RU2212544C1 - Piston machine for transportation (pumping) of gaseous and liquid agents (versions) - Google Patents
Piston machine for transportation (pumping) of gaseous and liquid agents (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2212544C1 RU2212544C1 RU2002121849/06A RU2002121849A RU2212544C1 RU 2212544 C1 RU2212544 C1 RU 2212544C1 RU 2002121849/06 A RU2002121849/06 A RU 2002121849/06A RU 2002121849 A RU2002121849 A RU 2002121849A RU 2212544 C1 RU2212544 C1 RU 2212544C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cylinder
- piston
- phase
- groove
- working fluid
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения и, в частности, к насосо- и компрессоростроению и может быть использовано в качестве насоса или компрессора для создания избыточного давления рабочего тела и транспортировки (перекачки) газов, жидкостей, смесей, взвесей, суспензий и других агентов в различных отраслях промышленности и хозяйства. The invention relates to the field of mechanical engineering and, in particular, to pump and compressor engineering and can be used as a pump or compressor to create excessive pressure of the working fluid and transport (pumping) gases, liquids, mixtures, suspensions, suspensions and other agents in various industries industry and economy.
Известны конструкции поршневых насосов и компрессоров, содержащих кривошипно-шатунный механизм преобразования вращательного движения вала в возвратно-поступательное движение поршня (поршней). Такие компрессоры содержат корпус, цилиндры, клапанные головки, коленчатый вал, состоящий из кривошипов, шатуны, поршни. Преобразование вращательного движения коленчатого вала в возвратно-поступательное движение поршня относительно оси цилиндра происходит в таких компрессорах при помощи кривошипа коленчатого вала и шатуна. Known designs of reciprocating pumps and compressors containing a crank mechanism for converting the rotational motion of the shaft into reciprocating motion of the piston (pistons). Such compressors contain a housing, cylinders, valve heads, a crankshaft consisting of cranks, connecting rods, pistons. The conversion of the rotational motion of the crankshaft into the reciprocating motion of the piston relative to the axis of the cylinder occurs in such compressors using a crank of the crankshaft and a connecting rod.
Известен поршневой компрессор по патенту СССР SU 1557355 А2, МПК 5 F 04 В 25/00. Этот поршневой компрессор содержит цилиндр, расположенный в нем шток с поршнем, имеющим бесконтактное уплотнение; на штоке свободно установлена втулка, имеющая по окружности по крайней мере два ряда отверстий, в которых размещены шарики. Втулка снабжена время равномерно расположенными на наружной поверхности продольными ребрами с пазами, направляющими с канавками и дополнительными шариками, при этом направляющие установлены в пазах и подпружинены относительно втулки, а дополнительные шарики - в канавках и поджаты направляющими к цилиндру. Канавки направляющих разделены на участки, в каждом из которых расположено по одному дополнительному шарику. Направляющие подпружинены пружинами. Такая конструкция позволяет исключить трение скольжения поршня о цилиндр. Known reciprocating compressor according to the patent of the USSR SU 1557355 A2, IPC 5 F 04 B 25/00. This piston compressor comprises a cylinder, a rod located therein with a piston having a non-contact seal; a sleeve is freely mounted on the stem, having at least two rows of holes around which the balls are placed. The sleeve is provided with time along the longitudinal ribs evenly located on the outer surface with grooves, guides with grooves and additional balls, while the guides are installed in the grooves and spring-loaded relative to the sleeve, and additional balls are grooved and pushed by the guides to the cylinder. The grooves of the guides are divided into sections, in each of which one additional ball is located. The guides are spring-loaded. This design eliminates the sliding friction of the piston on the cylinder.
