Ротационный компрессор винтового типа с клапанным устройством для регулирования внутреннего объемного соотношения Советский патент 1993 года по МПК F04C18/16 

Изобретение относится к клапанному устройству для регулирования соотношения внутренних объемов ротационного компрессора для холодильных или теплонасос- ных систем.

На фиг. 1 представлено осевое сечение винтового компрессора с радиально расположенным выпускным каналом круглого сечения с несимметричным расположением; на фиг. 2 - осевое сечение винтового компрессора с радиально расположенным впуск- ным каналом круглого сечения с симметричным расположением; на фиг. 3 - расположение клапанного корпуса для канала, показанного на фиг. 1; на фиг. 4 - расположение клапанного корпуса для канала, показанного на фиг. 2; на фиг. 5 - осевое сечение винтового компрессора с проходным сечением клапанного корпуса, равного проходному сечению теоретически

правильного выпускного канала,- на фиг. 6 - перспективное изображение корпуса двухвинтового компрессора с соответствующим золотником для регулирования производительности и с клапанным устройством для регулирования внутреннего объемного соотношения; на фиг. 7 - корпус.компрессора со стороны клапанного корпуса: на фиг. 8 - корпус компрессора со стороны торцевой стенки; на фиг. 9 - корпус компрессора со стороны залотника; на фиг. 10 - вид на клапанный корпус со стороны плоской поверхности; на фиг. 11- вид на клапанный корпус со стороны заострения; на фиг. 12 - вид на клапанный корпус со стороны одной из внутренних поверхностей.

Теоретическая форма выпускного канала двухвинтового компрессора совсем не представляет канал круглого сечения (см, фиг. 1-5)( так как канал размежевывается

00 СА) О

М

СО

стороной выпуска, а также отверстием в стенке кожуха роторного корпуса, это отверстие располагается в месте сопряжения внешних поверхностей под винтовые роторы. Выпускной ка,нал располагается так, что почти невозможным получить любое реальное соответствие между т.н. теоретической формой выпускного канала и цилиндрической формой клапанного корпуса.

Особенно в случае быстроходных компрессоров необходимо правильно придавать форму выпускного канала и правильно располагать его для того, чтобы он не оказывал отрицательного влияния на высокий коэффициент полезного действия этого типа компрессора.

Фиг. 1 представлен схематическое изображение в разрезе компрессора винтового многороторного типа (типа SMR), имеющего рабочее пространство и роторы. Компрессор имеет плоскость входного отверстия 1 компрессора и плоскость выходного отверстия 2. Радиальный выходной канал 3 в стенке картера (кожуха) рабочего пространства, который является теоретически правильным для определения внутреннего объемного соотношения, размежевывается пло скостью выходного отверстия 2 и винтовыми линиями, соответствующими внешним поверхностям расточек под роторы. Цилиндрический выпускной канал А с клапаном для компрессора. Очевидно, что проходное сечение цилиндрического выпускного канала 4 является значительно меньшим и имеет отличающуюся форму в сравнении с проходным сечением теоретически правильного радиального выпускного канала 3. Несимметричным позиционированием клапана форма торца клапана может упрощаться. Если клапан 5 позиционируется симметрично, как показано на фиг. 2, А, проходное сечение клапана 5 может увеличиваться в сравнении с проходным сечением 3 теоретически правильного выпускного канала, однако это проходное сечение клапана 5 йсе еще будет слегка меньше, чем проходное сечение 3. Если проходное сечение 6 клапана 5, согласно фиг. 5, делается одинаково большим, как и проходное сечение теоретически правильного выпускного канала, выпускной клапан должен открываться значительно раньше, чем предполагалось, который будет иметь влияние на встроенное объемное соотношение. Как видно из фиг, 1-5 здесь не имеется никакого полного соответствия между проходным сечением выходного отверстия ротационного компрессора в направлении стенки картера (кожуха) рабочего пространства и проходным сечением любого из иллюстрированных клапанов. Площадь 7, показанная на фиг. 5, как таковая, означает препятствие потоку в ротационном компрессоре.

