Поршневой компрессор Советский патент 1993 года по МПК F04B29/00 F01B15/04 

Изобретение относится к компрессоро- стррению и может быть использовано в раз-. личных областях народного хозяйства.

Цель изобретения - создание компрессора с широкими возможностями регулиро- ванияосновных параметров непосредственно в процессе его работы, с возможностью включения компрессора в автоматические системы, снижение мощности привода, уменьшение акустических шу- MOJB и надежное ограничение максимального давления создаваемого ком- пр ссором.

Эта цель достигается тем, что в поршневом компрессоре, содержащем качающийся вокруг оси цилиндр, внутри которого разме- щей поршень, установленный на станине привод, через кривошипный блок и шток соединенный с поршнем, плоское золотниковое устройство с выпускным и впускным отверстиями в виде двух шайб, одна из которых жестко соединена с цилиндром, а другая - со станиной и пружинный узел

взаимного прижатия шайб, согласно изобретению приводи шайба, связанные со станиной, установлены подвижно в вертикальном и поперечном направлениях относительно друг друга, шайбы установлены с зазором относительно друг друга, впускные и выпускные отверстия размещены симметрично относительно оси и попарно перекрестно соединены между собой, в кривошипном блоке установлен балансир, а пружинящий узел оснащен микрометрическим винтом и снабжен шкалой.

На фиг.1 изображен компрессор, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг. 1.

Поршневой компрессор (фиг.1) включа- .ет качающийся вокругоси1 цилиндр2. внутри которого размещен пор шень 3, : установленный на станине 4 привод 5, через кривошипный блок 6 и шток 7. связанный с поршнем 3, плоское золотниковое устройство 8, с впускным 9 (фиг.2) и выпускным 10 отверстиями, в виде двух шайб 11. и 12 (фиг.1), одна из которых 11 жестко связана с

ел С

00

о

vj 00

СА

цилиндром 2, а другая 12 со станиной 4 и пружинный узел 13 взаимного прижатия шайб 11 и 12, Привод 5 и шайба 12, связанные со станиной 4, установлены подвижно в вертикальном направлении заснет винтового микрометрического со шкалой устройства 14 и в горизонтальном направлении за счет винтового микрометрического устройства 15 со шкалой. На поверхности одной из шайб 11 или 12 (фиг.2) выполнены вокруг оси 1 канавки 16, а между шайбами 11 и 12 (фиг.1) создан регулируемый зазор Л. Впускные 9 (фиг.2) и выпускные 10 отверстия размещены симметрично относительно оси 1 и перекрестно попарно соединены каналами 17 и 18. В кривошипном блоке б(фиг,1) установ лен балансир 19. Пружинный узел 13 оснащен микрометрическим винтом 20, со шкалой 21 и связан с цил,индром2 шаровым соединением 22. В цилиндре 2 и шайбе

11 выполнены каналы 23, 24 и 25, служащие для впуска и для выпуска в зависимости от положения цилиндра 2. В станине 4 и шайбе

12 выполнен тракт впуска через штуцер 26, каналы 17 и 27, в подпоршневое пространство 28, для выпуска воздуха из подпоршне- вого пространства 28 в станине 4 и шайбе 12 выполнены каналы 29, 18 и штуцер 30. Нз шайбе 12 между впускными 9 и выпускными 10 отверстиями расположены площадки 31 и 32, служащие для перекрытия отверстия каналов 23 и 24 на шайбе 11. Пружинный узел 13 включает в себя прокладки 33 для регулировки воздушного зазора А ,

Компрессор, согласно изобретению, работает следующим образом.

При включенном приводе 5{фиг,1) шток 7 кривошипного блока 6 приводит в движение (например, вверх) поршень 3, при этом цилиндр 2 поворачивается относительно оси 1. При повороте на некоторый угол цилиндра 2 отверстия каналов 23 и 24, соединенные между собой каналом 25 совпадают с впускными отверстиями 9 (фиг .2) золотникового устройства 8 (фиг,1). При этом через штуцер 26 по каналам 17, 27, 23, 24 и 25 происходит всасывание атмосферного воздуха в подпоршневое пространство 28. При дальнейшем подъеме поршня 3 и повороте цилиндра 2 совпадение каналов 23 и 24 с впускными отверстиями 9 (фиг.2) прекращается и при дальнейшем повороте кривошипного блока 6 (фиг.1), поршень 3 достигает верхней мертвой точки и начинает движение вниз, сжимая воздух, находящийся в подпоршневом пространстве 28. Цилиндр 2 при этом поворачивается в другую сторону на некоторый угол и при этом происходит

совпадение каналов 23 и 24 с выпускными отверстиями 10 (фиг.2) золотникового устройства 8 (фиг.1). Сжатый воздух из подпор- шневого пространства через каналы 23. 24.

25. 29, 18 и штуцер 30 нагнетается в ресивер.

