CZ33935U1 - Zubový kompresor s novým způsobem komprese - Google Patents

Zubový kompresor s novým způsobem komprese Download PDF

Info

Publication number
CZ33935U1
CZ33935U1 CZ2020-37185U CZ202037185U CZ33935U1 CZ 33935 U1 CZ33935 U1 CZ 33935U1 CZ 202037185 U CZ202037185 U CZ 202037185U CZ 33935 U1 CZ33935 U1 CZ 33935U1
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
gas
working space
discharge
valve
suction
Prior art date
Application number
CZ2020-37185U
Other languages
English (en)
Inventor
Otakar Černý
Stanislav Honus
Original Assignee
Otakar Černý
Vysoká Škola Báňská - Technická Univerzita Ostrava
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Otakar Černý, Vysoká Škola Báňská - Technická Univerzita Ostrava filed Critical Otakar Černý
Priority to CZ2020-37185U priority Critical patent/CZ33935U1/cs
Publication of CZ33935U1 publication Critical patent/CZ33935U1/cs

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/08Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C18/12Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F04C18/14Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/08Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C18/12Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F04C18/14Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
    • F04C18/18Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with similar tooth forms
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/04Heating; Cooling; Heat insulation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/12Arrangements for admission or discharge of the working fluid, e.g. constructional features of the inlet or outlet
    • F04C29/122Arrangements for supercharging the working space
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2240/00Components
    • F04C2240/20Rotors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2240/00Components
    • F04C2240/80Other components
    • F04C2240/806Pipes for fluids; Fittings therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)

