Роторный компрессор Советский патент 1993 года по МПК F04C2/344 F04C18/344 

00

с

Сущность изобретения: в корпусе эксцентрично установлен ротор с пазами и размещенными в них разделительными пластинами, установленными с возможностью возвратно-поступательного переме-. щения и взаимодействия с направляющими элементами, расположенными в расточках ротора со стороны паза. Направляющие элементы выполнены в виде установленных на срезе паза и с возможностью вращения цилиндрических стержней, один из к-рых расположен на расстоянии не более 0,5 от наружной поверхности ротора. Расстояние между центрами стержней равно 3d. Величина хорды выступающего участка стержня в поперечном сечении равна 0,8 d, где d - диаметр стержня. Стержни выполнены полыми. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к насосо- и ком- прессоростроению и касается усовершенствования рабочих органов компрессора. Оно может быть использовано в вакуумных насосах и компрессорах.

Известен роторный компрессор, содержащий корпус, ротор с пазами, в которых подвижно установлены разделительные пластины, взаимодействующие с направляющими.

Недостатком известного компрессора является сложность изготовления конструкции, так как в ней используются направляющие в виде шарикоподшипников, вращающихся по эллиптической поверхности.

Кроме того, в случае износа разделительных пластин ролики не дают возможность пластинам скользить по поверхности цилиндра, так как эллиптическая поверхность, по которой вращаются ролики, износится меньше, чем лопатки и, результатом чего являются сжатого воздуха, что резко увеличит энергоемкость процесса сжатия.

Таким образом, известный компрессор имеет низкую экономичность и в эксплуатации.

Цель изобретения - повышение экономичности и улучшение условий эксплуатации компрессора.

На фиг.1 изображен поперечный разрез роторного компрессора; нафиг.2-узел компрессора - разделительная пластина со стержнями и часть корпуса ротора и корпуса.

Роторный компрессор содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками. Ротор 4 имеет пазы 5 и стержни 6, по которым движется разделительная пластина. Ротор установлен в корпусе с эксцентрисиN со

Ю Ы СЛ

iCJ

тетом. При вращении ротора в сторону с на пластину действует сила F со стороны сжатого воздуха и различные силы трения, в частности:

1) сила трения пластин 7 в пазах 5 ротора;

2) сила трения пластин 7 о неподвижный корпус 1.

Стерже нь 6 в отверстии корпуса находится на расстоянии 0,5 его диаметра от края корпуса ротора. Расстояние между центрами стержней равно 3 диаметрам стержня. Хорда АВ выступающей части стержня на срезе паза 5 равна 0,8 диаметра стержня.

Использование трения качения при движении пластин 7 по стержням 6 вместо трения скольжения в системе пластина-паз дает значительное сокращение энергопотребления. Так, например, значение коэффициента трения качения в системе сталь-сталь 0,005, а коэффициент трения скольжения равен 0,05-0,1, т.е. выигрыш в силе 10-20 раз.

Трение качения обеспечивается взаимодействием лопатки 7 и стержней 6, т.к. стержни 6 могут находиться в отверстии свободно, и под действием центробежной силы при вращении ротора 4 и движения пластин 7, стержни 6 вращаются.

Значение величины хорды АВ - выступающей части стержня равно 0,8 диаметра стержня 6. При значениях выступающей части АВ стержня 6 меньше 0,8 его диаметра контакт между стержнем 6 и пластиной 7 уменьшится, что ухудшит взаимодействие между ними и уменьшит эффект трения качения.

При значениях больших 0,8 диаметра стержня произойдет износ стенки отверстия на срезе паза, что приведет к выпадению стержня, а значит заклиниванию компрессора.

По данным об износе стального ротора 4, достаточно с каждой стороны 0,1 диаметра стержня 6.

Расстояние между краем ротора 4 и стержнем 6, измеренное по краю паза 5 составляет не более 0,5 диаметра стержня 6.

Это обосновывается тем, что если это расстояние более 0,5 диаметра стержня 6, то, учитывая колебания пластин 7 между стержнями 6 и то, что величина углубления колебания стержня 6 в паз 5 равна 0,2d, т.к. АВ 0,8d, то существует возможность трения пластин 7 о край паза 5 ротора и т.о. эффект трения качения пропадает. Если же

это расстояние меньше 0,5 диаметра стержня, то при длительной работе компрессора край ротора 4 от взаимодействия с вращающимся стержнем 6 износится, что выведет

компрессор из строя. Практически оптимальное расстояние от края ротора до центра Оа (фиг.2) находится в интервале 0,9-1,0 от диаметра стержня.

Расстояние между центрами отверстий

Qi02, в которых вращаются стержни 6, равно трем диаметрам стержней. Это обосновывается тем, что:

1) если это расстояниеСчОа менее трех диаметров, то при одинаковом значении си- лы F сила, уравновешивающая изгибающий момент, приведет к износу взаимодействующих стержня 6 и пластин 7;

2) если расстояние СИ02 более трех диаметров, т.е. увеличивается высота лопатки

у, что приведет к увеличению глубины паза 5 и, следовательно, увеличению эксцентриситета и заклиниванию компрессора.

Стержни 6 могут быть выполнены в виде круглых полых цилиндров. Это снизит металлоемкость компрессора.

Роторный компрессор работает следующим образом. При вращении ротора 4 в направлении С засасывается воздух из входного патрубка 2 и попадает в пространство между цилиндрическим корпусом 1 и ротором 4. Под действием центробежных сил пластин 7 выкатываются по стрежням 6, которые вращаются в отверстиях.

При дальнейшем вращении ротора 4

пластин 7 перемещается в пазы 5, двигаясь по вращающимся стержням 6. Сжатый воздух поступает потребителю через выходной патрубок 3.

Экономичность изготовления и эксплуатации компрессора обеспечивается простотой конструкции и высоким эффектом сжатия.

Если в течение работы износятся стержни и пластины, то это не повлияет на выходные параметры работы компрессора (производительность, энергоемкость и др). Так, при вращении ротора 4 контакт между пластиной и стержнями обеспечивает вращение стержней 6 за счет центробежной силы и, кроме того, пластина 7 будет также плотно скользить по внутренней поверхности цилиндра 1, препятствуя перетечкам воздуха, что повышает экономичность эксплуатации. Кроме того,

стержни выполнены в виде круглых цилиндров (также и полых), что резко повышает экономичность изготовления компрессора.

Формула изобретения

0

компрессора, направляющие элементы выполнены в виде установленных на срезе паза и с возможностью вращения цилиндрических стержней, один из которых расположен на расстоянии не более 0,5d от наружной поверхности ротора, расстояние между центрами стержней равно 3d, а хорда выступающего участка стержня в поперечном сечении последнего равна 0,8d, где d - диаметр стержня.

6