Поршневой компрессор Советский патент 1981 года по МПК F04B31/00 

(54) ПОРШНЕВОЙ КОМПРЕССОР

Изобретение относится к компрессоростроению и касается поршневых компрессоров с бесконтактным уплотнением поршня. Наиболее близким к предлагаемому является поршневой компрессор с бес контактным уплотнением поршня, содержащий цилиндр с всасывающим и нагнетательным клапанами и размещен ный в цилиндре с образованием камер сжатия поршень, имеющий боковую поверхность, служащую аэростатическим подшипником, подпитываемым через дроссельнше отверстия от источника давления, причем меяшу камерой сжат и дроссельными отверстиями выполнен кольцевая проточка, сообщенная посредством канала с областью пониженного давления l . Недостатком данного поршневого к прессора является недостаточно высокая производительность. Цель изобретения - повышение про изводительности поршневого компрессора с бесконтактным уплотнением поршня. Указанная цель достигается тем, что кольцевая проточка выполнена в цилиндре, а компрессор дополнительно содержит камеру с расположенным в ней упругим элементом, разделяющим последнюю на две полости, одна из которых сообщена с камерой сжатия, а другая - с кольцевой проточкой и источником давления и снабжена выступом в котором выполнен кана.;, и кольцевая проточка сообщена с областью пониженного давления через зтот канал, а упругий элемент образует с выступом дроссельный зазор при ходе поршня к верхней мертвой точке. При этом упругий элемент выполнен в виде мембраны. На чертеже изображен предлагаемый поршневой компрессор с бесконтактным уплотнением поряиня, продольный разрез . Поршневой компрессор содержит цилиндр 1 с всасывающим и нагнетательным клапанами 2 и. 3 соответственно и размещенный в цилиндре 1 с образованием камеры 4 сжатия поршень 5, имеющий боковую поверхность, служащую аэростатическим подшипником,подпитываемым через дроссельные отверстия 6 от источника 7 давления,причем между камерой 4 сжатия и дроссельными отверстиями 6 вь1полнена кольцевая проточка 8, сообщенная посредотвом канала 9 с областью 10 пониженHoro давления. При этом кольцевая пр точка 8 выполнена в цилиндре 1, а компрессор дополнительно содержит камеру 11 с расположенным в ней упру гим элементом 12, разделяющим послед нюю на две полости 13 и 14 соответственно, полость 13 сообщена с камерой 4 сжатия,а полость 14 - с кольце вой проточкой В и источником 7 давления и снабжена выступом 15, в котором выполнен канал 16, и кольцевая проточка 8 сообщена с областью 10 пониженного давления через этот кана 16, а упругий элемент 12 образует с выс.тупом 15 дроссельный зазор 17 при ходе поршня к верхней мертвой точке. Упругий элемент 12 выполнен, в виде мембраны. Предлагаемый поршневой компрессор с бесконтактным уплс тнением поршня работает следующим образом. При возвратно-поступательном движении поршня 5 в цилиндре 1 рабочий газ- всасывается через клапан 2 в камеру 4 сжатия, сжимается там и нагнетается потребителю через клапан 3 От источника 7 давления инородный га истекает через дроссельные отверстия 6 в зазор ме)кду цилиндром 1 и поршнем 5, создавая там несущий газовый слой, предотвращающий касание поршня 5 о стенки цилиндра 1. Кроме того, инородный газ поступает в полость 14 из которой частично истекает по каналу 9 в проточку 8, а частично чере зазор 17 истекает в область 10 пониженного давления, которой в данном примере служит атмосфера. При сжатии давление в камере 4 увеличивается, увеличивается пе Ьепад давления на упругом элементе 12 и,со ответственно, его прогиб.Это приводит к постепенному уменьшению зазора 17 увеличению давления инородного газа полости 14 и в соединенной с ней про точке 8. Характеристика упругого элемента 12 и размеры выступа 15 подбираются таким образом, чтобы давление, иноррд , ного газа в проточке 8 всегда былбравно или чуть меньше давления в камере 4 сжатия. В этом случае на ходе сжатия и нагнетания утечки рабочего газа из камеры 4 сжатия в картер компрессора равны нулю, или незначительны. Во время хода всасывания давление в камере 4 падает, упругий элемент 12 отходит от выступа 15,дроссельный зазор 17 увеличивается и инородный газ от источника 7 давления сбрасывается через канал в атмосферу. Давление в проточке 8 падает. Существенно уменьшается и дав-i ление в зоне дроссельных отверстий 6 за счет большого расхода инородного газа через канал 16, но, поскольку боковые усилия, действующие на поршень на ходе всасывания незначительны, этого давления достаточно для центрирования поршня 5. Однако, уменьшение давления в зоне дроссельных отверстий 6 приводит и к уменьшению потока газа из зоны аэростатического подшипника к проточке 8, что уменьшает возможность попадания инородного газа в камеру сжатия на ходе всасывания, которое происходит в результате смешивания газов на границе их соприкосновения. Таким образом, такое выполнение компрессора позволяет исключить утечки рабочего газа на ходе сжатия и существенно уменьшить их на ходе всасывания, что дает возможность повысить производительность. Формула изобретения 1.Поршневой компрессор с бесконтактным уплотнением поршня, содержащий цилиндр с всасывающим и нагнетательным клапанами и размещенный в цилиндре с образованием камеры сжатия поршень, имеющий боковую поверхность, служащую аэростатическим подшипником, подпитываемым через дроссельные отверстия от источника давления, причем между камерой сжатия и дроссельными отверстиями выполнена кольцевая проточка, сообщенная посредством канала с областью пониженного давления, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, кольцевая проточка выполнена в цилиндре, а компрессор дополнительно содержит камеру с расположенным в нбй упругим элементом, разделяющим последнюю на две полости, одна из которых сообщена с камерой сжатия, а другая - с кольцевой проточкой и источником давления и снабжена выступом, в кототором выполнен канал, и кольцевая проточка сообщена с областью пониженного давления через этот канал, а упругий элемент образует с выступом дроссельный зазор при ходе поршня, к верхней мертвой точке. 2.Компрессор по П.1, о т л иг чающийся тем, что упругий элемент вьшолнен в виде мембраны. ИсточНИКИ информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент ФРГ №1236877, кл. 47 f 19/.01,опублик. 1967.

/Z