Корпус двухвинтового компрессора, согласно данному изобретению, содержит роторный корпус 8 с цилиндрическими расточками под винтовые роторы. Роторный корпус 8 имеет торцевые стенки 9, 10 (см.

. 6). Торцевые стенки 9.10 представляют осевые торцевые поверхности, которые размежевывают в осевом направлении рабочее пространство 11 винтового компрессора. Одна торцевая поверхность (торцевая стенка 10) соответствует ранее упомянутой плоскости входного отверстия 1, а другая торцевая поверхность (торцевая стенка 9) соответствует ранее упомянутой плоскости выходного отверстия 2. На стенке 10 имеет-, ся входное отверстие в рабочее пространство для рабочего вещества. Для того, чтобы показать относительные положения клапанных устройств, на фиг. 6 изображается возможное местоположение золотникового клапана 12 для регулирования производительности относительно клапанного корпуса 13 для регулирования внутреннего объемного соотношения. В роторном корпусе 8, рядом с плоскостью выходного отверстия 2, имеется радиальный выпускной

канал 14, который ограничен в осевом направлении плоскостью выходного окна 2 и вогнутыми поверхностями расточек под роторы. В этом случае выпускной канал 14 в значительной степени соответствует ранее

упомянутой теоретически правильной форме канала 3 согласно фиг. 2. Конец клапанного корпуса 13 со стороны роторов выполнен профилированным и образован двумя вогнутыми поверхностями 15 и 16, разделенными линией заострения, и плоской поверхностью 17. При этом поверхности 15 и 16 при полностью вставленном клапанном корпусе 13 в выпускной канал примыкают к внешним поверхностям роторов при минимальной величине зазора, а

поверхность 17 - к плоскости выходного отверстия 2 (торцевая стенка 9).

Поскольку клапанный корпус 13 располагается под углом к плоскости выходного отверстия. 2, линия действия клапанного

корпуса 13 будет пересекать плоскость выходного отверстия 2 под предопределенным углом, например 30°, и поэтому конец клапанного корпуса 13 должен содержать. по меньшей мере, три поверхности, две из

которых 15,16 являются вогнутыми и разделяются линией заострения и ориентируются в направлении роторов и одна представляет

плоскую поверхность 17, ориентироеанную

в направлении плоскости выходного отверстия 2. В полностью вставленном положении вогнутые поверхности 15, 16 будут являться примыкающими к роторам при минимальной величине зазора, а плоская поверхность 17 будет являться примыкающей к плоскости выходного отверстия 2, которая будет помогать фиксировать клапанный корпус 13 для совершенного прилегания к выходному отверстию 14 роторного корпуса 8, В полностью вставленном положении конец клапанного корпуса будет, по существу, соответствовать поверхности картера рабочего пространства. При клапанном корпусе 13 в наклонном положении, клапанный корпус 13 не должен располагаться на линии разъема между роторным корпусом.8 и плоскостью выходного отверстия 2, подразумевая, чтобы уплотнение между упомянутыми элементами оставалось эффективным. Фактический размер выпускного канала 14 и, таким образом, клапанного корпуса 13 определяется требуемым встроенным объемным соотношением, когда выпускной канал является открытым. Далее, фиксированное отверстие 18 может располагаться в заостренном конце клапанного корпуса 13, причем это отверстие 18 образуется так, чтобы определять, когда канал является полностью закрытым, определенное максимальное встроенное объемное соотношение. Движение клапанного корпуса 13 может осуществляться от бяока управления и управляющих средств или от направляющего поршня, расположенного в камере цилиндра, соединенного с роторным корпусом (на чертежах не показаны).

