RU207017U1

RU207017U1 - COMPRESSOR

Info

Publication number: RU207017U1
Application number: RU2021119490U
Authority: RU
Inventors: Сергей Николаевич Гусев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Компрессор-Газ"
Priority date: 2021-07-02
Filing date: 2021-07-02
Publication date: 2021-10-06

Abstract

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована при изготовлении компрессорного оборудования, предназначенного для нагнетания, перекачивания и вакуумирования газа, в частности, в пневматических производственных и транспортных газовых системах. Технический результат, заключающийся в создании компрессора, обеспечивающего увеличение достижимой степени повышения давления, повышение КПД и производительности за счет удаления зон всасывания и нагнетания друг от друга, обеспечивается за счет того, что в компрессоре, содержащем корпус, в котором размещены параллельно друг другу, с образованием компримирующего газового тракта, с возможностью синхронного вращения, обеспечивающего периодическое сжатие газа, два основных и один распределительный роторы, каждый основной ротор выполнен в виде полого цилиндра с продольными прорезями, разделенными перемычками, и размещен на неподвижной оси, выполненной полой, распределительный ротор выполнен в виде сплошного цилиндра с продольными пазами, корпус компрессора разделен стенками, перпендикулярными осям роторов, по меньшей мере на две неравные секции, одновременно на распределительном роторе выполнены проточки, а основные роторы имеют кольцевые участки, разделяющие ротор на соответствующие части, число перемычек каждого основного ротора соответствует числу пазов распределительного ротора, одна из полых осей с радиальным отверстием в наибольшей секции является впускным газовым трактом, вторая полая ось с радиальным отверстием в наименьшей секции является выпускным газовым трактом, при этом секции последовательно соединены каналами, выполненными в корпусе, таким образом, что образуется по меньшей мере две ступени сжатия. 2 ил.The utility model relates to the field of mechanical engineering and can be used in the manufacture of compressor equipment designed for pumping, pumping and evacuating gas, in particular, in pneumatic production and transport gas systems. The technical result, which consists in creating a compressor that provides an increase in the attainable degree of pressure increase, an increase in efficiency and productivity due to the removal of the suction and discharge zones from each other, is ensured due to the fact that in a compressor containing a housing in which they are placed parallel to each other, the formation of a compressing gas path, with the possibility of synchronous rotation, providing periodic compression of gas, two main and one distribution rotors, each main rotor is made in the form of a hollow cylinder with longitudinal slots separated by bridges, and is placed on a fixed axis, made hollow, the distribution rotor is made in the form of a solid cylinder with longitudinal grooves, the compressor casing is divided by walls perpendicular to the axes of the rotors into at least two unequal sections, grooves are made on the distribution rotor at the same time, and the main rotors have annular sections dividing the rotor into corresponding parts, the number of bridges of each main rotor corresponds to the number of slots of the distribution rotor, one of the hollow axles with a radial hole in the largest section is the inlet gas path, the second hollow axle with a radial hole in the smallest section is the outlet gas path, while the sections are connected in series by channels made in the body , so that at least two compression stages are formed. 2 ill.

Description

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована при изготовлении компрессорного оборудования, предназначенного для нагнетания, перекачивания и вакуумирования газа, в частности, в пневматических производственных и транспортных газовых системах.The utility model relates to the field of mechanical engineering and can be used in the manufacture of compressor equipment designed for pumping, pumping and evacuating gas, in particular, in pneumatic production and transport gas systems.

Известен компрессор (патент на изобретение RU №2458251 C2, МПК F04C18/20, 2012г.), содержащий корпус, в котором выполнены входное и выходное отверстия, и два рабочих элемента, расположенных в корпусе, выполненных с возможностью синхронного вращения, обеспечивающего периодическое сжатие газа, первый рабочий элемент представляет собой сплошной цилиндр, на поверхности которого выполнено, по меньшей мере, два продольных паза, а второй рабочий элемент представляет собой полый цилиндр с симметричными продольными прорезями, образующими перемычки в количестве, равном количеству пазов первого рабочего элемента, при этом второй рабочий элемент расположен на неподвижном валу, в котором выполнен продольный вырез, конгруэнтный образующей первого рабочего элемента и обеспечивающий постоянное сопряжение первого рабочего элемента и неподвижного вала, а пазы первого рабочего элемента имеют форму, позволяющую обеспечить прием, сжатие и перенос газа при их взаимодействии с перемычками второго рабочего элемента.Known compressor (patent for invention RU No. 2458251 C2, IPC F04C18 / 20, 2012), containing a housing in which the inlet and outlet openings are made, and two working elements located in the housing, made with the possibility of synchronous rotation, providing periodic compression of gas , the first working element is a solid cylinder, on the surface of which at least two longitudinal grooves are made, and the second working element is a hollow cylinder with symmetrical longitudinal slots forming bridges in an amount equal to the number of slots of the first working element, while the second the working element is located on a stationary shaft, in which a longitudinal cut is made, congruent to the generatrix of the first working element and ensuring constant coupling of the first working element and the stationary shaft, and the grooves of the first working element have a shape that allows the reception, compression and transfer of gas when they interact with the bridges second working email element.

