Мотокомпрессор Советский патент 1992 года по МПК F02B71/04 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано как в ста- ционарных, так и в передвижных компрессорных станциях.

Известны мотокомпрессоры (передвижные компрессорные станции ПКС-5, ПК-1 и др.), где на колесном шасси установлены поршневой двухступенчатый компрессор и поршневой двигатель внутреннего сгорания (ДВС) для привода первого.

Недостатком является то, что преобразованное (с поступательно-возвратного на вращательное) движение в ДВС передается компрессору, где происходит обратный процесс преобразования движения, что снижает общий КПД станции вследствие траты энергии на преобразование движения и наличия средств (кривошипно-шатун- ных механизмов) для его осуществления. Кроме того, автоматически не регулируется дозировка подачи топлива в рабочие цилиндры в зависимости от нагрузки компрессора, что приводит к неэкономичному расходованию (сжиганию) топлива.

Известен также мотокомпрессор - компрессорная установка бескривошипно-ша- тунной конструкции для перекачивания природного газа. Установка содержит компрессор двойного действия, цилиндр компрессора, расположенный соосно с рабочими цилиндрами двигателя, размещенными с противоположных сторон, а их поршни жестко соединены штоками, средства продувки полости цилиндра и автоматической дозировки подачи топлива в рабочие цилиндры двигателя в зависимости от нагрузки компрессора.

Недостатком этой установки является то, что в рабочем цилиндре двигателя не фиксируется (не задерживается) поршень в крайних мертвых точках (к.м.т.), следовательно, после открытия выпускного окна цилиндра газы устремляются в коллектор (атмосферу), а сжатый рабочий заряд отталкивает поршень в обратном направлении, что снижает степень сжатия, при этом перекрывается выпускное (продувочное) окно, что снижает качество продувки полости цилиндра. Указанные факторы снижают КПД двигателя.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является мотокомп- реееор, содержащий группы цилиндров

двигателя и компрессора, вспомогательные агрегаты, поршни двигателя и компрессора, размещенные в цилиндрах и соединенные между собой штоками с выступами, приводной двигатель, кулачковый элемент, установленный на валу приводного двигателя, синхронизирующий механизм, причем поршни групп цилиндров двигателя и компрессора кинематически связаны с синхронизирующим механизмом, выступы штоком поршней установлены с возможностью взаимодействия с кулачковым элементом, а цилиндры двигателя и компрессора в каждой группе цилиндров расположены на одной оси.

Недостатком мотокомпрессора является то, что его цилиндропоршневые группы размещены некомпактно. Кроме того, мотокомпрессор не обеспечен устройством автоматической регулировки подачи топлива в

рабочие цилиндры в зависимости от нагрузки генератора.

Цель изобретения -улучшение компактности мотокомпрессора.

Указанная цель достигается тем, что в

мотокомпрессоре, содержащем группы цилиндров двигателя и компрессора, вспомогательные агрегаты, поршни двигателя и компрессора, размещенные в цилиндрах и соединенные между собой штоками с выступами, приводной двигатель, кулачковый элемент, установленный на валу приводного двигателя, синхронизирующий механизм, причем поршни групп цилиндров двигателя и компрессора кинематически

связаны с синхронизирующим механизмом, выступы штоков поршней установлены с возможностью взаимодействия с кулачковым элементом, а цилиндры двигателя и компрессора в каждой группе цилиндров расположены на одной оси, согласно изобретению группы цилиндров установлены параллельно между собой и коаксиально выходному валу приводного двигателя, а вспомогательные агрегаты кинематически связаны валом приводного двигателя.

На чертеже схематично представлен мотокомпрессор сечение.

Мотокомпрессор содержит группы рабочих (силовых) цилиндров 1 и 2 двигателя и цилиндров 3 и 4 компрессора (ступенчатого двойного действия), размещенные в цилиндрах 1-4 поршни 5-8, при этом поршни 5 и 7 соединены штоком 9, а поршни 6 и 8 - штоком 10, штоки 9 и 10 имеют выступы 11, Мотокомпрессор содержит также приводной двигатель 12, кулачковые элементы 13, установленные на валу 14 приводного двигателя 12, синхронизирующий механизм, имеющий зубчатые рейки 15 и промежуточ- ную шестерню 16, причем поршни 5-8 групп цилиндров 1 и 2 двигателя и цилиндров 3 и 4 компрессора кинематически связаны с синхронизирующим механизмом, выступы 11 штоков 9 и 10 установлены с возможно- стью взаимодействия с кулачковыми элементами 13, а цилиндры 1 и 2 двигателя и цилиндры 3 и 4 компрессора в каждой группе цилиндров расположены на одной оси, группы цилиндров 1 и 3 и цилиндров 2 и 4 установлены параллельно между собой и коаксиально выходному валу 14 приводного двигателя 12. Вспомогательные агрегаты (топливный насос, масляный насос, распределительный вал, система зажигания и т.д не показаны) кинематически связаны с валом 14 приводного двигателя 12. Вал 14 приводится в движение коленчатым валом1 17 двигателя 12 с рабочими цилиндрами 18