Description

Zubový kompresor s novým způsobem komprese
Oblast techniky
Technické řešení se týká zubových kompresorů.
Dosavadní stav techniky
Zubové kompresory mají dva rotory se dvěma zuby a mají jednotlivé pracovní prostory vymezeny vnitřním obrysem tělesa kompresoru a mezerami mezi přilehlými zuby vzájemně zabírajících rotorů. Vzájemným záběrem rotorů se z každé propojené dvojice pracovních prostorů od jednoho a druhého rotoru vytváří jeden společný pracovní prostor. V místě napojení sacího a výtlačného hrdla je vnitřní obrys tělesa kompresoru přerušen a pracovní prostoty’ rotorů jsou otevřeny pro nasáváni, resp. vytlačování plynu.
Výtlačný otvor je u zubového kompresoru umístěn axiálně.
Tylo zubové kompresory' jsou vytvořeny se stálým pevným neboli vestavěným kompresním poměrem, tzn., že plyn je po nasátí polytropicky stlačován v pracovním prostoru vzájemně zabírajících otáčejících se rotorů, dokud nenastane spojeni pracovního prostoru kompresoru s prostorem výtlačného hrdla, přičemž nastavení vzájemné polohy těchto prostorů je v daném kompresoru neměnné.
V ideálním případě by v okamžiku spojení těchto prostorů měl být tlak v pracovním prostora kompresora stejný jako tlak ve výtlačném prostora, tj. ve výtlačném hrdle a výtlačném potrubí, a teoreticky by měl plynule pokračovat výtlak plynu do výtlačného potrubí.
V praxi však bývá tlak ve výtlačném prostoru odlišný než ve výtlačném prostoru a nastává nejprve směšování plynů v těchto prostorech.
Jestliže je tlak plynu ve výtlačném prostora nutno udržovat i nepatrně vyšší než tlak plynu v pracovním prostoru kompresoru, dochází k rázové vnější kompresi, tj. ke stlačení plynu v pracovním prostoru plynem z výtlačného prostoru. Je-li naopak tlak plynu ve výtlačném prostora nižší než tlak plynu v pracovním prostora kompresora, dochází ke škrcení, tj. k rázové expanzi plynu z pracovního prostora kompresora na hodnotu tlaku ve výtlačného prostora. Tyto jevy snižují efektivnost kompresního cyklu. Až teprve po tomto směšováni nastává výtlak stlačeného plynu do výtlačného potrubí.
V zubových kompresorech je efektivnost kompresního cyklu narušována také tím, že část stlačeného plynu je na konci výtlaku v důsledku nedokonalého tvaru zubů přepouštěna mezi rotory z výtlačné strany na sací stranu pracovních prostorů kompresoru.
Další nevýhodou těchto kompresorů je hlučnost pulzací při prudkém, rázovém střídání směru proudění.
Rázová vnější komprese při výtlaku i přepouštění stlačeného plynu do sání jsou příčinou poměrně značných energetických ztrát a příčinou vyšší teploty vytlačovaného plynu, než jaká odpovídá teoretické kompresi.
Cenou za relativní jednoduchost způsobu komprese, tj. dosahování výsledného tlaku vnější kompresí nebo vestavěným kompresním poměrem, je snížená hospodárnost komprese v těchto kompresorech nebo omezená možnost změny úrovně tlaku v síti spotřebičů.
- 1 CZ 33935 U1
Ve výtlačném potrubí bývá běžně umístěn výtlačný ventil ve funkci zpětného ventilu, který má zabránit zpětnému pohybu stlačeného plynu do kompresoru při jeho odstavení z provozu. Bývá umístěn až za výtlačným hrdlem kompresoru, takže objem plynu v prostoru od hranice pracovního prostoru až po výtlačný ventil může být mnohonásobně větší, než je objem vytlačovaného plynu v samotném pracovním prostoru, proto nemá na účinnost kompresního cyklu v kompresoru prakticky žádný vliv.
Základním úkolem technického řešení je snížit energetickou náročnost kompresního cyklu v zubových kompresorech.
Podstata technického řešení
Technickým řešením uvedeného úkolu je zubový kompresor, jehož podstatou je, že obsahuje cestu pro vytlačování stlačeného plynu z pracovního prostoru, která je od pracovního prostoru oddělena nejméně jedním výtlačným ventilem nebo šoupátkem, a/nebo obsahuje cestu pro přivádění stlačeného plynu, která vede přímo do pracovního prostoru aje odlišná od cesty pro vytlačování stlačeného plynu z pracovního prostoru.
Polytropickou kompresí je nutno překonat nejen tlak plynu ve výtlačném prostoru, ale i odpor výtlačného ventilu nebo šoupátka, a pak teprve může nastat vytlačování plynu z pracovního prostoru do výtlačného prostoru, tj. do výtlačného hrdla a dále do výtlačného potrubí.