Недостатками указанного компрессора являются существенные внутренние перетечки газа и связанный с этим высокий нагрев конструкции, значительные пульсации газа и постоянное воздействие давления нагнетания на роторы и подшипники, отсутствие возможности использования в схеме сжатия и нагнетания более двух роторов посредством создания принципиально новой, компактной и эффективной конструкции компрессора (газодувки).The disadvantages of this compressor are significant internal gas leaks and the associated high heating of the structure, significant gas pulsations and the constant effect of discharge pressure on the rotors and bearings, the inability to use more than two rotors in the compression and discharge scheme by creating a fundamentally new, compact and efficient compressor design (gas blowers).

Известен компрессор (патент на изобретение RU № 2621457 C2, МПК F04C18/20, 2016 г.), принятый за прототип, содержащий корпус с впускным и выпускным отверстиями, в котором размещены параллельно друг другу, с образованием компримирующего газового тракта, с возможностью синхронного вращения, обеспечивающего периодическое сжатие газа, один основной и один распределительный роторы, основной ротор выполнен в виде полого цилиндра с продольными прорезями, разделенными перемычками, и размещен на неподвижной оси, распределительный ротор выполнен в виде сплошного цилиндра с продольными пазами, снабжен по меньшей мере одним дополнительным основным ротором с образованием по меньшей мере одного дополнительного компримирующего газового тракта, при этом в оси каждого основного ротора выполнены два газовых канала, соединяющие мертвое пространство с зоной переноса всасываемого воздуха и расположенные на входе и выходе из указанного мертвого пространства, а дополнительный компримирующий газовый тракт имеет впускное и выпускное отверстия, выполненные в корпусе и соединенные таким образом, что образуют по меньшей мере одну ступень сжатия, при этом количество перемычек выбрано таким образом, чтобы между зоной всасывания и зоной сжатия находилась по меньшей мере одна зона переноса, ограниченная двумя перемычками, а количество основных роторов по меньшей мере на один больше количества распределительных роторов. Корпус компрессора разделен на по меньшей мере две неравные секции стенками, перпендикулярными осям роторов, одновременно на распределительном роторе выполнены проточки, а основной ротор имеет кольцевые участки, разделяющие ротор на соответствующие части, а на неподвижных осях выполнено соответствующее количество продольных вырезов, в каждой секции корпуса выполнены впускное и выпускное отверстия, при этом выходное отверстие каждой секции последовательно соединено каналом с входным отверстием последующей таким образом, что образуются по меньшей мере две ступени сжатия. Неподвижная ось выполнена полой, с возможностью присоединения ее концов к внешней системе жидкостного охлаждения. Пазы распределительного ротора и перемычки основного ротора выполнены цилиндрической формы.Known compressor (patent for invention RU No. 2621457 C2, IPC F04C18 / 20, 2016), taken as a prototype, containing a housing with inlet and outlet openings, in which they are placed parallel to each other, with the formation of a compressing gas path, with the possibility of synchronous rotation providing periodic compression of gas, one main and one distribution rotors, the main rotor is made in the form of a hollow cylinder with longitudinal slots separated by bridges and is placed on a fixed axis, the distribution rotor is made in the form of a solid cylinder with longitudinal slots, equipped with at least one additional the main rotor with the formation of at least one additional compressing gas path, while in the axis of each main rotor there are two gas channels connecting the dead space with the intake air transfer zone and located at the inlet and outlet of the specified dead space, and the additional compressing gas path has has inlet and outlet openings made in the housing and connected in such a way that they form at least one compression stage, while the number of bridges is chosen so that between the suction and compression zones there is at least one transfer zone bounded by two bridges, and the number of main rotors is at least one greater than the number of distribution rotors. The compressor casing is divided into at least two unequal sections by walls perpendicular to the axes of the rotors, at the same time grooves are made on the distribution rotor, and the main rotor has annular sections dividing the rotor into corresponding parts, and a corresponding number of longitudinal cuts are made on the fixed axes, in each section of the casing the inlet and outlet openings are made, while the outlet of each section is sequentially connected by a channel with the inlet of the next one in such a way that at least two compression stages are formed. The fixed axle is hollow, with the possibility of connecting its ends to an external liquid cooling system. The distribution rotor slots and the main rotor bridges are cylindrical.