Основными недостатками такого поршневого компрессора являются следующие:
- большое количество деталей и, как следствие, высокие техническая, конструктивная и технологическая сложность, а также стоимость изготовления механизма;
- возможность проскальзывания шариков относительно поверхностей поршня и цилиндра и возникновение в результате этого значительных сил трения скольжения в механизме;
- высокие механические и, в том числе контактные, напряжения ввиду малой площади контакта взаимодействующих деталей в сочленении "поршень - цилиндр";
- интенсивный износ и ограниченный, ввиду наличия названных обстоятельств, ресурс работы деталей цилиндропоршневой группы;
- вследствие проскальзывания шариков высокий местный нагрев поверхностей взаимодействующих деталей в зоне контакта и, как следствие, возникновение механических и температурных деформаций и появление возможности заклинивания механизма в процессе работы.The main disadvantages of such a reciprocating compressor are as follows:
- a large number of parts and, as a result, high technical, constructive and technological complexity, as well as the cost of manufacturing the mechanism;
- the possibility of slipping balls relative to the surfaces of the piston and cylinder and the emergence as a result of this significant sliding friction forces in the mechanism;
- high mechanical and including contact stresses due to the small contact area of interacting parts in the piston-cylinder joint;
- intensive wear and limited, due to the presence of the above circumstances, the service life of the parts of the cylinder-piston group;
- due to the slipping of the balls, high local heating of the surfaces of the interacting parts in the contact zone and, as a result, the occurrence of mechanical and temperature deformations and the possibility of jamming of the mechanism during operation.
Наиболее близкой к предлагаемой поршневой машине является конструкция бесшатунного двигателя внутреннего сгорания по патенту РФ RU 2057948 С1, МПК 6 F 01 В 9/06, F 02 В 75/32. Этот бесшатунный ДВС содержит цилиндр с пазами на его цилиндрической поверхности, передаточный механизм, камеру сгорания, форсунку, механизм газораспределения, причем передаточный механизм выполнен в виде установленных в поршне роликов, взаимодействующих с криволинейными и бесконечными неперекрещивающимися пазами цилиндра, а поршень связан со штоком, несущим шестерню, при этом шток имеет возможность продольного перемещения относительно упомянутой шестерни, предназначенной для взаимодействия с шестерней выходного вала. Closest to the proposed piston machine is the design of a rodless internal combustion engine according to the patent of the Russian Federation RU 2057948 C1, IPC 6 F 01
Основными недостатками такого бесшатунного двигателя являются следующие:
- невозможность такой организации процессов рабочего цикла, при которой скорость перемещения поршня в цилиндре в фазе всасывания (впуска) рабочего тела в цилиндр была бы возможно меньшей (в частности, меньше, чем в фазе нагнетания), а в фазе нагнетания (вытеснения) - возможно большей (в частности, больше, чем в фазе всасывания) при постоянной частоте вращения вала машины, то есть реализации "несимметричного" рабочего цикла, при котором продолжительность фазы всасывания рабочего тела больше, чем фазы вытеснения;
- заниженная возможность, вследствие названной причины, преобразования механической работы, подводимой к валу поршневой машины, в энергию рабочего тела (в случае использования такой машины в качестве поршневого насоса или компрессора) из-за относительно большой величины гидравлических потерь (в фазе всасывания) и утечек (в фазе вытеснения), возникающих вследствие относительно высокой скорости движения поршня в цилиндре в фазе всасывания и относительно низкой в фазе вытеснения;
- увеличение вследствие названных причин, механических потерь и, в частности, гидравлических потерь, и утечек рабочего тела через элементы цилиндропоршневого уплотнения, что приводит к ухудшению технико-экономических параметров, показателей и характеристик поршневой машины и снижению ее конкурентоспособности.The main disadvantages of such a rodless engine are the following:
- the impossibility of such an organization of the processes of the working cycle in which the speed of movement of the piston in the cylinder in the phase of suction (inlet) of the working fluid into the cylinder would be possibly less (in particular, less than in the injection phase), and in the discharge (displacement) phase it is possible greater (in particular, more than in the suction phase) at a constant frequency of rotation of the shaft of the machine, that is, the implementation of the "asymmetric" duty cycle, in which the duration of the suction phase of the working fluid is longer than the displacement phase;
- underestimated, due to the above reasons, the conversion of mechanical work supplied to the shaft of the piston machine into the energy of the working fluid (in the case of using such a machine as a piston pump or compressor) due to the relatively large amount of hydraulic losses (in the suction phase) and leaks (in the displacement phase) arising due to the relatively high speed of the piston in the cylinder in the suction phase and relatively low in the displacement phase;
- an increase due to the above reasons, mechanical losses and, in particular, hydraulic losses, and leaks of the working fluid through the elements of the cylinder-piston seal, which leads to a deterioration of technical and economic parameters, indicators and characteristics of the piston machine and a decrease in its competitiveness.