Odstraněním vnější komprese se sníží nerovnoměrnost proudění plynu, rázové jevy a energetická spotřeba kompresoru.
Pro potřeby minimalizování vnější komprese, a tím zajištění ekonomického provozu kompresoru i při proměnlivých hodnotách tlaku v síti, lze pevný, vestavěný kompresní poměr ve značném rozsahu nastavovat, regulovat, s výhodou mechanicky, s výhodou elektronicky, pomocí nucené ovládaného výtlačného ventilu nebo výtlačného šoupátka, s výhodou regulačního, s výhodou posuvného.
S výhodou může být výtlačný ventil kompresoru podle technického řešení samočinný.
Oddělením pracovního prostoru od výtlačného prostoru pomocí samočinného výtlačného ventilu je velmi účinně zabráněno zpětnému proudění stlačeného plynu z výtlačného prostoru do pracovního prostoru, tj. vnější kompresi plynu v pracovním prostoru kompresoru.
V zubovém kompresoru může být cesta pro nasávání plynu do pracovního prostoru s výhodou oddělena od pracovního prostoru nejméně jedním sacím ventilem. Výhodně je sací ventil samočinný.
V kompresním cyklu tak může být využita tlaková energie části stlačeného plynu, která je na konci výtlaku v důsledku nedokonalého tvaru rotorových zubů kompresoru přepouštěna mezi rotory z výtlačné strany na sací stranu pracovních prostorů kompresoru.
V případě použití samočinného sacího ventilu může nasávání plynu do zubového kompresoru probíhat takto:
- sací hrdlo je propojeno s pracovním prostorem kompresoru, pootáčením rotorů se zvětšuje objem pracovního prostoru, sací ventil je působením podtlaku v pracovním prostoru otevřen a probíhá nasávání plynu do pracovního prostoru,
- k sacímu hrdlu se pootočením rotorů přibližuje následující uzavřený pracovní prostor vytvořený mezi zuby rotorů a obsahující zbylou část stlačeného plynu, která nebyla vytlačena do výtlačného
-2 CZ 33935 U1 prostoru,
- pootočením rotorů se tento následující uzavřený pracovní prostor otevírá, zbylá část stlačeného plynu se rázově směšuje s nasávaným plynem ve spojeném pracovním prostoru pod sacím ventilem,
- při smíšení stlačeného plynu s nasávaným plynem se tlak ve spojeném pracovním prostoru zvýší a v důsledku zvýšeného tlaku proti plynu v sacímu hrdlu se sací ventil samočinně uzavře,
- pootočením rotorů se zvětší objem pracovního prostoru a plyn v tomto prostoru polytropicky expanduje,
- dalším pootočením rotorů se zvětší objem pracovního prostoru a vzniklým podtlakem se sací ventil samočinně otevře a nasávání plynu do pracovního prostoru pokračuje.
Ventil je nucené ovládaný, jestliže je pohyb ventilové desky mechanicky nebo elektronicky odvozen od pohybu rotorů, přičemž je řízen tak, že v celém provozním rozsahu kompresoru nedochází k přivádění stlačeného plynu tímto ventilem do pracovního prostoru zpětně z výtlačného prostoru.
Ventil je samočinný, jestliže je pohyb ventilové desky způsoben přímo rozdílem tlaků plynu, s výhodou proti síle pružiny.
V rámci tohoto základního nastavení lze jemnější optimalizaci otevírání a zavírání ventilu provádět druhotnou regulací, s výhodou podle okamžitých tlakových poměrů v plynové síti.
Analogicky tyto zásady platí i pro šoupátko.
Sací ventil je umístěn v sacím otvoru, výtlačný ventil je umístěn ve výtlačném otvoru. V sacím nebo výtlačném otvoru však obecně nemusí být umístěn žádný ventil.
S výhodou je sací otvor se sacím ventilem posunut do oblasti pracovního prostoru, kde se tlak v pracovním prostoru po expanzi přepuštěného stlačeného plynu vyrovnává s tlakem v sacím prostoru. Tím se snižuje riziko expanze stlačeného vzduchu do sacího prostoru.
Z podstaty technického řešení vyplývá, že ventil nebo regulační šoupátko jsou umístěny v otvoru přímo na hranici pracovního prostoru kompresoru.
Umístěním ventilu v otvoru co nejblíže pracovnímu prostoru se zmenšuje škodný prostor, který snižuje efektivnost kompresního cyklu.
S výhodou je výtlačný nebo sací ventil orientován radiálně, takže výtlak nebo sání jsou směrovány kolmo k ose rotace rotorů, tj. ventil přiléhá k obvodové rotační ploše rotorů, s výhodou obrysová plocha ventilu na straně pracovního prostoru rotorů tvoří ekvidistantu k obvodové rotační ploše rotorů, ventil pak lze nazývat jako ekvidistantní.