Недостатками прототипа являются объемные потери из-за того что прием, перенос и сжатие основного объема газа осуществляется каждым основным ротором, а так же недостаточное гидравлическое сопротивление между зонами сжатия и всасывания и наличие внутренних перетечек газа из-за близости зон всасывания и нагнетания.The disadvantages of the prototype are volumetric losses due to the fact that the intake, transfer and compression of the main volume of gas is carried out by each main rotor, as well as insufficient hydraulic resistance between the compression and suction zones and the presence of internal gas leaks due to the proximity of the suction and discharge zones.

Техническим результатом заявляемой полезной модели является создание компрессора обеспечивающего увеличение достижимой степени повышения давления, повышение КПД и производительности за счет удаления зон всасывания и нагнетания друг от друга.The technical result of the claimed utility model is the creation of a compressor providing an increase in the attainable degree of pressure increase, an increase in efficiency and productivity due to the removal of the suction and discharge zones from each other.

Технический результат достигается тем, что в компрессоре, содержащем корпус в котором размещены параллельно друг другу, с образованием компримирущего газового тракта, с возможностью синхронного вращения, обеспечивающего периодическое сжатие газа, два основных и один распределительный роторы, каждый основной ротор выполнен в виде полого цилиндра с продольными прорезями, разделенными перемычками, и размещен на неподвижной оси, выполненной полой, распределительный ротор выполнен в виде сплошного цилиндра с продольными пазами, корпус компрессора разделен стенками, перпендикулярными осям роторов, по меньшей мере, на две неравные секции, одновременно на распределительном роторе выполнены проточки, а основные роторы имеет кольцевые участки, разделяющие ротор на соответствующие части, число перемычек каждого основного ротора соответствует числу пазов распределительного ротора, одна из полых осей с радиальным отверстием в наибольшей секции является впускным газовым трактом, вторая полая ось с радиальным отверстием в наименьшей секции является выпускным газовым трактом, при этом секции последовательно соединены каналами, выполненными в корпусе, таким образом, что образуется, по меньшей мере, две ступени сжатия.The technical result is achieved by the fact that in a compressor containing a housing in which they are arranged parallel to each other, with the formation of a compressing gas path, with the possibility of synchronous rotation, providing periodic compression of gas, two main and one distribution rotors, each main rotor is made in the form of a hollow cylinder with longitudinal slots, separated by bridges, and placed on a fixed axis, made hollow, the distribution rotor is made in the form of a solid cylinder with longitudinal slots, the compressor housing is divided by walls perpendicular to the axes of the rotors, at least two unequal sections, at the same time grooves are made on the distribution rotor , and the main rotors have annular sections dividing the rotor into corresponding parts, the number of bridges of each main rotor corresponds to the number of slots of the distribution rotor, one of the hollow axles with a radial hole in the largest section is the inlet gas path, the second hollow axis with p The adial opening in the smallest section is an exhaust gas duct, while the sections are connected in series by channels made in the housing, so that at least two compression stages are formed.

Сущность полезной модели поясняется чертежами. На фиг. 1а приведено поперечное сечение первая ступени сжатия заявляемого компрессора, на фиг. 1b приведено поперечное сечение второй ступени сжатия, на фиг. 1с приведено поперечное сечение последней ступени сжатия заявляемого компрессора. На фиг. 2 приведено изображение основного ротора для компрессора с тремя секциями.The essence of the utility model is illustrated by drawings. FIG. 1a shows a cross-section of the first compression stage of the inventive compressor, FIG. 1b shows a cross-section of the second compression stage, FIG. 1c shows a cross-section of the last compression stage of the claimed compressor. FIG. 2 shows a picture of the main rotor for a compressor with three sections.