В основу изобретения положено решение задачи существенного улучшения технических, мощностных, экономических, массогабаритных параметров, показателей и характеристик поршневой машины для транспортировки (перекачки) газообразных и жидких агентов посредством снижения скорости движения поршня в цилиндре в фазе всасывания рабочего тела и повышения скорости движения поршня в цилиндре в фазе вытеснения рабочего тела, происходящего при постоянной частоте вращения вала этой машины. The basis of the invention is the solution of the problem of significantly improving the technical, power, economic, weight and size parameters, indicators and characteristics of the piston machine for transporting (pumping) gaseous and liquid agents by reducing the speed of the piston in the cylinder in the suction phase of the working fluid and increasing the speed of the piston in the cylinder in the phase of displacement of the working fluid, which occurs at a constant speed of rotation of the shaft of this machine.
Решение поставленной технической задачи достигается тем, что в поршневой машине для транспортировки (перекачки) газообразных и жидких агентов, содержащей поршни, цилиндр с пазами на его цилиндрической поверхности, передаточный механизм с роликами, клапанные головки, выходной вал, согласно изобретению каждый поршень снабжен подвижным соединением, включающим вал с площадками, ходовые ролики, опирающиеся с двух сторон на указанные площадки и установленные на траверсе, на противоположных концах которой расположены ролики преобразующего механизма, при этом конфигурация продольного профиля паза цилиндра представляет собой замкнутую, многопериодную, несимметричную в направлении развертки (относительно боковой поверхности цилиндра), с несколькими экстремумами объемную канавку, при этом длина участка канавки, соответствующего фазе всасывания рабочего тела в цилиндр, больше, чем длина участка этой канавки, соответствующего фазе вытеснения рабочего тела из цилиндра, и угол наклона этой канавки к плоскости, перпендикулярной продольной оси поршня, на участках, соответствующих фазе всасывания рабочего тела в цилиндр, выполнен меньшим, чем аналогичный угол ее наклона на участках, соответствующих фазе вытеснения рабочего тела из цилиндра. The solution of the technical problem is achieved by the fact that in a piston machine for transporting (pumping) gaseous and liquid agents containing pistons, a cylinder with grooves on its cylindrical surface, a transmission mechanism with rollers, valve heads, an output shaft, according to the invention, each piston is equipped with a movable connection including a shaft with platforms, running rollers resting on both sides of said platforms and mounted on a traverse, at the opposite ends of which there are converting m mechanism, while the configuration of the longitudinal profile of the groove of the cylinder is a closed, multi-period, asymmetric in the direction of the scan (relative to the side surface of the cylinder), with several extrema, a volume groove, while the length of the groove portion corresponding to the phase of suction of the working fluid into the cylinder is greater than the length the section of this groove corresponding to the phase of displacement of the working fluid from the cylinder, and the angle of inclination of this groove to a plane perpendicular to the longitudinal axis of the piston in the sections corresponding to x phase of the absorption of the working fluid into the cylinder, made smaller than the same angle of inclination in areas corresponding to the phase of displacement of the working fluid from the cylinder.
В другом варианте поршневой машины для транспортировки (перекачки) газообразных и жидких агентов, содержащей поршни, цилиндр, передаточный механизм с роликами, клапанные головки, выходной вал, согласно изобретению ролики передаточного механизма установлены в корпусе машины и размещены в пазах, выполненных на боковой поверхности поршня, причем каждый поршень снабжен подвижным соединением, включающим вал с площадками и ходовые ролики, опирающиеся с двух сторон на указанные площадки и установленные на траверсе, при этом конфигурация продольного профиля паза поршня представляет собой замкнутую, многопериодную, несимметричную в направлении развертки (относительно боковой поверхности поршня), с несколькими экстремумами объемную канавку, при этом длина участка канавки, соответствующего фазе всасывания рабочего тела в цилиндр, больше, чем на участка этой канавки, соответствующего фазе вытеснения рабочего тела из цилиндра, и угол наклона этой канавки к плоскости, перпендикулярной продольной оси поршня, на участках, соответствующих фазе всасывания рабочего тела в цилиндр, выполнен меньшим, чем на участках, соответствующих фазе вытеснения рабочего тела из цилиндра. In another embodiment of a piston machine for transporting (pumping) gaseous and liquid agents containing pistons, a cylinder, a transmission mechanism with rollers, valve heads, an output shaft, according to the invention, the rollers of the transmission mechanism are installed in the machine body and placed in grooves made on the side surface of the piston moreover, each piston is equipped with a movable connection, including a shaft with platforms and running rollers resting on both sides of these platforms and mounted on a traverse, with the configuration For the piston groove profile, it is a closed groove, asymmetric in the sweep direction (relative to the piston lateral surface), with several extrema, a volume groove, while the length of the groove section corresponding to the phase of suction of the working fluid into the cylinder is longer than the section of this groove corresponding to phase of displacement of the working fluid from the cylinder, and the angle of inclination of this groove to a plane perpendicular to the longitudinal axis of the piston, in areas corresponding to the phase of suction of the working fluid in the cylinder, less complete than in areas corresponding to the phase of displacement of the working fluid from the cylinder.