Предельно важным для клапанного корпуса 13 является перемещение из определенной плоскости для того, чтобы не приходить в неправильное положение относительно его правильного положения по отношению к выпускному каналу и плоскости выходного отверстия, Для перемещения клапанного корпуса 13 без смещений клапанному корпусу 13 можно придавать, например,кругло-цилиндрическое поперечное сечение, в силу чего достигается хорошая направляющая поверхность для клапанного корпуса 13.

Для того, чтобы клапанный корпус 13 не вращался во время его движения вплоть до выпускного канала и снова, е обратную сторону, в клапанном корпусе 13 можно выполнять направляющие средства, такие как канавки.

При расположении клапанного корпуса 13 под углом относительно вращающихся роторов, выпускной канал может выполняться, в соответствии с теоретическим выпускным каналом, что обеспечивает полностью замкнутую уплотняющую прокладку между роторным корпусом 8 и плоскостью 5 выходного отверстия 2, которая также вносит свой вклад в направлении того, чтобы делать ротационный компрессор более легким в обращении, например, когда, роторы должны подвергаться контрольному осмот0 РУ удаляется только клапанный корпус. Далее, наклонное положение предполагает образование клапанного корпуса 13 с наклонной поверхностью, которая будет пере: мещаться в направлении плоскости выходного отверстия 2, в силу чего, клапан.ный корпус 13 будет двигаться в направлении выпускного канала и фиксироваться в его полностью вставленном положении. Формула изобретения 1. Ротационный компрессор винтового

0 типа с клапанным устройством для регулирования внутреннего объемного соотношения, содержащий корпус с расточками под винтовые роторы, выпускным окном в торцовой стенке и выпускным клапаном с по5 движным клапанным корпусом, выполненным в боковой стенке, о т л и ч а- ю щи и с я тем, что выпускной канал ограничен в осевом направлении плоскостью выходного окна и вогнутыми поверхностями

Q расточек под винты и расположен в корпусе под углом относительно плоскости выходного окна,клапанный корпус установлен в выпускном канале с возможностью перемещения под углом относительно плоскости выходного окна, а конец клапанного корпуса со стороны винтов выполнен профилированным и образован двумя вогнутыми поверхностями, разделенными линией заострения, и плоской поверхностью, расположенной со стороны плоскости выходно0 го окна, при этом вогнутые поверхности при полностью вставленном клапанном корпусе в выпускной канал примыкают к внешним поверхностям роторов с минимальным зазором, а плоская поверхность - к плоскости

5 выходного окна.

2.Компрессор по п. 1, отличающийся тем, что клапанный корпус HMeet цилиндрическую направляющую, примыкающую к профилированному концу, форма

Q которого соответствует теоритически правильному радиальному выпускному каналу.

3.Компрессор по л, 1, отличающийся тем, что на плоской поверхности профилированного крнца клапанного корпуса выполнена небольшая выемка, прилежащая к вогнутым поверхностям и имеющая форму, подобную форме выходного окна.

5

х / /

У ял

X.

/

/

X,

х

/

/

/

: te :i. : -& - -

Сущность изобретения: выпускной канал ограничен в осевом направлении плоскостью выходного окна корпуса и вогнутыми поверхностями расточек под винты и расположен в корпусе под углом относительно плоскости выходного окна. Клапанный корпус установлен в выпускном канале с возможностью перемещения под углом относительно плоскости выходного окна. Конец клапанного корпуса со стороны винтов выполнен профилированным и образован двумя вогнутыми поверхностями, размещенными линией заострения, и плоской поверхностью, расположенной со стороны плоскости выходного окна. Вогнутые поверхности при полностью вставленном клапанном корпусе а канал примыкает к внешним поверхностям роторов с минимальным зазором, плоская поверхность - к плоскости выходного окна. 2 з.п. ф-лы. 12 ил.

Фиг.Г

ь

Фиг.З

Фиг.1

5

Фиг. 4

Ю

Фиг.1

12

4

Ю

13

Фиг. 9

ji- ti V3 Фиг.8.

/J

/