Provedení ventilu v kompresoru může být s výhodou takové, že vůle mezi ventilem a rotory je řádově stejná jako vůle mezi tělesem kompresoru a rotory.
Výhodně může být ve výtlačném nebo sacím hrdle kompresoru umístěno vedle sebe více výtlačných ventilů, s výhodou na sobě funkčně nezávislých.
Zvýšením počtu ventilů spolu se zmenšením jejich rozměrů se zmenší nerovnoměrnost vytlačování nebo nasávání plynu a jsou minimalizovány ztráty pronikáním plynu mezerami mezi ventily a zuby rotorů.
-3 CZ 33935 U1
S výhodou lze umístění výtlačných ventilů ve výtlačném hrdle vytvarovat do oblouku podél kompresní dráhy pracovního prostoru.
Tím se omezí pevná část kompresního poměru na minimum a kompresor se může při zachování polytropické komprese plynule přizpůsobit téměř libovolné změně tlakových poměrů v síti.
Obdobně je možno také umístění sacích ventilů v sacím hrdle vytvarovat do oblouku podél nasávací dráhy pracovního prostoru, aby se zajistila co nej lepší plynulost nasávání.
Výtlačné nebo sací otvory jsou s výhodou umístěny axiálně, z boku tělesa kompresoru, takže výtlak nebo sání jsou směrovány rovnoběžně s osou rotace rotorů.
Jestliže je ventil při otáčení rotoru částečně nebo zcela překryt zubem rotoru, změní se rovnováha sil působících na desku ventilu a samočinný ventil se částečně nebo zcela zavře. Stabilní ventil se tedy otevírá a zavírá při každém zakrytí zubem rotoru.
Tuto nevýhodu řeší výhodné uspořádání kompresoru, kde výtlačné a/nebo sací ventily jsou spojeny s rotorem, takže rotují společně s ním, tzn. že pro každý mezizubový pracovní prostor je trvale k dispozici nejméně jeden samostatný výtlačný a/nebo sací ventil. Ventily nejsou překrývány rotorovými zuby a při každé otáčce rotoru každý ventil vykoná jeden cyklus otevření a zavření.
Z konstrukčních důvodů může být bočnice na výtlačné i na sací straně kompresoru vybavena rotačními ventily vždy pouze u jednoho z rotorů. To ovšem není překážkou funkčnosti, jelikož propojené pracovní prostory obou rotorů vytvářejí společný pracovní prostor, a proto může být bočnice u druhého rotoru vybavena pouze stabilními ventily. Další varianty provedení vyplývají z možností, že bočnice na sací straně nemusí být vybavena žádnými sacími ventily, pouze sacími otvory.
Rotační ventily jsou s výhodou umístěny v samostatném disku, který rotuje v bočnici kompresoru a přiléhá k boční straně rotorů. Mezi rotačním diskem a bočnici musí být udržována minimální vůle tak, aby dovolila otáčení disku a současně aby bránila nežádoucímu pronikání stlačeného nebo nasávaného plynu.
Podle konkrétního výhodného provedení kompresoru mohou být v bočnici nebo v rotačním disku vytvořeny otvory, ve kterých nemusí být nutně umístěny ventily.
S výhodou jsou rotační ventily provedeny jako lamelové. S výhodou jsou pružící lamely upevněny k rotoru na vnitřním poloměru rotace a ventilová deska je upevněna na vnějším poloměru rotace, aby se využil stabilizující účinek odstředivé síly. S výhodou jsou všechny lamely u daného rotoru zhotoveny z jednoho kusu materiálu.
Zubový kompresor může být s výhodou v prostoru výtlačného hrdla vybaven stabilními deflektory k usměrnění proudu plynu vystupujícího z rotujících pracovních prostorů a rotujících výtlačných ventilů do výtlačného hrdla.
Výhodně mají tyto deflektory rotační provedení, výhodně jsou spojeny s rotorem kompresoru, výhodně jsou spojeny s rotačním diskem, který nese výtlačné ventily. Usměrňují plyn, aby proudil v opačném směru, než je směr otáčení rotoru. Rychlost proudění plynu v deflektorech se odečítá od obvodové rychlosti deflektorů a výsledkem je, že deflektory zpomalují rotování vystupujícího plynu ve výtlačném hrdle a působí tedy jako lopatky plynové axiální turbíny. Tím se část pohybové energie vystupujícího rotujícího plynu využije k přeměně na mechanickou energii, s výhodou k pohonu kompresoru, například k pokrytí ztrát z proudění plynu ve výtlačných ventilech.
-4 CZ 33935 U1
Zubový kompresor může být s výhodou také v prostoru sacího hrdla vybaven deflektory k usměrnění proudu nasávaného plynu z prostoru sacího hrdla do směru otáčení rotujících pracovních prostorů a rotujících sacích otvorů, ve kterých mohou být umístěny sací ventily.
