Роторная пластинчатая машина Советский патент 1992 года по МПК F04C2/00 F04C29/04 

Фи&1

Изобретение относится к машиностроению, в частности к роторным (ротационным) пластинчатым компрессорам (РПК), имеющим на роторе не менее 4 пластин.

Известно, что наиболее эффективное сжатие реализуется при изотермическом процессе (затрачивается минимальная энергия), а степень приближения к изотерме определяется интенсивностью охлаждения газа в процессе сжатия.

В известных конструкциях РПК охлаждение рабочего тела достигается путем впрыскивания бхла ж да ющей жидкости (обычно масла) в объём сжатия, такой способ предполагает дальнейшую очистку сжатого газа, что усложняет процесс получения газа с заданными свойствами,

Известны РПК, в которых теплота от газа отводится через стенку цилиндра в воду или воздух. Такое охлаждение малоэффективно из-за явно недостаточной поверхности теплообмена и подвижности газа в объеме сжатия, а процесс сжатия быстротечен и происходит на дуге окружности, равной 30-50°, поэтому для степеней сжатия более 3 применяется многоступенчатое сжатие с промежуточным охлаждением, что также значительно усложняет конструкцию.

Целью изобрзтения является повышение интенсивности охлаждения рабочего тела в процессе сжатия, что позволит сократить затраты энергии на сжатие и получить более высокие значения степени сжатия в одном цилиндре.

Поставленная цель достигается тем, что в цилиндре известной машины, имеющей полостью охлаждения, в области сжатия попарно выполнены отверстия, к которым присоединены трубки холодильника, размещенные в полости охлаждения. Отверстия соответствующей пары находятся на образующей цилиндра на наибольшем осевом удалении друг от друга и смещены по окружности. Смещение обеспечивает поочередное (последовательное) перекрытие пары отверстий скользящими пластинами ротора.

Расположение отверстий на цилиндре и присоединенные к ним трубки (холодильники) позволяют увеличить поверхность теплообмена, обеспечить равномерность степени повышения давления по углу поворота ротора за счет присоединения трубок (холодильников) к цилиндру с изменяющимся шагом (шаг уменьшается с ростом интенсивности сжатия). При этом увеличиваются угол, на котором происходит сжатие, и, соответственно, площадь цилиндра, участвующая в теплообмене при охлаждении рабочего тела. Организовано интенсивное

течение газа в объеме сжатия и трубках-холодильниках. Таким образом, обеспечивается более интенсивное охлаждение сжимаемого газа, приближая процесс к изотермическому.

На фиг. 1 изображена роторная пластинчатая машина, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - развертка цилиндра в области сжатия машины.

Машина содержит корпус 1 с охлаждающей полостью 2, закрытый крышками 3, в котором установлен ротор 7 с пластинами 4. Цилиндр 9 имеет два ряда отверстий 5 и 6,

к которым присоединены трубки 8, установленные в полости 2 охлаждения.

При вращении ротора 7 в объемах, ограниченных соседними пластинами 4, крышками 3, ротором 7 и стенкой цилиндра 9, в

области сжатия давление непрерывно нарастает вплоть до давления нагнетания.

Давление в трубках 8, соединяющих каждую пару отверстий 5 и 6, изменяется в зависимости от положения пластин 4. При

нахождении пластин между отверстиями каждой пары перепад давления на концах трубки максимален. При нахождении обоих отверстий по одну сторону пластины перепад равен нулю, Таким образом, при вращении ротора 7 давление на концах трубок 8 пульсирует с частотой прохождения пластин, вызывая поток газа в сторону отверстия, которое пластина проходит первым. При исчезновении перепада давлений поток газа продолжает движение по инерции, затухая. Следовательно, движение в объеме сжатия и трубке будет постоянным по направлению и переменным по интенсивности: первая фаза принудительная за счет

перепада давлений и вторая за счет инерции.

Конструкция машины обеспечивает высокую интенсивность охлаждения газа в процессе сжатия, что снижает затраты энергии на сжатие и позволяет получать более высокую степень сжатия в одном цилиндре.

Изменение интенсивности сжатия рабочего тела соответствует закону изменения рабочего объема по углу поворота ротора и происходит, как известно, по синусоидальному закону с максимумом интенсивности при повороте биссектрисы межлопаточного угла на 90° от начала сжатия. Поэтому шаг присоединения трубок холодильника к цилиндру выполнен изменяющимся в соответствии с изменением интенсивности сжатия и минимален в области максимальной интенсивности сжатия.

Формула изобретения 1. Роторная пластинчатая машина, содержащая корпус, выполненный в виде двух соосных внутреннего и наружного цилиндров с образованием между ними полости охлаждения, и эксцентрично установленный в корпус ротор с радиальными пазами и размещенными в них пластинами с образованием зон всасывания, сжатия и нагнетания, отличающаяся тем, что, с целью повышения интенсивности процесса охлаждения рабочего тела, машина снабжена перепускными трубками, размещенными в полости охлаждения и присоединенными к отверстиям, выполненным попарно на пе0

5

риферийных участках образующей внутреннего цилиндра в зоне сжатия.

2.Машина поп, 1,отличающаяся тем, что каждая пара сообщенных между собой отверстий, расположенных вдоль образующей цилиндра, выполнена с угловым смещением.

3.Машина по пп. 1 и2,отличающа- я с я тем, что отверстия по окружности внутреннего цилиндра расположены не равномерно, а в соответствии с изменением интенсивности сжатия, при этом наибольшее количество отверстий на единицу дли- ны окружности выполнено в зоне наибольшей интенсивности сжатия.

Сущность изобретения: корпус выполнен в виде двух соосно установленных внутреннего и наружного цилиндров с образованием между ними полости охлаждение. В корпусе эксцентрично установлен ротор 7 с радиальными пазами. В пазах установлены пластины 4 с образованием зон всасывания, сжатия и нагнетания. В полости охлаждения размещены перепускные трубки 8. На периферийных участках образующей внутреннего цилиндра в зоне сжатия выполнены сквозные отверстия 5, 6, попарно соединенные трубками 8. Каждая пара отверстий 5, 6 выполнена с угловым смещением. Наибольшее кол-во отверстий на единицу длины окружности выполнено в зоне наибольшей интенсивности сжатия. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

Фиг.г