Главной отличительной особенностью такой поршневой машины является то, что паз, выполненный на поверхности одного из элементов цилиндропоршневой группы (цилиндра или поршня), представляет собой замкнутую, криволинейную, многопериодную канавку, так что канавка имеет несколько экстремумов, а экстремальные точки, расположенные на наибольшем удалении от камеры сжатия, так как канавка многопериодная и несимметричная в направлении развертки (относительно боковой поверхности цилиндра или поршня), расположены несимметрично по отношению к экстремальным точкам, расположенным на наименьшем удалении от камеры сжатия. При этом угол наклона беговой дорожки к плоскости, перпендикулярной продольной оси поршня, на участках этой дорожки, соответствующих фазе всасывания рабочего тела в цилиндр β1, выполнен меньшим, чем аналогичный угол ее наклона на участках, соответствующих фазе вытеснения рабочего тела из цилиндра β2, и длины участков этой дорожки, соответствующих фазе всасывания рабочего тела L1, больше длин участков этой дорожки, соответствующих фазе вытеснения L2. Благодаря этому обстоятельству в поршневой машине для транспортировки (перекачки) газообразных и жидких агентов достигается снижение скорости движения поршня в цилиндре в фазе всасывания рабочего тела и повышение скорости движения поршня в цилиндре в фазе нагнетания рабочего тела, происходящее при постоянной частоте вращения вала этой машины, то есть реализация "несимметричного" рабочего цикла.The main distinguishing feature of such a piston machine is that the groove made on the surface of one of the elements of the piston group (cylinder or piston) is a closed, curved, multi-period groove, so that the groove has several extrema, and the extreme points located at the greatest distance from the compression chamber, since the groove is multi-period and asymmetric in the scan direction (relative to the side surface of the cylinder or piston), are located asymmetrically with respect to tremalnym points located at the smallest distance from the compression chamber. In this case, the angle of inclination of the treadmill to a plane perpendicular to the longitudinal axis of the piston in sections of this track corresponding to the phase of suction of the working fluid into cylinder β 1 is made smaller than the similar angle of its inclination in sections corresponding to the phase of displacement of the working fluid from cylinder β 2 , and the lengths of the sections of this track corresponding to the suction phase of the working fluid L 1 are greater than the lengths of the sections of this track corresponding to the displacement phase L 2 . Due to this circumstance, in a piston machine for transporting (pumping) gaseous and liquid agents, a decrease in the speed of the piston in the cylinder in the phase of suction of the working fluid and an increase in the speed of the piston in the cylinder in the phase of pumping of the working fluid occur at a constant speed of rotation of the shaft of this machine, then There is an implementation of the "asymmetric" duty cycle.