Výhodně mají tyto deflektory rotační provedení, výhodně jsou spojeny s rotorem kompresoru, výhodně jsou spojeny s rotačním diskem s vytvořenými sacími otvory. Deflektory zde mají opačný účel než u turbíny na výtlačné straně kompresoru - nabírají plyn přiváděný sacím hrdlem, urychlují jej a přivádějí, vtlačují jej do rotujících sacích otvorů. Působí tedy jako lopatky turbokompresoru. K usměrnění a urychlení pohybu plynu je potřebná energie, ale přetlak plynu na výstupu z turbokompresoru může sloužit k rychlejšímu, intenzivnějšímu plnění, přeplňování rotujících pracovních prostorů kompresoru nasávaným plynem a k pokrytí ztrát z proudění plynu v sacích otvorech, případně v sacích ventilech.
Deflektory obecně mohou být s výhodou naklápěcí k zajištění optimálního průtoku v případě změny proudění při změně otáček, dopravovaného množství nebo tlakových poměrů. Deflektory mají s výhodou aerodynamický profil.
V kompresorových ventilech je nutno počítat s aerodynamickými a dalšími ztrátami, které např. samočinné ventily způsobují v závislosti na jejich tvarovém provedení, na síle závěrných pružin a v důsledku setrvačnosti pohyblivých součástí i na otáčkách kompresoru. Nucené ovládaný ventil nebo regulační šoupátko obvykle způsobují z tohoto pohledu menší ztráty, avšak za cenu složitého a drahého mechanismu k zajištění jejich fungování.
Provedení ventilu může vycházet z dosavadních konstrukcí známých u rychloběžných kompresorů, avšak u kompresoru podle technického řešení je pro umístění výtlačného ventilu k dispozici podstatně stísněnější prostor.
Zubový kompresor podle technického řešení s výhodou obsahuje vnější samostatné dotlačovací potrubí, kterým se přímo do pracovního prostoru daného rotoru přivádí stlačený plyn.
Cesta pro přivádění stlačeného plynu přímo do pracovního prostoru, s výhodou tvořená dotlačovacím hrdlem a dotlačovacím potrubím, s výhodou obsahuje chladič a/nebo regulátor.
V zubovém kompresoru s rotory se dvěma zuby podle technického řešení se sníží nerovnoměrnost proudění plynu, rázové jevy a teplota vytlačovaného plynu, ale jen částečně, jelikož zde nelze snadno a důsledně uplatnit důležitý znak technického řešení, tj. oddělení cest pro přivádění a vytlačování stlačeného plynu.
Jestliže jsou cesty pro vytlačování a dotlačování plynu zaústěny do tělesa kompresoru příliš blízko sebe, jejich oddělení tedy není provedeno důsledně, pak se v tomto kompresoru sníží nerovnoměrnost proudění plynu, rázové jevy a teplota vytlačovaného plynu jen částečně.
V konečné fázi stlačování by plyn mohl mít tendenci proudit i opačným směrem, tj. ven z pracovního prostoru do dotlačovacího potrubí.
Relativně velká rozteč pracovních prostorů kvůli malému počtu zubů rotorů totiž způsobuje, že v konečné fázi stlačování by plyn mohl mít tendenci proudit i opačným směrem, tj. ven z pracovního prostoru do dotlačovacího potrubí.
Poměrně malá úhlová vzdálenost mezi výtlačným hrdlem a zaústěním cesty pro přivádění stlačeného plynu do pracovního prostoru u rotorů se dvěma zuby neumožňuje vůbec nebo ne dostatečně kvalitně regulovat toto přivádění stlačeného plynu.
S výhodou lze v takovém případě alespoň zabránit zpětnému proudění plynu v cestě pro přivádění stlačeného plynu do pracovního prostoru umístěním zpětného ventilu nebo zpětné
-5 CZ 33935 U1 klapky do této cesty, výhodně co nejblíže pracovnímu prostoru, aby se minimalizovalo množství plynu, jehož pohyb jev této cestě reverzován, ovšem za cenu ztrát odporem při proudění plynu.
I kompresor, který má správně vyřešeno umístění dotlačovacího hrdla, s výhodou obsahuje také zpětný ventil nebo zpětnou klapku, umístěné v dotlačovacím potrubí co nejblíže pracovnímu prostoru, aby se zabránilo zpětným pulzacím plynu od pracovního prostoru do potrubí, pokud tyto pulzace nejsou dostatečně omezeny již samotným regulátorem průtoku.
Dle podstaty technického řešení může zubový kompresor obsahovat cestu pro přivádění stlačeného plynu přímo do pracovního prostoru, která je odlišná od cesty pro vytlačování stlačeného plynu z pracovního prostoru, která je od pracovního prostoru oddělena nejméně jedním výtlačným ventilem.
