Холодильный роторно-поршневой компрессор Советский патент 1992 года по МПК F04C18/356 F04C23/00 

Изобретение относится к холодильному компрессоростроению и может быть использовано в химическом машиностроении.

Существуют холодильные роторные и роторно-поршневые компрессоры (например, компрессоры, конструкция которых защищена патентом Великобритании № 2100352,кл. F 04 С 18/356, 1981,авторским свидетельством № 1548522, кл. F 04 С 29/00, 1987), содержащее встроенный электродвигатель, который состоит из статора, ротора, установленного на валу, подшипников, установленных в боковых крышках, модуль роторного(роторно-поршневого) компрессора, состоящего из корпуса, ротора, установленного на эксцентрике вала.

Недостатками таких компрессоров являются неравномерность подачи, неравномерность нагрузки электродвигателя и,

вследствие этого, неравномерность вращения, вибрация, шум при работе компрессора,снижениеэкономичности электродвигателя.

Существуют роторные компрессоры (например, компрессор, конструкция которого защищена патентом Франции № 2109922, кл. F 04 С 23/00, 1972), содержащий два модуля роторного компрессора, установленных по торцам электродвигателя. В таких компрессорах нагрузка на электродвигатель более равномерна, вибрация и шум незначительны. Но конструктивно такие компрессоры сложны,балансировка каждого модуля раздельна, валы модулей и электродвигателей установлены на своих подшипниках, валы связаны муфтами. Кроме этого, эта конструкция не обеспечивает необходимой для холодильных компрессоров герметичности, как это имеет место в

компрессорах со встроенным электродвигателем.

Существуют холодильные ротороно- поршневые компрессоры, содержащие два рабочих модуля, каждый из которых в слюча- ет статор с торцовыми крышками, привод ной эксцентриковый вал, установленный на подшипниках в крышках, роторы, размещенные на эксцентриках валов, и механизм синхронизации, выполненный в виде по- движной шестерни, закрепленной на роторе, и неподвижной, расположенной а одной из торцовых крышек, и электродвигатель, размещенный между модулями 1.

Недостатками вышеупомянутых коми- рессоров являются относительная сложность конструкции. Каждый модуль имеет по два подшипника. Кроме того, концы валов модулей (шипы), которые проходят через синхронизирующие шестерни, имеют огра- ничейный радиальный размер. Это обстоятельство значительно снижает надежность и ресурс валов, подшипников и синхронизирующих шестерен, т.к. вал прогибается в плоскости зацепления шестерен и возника- ет биение зубьев подвижной шестерни относительно неподвижной.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности работы компрессора.

Поставленная цель достигается тем, что холодильный роторно-поршневой компрессор, содержащий два рабочих модуля, каждый из которых включает статор с торцовыми крышками, приводной эксцект- риковый вал, установленный на подшипниках в крышках, роторы, размещенные на эксцентриках валов, и механизм синхронизации, выполненный в виде подвижной шестерни, закрепленной на роторе, и неподвижной, расположенной в одной из торцовых крышек, и электродвигатель, размещенный между модулями, снабжен втулкой с двумя коническими расточками, обращенными меньшими основаниями на- встречу друг другу, на концах валов в зоне установки электродвигателя выполнены конусы, в одном их эксцентриковых валов выполнено сквозное осевое отверстие, а в другом резьбовое, при этом зтулка разме- щена в роторе электродвигателя, а валы соединены между собой посредством шпильки, расположенной в отверстиях валов, и стяжной гайки. Такое сопряжение жестко связывает оба вала. Большую жесткость системе придает то, что втулка впрессована в ротор электродвигателя, Поэтому всю эту систему состоящую из двух валов, втулки ротора электродвигателя, можно установить как единое целое на двух

подшипниках. Это упрощает конструкцию компрессора, исключает из системы элементы с низкой надежностью: два хвостовика (шипа) валов, проходящие через неподвижные шестерни и поэтому имеющие малый диаметр, малые жесткость, прочность и ресурс.

Таким образом предложенный компрессор отличается упрощением конструкции и повышением надежности.

Рассмотренные аналоги и прототип заявленного холодильного роторно-поршне- вого компрессора, а также известные механизмы из доступных источников информации позволяют сделать вывод, что аналогичных устройств нет и предложенная конструкция обладает новизной.

На фиг.1 приведен продольный разрез компрессора; на фиг.2 и 3 - его поперечные сечения.