Сущность изобретения (на примере одноцилиндровой машины с противоположно движущимися поршнями и синхронизирующим валом) поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена конструктивная схема поршневой машины для транспортировки (перекачки) газообразных и жидких агентов, в которой криволинейный паз выполнен на поверхности цилиндра; на фиг.2 - конструктивная схема поршневой машины для транспортировки (перекачки) газообразных и жидких агентов, в которой криволинейный паз выполнен на поверхности поршня; на фиг.3 - принципиальная схема поршневой машины для транспортировки (перекачки) газообразных и жидких агентов; на фиг.4 - схема последовательных положений беговых роликов одной траверсы (одного поршня), которые они занимают относительно криволинейного паза при перемещении поршня в цилиндре поршневой машины; на фиг. 5 - конфигурация продольного профиля криволинейного паза (беговой дорожки), несимметричного в направлении развертки, при которой угол наклона этого паза к плоскости, перпендикулярной продольной оси поршня, на участках, соответствующих фазе всасывания рабочего тела в цилиндр β1, выполнен меньшим, чем аналогичный угол наклона паза на участках, соответствующих фазе вытеснения рабочего тела из цилиндра β2, и длины участков этой дорожки, соответствующих фазе всасывания рабочего тела L1, больше длин участков, соответствующих фазе вытеснения L2.The invention (on the example of a single-cylinder machine with oppositely moving pistons and a synchronizing shaft) is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a structural diagram of a piston machine for transporting (pumping) gaseous and liquid agents, in which a curved groove is made on the surface of the cylinder; figure 2 is a structural diagram of a piston machine for transporting (pumping) gaseous and liquid agents, in which a curved groove is made on the surface of the piston; figure 3 is a schematic diagram of a piston machine for transporting (pumping) gaseous and liquid agents; figure 4 is a diagram of the sequential positions of the running rollers of one traverse (one piston), which they occupy relative to the curved groove when moving the piston in the cylinder of the piston machine; in FIG. 5 is a configuration of a longitudinal profile of a curved groove (treadmill), asymmetric in the sweep direction, at which the angle of inclination of this groove to a plane perpendicular to the longitudinal axis of the piston in sections corresponding to the phase of suction of the working fluid into cylinder β 1 is made smaller than the same angle the slope of the groove in the sections corresponding to the phase of the displacement of the working fluid from the cylinder β 2 , and the lengths of the sections of this track corresponding to the suction phase of the working fluid L 1 are greater than the lengths of the sections corresponding to the displacement phase L 2 .
Поршневая машина для транспортировки (перекачки) газообразных и жидких агентов (фиг. 1) содержит поршни 1 и 2, размещенные в гильзе цилиндра 3, поршневые валы 4 и 5, установленные в корпусе 6 машины и связанные с поршнями при помощи подвижных соединений 7, которые включают траверсы 8, рабочие площадки 9 и ходовые ролики 10, шестерни 11, укрепленные на поршневых и выходном (синхронизирующем) 12 валах, камеру сжатия 13, клапанную головку 14; гильза цилиндра имеет окна газораспределения 15, а на поверхности цилиндра выполнен криволинейный паз 16, в котором расположены установленные на траверсе беговые ролики 17 передаточного механизма. The piston machine for transporting (pumping) gaseous and liquid agents (Fig. 1) contains
Другой вариант поршневой машины для транспортировки (перекачки) газообразных и жидких агентов (фиг.2) содержит поршни 1 и 2, размещенные в гильзе цилиндра 3, поршневые валы 4 и 5, установленные в корпусе 6 машины и связанные с поршнями при помощи подвижных соединений 7, которые включают траверсы 8, рабочие площадки 9 и ходовые ролики 10, шестерни 11, укрепленные на поршневых и выходном (синхронизирующем) 12 валах, камеру сжатия 13, клапанную головку 14; гильза цилиндра имеет окна газораспределения 15, а на поверхности поршня выполнен криволинейный паз 16, в котором расположены установленные в корпусе машины беговые ролики 17 передаточного механизма. Another variant of the piston machine for transporting (pumping) gaseous and liquid agents (FIG. 2) comprises
