Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам сжатия воздуха, газов и паров и устройствам для их осуществления. The invention relates to the field of engineering, and in particular to methods of compressing air, gases and vapors and devices for their implementation.
Известен способ работы поршневого компрессора, включающий подачу рабочего тела через впускное отверстие цилиндра в впускным клапаном в рабочую полость, сжатие его и выпуск из рабочей полости через выпускное отверстие с выпускным клапаном, закрывающимся при обратном ходе поршня, который осуществляется компрессором, содержащим корпус, цилиндр с впускным отверстием и впускным клапаном и выпускным отверстием с выпускным клапаном, поршень, установленный внутри цилиндра и кинематически связанный с механизмом преобразования движения (см. Поршневые компрессоры: Учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по специальности "Холодильные и компрессорные машины и установки" (Б.С. Фотин, И.Б. Пирумов, И.К. Прилуцкий, П.И. Пластинин; под общ. ред. Б.С. Фотина. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1987.- 372 с.). A known method of operation of a reciprocating compressor, comprising supplying a working fluid through the inlet of the cylinder to the inlet valve to the working cavity, compressing it and discharging from the working cavity through the outlet with an exhaust valve that closes when the piston moves backward, which is carried out by a compressor comprising a housing, a cylinder with an inlet and an inlet valve and an outlet with an exhaust valve, a piston mounted inside the cylinder and kinematically connected to the motion conversion mechanism (see P piston compressors: A textbook for university students enrolled in the specialty "Refrigeration and Compressor Machines and Installations" (BS Fotin, IB Pirumov, IK Prilutsky, PI Plastinin; ed. B.S. Fotin. - L.: Mechanical Engineering, Leningrad. Department, 1987.- 372 p.).
Недостатком такого способа является малый ресурс вследствие быстрого износа клапанов, а также высокая стоимость и материалоемкость. The disadvantage of this method is the small resource due to the rapid wear of the valves, as well as the high cost and material consumption.
В основу изобретения положена задача создания способа работы поршневого компрессора, раскрытого на основе устройства для его осуществления, который позволил бы увеличить ресурс и снизить стоимость и материалоемкость. The basis of the invention is the creation of a method of operation of a reciprocating compressor disclosed on the basis of a device for its implementation, which would allow to increase the resource and reduce cost and material consumption.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе работы поршневого компрессора, содержащем подачу рабочего тела через впускное отверстие в рабочую полость, сжатие его и выпуск из рабочей полости через выпускное отверстие обеспечивается непрерывное перетекание рабочего тела за счет исключения клапана у выпускного отверстия, причем расход рабочего тела при обратном его перетекании в рабочую полость со стороны выпускного отверстия устанавливают меньшим по сравнению с расходом рабочего тела при прямом перетекании из рабочей полости за выпускным отверстием. Поршневой компрессор, на примере которого осуществляется способ, включает корпус, в котором размещен цилиндр с впускным и выпускным отверстиями и установленный в нем поршень с возможностью образования рабочей полости и кинематически связанный с механизмом преобразования движения, имеет выпускное отверстие, выполненное с возможностью постоянного сообщения с рабочей полостью, причем выпускное отверстие может быть выполнено в виде сужающегося сопла или нескольких сопел, а выпускное отверстие может располагаться у нижней мертвой точки. The specified technical result is achieved by the fact that in the method of operation of a reciprocating compressor, comprising supplying the working fluid through the inlet to the working cavity, compressing it and discharging from the working cavity through the outlet, continuous flow of the working fluid is ensured by eliminating the valve at the outlet, and the flow rate of the working the body when it flows back into the working cavity from the side of the outlet is set smaller compared to the flow of the working fluid with direct flow from the working her cavity behind the outlet. A piston compressor, exemplified by the method, includes a housing in which a cylinder with inlet and outlet openings and a piston mounted therein with the possibility of forming a working cavity and kinematically connected with the movement conversion mechanism are installed, has an outlet made with the possibility of constant communication with the working cavity, and the outlet may be made in the form of a tapering nozzle or several nozzles, and the outlet may be located at the bottom dead center.
На чертеже изображен пример устройства для реализации способа. The drawing shows an example of a device for implementing the method.
Поршневой компрессор содержит корпус 1, цилиндр 2 с впускным 3 и выпускным 4 отверстиями, поршень 5, расположенный внутри цилиндра 2 и кинематически связанный с механизмом 6 преобразования движения. The piston compressor comprises a housing 1, a cylinder 2 with an inlet 3 and an outlet 4 openings, a piston 5 located inside the cylinder 2 and kinematically connected with the movement conversion mechanism 6.
Поршневой компрессор работает следующим образом. Рабочее тело, поступающее через впускное отверстие 3, расположенное у нижней мертвой точки, в рабочую полость, образованную цилиндром 2 и поршнем 5, сжимается поршнем 5, который приводится механизмом 6 преобразования движения и движется от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке. При этом происходит сжатие рабочего тела и при достижении величины давления в рабочей полости большим, чем величина давления рабочего тела за выпускным отверстием 4, рабочее тело из рабочей полости начинает поступать через выпускное отверстие 4. При обратном ходе поршня 5 от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке перепад давлений и скорость истечения рабочего тела уменьшаются. При дальнейшем движении поршня 5 к нижней мертвой точке давление в рабочей полости становится меньше, чем за выпускным отверстием 4. При этом перепад давлений в рабочей полости и за выпускным отверстием 4 и расход рабочего тела при обратном его перетекании в рабочую полость через выпускное отверстие 4 при обратном ходе поршня от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке будет меньше, чем при прямом ходе поршня от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке, а давление в рабочей полости при открытом впускном отверстии 3 будет меньше, чем перед впускным отверстием 3, через которое в рабочую полость поступит новая порция рабочего тела, после чего цикл повторяется. The piston compressor operates as follows. The working fluid entering through the inlet 3 located at the bottom dead center point into the working cavity formed by the cylinder 2 and the piston 5 is compressed by the piston 5, which is driven by the motion conversion mechanism 6 and moves from the bottom dead center to the top dead center. When this happens, the compression of the working fluid and when the pressure in the working cavity is greater than the pressure of the working fluid behind the outlet 4, the working fluid from the working cavity begins to flow through the outlet 4. When the piston 5 moves backward from top dead center to bottom dead At the point, the pressure drop and the flow rate of the working fluid decrease. With further movement of the piston 5 to the bottom dead center, the pressure in the working cavity becomes less than behind the outlet 4. In this case, the pressure drop in the working cavity and behind the outlet 4 and the flow rate of the working fluid when it flows back into the working cavity through the outlet 4 at the return stroke from the top dead center to the bottom dead center will be less than with the forward stroke from the bottom dead center to the top dead center, and the pressure in the working cavity with the inlet 3 open will be less than Ed inlet 3 through which a working chamber will come a new portion of the working fluid, after which the cycle is repeated.