V kompresoru je tak možno jednak provádět dotlačování stlačeného plynu ochlazeným stlačeným plynem z výtlačného potrubí a tím zvýšit hodnotu provozního omezení přetlaku kompresoru dané maximální přípustnou teplotou a současně pomocí výtlačných ventilů ve výtlačných otvorech kompresoru bude zabráněno jakékoli vnější kompresi zpětným pohybem plynu z výtlačného potrubí.
Kompresní cyklus zde sestává ze dvou souběžných parciálních procesů:
a) otevřený proces nasátého (= expedovaného) plynu:
- nasávání při sacím tlaku,
- polytropická komprese vestavěným kompresním poměrem,
- stlačení (dotlačení) smíšením se stlačeným plynem s nárůstem tlaku na výslednou, směšovací hodnotu,
- polytropická komprese pod výtlačným ventilem na výtlačnou hodnotu tlaku,
- vytlačování při výtlačné hodnotě tlaku;
b) uzavřený proces cirkulujícího plynu:
- chlazení stlačeného plynu,
- škrcení smíšením s částečně stlačeným plynem na výslednou, směšovací hodnotu,
- polytropická komprese pod výtlačným ventilem na výtlačnou hodnotu tlaku,
- vytlačování při výtlačné hodnotě tlaku.
Výhody technického řešení:
- v kompresorech lze omezit nežádoucí vnější kompresi plynu a její negativní důsledky, tj. nerovnoměrnost proudění plynu, teplotu vytlačovaného plynu a hlučnost,
- v kompresorech lze omezit vestavěnou část kompresního poměru,
- kompresory se mohou při zachování polytropické komprese plynule přizpůsobit téměř libovolné změně tlakových poměrů v síti,
- může se snížit energetická náročnost kompresorů i při změnách tlakových poměrů v síti,
- jednotlivé kompresory mohou být použitelné pro větší rozsah provozních tlaků plynu a tím lze omezit jejich výrobní sortiment.
Objasnění výkresů
Technické řešení bude blíže objasněno na příkladech provedení dle přiložených výkresů:
obr. 1 znázorňuje schéma zubového kompresoru se stabilními sacími a výtlačnými ventily, obr. 2 znázorňuje schéma zubového kompresoru se stabilními sacími ventily a rotačními výtlačnými ventily
-6 CZ 33935 U1
Příklady uskutečnění technického řešení
Na obr. 1 je znázorněno schéma zubového kompresoru se stabilními sacími a výtlačnými ventily. V kompresoru jsou pracovní prostory 3 vymezeny zuby rotorů 2a, 2b a tělesem ]_ kompresoru. Na straně levého rotoru 2a jsou v sacím hrdle 4 axiálně umístěny tři stabilní sací ventily 12a s nuceným ovládáním, na straně pravého rotoru 2b jsou ve výtlačném hrdle 6 umístěny čtyři stabilní výtlačné ventily 12b také s nuceným ovládáním. Během jedné otáčky rotorů 2a, 2b se uskutečňují dva kompresní cykly. Na obrázku je znázorněna situace, kdy se k sacím ventilům 12a. kde probíhá nasávání plynu, pootočením rotorů 2a, 2b přibližuje uzavřený pracovní prostor 3 mezi zuby rotorů 2a, 2b, obsahující částečně stlačený plyn z počáteční fáze stlačování, kdy ještě nezačal výtlak do výtlačných ventilů 12b.
Z toho je patrné, že během kompresního cyklu se u zubového kompresoru poměrně značné množství stlačeného plynu přepouští z výtlačné strany pracovních prostorů na sací stranu pracovních prostorů a že pomocí sacích ventilů 12a podle technického řešení je možno zvýšit účinnost kompresního cyklu využitím tlakové energie přepouštěného stlačeného plynu. Výtlačné ventily 12b jsou nucené ovládány s druhotnou regulací v závislosti na tlaku ve výtlačném prostoru tak, že v celém provozním rozsahu kompresoru se stlačování provádí bez přivádění stlačeného plynu z výtlačného prostoru zpět do pracovního prostoru 3.
Na obr. 2 je znázorněno schéma zubového kompresoru se stabilními sacími ventily a rotačními výtlačnými ventily. Dva samočinné rotační výtlačné ventily 14b jsou spojeny s pravým rotorem 2b tak, že rotují společně s ním, oba mezizubové pracovní prostory 3 tak mají trvale přiřazen samostatný rotační výtlačný ventil 14b. Levý rotor 2a je vybaven třemi samočinnými stabilními sacími ventily 13a. Na obrázku je znázorněna situace, kdy v dolní části kompresoru právě probíhá komprese, případně výtlak plynu výtlačným ventilem 14b u pravého rotoru 2b (podle úrovně tlaku ve výtlačném prostoru), zatímco v horní části kompresoru probíhá sání plynu sacími ventily 13a u levého rotoru 2a.