Принцип действия поршневой машины для транспортировки (перекачки) газообразных и жидких агентов (фиг.1-3) заключается в следующем. В процессе всасывания в цилиндр рабочего тела (газа, жидкости, смеси, взвеси, суспензии или другого агента) поршневые валы 4 и 5, поворачиваясь относительно оси цилиндра, через подвижные соединения 7 побуждают поршни 1 и 2 расходиться к наружным (по отношению к камере сжатия или средней части цилиндра) крайним положениям. Беговые ролики 17 скатываются из положений 18 (фиг.4), которые они занимали при нахождении поршней 1 и 2 во внутренних (по отношению к камере сжатия) крайних положениях, в положения 19, соответствующие нахождению поршней 1 и 2 в наружных крайних положениях. При этом, так как беговая дорожка несимметрична в направлении развертки, а угол ее наклона на участке, соответствующем всасыванию рабочего тела в цилиндр β1, меньше, чем на участке, соответствующем вытеснению рабочего тела из цилиндра β2, и длина "участка всасывания" этой дорожки L1 больше, чем длина "участка вытеснения" этой дорожки L2, то скорость движения поршня в поступательном движении относительно оси цилиндра в фазе всасывания рабочего тела меньше, чем в фазе вытеснения рабочего тела при постоянной частоте вращения выходного вала машины. В процессе дальнейшего (уже сходящегося) движения поршней 1 и 2 беговые ролики 17 перемещаются в пазах 16 из положений 19 в положения 20 (они же - 18). Происходит процесс вытеснения рабочего тела из цилиндра. При этом, так как беговая дорожка несимметрична в направлении развертки, а угол ее наклона на участке, соответствующем вытеснению рабочего тела из цилиндра β2, больше, чем на участке, соответствующем всасыванию рабочего тела в цилиндр β1, и длина "участка вытеснения" этой дорожки L2 меньше, чем длина "участка всасывания" этой дорожки L1, то скорость движения поршня в поступательном движении относительно оси цилиндра в фазе вытеснения рабочего тела больше, чем в фазе всасывания рабочего тела при постоянной частоте вращения выходного вала машины. Подвижное соединение 7 через поршневые валы 4 и 5 и шестерни 11 обеспечивает передачу вращательной составляющей движения от выходного вала машины 12 поршням.The principle of operation of the piston machine for transporting (pumping) gaseous and liquid agents (Figs. 1-3) is as follows. In the process of absorption into the cylinder of the working fluid (gas, liquid, mixture, suspension, suspension or other agent), the
Известные конструкции поршневых машин содержат криволинейные пазы, обладающие профилем, симметричным в направлении развертки (относительно боковой поверхности цилиндра или поршня). При этом длины их участков, соответствующих фазе всасывания рабочего тела в цилиндр, и длины их участков, соответствующих фазе вытеснения рабочего тела из цилиндра, а также углы наклона участков, соответствующих фазе всасывания рабочего тела в цилиндр, и углы наклона участков, соответствующих фазе вытеснения рабочего тела из цилиндра, соответственно равны друг другу или, что то же самое, их соответствующие соотношения ("длина - длина", "угол - угол") строго равны единице. Known designs of reciprocating machines contain curved grooves having a profile that is symmetrical in the sweep direction (relative to the side surface of the cylinder or piston). The lengths of their sections corresponding to the phase of absorption of the working fluid into the cylinder, and the lengths of their sections corresponding to the phase of displacing the working fluid from the cylinder, as well as the angles of inclination of the sections corresponding to the phase of absorption of the working fluid into the cylinder, and the angles of inclination of the sections corresponding to the phase of displacing the bodies from the cylinder, respectively, are equal to each other or, what is the same, their respective relations ("length - length", "angle - angle") are strictly equal to unity.
Любое отклонение от симметричности (в направлении развертки - относительно боковой поверхности цилиндра или поршня) этого профиля и, в частности, длин его "участков всасывания" в сторону увеличения относительно длин его "участков вытеснения", а также углов наклона "участков всасывания" в сторону уменьшения относительно углов наклона "участков вытеснения", ведет к снижению скорости движения поршня в цилиндре в фазе всасывания рабочего тела и повышению скорости движения поршня в цилиндре в фазе вытеснения рабочего тела при постоянной частоте вращения выходного вала машины. Например, в поршневых машинах, предназначенных для транспортировки (перекачки) газообразных и жидких агентов (насосах, компрессорах), соотношение длин участков беговой дорожки, соответствующих фазе всасывания рабочего тела в цилиндр L1, и длин ее участков, соответствующих фазе вытеснения рабочего тела из цилиндра L2, может находиться в пределах: 1<L1/L2≤20, а соотношение углов наклона беговой дорожки, соответствующих фазе вытеснения рабочего тела из цилиндра β2, и углов ее наклона, соответствующих фазе всасывания рабочего тела в цилиндр β1, может находиться в пределах: 1<β2/β1≤30.
