РОТОРНО-ПОРШНЕВОЙ КОМПРЕССОР Советский патент 1973 года по МПК F04C18/00 F04C29/08 

1

Изобретение относится к отрасли компрессор остр оения, а именно, к конструкциям роторно-поршневых компрессоров.

Известен роторно-поршневой компрессор, содержащий неподвижный корпус с камерой впуска и в нутренней трохоидной поверхностью и помещенный в кгорпусе с в,о-зможностью планетариого вращения многогранный поршень, установленный на эксцентрике рабочего вала. В таком компрессоре выпуск газа осуществляется через размещенную в корпусе камеру вылуска, снабженную клапанами, что усложняет конструкцию.

Цель изобретения - упрощение системы выпуска газа, уменьшение газодинамических потерь и снижение потерь давления.

Цель достигается тем, что поршень имеет в гранях выпускные отверстия, соединенные с размещенной в цапфе вала камерой выпуска при помощи предусмотренных в эксцентрике распределительного окна и внутреннего канала, поперечноз сечение которого равно тримерно сечению эксцентрика в свету и вылолнено со спиралевидным сужением в направлении камеры выпуска, что упрощает систему выпуска газа.

Иредусмотрен вариант, в котором стенка эксцентрика выполнена со спиралевидным утолщением в направлении от распределительного окна и имеет расположенный на продолИ

жении спирали язычковый выступ для образования отделенной от внутреннего канала буферной емкости, что позволяет повысить экономичность компрессора.

Для уменьшения газодинамических потерь при выпуске газа предусмотрен вариант, в котором выпускное отверстие поршня на передней и задней по направлению вращения кромках имеет скосы, соответствующие углу спирали стенки эксцентрика у распределительного окна.

Предложен вариант, в котором выпускное отверстие партия размещено на его грани несимметрично относительно середины грани и смещено по направлению вращения поршня или в обратную сторону, что позволяет снизить потери давления при выпуске газа во внутренний канал эксцентрика.

На фиг. 1 показан общий вид предложенного компрессора в разрезе; на фиг. 2 - поперечный разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - частичный поперечный разрез с другим положением поршня; на фиг. 4 - частичный поперечный разрез варианта компрессора со смещенным выпускным отверстием.

Описываемый компрессор содержит неподвижный корпус , внутренняя поверхность которого очерчена трохоидами для образования рабочих камер 2. В корпусе располол ен

впускной канал 8, ведущий к боковым впускным окнам 4.

На подшиониках 5 и & в корпусе установлен рабочий вал 7, который состоит из ведущей цапфы 8, эксцентрика 9 и трубообразной цапфы 10. На эксцентрик 9 опирается трехгранный порщень 11. В боковых гранях порщдя имеются выпускные отверстия 12, соединенные с размещенной в цапфе 10 выпускной камерой 13 при помощи предусмотренных в эксцентрике 9 распределительного окна 14 и внутреннего кацала 15. Ноперечное сечение канала 15 равно, примерно, сечению эксцентрика в свету и выполнено со спиралевидным сужением в направлении камеры выпуска 13. Стрелкой 16 показана ливия тока газа, входящего в канал 15 и закручивающегося в нем по спирали. Порщень установлен в корпусе с возможностью планетарного вращения, что обеспечивается зубчатым механизмом с передаточным отнощением 2 : 3, состоящим из присоединенной к корпусу щестерни 17 и закрепленного на порщне зубчатого колеса 18 с внутренними зубьями.

Стенка 19 эксцентрика 9 выполнена со спиралевидным утолщениегу в направлении от распределительного окна 14 и имеет расположенный на продолжении спирали язычковый выступ 20 для образования отделспюй ст внутреннего канала 15 буферной емкости 21. Утолщение стенки эксцентрика coBiMecTiio с противовесами 22 и 23 для уравнивания инерционных сил.

На фиг. 4 показан вариант с несимметрично расположенными отверстиями 12, причем отверстия смещены в направлении вращения . Распределительное окно 14 эксцентрика также перемещено, чтобы сохранить величину прохода для газа.

Компрессор работает следующим образом.