Силовые цилиндры 1 и 2 содержат вы- пускные(продувочные)окна 19, подпоршне- вые пространства 20 клапаны 21-23 и каналы 24.

Цилиндры 3 и 4 компрессора содержат клапаны 25-27. Сжатый воздух поступает в ресивер 28, который воздуховодом 29 соединен с цилиндром 30, содержащим поршень 31, нагруженный пружиной 32 и соединенный тягой 33 с заслонками 34 каналов 35 подачи топлива

Мотокомпрессор работает следующим образом.

При повороте вала 14 от коленчатого вала 17 рабочих цилиндров 18 его кулачковые элементы 13 (сектор 90°) освобождают

от фиксации выступы 11 штоков 9 и 10, после чего сжигается топливо в силовом цилиндре 1 и его поршень 5, придя в движение, подготовит через зубчатые рейки 15 и шестерню 16 поршень 6 силового цилиндра 3 к рабочему циклу, т.е. поршни 5 и 6 переместятся в противоположные к.м.т. за время поворота вала 14 на 90°. При последующем его повороте на 90° кулачковые элементы 13 через выступы 11 штоком 9 и 10 осуществляют дальнейшее продвижение поршней 5 и 6 к их к.м.т,, создавая таким образом заданную степень сжатия рабочего заряда в силовом цилиндре 2, при этом открывается полностью продувочное окно 19, через которое в силовом цилиндре 1 осуществляется интенсивная продувка его полости за счет поступающего туда по каналу 24 и через клапан 22 сжатого воздуха из его подпорш- невого пространства 20, куда через клапан 21 поступает воздух из атмосферы при движении поршня 5 в обратном направлении.

8силовом цилиндре 2 процесс протекает аналогично.

Поршень 5 силового цилиндра 1 через шток 10 приводит в работу поршень 7 цилиндра 3 компрессора двойного действия. Поршень 6 силового цилиндра 2 через шток

9приводит в работу поршень 8 цилиндра 4 компрессора также двойного действия. Воздух (газ) через клапаны 25 поступает в цилиндр 3, а оттуда для получения ступенчатости через клапаны 26 поступает в цилиндр 4 и через клапаны 27 в ресивер 28

По мере возрастания давления в нем поршень 31 цилиндра 30 сжимает пружину 32 и через тягу 33 воздействует на заслонку 34, увеличивая проход (сечение) для топлива из каналов 35 подачи топлива. При снижении давления в ресивере 28 пружина 32 выводит поршень 31 в соответствующее положение, тем самым уменьшая проход для топлива.

Таким образом достигается автоматическая дозировка подачи топлива в силовые цилиндры 1 и 2 двигателя в зависимости от нагрузки компрессора.

Формула изобретения

1 Мотокомпрессор, содержащий группы цилиндров двигателя и компрессора, вспомогательные агрегаты, поршни двигателя и компрессора, размещенные в цилиндрах и соединенные между собой штоками с выступами, приводной двигатель, кулачковый элемент, установленный на валу приводного двигателя, синхронизирующий механизм, причем поршни групп цилиндров

двигателя и компрессора кинематическиности, группы цилиндров установлены па- связаны с синхронизирующим механизмом,раллельно между собой и коаксиально вы- выступы штоков поршней установлены сходному валу приводного двигателя, возможностью взаимодействия с кулачковым элементом, а цилиндры двигателя и5 2. Мотокомпрессор по п. 1, от л ич а го- компрессора в каждый группе цилиндровщ и и с я тем, что вспомогательные агрегаты расположены на одной оси, отличающи-кинематически связаны с валом приводного и с я тем, что, с целью улучшения компакт-двигателя.

Использование: изобретение относится к машиностроению и может быть использовано как в стационарных, так и в передвиж- ных компрессорных станциях. Цель изобретения - улучшение компактности. Сущность изобретения: мотокомпрессбр содержит группы цилиндров 1 и 2 двигателя и цилиндров 3 и 4 компрессора, вспомогательные агрегаты, поршни двигателя и ком