал 8 всасывания с зазором между поршнем 1 и гильзой 2, поршень 1 снабжен уплотнительным кольцом 15, расположенным ниже радиальных отверстий 14 в гильзе 2, на боковой поверхности поршня 1 между канавкой 7 первого компрессионного кольца 6 и уплотнительным кольцом 15 параллельно оси цилиндра 3 выполнены пазы 16, при этом прорези 11 выполнены в виде дуговых щелей, процентное отношение площади которых к величине объема, описываемого поршнем 1, составляет 0,035-0,13, площадь сечения пазов 12 в канавках 7 больше или равна площади прорези 11, а радиальная ширина компрессионных колец 6 находится в следующих пределах:

1,25(du-dn)+2,50 в 2,00(dLrdn)+4,Oa, где dtl - диаметр цилиндра 2;

dn - наружный диаметр поршня 1; а - глубина пазов 16 в боковой поверхности поршня 1;

в - радиальная ширина кольца 6. Радиальные отверстия 14 в гильзе 2 выполнены ниже пер jro компрессионного кольца 6 при положении поршня 1 в НМТ.

Во втором варианте радиальные отверстия 14 могут быть выполнены выше первого компрессионного кольца 6 при положении поршня 1 в НМТ.

Канал 8 всасывания может быть сообщен с подпоршневой полостью, отверстием 17, выполненным в цилиндре 3, а в стенке поршня между уплотнитэльным и компрессионными кольцами 15 и 6 выполнены сквозные отверстия 18, сообщающие зазор между гильзой 2 и поршнем 1 с подпоршневой камерой.

Компрессор работает следующим образом.

При ходе поршня 1 к НМТ компрессионные кольца 6 прижаты силами трения к ближней рабочей камере 4, к стенке своих канавок 7, газ по каналу 8 через отверстие 14, зазор между поршнем 1 и гильзой 2, осевые и радиальные зазоры между поршнем 1 и кольцами 6 пазы 12 и прорези 11 поступает в рабочую камеру 4.

При ходе поршня 1 от НМТ к ВМТ компрессионные кольца 6 прижаты силами трения и давления газа к дальним стенкам своих канавок от рабочей камеры 4. Это обеспечивает надежную компрессию газа на всем протяжении хода сжатия и нагнетания.

При изменении направления движения поршня 1 по приходу в ВМТ компрессией ные кольца G под действием сил инерции

прижимаются к ближним стенкам канавок 7 к рабочей камере 4. Это обеспечивает перетекание сжатого газа из мертвого пространства в канал всасывания 8 и его

охлаждение. При движении поршня 1 к НМТ происходит всасывание газа в рабочую камеру 4.

Наличие сквозных отверстий 18 в поршне 1 при одновременном сообщении под0 поршневой полости 5 с каналом 8 всасывания через отверстие 17 также способствует уменьшению потерь на всасывание.

Формула изобретения

5 1. Поршневой компрессор, содержащий поршень, установленный в гильзе цилиндра с образованием рабочей и подпоршневой камер и включающий по крайней мере два компрессионных кольца, установленных в

0 поршневых канавках с осевым и радиальным зазорами, канал всасывания, крышку цилиндра с нагнетательным клапаном, при этом в дне поршня выполнены прорези, сообщающие рабочую камеру с радиальным

5 зазором первого со стороны рабочей камеры кольца, а в стенках каждой канавки последующих колец со стороны рабочей камеры выполнены пазы, сообщающие межкольцевые пространства с радиальны0 ми зазорами колец в этих каналах, при этом канал всасывания сообщен с зазором между поршнем и гильзой, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД компрессора, в гильзе цилиндра выполнены ради5 альные отверстия, сообщающие канал всасывания с зазором между поршнем и гильзой, поршень снабжен уплотнительным кольцом, расположенным ниже радиальных отверстий в гильзе на боковой поверхности

0 поршня, между канавкой первого компрессионного кольца и уплотнительным кольцом параллельно оси цилиндра выполнены пазы, при этом прорези выполнены в виде дуговых щелей, соотношение площади кото5 рых к величине объема, описываемого поршнем, составляет 0,035-0,13, площадь пазов в канавках больше или равна площади прорезей, а радиальная ширина компрессионных колец находится в следующих

0 пределах:

1,25(d4-dri)+2,5a в 2,00(du-dn)+4,0a. где dn - диаметр цилиндра;

dn наружный диаметр поршня; а - глубина пазов в боковой поверхно- 5 сти поршня;

в - радиальная ширина кольца. 2. Компрессор по п. 1, о т л и ч a tout и и с я тем, что, с целью уменьшения попадания масла в рабочую камеру, ради0 альные отверстия в гильзе выполнены ниже

первого компрессионного кольца при положении поршня в нижней мертвой точке (НМТ). 3. Компрессор по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью увеличения степени наполнения цилиндра, радиальные отверстия в гильзе выполнены выше первого компрессионного кольца при положении поршня в НМТ.

4. Компрессор по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что канал всасывания сообщен с подпоршневой полостью отверстием, выполненным в цилиндре, а в стенке поршня между уплотнительным и компрессионными кольцами выполнены сквозные отверстия, сообщающие зазор между гильзой и поршнем с подпоршневой камерой.

Изобретение относится к компрессоро- строению и позволяет повысить КПД поршневого компрессора. Поршень 1 установлен в гильзе 2 цилиндра 3 с образованием рабочей и подпоршневой камер 4, 5. Компрессорные кольца установлены в поршневых канавках с осевым и радиальным зазорами. В дне поршня 1 выполнены прорези, сообщающие камеру 4 с радиальным зазором первого со стороны камеры 4 кольца. В стенках каждой канавки последующих колец со стороны камеры 4 выполнены пазы, сообщающие межкольцевые пространства с радиальными зазорами колец 6 в канавках. Канал 8 всасывания сообщен с зазором между поршнем 1 и гильзой 2, в к-рой вы-, полнены радиальные отверстия 14, сообщающие канал 8 с зазором. Поршень 1 снабжен уплотнительным кольцом 15, расположенным ниже отверстий 14 в гильзе 2 на боковой поверхности поршня 1. Между канавкой 7 первого кольца 6 и кольцом 15 параллельно оси цилиндра 3 выполнены пазы. Прорези выполнены в виде дуговых щелей, отношение площади к-рых к величине объема, описываемого поршнем 1, составляет 0,035-0.,13. Площадь пазов больше или равна площади прорезей. 3 з.п.ф-лы, 9 ил.

1C5 Ц

4 /

т ггп I гтгп / .;:Д У

Фиг

ФигЗ

А-А

Шиг4

Щи г. 6

6-6

Фиг. 5

Щи а 7

Щи г:8

11