Рабочий вал 7 приводится во вращение по направлению часовой стрелки. При этом порщень 11 соверщает планетарное вращение вокруг оси вала. Колесо 18, обкатываясь по шестерне 17, сообщает порщню дополнительное вращение вокруг его оси против часовой стрелки. В результате поршень совершает движение по часовой стрелке относительно корпуса, при котором происходит последовательное изменение объема рабочей камеры 2. При увеличении объема камеры 2 газ всасывается в эту камеру через впускное окно 4. При уменьщении объема камеры 2 газ выталкивается из нее через отверстие 12, окно 14 и канал 15 в выпускную камеру 13. Спиралевидная форма канала 15 служит для придания газу вращательного движения, совмещенного с движением эксцентрика. Газ проходит в таком движении через цилиндрическую камеру выпуска 13, что обеспечивает выпуск газа из камеры 2 без вредного вихреобразования.

Вращательное движение газа в камере 13 сохраняется, хотя и в более слабой форме, в течение того периода, когда выпуск ие производится. Поэтому при очередном выпуске газа нет необходимости ускорять носледний.

Язычковый выступ 20 предотвращает вредные циркуляционные течения газа в полости эксцентрика. Буферная емкость 21 обеспечивает гашение колебаний, вызванных пульсациями давления при выпуске. Спиралевидная стенда 19, помимо этого, способствует рекуперации потерь давления, так как кинетическая

энергия выходящего из окна 14 газа используется для вращения рабочего вала.

На фиг. 2 порщень показан в положении, которое соответствует началу выпуска. Поскольку выпускные отверстия 12 имеют скосы

на передней и задней кромках, обеспечивается ввод газа внутрь эксцентрика под углом, соответствующим углу спирали стенки эксцентрика у распределительного окна.

На фиг. 3 порщень показан в положении,

которое соответствует концу выпуска. При этом эксцентрик поворачивается на угол 60° по сравнению с полол ением, показанным на фиг. 2, порщень поворачивается на угол 40° в обратную сторону, таким образом, поворот

поршня относительно корпуса происходит на 20°. Входящий в капал 15 газ получает вращателыюе , которое сохраняется до нового выпуска.

lia фиг. 4 показан выпуск газа в комлрессоре, имеющем несим.чсетрично размещенные выпускные отверстия 12, .которые смещены в данном случае в опережающую часть поршня. Поскольку поток направляется внутрь эксцентрика преимущественно из увеличенной

задней части камеры 2, то получает более тангенциальное направление, чем это имеет место при симметричном расположении отверстий 12. Смещение отверстий 12 в отстающую часть грани поршня придает потоку более ра.лиальное направление. Оптимальное расположение выпускных отверстий определяется конструктивными параметрами мащины.

Предмет изобретения

1.Роторно-порщневой компрессор, содержащий неподвижный корпус с камерой впуска и внутренней трохоидной поверхностью, помещенный в корпусе с возможностью планетарного вращения многогранный порщень, установленный на эксцентрике рабочего вала, отличающийся тем, что, с целью упрощения системы выпуска газа, порщень имеет в гранях выпускные отверстия, соединенные с размещепной в цапфе вала камерой выпуска при помощи предусмотренных в эксцентрике распределительного окна и внутреннего канала, поперечное сечение которого равно, примерно, сечению эксцентрика в свету и выполнено

со спиралевидным сужением в направлении камеры выпуска.

2.Компрессор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности, стен ка эксцентрика выполнена со спиралевидным

утолпдением в направлении от распределительного окна и имеет расположенный на продолжении спирали язычковый выстун для образования отделенной от внутреннего канала буферной емкости.

3. Компрессор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью уменьшения газодинамических потерь, выпускное отверстие поршня на передней и задней по направлению врашення кромках имеет скосы под углом, соответствуюш,им углу спирали стенки эксцентрика у распределительного окна.

4.Компрессор по пп. 1,2 и 3, отличающийся тем, что, с целью сн1 жекия потерь давления, выпускное отверстие поршня размешено на его грани несимметрично относительно середины грани.

5.Компрессор по п. 4, отличающийся тем, что выпускное отверстие смещено по направлению враш,ения поршня.

6.Компрессор по п. 4, отличающийся тем, что выпускное отверстие смеш,ено в сторону, обратную направлению вращения порщня.

П2