Claims (12)

  1. NÁROKY NA OCHRANU
    1. Zubový kompresor, vyznačený tím, že obsahuje cestu pro vytlačování stlačeného plynu z pracovního prostoru (3), která je od pracovního prostoru (3) oddělena nejméně jedním výtlačným ventilem (12b, 14b) nebo regulačním šoupátkem, a/nebo obsahuje cestu pro přivádění stlačeného plynu, která vede přímo do pracovního prostoru (3) a je odlišná od cesty pro vytlačování stlačeného plynu z pracovního prostoru (3).
  2. 2. Kompresor podle nároku 1, vyznačený tím, že cesta pro přivádění stlačeného plynu, která vede přímo do pracovního prostoru (3), obsahuje chladič a/nebo obsahuje regulátor průtoku.
  3. 3. Kompresor podle nároku 1 nebo 2, vyznačený tím, že obsahuje cestu (4) pro nasávání plynu do pracovního prostoru (3), která je od pracovního prostoru (3) oddělena nejméně jedním sacím ventilem (12a, 13a).
  4. 4. Kompresor podle některého z nároků 1 až 3, vyznačený tím, že obsahuje rotační sací ventily a/nebo rotační výtlačné ventily (14b), které jsou spojeny s rotorem (2a, 2b) pro společnou rotaci, a pro každý pracovní prostor (3) je trvale přiřazen nejméně jeden samostatný rotační výtlačný ventil (14b) a/nebo nejméně jeden samostatný rotační sací ventil.
  5. 5. Kompresor podle některého z nároků 1 až 4, vyznačený tím, že obsahuje deflektory
    -7 CZ 33935 U1 k usměrnění proudu plynu vytlačeného z rotujících pracovních prostorů (3) do výtlačného hrdla (6).
  6. 6. Kompresor podle některého z nároků 1 až 5, vyznačený tím, že obsahuje plynovou turbínu pro přeměnu alespoň části energie plynu vytlačeného z rotujících pracovních prostorů (3) na mechanickou energii.
  7. 7. Kompresor podle některého z nároků 1 až 6, vyznačený tím, že obsahuje deflektory k usměrnění proudu nasávaného plynu od sacího hrdla (4) do rotujících pracovních prostorů (3).
  8. 8. Kompresor podle některého z nároků 1 až 7, vyznačený tím, že obsahuje turbokompresor pro vtlačování nasávaného plynu do rotujících pracovních prostorů (3).
  9. 9. Kompresor podle některého z nároků 1 až 8, vyznačený tím, že ventil (12a, 12b, 13a, 14b) je samočinný.
  10. 10. Kompresor podle některého z nároků 1 až 9, vyznačený tím, že nejméně dva výtlačné ventily (12b, 14b) a/nebo dva sací ventily (12a, 13a) jsou uspořádány vzájemně nezávisle.
  11. 11. Kompresor podle některého z nároků 1 až 10, vyznačený tím, že obrysová plocha ventilu na straně pracovního prostoru (3) rotorů (2a, 2b) tvoří ekvidistantu k obvodové rotační ploše rotorů (2a, 2b).
  12. 12. Kompresor podle některého z nároků 1 až 11, vyznačený tím, že vůle mezi ventilem (12a, 12b, 13a, 14b) a rotory (2a, 2b) je řádově stejná jako vůle mezi tělesem (1) kompresoru a rotory (2a, 2b).
    1 výkres
CZ2020-37185U 2019-11-30 2019-11-30 Zubový kompresor s novým způsobem komprese CZ33935U1 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2020-37185U CZ33935U1 (cs) 2019-11-30 2019-11-30 Zubový kompresor s novým způsobem komprese