Компрессор содержит корпус 1 в котором размещены параллельно друг другу, с образованием компримирущего газового тракта, с возможностью синхронного вращения, обеспечивающего периодическое сжатие газа, распределительный ротор 2 и одинаковые первый основной ротор 3 и второй основной ротор 4. Распределительный ротор 2 выполнен в виде сплошного цилиндра с продольными пазами 5. Каждый основной ротор 3 и 4 выполнен в виде полого цилиндра с продольными прорезями, разделенными перемычками 6. Число перемычек 6 каждого основного ротора 3 и 4 соответствует числу пазов 5 распределительного ротора 2. Первый основной ротор 3 размещен на первой неподвижной оси 7, выполненной полой. Второй основной ротор 4 размещен на второй неподвижной оси 8, выполненной полой. Корпус 1 компрессора разделен стенками, перпендикулярными осям роторов, по меньшей мере, на две неравные секции. Одновременно на распределительном роторе выполнены проточки, а каждый основной ротор имеет кольцевые участки 9, разделяющие ротор на соответствующие части. Первая полая ось 7 снабжена радиальным отверстием 10 в наибольшей секции и является впускным газовым трактом. Вторая полая ось 8 снабжена радиальным отверстием 11 в наименьшей секции и является выпускным газовым трактом. Секции последовательно соединены каналами, выполненными в корпусе 1, таким образом, что образуется, по меньшей мере, две ступени сжатия. Первая (наибольшая) секция первого основного ротора 3 соединенная каналом 12 с первой (наибольшей) секцией второго основного ротора 4, соединенной каналом 13 со второй секцией первого основного ротора 3 - образуют первую ступень сжатия (фиг.1а). Вторая секция первого основного ротора 3 соединенная каналом 14 со второй секцией второго основного ротора 4, соединенной каналом 15 с третьей секцией первого основного ротора 3 - образуют вторую ступень сжатия и так далее. Последняя (наименьшая) секция первого основного ротора 3 соединенная каналом 16 с последней (наименьшей) секцией второго основного ротора 4 - образуют последнюю ступень сжатия (фиг.1с).The compressor contains a housing 1 in which the distribution rotor 2 and the same first main rotor 3 and the second main rotor 4 are arranged parallel to each other, with the formation of a compressing gas path, with the possibility of synchronous rotation, providing periodic compression of the gas. The distribution rotor 2 is made in the form of a solid cylinder with longitudinal slots 5. Each main rotor 3 and 4 is made in the form of a hollow cylinder with longitudinal slots separated by bridges 6. The number of bridges 6 of each main rotor 3 and 4 corresponds to the number of slots 5 of the distribution rotor 2. The first main rotor 3 is located on the first fixed axis 7, made hollow. The second main rotor 4 is placed on a second stationary axis 8, made hollow. The compressor casing 1 is divided by walls perpendicular to the rotor axes into at least two unequal sections. At the same time, grooves are made on the distribution rotor, and each main rotor has annular sections 9 that divide the rotor into corresponding parts. The first hollow shaft 7 is provided with a radial opening 10 in the largest section and is an inlet gas path. The second hollow shaft 8 is provided with a radial opening 11 in the smallest section and is an exhaust gas path. The sections are connected in series by channels made in the housing 1, so that at least two compression stages are formed. The first (largest) section of the first main rotor 3 connected by the channel 12 with the first (largest) section of the second main rotor 4, connected by the channel 13 with the second section of the first main rotor 3 - form the first compression stage (Fig. 1a). The second section of the first main rotor 3 connected by the channel 14 with the second section of the second main rotor 4, connected by the channel 15 with the third section of the first main rotor 3 - form the second compression stage, and so on. The last (smallest) section of the first main rotor 3 connected by the channel 16 with the last (smallest) section of the second main rotor 4 - form the last compression stage (Fig. 1c).

