Мембранный компрессор Советский патент 1981 года по МПК F04B45/53 F04B49/10 

Изобретение относится к компрессо ростроению, а именно к мембранным компрессорам. Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является мембранный компрессор с гидроприводом, содержащий корпус, соединенный посредством шпилек с кршикой, снабженной впускным и выпускным клапанами, и установленный между корпусом и крьиикой мембранный блок, образованный последовательно расположенными опорным диском, промежуточным диском, имеющим сквозной канал для отвода масла и распределительным и ограничительным дисками с защемленной между ними мембраной l. Недостатками указанного мембранного компрессора являются сравнитель но невысокие объемные характеристики (КПД, производительность), а так же невысокая надежность вследствие износа и деформации деталей, защемляющих мембрану, и самой мембраны. Цель изобретения - улучшение объ ных характеристик и повьаиение надеж ности. Указанная цель достигается тем, что компрессор дополнительно содерж ступенчатый цилиндр, размещенный в промежуточном диске с зазоргили относительно последнего, а промежуточный диск установлен относительно распределительного и опорного дисков с кольцевыми зазорами и имеет сквозной канал для подвода масла с установленными в нём обратньвши клапанами. На чертеже изображен мембранный компрессор, продольный разрез. Мембранный компрессор содержит корпус 1, соединенный посредством шпилек 2 с КЕЖЛШКОЙ 3, снабженной впус.кным и выпускным клапанами 4 и 5, и установленный между корпусом 1 и крышкой 3 мембранный блок, образованный последовательно расположенными опорным диском 6, промежуточным диском 7, имеющим сквозной.канал 8 для отвода масла, и распределительным и ограничительным дисками 9 и 10 с защемленной между ними мембраной 11. Компрессор дополнительно содержит ступенчатый цилиндр 12, размещенный в промежуточном диске 7 с зазорами 13 относительно последнего, а промежуточный диск 7 установлен относительно распределительного и опорного дисков 9 и 6 с кольцевыми зазорами 14 и 15 и имеет сквозной канал 16

для подвода масла с установленными в нем обратными клапанами 17 и 18. Компрессор снабжен цилиндрическим кольцом 19, установленным между ограничитал ьньам и промежуточным дисками 10 и 7, а также уплотнительными элементами 20-25, установленными соответственно между распределительным и промежуточньлм дисками 9 и 7, между промежуточньгм диском 7 и ступенчатым цилиндром 12, между промежуточным и опорньв дисками 7 и б и между ступенчатым цилиндром 12 и опорным диском 6. Привод мембраны 11 осуществляет плунжер 26 гидропривода, установленный в рабочей камере 27. При этом зазоры 13 и кольцевой зазор 15, образованные внутренними поверхностями опорного и промежуточного дисков 6 и 7 и наружной поверхностью ступенчатого цилиндра 12, образуют камеру затяжки шпилек 2, а кольцевой зазор 14, образованный внутренними поверхностями промежуточного и распределительного дисков 7 и 9 и внутренней поверхностью кольца 19, образует камеру затяжки мембраны 11.

Компрессор работает следующим образом.

Перед запуском компрессора производят предварительную затяжку мембраны 11. При этом усилие предварительной затяжки через крышку 3, ограничительный диск 10, распределительный диск 9, ступенчатый цилиндр 12, опорный диск б и корпус 1 передается на соединительные шпильки 2. Цилиндрическое кольцо 19 и промежуточный диск 7 имеют возможность перемещаться в осевом направлении в пределах упругой деформации уплотнителей 2023 и в предварительной затяжке мембраны 11 не участвуют. После предварительной затяжки мембраны 11 запускают компрессор, плунжер 26 начинает совершать возвратно-поступательные движения, рабочая камера 27 заполняется жидкостью от компенсационного насоса (не показан), под воздействием которой мембрана 11 приводится в колебательное движение. На ходе сжатия плунжера 2б одновременно повышается давление в камере затяжки ишилек 2, в камере затяжки мембраны 11, образованной внутренними, поверхностями промежуточного и распределительного дисков 7 и 9 и внутренней цилиндрической поверхносЕью кольца 19, и в рабочей камере 27, так как обратные клапаны 17 и 18 открыты. При этом усилие в камере затяжки шпилек 2, возникающее при действии давления на поверхность промежуточного диска 7, ограниченную уплотнительными элементами 23 и 22, заставляет промежуточный диск 7 совершать движение в сторону мембраны 11, воздействовать последовательно на цилиндрическое кольцо 19,

ограничительный диск 10, крышку 3, обеспечивая возможность автоматически затягивать соединительные шпильки 2 . в то же время усилие в камере затяжки мембраны 11, возникакнцее при , действии давления на поверхность распределительного диска 9, ограниченную уплотнителями 20 и , заставляет последний совершать движение-в сторону мембраны 11, защемляя ее межQ ЯУ распределительным диском 9 и ограничительным диском 10 и обеспечивая возможность автоматически затягивать мембрану. По окончании хода сжатия плунжера 26 в камере затяжки шпилек 2, в камере затяжки мембраны 11 и

5 в рабочей камере 27 устанавливается максимальное давление (давление нагнетания) и через выпускной клапан 5 происходит нагнетание газа, .заканчивающееся сбросом избытка жидкости из рабочей камеры 27 через маслосбрасывающий клапан (не показан). На ходе обратного расширения и ходе всасывания плунжера 26, при котором газ поступает в компрессор через

5 впускной клапан 4, давление в рабочей камере 27 падает. Однако в камере затяжки шпилек 2 и в камере затяжки мембраны 11 давление остается неизменным,, так как обратные клапа j ны 17 и 18 закрываются под действием возникающего перепада между давлением в )абочей камере 27 и давлением в камере, затяжки шпилек 2 ив камере затяжки мембраны 11.

, Указанные камеры выполнены с использованием принципа некомпенсированной площади, а именно размеры площадей, формирующих усилия затяжки соединительных шпилек 2 и мембраны 11, выбраны с учетом обеспечения

0 необходи№ах напряжений .в соединительных шпильках 2 и в месте защемления мембраны 11.

Таким образом, в течение всего рабочего цикла соединительные шпильки 2 статически нагружены силой, развиваемой постоянным давлением в камере затяжки шпилек 2, а мембрана 11 статически нагружена силой, развиваемой постоянным давлением в кад мере затяжки мембраны 11.

Благодаря тому, что компрессор дополнительно содержит ступенчатый цилиндр, размещенный в промежуточном .диске с зазорами относительно последнего, а промежуточный диск установлен относительно распределительного и опорного дисков с кольцевыми зазорами и имеет сквозной канал для подвода масла с установленными в нем

0 обратными клапанами, улучшаются

объемные х актеристики (КПД, производительность) компрессора и повышается надежность путем снижения динамических нагрузок на шпильки и мембранный узел.