Свободнопоршневой компрессор Советский патент 1993 года по МПК F04B31/00 

Изобретение относится к компрессоро- строению и может найти применение в различных отраслях народного хозяйства для сжатия и транспортирования газов и воздуха.

Целью изобретения является повышение производительности компрессора путем вытеснения газа из мертвого пространства камеры высокого давления.

Поставленная цель достигается тем, что компрессор снабжен эластичной мембраной, установленной на торце поршня меньшего диаметра с образованием герметичной полости, при этом в днище поршня меньшего диаметра установлен управляемый клапан с возможностью сообщения камеры двигателя внутреннего сгорания с герметичной полостью. Кроме того холодильник выполнен с охватом цилиндра меньшего диаметра.

На чертеже изображено устройство.

Свободнопоршневой компрессор состоит из корпуса 1, поршня 2 со сквозным

отверстием 3 для размещения впускного клапана 4. На верхнем торце поршня установлена диафрагма 5, а на нижнем торце - пружина б, внутри которой размещена свеча 7 зажигания. Между поршнем 2 корпусом 1 имеется большая камера сжатия 8 и малая камера сжатия 9. Между верхним торцом поршня 2 в положении 11 и крышкой корпуса 1 находится аккумулирующая пнев- мокамера 10. Патрубок 11с впускным клапаном 12 обеспечивает подачу горючей смеси в камеру сгорания 13. Патрубок 14 выпуска отработанных газов с клапаном 15 расположен в запоршневой части корпуса 1. Входной патрубок 16 в большую камеру сжатия 8 и всасывающий клапан 17 находятся в средней части корпуса 1. Выходной патрубок 18 с нагнетательным клапаном 19 соединен с камерой 20, где находится промежуточный холодильник 21, который охватывает малый диаметр поршня в положении II-II, выходной патрубок 22 с клапаном 23 соединен с пневмокамерой 10. Из аккумулис/

С

00

о

со о о го

рующей пневмокамеры 10 сжатый воздух через нагнетательный клапан 24 попадает в ресивер.

Компрессор работает следующим образом.

Через патрубок 11 в камеру сгорания 13 подается горючая смесь, например газ и воздух в соотношениях, которые делают смесь взрывоопасной. При достижении в камере 13 давления более 0,8 МПа происхо- дит закрывание клапана 12, и подача смеси в камеру 13 прекращается. С помощью свечи зажигания 7 производят взрывание горючей смеси в камере 13. Взрывная волна воздействует на нижнюю торцевую поверх- ность поршня 2, перемещает его из положения I- в положение 11-И. Пружина 6, закрепленная в нижнем торце поршня 2 и на корпусе 1, растягивается. При перемещении поршень 2 сжимает воздух, находящий- ся в большой камере сжатия 8 и в малой камере сжатия 9. Когда давление в камерах 8 и 9 достигает 90% от минимального взрывного в камере 13, то открывается клапан 19. Сжатый воздух из камеры 8 поступает в ка- меру 20, а затем через патрубок 22 в аккуму- лирующую пневмокамеру 10. где смешивается со сжатым воздухом из камеры 9, находящимся под меньшим давлением, чем в камере 8. При достижении в пневмокамере 10 давления равного 95% от максимального, в камере 8 закрывается клапан 19 и открывается клапан 4 в камере 13, При этом поршень 2 находится в положении IHI и расширяющийся газ от взрыва через отверстие 3 в поршне 2 и через открытый клапан 4, через диафрагму 5 дополнительно сжимает воздух в пневмокамере 10. растягивая диафрагму 5. При достижении давления в пневмокамере 10 равного 100% от взрывного с выдержкой времени открывается клапан 24, и диафрагма, еще больше расширяясь, выталкивает сжатый воздух с давлением, равным давлению взорванного газа, в последующий холодильник и реси- вер. Затем открывается клапан 15 и через патрубок 14 отработанные газы направляются в замкнутую емкость для очистки. Давление в запоршневой зоне в камере 13 падает и становится равным атмосферному 0.1 МПа. Диафрагма 5 возвращается в свое исходное положение, клапаны 4 и 24 закрываются, пружина б, сжимаясь, перемещает поршень 2 в положение I-I, открывается клапан 17 и через патрубок 16 очищенный воздух всасывается в большую камеру сжатия 8, а в камеру 9 создается разряжение. Клапан 17 открывается как только поршень 2 начинает двигаться из положения (HI в положение Н и закрывается, когда поршень достигает положения Н. Затем цикл повторяется. Для уменьшения температуры нагнетаемого после сжатия в большой камере 8 воздуха, в камере 20 может быть.размещен промежуточный холодильник 21. В зависимости от химического состава взрываемого газа на выходе компрессора можно получить от 10 МПа до 30 МПа. Предлагаемое устройство позволяет увеличить производительность компрессора, взятого за прототип, на 7-10%.

Формула зобре.тения

1. Свободнопоршневой компрессор, содержащий двуступенчатый цилиндр, установленный в нем двуступенчатый поршень с образованием последовательно расположенных со стороны торца поршня большего диаметра камеры двигателя внутреннего сгорания и компрессорных камер низкого и высокого давления, при этом камера низкого давления сообщена с камерой высокого давления посредством холодильника, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности компрессора путем вытеснения газа из мертвого пространства камера высокого давления, он снабжен эластичной мембраной, установленной на торце поршня меньшего диаметра с образованием герметичной полости, при этом в днище поршня меньшего диаметра установлен управляемый клапан с возможностью сообщения камеры двигателя внутреннего сгорания с герметичной полостью.

2. Компрессор по п. 1, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что холодильник выполнен с охватом цилиндра меньшего диаметра.

Использование: в компрессоростро- ении. Сущность изобретения: в двухступенчатом цилиндре установлен двухступенчатый поршень с образованием последовательно расположенных со стороны торца поршня большего диаметра камеры двигателя внутреннего сгорания и компрессорных камер низкого и насосного давления. Камера низкого давления сообщена с камерой высокого давления холодильником. Эластичная мембрана установлена на торце поршня меньшего диаметра с образованием герметичной полости. В днище поршня меньшего диаметра установлен управляемый фланец с возможностью сообщения камеры двигателя внутреннего сгорания с герметичной полостью. Холодильник выполнен с охватом цилиндра меньшего диаметра, 1 з.п.ф-лы, 1 ил.