Компрессор работает следующим образом. Приводной механизм приводит распределительный ротор 2 и основные роторы 3 и 4 в синхронное вращение. По первой полой оси 7 газ (воздух) из внешней среды через радиальное отверстие 10 поступает в наибольшую первую секцию первого основного ротора 3. Поступающий через впускное радиальное отверстие 9 газ заполняет пространство между перемычками 6 и кольцевыми участками 9 первой секции первого основного ротора 3. Эти полости переносят всасываемый газ к каналу 12, по которому он поступает в пространство между перемычками 6 и кольцевыми участками 9 наибольшей первой секции второго основного ротора 4. В первой секции второго основного ротора происходит сжатие газа и подача его по каналу 13 во вторую секцию первого основного ротора 3 (во вторую ступень сжатия). Поступающий через канал 13 газ заполняет пространство между перемычками 6 и кольцевыми участками 9 второй секции первого основного ротора 3. Эти полости переносят всасываемый газ к каналу 14, по которому он поступает в пространство между перемычками 6 и кольцевыми участками 9 второй секции второго основного ротора 4. Во второй секции второго основного ротора происходит сжатие газа и подача его по каналу 15 в следующую секцию первого основного ротора 3 (во следующую ступень сжатия). Распределительный ротор 2 выполняет функцию золотника регулирующего фазы всасывания, переноса и сжатия. При переносе и нагнетании не весь сжимаемый газ уходит в пневмосистему, часть его остается в полостях между перемычками 6 основных роторов и стенками пазов 5 распределительного ротора. При дальнейшем вращении роторов эта остаточная порция сжатого газа перетекает в зону подачи газа основных роторов и осуществляет в ней предварительное сжатие. Поступающий в пространство между перемычками 6 и кольцевыми участками 9 последней (наименьшей) секции первого основного ротора 3 газ далее по каналу 16 поступает в пространство между перемычками 6 и кольцевыми участками 9 последней (наименьшей) секции второго основного ротора 4. В последней секции второго основного ротора происходит окончательное сжатие газа и подача его через радиальное отверстие 11 выпускного газового тракта в пневмосистему. Таким образом, сжатие газа в каждой ступени осуществляется в два этапа: прием и перенос объема газа первым основным ротором и сжатие газ вторы основным ротором, это снижает объемные потери, так как зоны всасывания и нагнетания удалены друг от друга, и приводит к значительному увеличению гидравлического сопротивления между зонами сжатия и всасывания и снижению перетекания потока. Удаление зон всасывания и нагнетания друг от друга, разделение зон всасывания и нагнетания зонами переноса газа позволяет достижимую степень повышения давления, КПД и производительность компрессора.The compressor works as follows. The drive mechanism drives the distribution rotor 2 and the main rotors 3 and 4 in synchronous rotation. Along the first hollow axis 7, gas (air) from the external environment through the radial opening 10 enters the largest first section of the first main rotor 3. The gas entering through the inlet radial opening 9 fills the space between the bridges 6 and the annular sections 9 of the first section of the first main rotor 3. These the cavities transfer the sucked gas to the channel 12, through which it enters the space between the bridges 6 and the annular sections 9 of the largest first section of the second main rotor 4. In the first section of the second main rotor, gas is compressed and supplied through the channel 13 to the second section of the first main rotor 3 (in the second stage of compression). The gas entering through the channel 13 fills the space between the bridges 6 and the annular sections 9 of the second section of the first main rotor 3. These cavities transfer the sucked gas to the channel 14, through which it enters the space between the bridges 6 and the annular sections 9 of the second section of the second main rotor 4. In the second section of the second main rotor, gas is compressed and supplied through channel 15 to the next section of the first main rotor 3 (to the next compression stage). The distributor rotor 2 acts as a slide valve for regulating the phases of suction, transfer and compression. During transfer and injection, not all of the compressed gas goes into the pneumatic system, some of it remains in the cavities between the bridges 6 of the main rotors and the walls of the grooves 5 of the distribution rotor. With further rotation of the rotors, this residual portion of the compressed gas flows into the gas supply zone of the main rotors and performs preliminary compression in it. The gas entering the space between the bridges 6 and the annular sections 9 of the last (smallest) section of the first main rotor 3 then flows through the channel 16 into the space between the bridges 6 and the annular sections 9 of the last (smallest) section of the second main rotor 4. In the last section of the second main rotor the final compression of the gas takes place and its supply through the radial opening 11 of the exhaust gas path to the pneumatic system. Thus, gas compression in each stage is carried out in two stages: intake and transfer of the gas volume by the first main rotor and compression of the second gas by the main rotor, this reduces volumetric losses, since the suction and discharge zones are remote from each other, and leads to a significant increase in hydraulic resistance between the compression and suction zones and reduced flow overflow. Removing the suction and discharge zones from each other, the separation of the suction and discharge zones by gas transfer zones allows an achievable degree of pressure increase, efficiency and compressor performance.

Claims

A compressor containing a housing, in which two main and one distribution rotors are arranged parallel to each other, with the formation of a compressing gas path, with the possibility of synchronous rotation, providing periodic compression of gas, each main rotor is made in the form of a hollow cylinder with longitudinal slots separated by bridges, and is placed on a fixed axis, made hollow, the distribution rotor is made in the form of a solid cylinder with longitudinal slots, the compressor casing is divided by walls perpendicular to the axes of the rotors into at least two unequal sections, grooves are made on the distribution rotor at the same time, and the main rotors have annular sections dividing the rotor into corresponding parts, characterized in that the number of bridges of each main rotor corresponds to the number of slots of the distribution rotor, one of the hollow axles with a radial hole in the largest section is the inlet gas duct, the second hollow axle with a radial hole in the smallest section is an exhaust gas path, while the sections are connected in series by channels made in the housing, so that at least two compression stages are formed.