Холодильный роторно-поршневой компрессор состоит из двух рабочих модулей 1 и 2 каждый из которых включает статор 3 (4) с торцовыми крышками 5 (6) и 7 (8), приводной эксцентриковый вал 9 (10), установленный на подшипниках 11 и 12 в торцовых крышках 7 (8). Роторы 13 и 14 размещены на эксцентриках 15 и 16 валов. Механизм синхронизации выполнен в виде подвижной шестерни 17 (18), закрепленной на роторе 13 (14), и неподвижной шестерни 19 (20), расположенной в торцовой крышке 5 (6). Электродвигатель 21 размещен между модулями.

Компрессор снабжен втулкой 22 с двумя коническими расточками, обращенными меньшими основаниями навстречу друг другу. На концах вапов в зоне установки электродвигателя выполнены конусы 23 и 24. В эксцентриковом валу 9 выполнено сквозное осевое отверстие, а в валу 10 резьбовое. Валы 9 и 10 соединены между собой посредством шпильки 26, расположенной в отверстиях валов, и стяжкой гайки 27.

Таким образом валы 9 и 10 жестко связаны между собой втулкой 22. Жесткость втулке придает ротор электродвигателя 25, в который она впрессована. Поэтому валы 9 и 10, связанные втулкой 22 с ротором электродвигателя 25, представляют собой единую жесткую систему, для которой необходимо и достаточно двух опор, двух подшипников 11 и 12.

Таким образом,по сравнению с аналогом упрощается конструкция в связи с тем, что отсутствуют крайние подшипники, упрощается конструкция вала, т.к. отсутствует шип, проходящий через неподвижную шестерню к переднему подшипнику, Благодаря этому несколько уменьшаются и осевые габариты компрессора на длину двух подшипниковых узлов. Отсутствие тонкой части вала (шипа), проходящей через неподвижную шестерню, повышает надежность работы вала Жесткое соединение валов обеспечивает на- дежную работу синхронизирующих шестерен. Жесткость валов и их соединения повысит и надежность работы подшипников

Статически и динамически компрес- сор так же, как и прототип сбалансирован.

При вращении валов модулей рабочие камеры, образованные эпитрохоид- ной поверхностью статоров, роторами и торцовыми крышками, изменяются в объеме, совершая всасывание рабочего газа и нагнетание его в систему.

Экономический эффект только за счет отсутствия двух подшипников стоимостью 5 рублей каждый при годовом выпуске компрессоров 6900 штук составит 69 тысяч рублей в год

Таким образом по сравнению с прототипом мы имеем упрощение конструкции повышение надежности и экономической эффективности компрессоров

Формула изобретения Холодильный роторно-поршневой компрессор, содержащий два рабочих модуля, каждый из которых включает статор с торцовыми крышками приводной эксцентриковый вал, установленный на подшипниках в крышках, роторы, размещенные на эксцентриках валов, и механизм синхронизации, выполненный в виде подвижной шестерни, закрепленной на роторе, и неподвижной, расположенной в одной из торцовых крышек, и электродвигатель, размещенный между модулями, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности в работе путем снижения неравномерности нагрузки электродвигателя и вибрзци он снабжен втулкой с двумя конические эасточками, обращенными меньшими основаниями навстречу одна другой на концах валов в зоне установки электродвигателя выполнены конусообразные скосы, водном из эксцентриковых валов выполнено сквозное осевое отверстие, а в другом - резьбовое, при этом втулка размещена в роторе электродвигателя, а валы соединены между собой посредством шпильки расположенной в отверстиях валов, и стяжкой гайки

Сущность изобретения: каждый из двух рабочих модулей содержит статор с торцовыми крышками, приводной эксцентриковый вал, установленный на подшипниках в крышках, роторы, размещенные на валах, и механизм синхронизации. Механизм выполнен в виде подвижной шестерни, закрепленной на роторе, и неподвижной шестерни, расположенной в одной из крышек. Электродвигатель размещен между модулями. Две конические расточки втулки обращены меньшими основаниями навстречу друг другу. НА концах валов в зоне установки электродвигателя выполнены конусообразные скосы. В одном из валов выполнено сквозное осевое отверстие, в другом резьбовое. Втулка размещена в роторе электродвигателя. Валы соединены между собой шпилькой, расположенной в их отверстиях, и стяжной гайкой. 3 ил.

-L « -rrr- 3

ftoЈUAvW,y SlVfe

Фиг 1

fO /2 Ц

J

6-6

20 /в /Ч Ц Фи.г.2

0V2.3