При прохождении нижней мертвой точки, когда воздух замкнут в подпоршневом пространстве 28, т.к. каналы 23 и 24 не совпадают ни с какими золотниковыми отверстиями, давление достигает максимального. Это давление передается в места 31 и 32 (фиг.2) шайбы 12 золотникового устройства 8 (фиг.1) и стремится сдвинуть в продольном

5 направлении цилиндр 2. преодолевая при этом усилие пружинного узла 13, играющего в этом случае роль редукционного клапана. Регулировка максимального давления компрессора при этом производится за счет

0 изменения жесткости пружинного узла 13 микрометрическим винтом 20 по шкале 21, отградуированной в единицах давления. Для уменьшения трения контакт пружинно- /о узла 13 с цилиндром 2 происходит через

5 шаровой узел 22.

Наибольшее трение и, следовательно, затраты мощности происходят при трении шайб 11 и 12 золотникового устройства 8, сжатых между собой пружинным узлом 13.

0 Для уменьшения этого трения цилиндр 2 имеет возможность сдвинуться с малым усилием в продольном направлении на величину зазора А и между шайбами 11 и 12 золотникового устройства образуется воз5 душный зазор, За счет канавок 16 (фиг.2), выполненных на одной из шайб 11 или 12 (фиг.1) золотникового устройства 8 и зазора А создается воздушная подушка значительно снижающая трение и, следователь0 но, потребляемую мощность. Зазор А выбирается исходя из образования устойчивой воздушной подушки и минимальных утечек воздуха через него и может быть установлен, например, за счеттолщи5 ны прокладок 33, размещенных в пружинном узле 13.

Равномерное перекрытие отверстий 9 и 10 (фиг.2) отверстиями каналов 23 и 24 (фиг.1) недостаточно эффективно, т.к. возни0

5

кают такие периоды цикла, когда подпоршневое устройство 28 изолировано, а поршень 3 продолжает движение вверх, При этом возникает отрицательное давление в подпоршневом пространстве 28 и часть пути поршня при цикле сжатия тратится на ликвидацию этого отрицательного давления, Более устойчивая работа компрессора происходит тогда, когда время всасывания больше времени нагнетания. Это

достигается тем, что привод 5 сдвигается в поперечном направлении относительно станины 4 и шайбы 12 микрометрическим устройством 15 снабженным шкалой. При Этом возникает возможность непосредственно в процессе работы найти нужное со- ртношение между временем всасывания и Ьременем нагнетания с точки зрения производительности и распределения давления за время цикла (пульсации).

При использовании рассматриваемого компрессора в области медицины или других областях, когда максимальное давление Должно быть надежно ограничено и исходя з того, что максимальное давление зависит рт объема подпоршневого пространства 28 (при постоянном ходе поршня), компрессор Ьснащен микрометрическим устройством 14 со шкалой, проградуированной в единицах давления, которое в ограниченных пре- елах смещает привод 5 в вертикальном направлении относительно станины 4 и шайбы 12, тем самым изменяя объем под- поршневого пространства 28 и, следовательно, максимальное давление, которое Может создать компрессор..

Устройства 13-15, регулирующие режи Мы работы компрессора, установлены на Недвижимых. частях компрессора и.тем самым реализуется возможность включения компрессора в автоматические системы. Таким образом, выполнение компрессора, у которого привод установлен подвиж- но в вертикальном и поперечном направлениях относительно станины и шай- 0ы золотникового устройства, выполнение на поверхности одной из шайб золотникового устройства канавок вокруг оси качания цилиндра, создание зазора между шайбами Золотникового устройства, размещение впускных и выпускных отверстий симметрично относительно оси качания цилиндра и попарно перекрестно соединенных между

.робой, а также установка на кривошипном (блоке балансира и оснащение пружинящего узла, сжимающего шайбы золотникового устройства, микрометрическим винтом со Цжалой, позволяют: получить компрессоре (широкими возможностями регулирования

основных параметров непосредственно в процессе работы с возможностью включения компрессора в автоматические системы; снизить мощность привода, уменьшить

акустические шумы при работе компрессора и надежно ограничить максимальное давление,создаваемое компрессором, т.е. достичь цели изобретения.

По сравнению с прототипом предлагаемый компрессор имеет большие функциональные возможности, меньшую мощность привода при прочих ровных условиях, более широкое использование, например в медицине, где требуется надежное ограничение

максимального давления компрессора, а также предлагаемый компрессор, имея независимую регулировку основных парамет- ров, может быть включен в автоматические системы.

Формула изобретения

1. Поршневой компрессор, содержащий качающийся вокруг оси цилиндр, внутри ко- . торого размещен поршень, установленный на станине привод, через кривошипный

блок и шток соединенный с поршнем, плоское золотниковое устройство с впускным и выпускным отверстиями в виде двух шайб, одна из которых жестко соединена с цилиндром, а другая - со станиной, и пружинный

узел взаимного прижатия шайб, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей при улучшении условий эксплуатации, например в медицине, привод и шайба, связанные со

станиной, установлены подвижно в поперечном и вертикальном направлениях относительно друг друга, на поверхности одной из-шайб выполнены вокруг оси канавки, шайбы установлены с зазором относительно друг друга, впускные и выпускные отверстия размещены симметрично относительно оси и попарно перекрестно соединены между собой.

2. Компрессор поп. 1, от л и ч а ю щий с я тем, что в кривошипном блоке установлен балансир, а пружинный узел оснащен микрометрическим винтом и снабжен шкалой.

9 f 3 2 24 б 26 30

20

21 4 33 13 22 28 23 25 Д « 12 27

Ф№Л .