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2020-37185U CZ33935U1 (cs) 2019-11-30 2019-11-30 Zubový kompresor s novým způsobem komprese

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ33935U1 true CZ33935U1 (cs) 2020-04-28

Family

ID=70460336

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2020-37185U CZ33935U1 (cs) 2019-11-30 2019-11-30 Zubový kompresor s novým způsobem komprese

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ33935U1 (cs)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102341604B (zh) 气体压缩机及气体压缩机的流量控制方法
JP4115037B2 (ja) ガスタービン起動方法
CN102297016B (zh) 双叶片喷嘴系统的涡轮增压器
CA2688727A1 (en) Bypass air scoop for gas turbine engine
EP3106721B1 (en) Multi-flapper check valve without center supports
CN104718371A (zh) 用于引出冰的燃气涡轮发动机可变放气阀
US11867196B2 (en) Centrifugal compressor and method of operating the same
CZ33935U1 (cs) Zubový kompresor s novým způsobem komprese
CZ2019732A3 (cs) Způsob provádění kompresního cyklu a zubový nebo šroubový kompresor k provádění tohoto způsobu
US9867676B2 (en) Dental preparation instrument with a pneumatic turbine
CZ33936U1 (cs) Šroubový kompresor s novým způsobem komprese
CN101600887A (zh) 控制涡轮压缩机的方法
JP6475749B2 (ja) 遠心式圧縮機及びそれを備えた遠心機ユニット
CN203476409U (zh) 一种具有气流引射功能的涡轮增压器涡轮箱
WO2020187342A1 (en) A compression cycle method and a compressor for carrying out the same
US20180171875A1 (en) Gas turbine startup method and device
CZ2019165A3 (cs) Způsob provádění kompresního cyklu a kompresor k provádění tohoto způsobu
US9909495B2 (en) Gas turbine engine with distributed fans with drive control
KR101668127B1 (ko) 공압식 파워 툴 및 파워 툴 내에 있는 장치
UA112635C2 (uk) Наконечник повітряної турбіни
CN116398289B (zh) 一种高效旁通型涡轮增压器
CN108915801A (zh) 一种轴向排汽的汽轮机装置
CZ33820U1 (cs) Kompresor
CN118327763A (zh) 一种柴油机水泵
IT202100004325U1 (it) Turbina idraulica ad azione con nuova girante in ambiente di bassa pressione

Legal Events

Date Code Title Description
FG1K Utility model registered

Effective date: 20200428

ND1K First or second extension of term of utility model

Effective date: 20231006