В предлагаемом поршневом компрессоре с звездообразно расположенными цилиндрами и свободно движущимися в них поршнями сжатие воздуха происходит за счет разности центробежных сил, возникающих в поршнях при вращении блока цилиндров.
Для этого поршневые штоки цилиндров связаны с вершинами тормозного параллелограма, составляющего с блоком цилиндров одну систему, которая вращается вокруг оси, закрепленной в раме, в свою очередь вращающейся вокруг второй оси, перпендикулярной к первой.
На чертеже фиг. 1 изображает схему поршневого компрессора со звездообразно расположенными цилиндрами; фиг. 2 - вид компрессора сверху; фиг. 3 - продольный разрез его по АА фиг. 2; фиг, 4 - поперечный разрез его по ВВ фиг. 2.
Принцип устройства компрессора показан на фиг. 1 и заключается в том, что в радиально укрепленных цилиндрах 1 скользят поршни 2, которые штоками 3 связаны с вершинами шарнирного параллелограма 4. Вся система может вращаться в двух плоскостях, а именно вокруг оси 5-5 и вокруг оси 6-6.
От вращения цилиндров вокруг оси 6-6 поршни приобретают поступательное движение, а от вращения цилиндров вокруг оси 5-5 поршни приобретают центробежную силу, которая будет иметь максимальное значение при положении штоков поршней, перпендикулярном к оси вращения, и равна нулю у оси вращения (у полюсов), и которая заставляет поршни расходиться, но так как все поршни связаны между собой параллелограмом, то движение поршней будет координированным: в то время, как одна пара поршней будет расходиться, вторая пара поршней, наоборот, будет сближаться. Центробежные силы поршней, возникающие от вращения вокруг оси 6-6, влияния на движение поршней оказывать не будут, так как взаимно уравновешиваются. При движении поршней воздух в цилиндры всасывается через клапаны 7, а из цилиндров поступает к двигателю через клапаны 8.
Для конструктивного оформления компрессора все цилиндры 1 в количестве восьми (по два в ряд) сдвоены для увеличения объема и по существу представляют собой один цилиндр, так как сообщаются между собой через каналы 30 и отливаются в одном блоке.
Для увеличения жесткости стенок и поверхности охлаждения цилиндры имеют ребра 12. В пространстве между цилиндрами помещаются два резервуара 10 (фиг. 2, 4), которые одновременно являются и осью для вращения цилиндров и резервуарами для сжатого воздуха. Цилиндры вращаются вокруг резервуаров 10 на двух шариковых подшипниках 9, обоймы которых запрессованы.
Резервуары 10 скрепляются болтами с рамой 11, к которой в свою очередь крепятся половины оси 5-5, сидящие в подшипниках 29. Рама 11 непосредственно через ось 5-5 связана с валом двигателя. Таким образом, цилиндры вращаются в раме 11 в одной плоскости, а рама вместе с цилиндрами вращается в другой перпендикулярной к ней плоскости. Поршни 2 каждого ряда цилиндров имеют свой параллелограм 4, который представляет собой четыре шарнирно связанных между собой трубки. Сжатие воздуха происходит с обеих сторон поршня. Каждая пара сдвоенных цилиндров имеет с обеих сторон по одному всасывающему клапану 7 и по два выпускных клапана 8, через которые сжатый воздух из цилиндров по трубам 13 поступает в резервуар 14. Резервуар 14 вращается вместе с цилиндрами и помещается между резервуарами 10, сообщаясь с последними через патрубки 15-15, расположенные по оси 6-6. Воздух из резервуаров поступает к двигателю через полые раму 11 и ось 5-5. Всасывающие клапаны 7 работают принудительно от кулачков 19, открывающих клапаны посредством рычага 18, штока 17 и коромысла 16. К верхней части цилиндров крепятся болтами головки, через которые, для уменьшения напряжения материала цилиндров от центробежной силы, пропускаются сквозные шпильки.
Передача вращения цилиндрам 1 вокруг резервуаров 10 осуществляется посредством зубчатого червячного венца 20, закрепленного на блоке цилиндров, червяка 21 и коробки 26-22-28 скоростей, назначение которой - изменять скорость вращения цилиндров и зависящую отсюда производительность компрессора. Так как коробка скоростей не несет большой нагрузки (всю нагрузку воспринимает вал 5), то все шестерни могут быть сделаны из сравнительно мягких сплавов.
Переключение скорости производится посредством передвижения стержня 24 скользящей шпонки 25, которая, входя в прорезь одной из шестерен 26, свободно сидящих на втулках с прорезями 27, которые в свою очередь свободно сидят на валу 5, заклинивает шестерню, вследствие чего сцепленная с ней одна из планетарных шестерен 22 начнет обегать вокруг шестерни 26, вращая через шестерню 28 червяк 21.
1. Поршневой компрессор со звездообразно расположенными цилиндрами и свободно движущимися в них поршнями, отличающийся тем, что, с целью сообщения возвратно-поступательного движения поршням под влиянием центробежной силы, поршневые штоки 3 присоединены к вершинам шарнирного параллелограма 4, составляющего с блоком цилиндров одну систему, вращающуюся вокруг оси 6-6, каковая ось закреплена в раме 11, в свою очередь вращающейся вокруг оси 5-5, перпендикулярной к оси 6-6.
2. Форма выполнения компрессора по п. 1, отличающаяся тем, что для передачи вращения от оси 5-5 рамы 11 к оси 6-6 применены червячная передача 20-21 и планетарная передача с коробкой 26-22-28 скоростей, включение той или иной ступени которой в работу осуществляется при помощи скользящей шпонки 25.
3. Форма выполнения компрессора по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что в качестве ресивера для сжатого воздуха использована ось 6-6 вращения компрессора, выполненная соответственно в виде цилиндрических жестко скрепленных с рамой 11 резервуаров 10, снабженных на своей поверхности шарикоподшипниками 9, служащими опорой для вращения блока цилиндров компрессора, и присоединенных посредством патрубков 15 к резервуару 14, жестко связанному с блоком цилиндров.
