Ротационно-пластинчатый компрессор Советский патент 1993 года по МПК F04C18/344 

Изобретение относится к компрессоро- строению и может быть, использовано в вакуумных насосах и пневмодвигателях.

Целью изобретения является снижение удельных энергетических затрат, шума и вибрации.

Поставленная цель достигается тем, что в ротационно-пластинчатом компрессоре, содержащем корпус с внутренней профильной поверхностью, всасывающим и нагнетательным окнами, ротором с установленными в его пазах и делящими рабочий объем между ротором и внутренней поверхностью корпуса на рабочие ячейки пластинами, боковые крышки, охватывающие по торцам корпус и ротор с пластинами, профиль корпуса на участке сжатия газа выполнен ступенчатым, первая ступень профиля обеспечивает утопание пластин и уменьшение объема рабочей ячейки в Јраз (е - расчетная степень сжатия), а вторая

ступень профиля обеспечивает полное утоп- тание пластин и уменьшение объема рабочей ячейки до нуля.

Таким образом, при работе компрессора рабочая ячейка, заполненная на участке всасывания, увеличивается до максимальной величины и заполняется газом. На первой ступени профиля объем рабочей ячейки уменьшается в е раз (е - расчетная степень сжатия), и давление в ячейке повышается до давления нагнетания. На второй ступени профиля ячейка сообщается с нагнетательным окном и уменьшается до нуля, т.е. весь сжатый газ вытесняется в нагнетательное окно. Из-за того, что в момент сообщения нагнетательного окна и рабочей ячейки давление газа в них будет одинаково, то ни хлопка, ни потерь на противоток не будет. Следовательно, получим как снижение энергозатрат, так и снижение вибрации и шума.

00

со

Ч

5° ел

Рассмотренные аналоги и прототип заявляемого роторно-пластинчатого компрессора, а также известные механизмы из доступных источников информации позволяют сделать вывод, что аналогичных уст- ройств нет, а предложенная конструкция обладает новизной.

На фиг.1 изображен компрессор, продольное сечение; на фиг.2 - то же, попереч- ное сечение; на фиг.З - профиль ступенчатой кривой корпуса на участке сжатия.

Ротацио ннр-пластинчатый компрессор содержит корпус 1 с внутренней профильной поверхностью 2, всасывающим 3 и нагнетательным. 4 окнами, ротор 5 с установленными в его пазах 6 и делящими рабочий объем между ротором и внутренней поверхностью 2 корпуса 1 на рабочие ячейки 7 пластины 8. Боковые крышки 9 и 10 охватывают корпус 1 и ротор 5 с пластинами 8. Профиль кривой 2 корпуса 1 на участке сжатия газа выполнен ступенчатым, первая ступень профиля 11 обеспечивает утопание пластин 8 и уменьшение объема рабочей ячейки 7 в е раз (е - расчетная степень сжатия), а вторая ступень профиля 12 обеспечивает полное утопание пластин 8 и уменьшение объема рабочей ячейки 7 до нуля. Расчетная степень сжатия -этоотноше- ние начального объема газа к его объему при давлений нагнетания,

V,

макс VH

где Умэкс - максимальный объем рабочей ячейки; Vn - объем ячейки, при котором давление газа повышается до давления нагнетания Рп; Рве; К - показатель адиабаты газа.

Наиболее целесообразно профиль корпуса выполнять по кривой, обеспечивающей постоянное ускорение пластины.

Если профиль 2 корпуса 1 Выполнить ступенчатым и обеспечить условие, что на I ступени газ будет сжиматься до давления нагнетания и только после этого ячейка 7 будет сообщена с нагнетательным окном 4, то компрессор будет работать устойчиво, без шума и вибрации.,

Отсутствие противотоков из нагнетательного окна в рабочую ячейку 7 приведет к снижению энергетических затрат на прокачку 1 кг газа..

При вращении ротора 5 пластины 8 скользят по внутренней поверхности 2 корпуса 1, при этом рабочие ячейки 7 участка всасывающего окна 3 увеличиваются до максимального значения и заполняются газом. При прохождении ячейки 7 первой ступени профиля 11 она уменьшается до размеров при которых давление газа возрастает до давления нагнетания Рн. После этого на II ступени профиля 12 рабочая ячейка 7 сообщается с нагнетательным окном 4 и уменьшается до нуля, выталкивая предварительно сжатый газ в нагнетательное окно 4. Таким образом завершается полный цикл компрессора.

В холодил ьном компрессоре ХП Б4 холо- допроиэводительностью Q 4кВт удельная холодопроизводительность Ке при ступенчатом профилировании возросла с 2,4 до 2,6, что дает экономический эффект при работе компрессора ф - 5000 час/год, годовом выпуске Аг - 2000 шт/год и стоимости электроэнергии С 0,03 руб/кВт составит

Q

Кен

.) -Ф-АГ

(.) :А С: 42000РУ6Таким образом, предлагаемый компрессор как по экономическим показателям, так и эргономическим лучше известных.

Формула изобретения Ротационно-пластинчатый компрессор, содержащий корпус с внутренней профилированной расточкой, всасывающим и нагнетательными окнами и торцовыми крышками, соосно установленный в нем роторе пазами, в которых с образованием в корпусе рабочих камер размещены пластины, о т л и чаю щ и и с я тем, что, с целью снижений удельных энергетических затрат, шума и вибрации, профиль расточки корпуса ограничен двумя криволинейными и сопряженными с ними цилиндрическими участками, при этом первый криволинейный участок выполнен по кривой, радиус-вектор которой уменьшается от Рмакс до Ррасч, а второй - по кривой, радиус-вектор которой уменьшается от R макс до Гмин, причем

Нрасч. RMBKC (Кмакс Гмин/ Ј),

где Вмакс - максимальный радиус расточки корпуса;

Гмин - минимальный радиус расточки корпуса;

Ј-расчетная степень сжатия.

Фиг.2

, flpogS2Јo6a t

t

°бе

&

фиъ.3