Представленная схема поршневой машины для транспортировки (перекачки) газообразных и жидких агентов обеспечивает следующие технические преимущества:
- возможность осуществления "несимметричного" рабочего цикла, при котором продолжительность фазы всасывания (впуска) рабочего тела в цилиндр будет возможно большей (в частности, больше, чем фазы вытеснения рабочего тела из цилиндра), а скорость перемещения поршня в цилиндре в фазе всасывания рабочего тела возможно меньшей (в частности, меньше, чем в фазе вытеснения рабочего тела из цилиндра) при постоянной частоте вращения вала машины;
- значительно более полное и эффективное преобразование механической работы, подводимой к валу поршневой машины, в энергию рабочего тела (в случае использования такой машины в качестве поршневого насоса или компрессора) из-за снижения гидравлических потерь (в фазе всасывания) и утечек (в фазе вытеснения) вследствие реализации относительно низкой скорости движения поршня в цилиндре в фазе всасывания (в частности, меньше, чем в фазе вытеснения) и относительно высокой в фазе вытеснения (в частности, больше, чем в фазе всасывания) при постоянной частоте вращения вала машины;
- уменьшение вследствие названных причин величины механических потерь и, в частности, гидравлических потерь и снижение утечек рабочего тела через элементы цилиндропоршневого уплотнения, что ведет к улучшению технико-экономических параметров, показателей и характеристик поршневой машины, а также к повышению ее конкурентоспособности.Any deviation from the symmetry (in the direction of the sweep relative to the side surface of the cylinder or piston) of this profile and, in particular, the lengths of its “suction sections” in the direction of increase relative to the lengths of its “displacement sections”, as well as the inclination angles of the “suction sections” to the side decrease relative to the inclination angles of the "displacement sections" leads to a decrease in the speed of the piston in the cylinder in the phase of suction of the working fluid and an increase in the speed of the piston in the cylinder in the phase of displacement of the working fluid ie the rotation of the output shaft of the machine. For example, in reciprocating machines designed to transport (pump) gaseous and liquid agents (pumps, compressors), the ratio of the lengths of the treadmill sections corresponding to the phase of suction of the working fluid into the cylinder L 1 and the lengths of its sections corresponding to the phase of displacement of the working fluid from the cylinder L 2 can be in the range: 1 <L 1 / L 2 ≤20, and the ratio of the tilt angles of the treadmill corresponding to the phase of displacement of the working fluid from the cylinder β 2 and its tilt angles corresponding to the phase of absorption of the working fluid into the cylinder β 1 may be in the range: 1 <β 2 / β 1 ≤30.
The presented scheme of a piston machine for transporting (pumping) gaseous and liquid agents provides the following technical advantages:
- the possibility of implementing a "asymmetric" duty cycle, in which the duration of the phase of suction (intake) of the working fluid into the cylinder will be possibly longer (in particular, longer than the phase of displacement of the working fluid from the cylinder), and the speed of movement of the piston in the cylinder in the suction phase of the working fluid possibly less (in particular, less than in the phase of displacement of the working fluid from the cylinder) at a constant frequency of rotation of the machine shaft;
- a much more complete and efficient conversion of the mechanical work supplied to the shaft of the piston machine into the energy of the working fluid (in the case of using such a machine as a piston pump or compressor) due to the reduction of hydraulic losses (in the suction phase) and leaks (in the displacement phase ) due to the implementation of a relatively low speed of the piston in the cylinder in the suction phase (in particular, less than in the displacement phase) and relatively high in the displacement phase (in particular, more than in the suction phase) th rotational speed of the machine shaft;
- reduction due to the above reasons, the magnitude of mechanical losses and, in particular, hydraulic losses and a decrease in leakage of the working fluid through the elements of the piston and cylinder seals, which leads to improved technical and economic parameters, indicators and characteristics of the piston machine, as well as to increase its competitiveness.
Поршневая машина для транспортировки (перекачки) газообразных и жидких агентов может быть использована в качестве насоса или компрессора для создания избыточного давления рабочего тела и транспортировки (перекачки) газов, жидкостей, смесей, взвесей, суспензий и других агентов в различных отраслях промышленности и хозяйства. A piston machine for transporting (pumping) gaseous and liquid agents can be used as a pump or compressor to create overpressure of the working fluid and transporting (pumping) gases, liquids, mixtures, suspensions, suspensions and other agents in various industries and economies.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002121849/06A RU2212544C1 (en) | 2002-08-07 | 2002-08-07 | Piston machine for transportation (pumping) of gaseous and liquid agents (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002121849/06A RU2212544C1 (en) | 2002-08-07 | 2002-08-07 | Piston machine for transportation (pumping) of gaseous and liquid agents (versions) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2212544C1 true RU2212544C1 (en) | 2003-09-20 |
Family
ID=29777856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002121849/06A RU2212544C1 (en) | 2002-08-07 | 2002-08-07 | Piston machine for transportation (pumping) of gaseous and liquid agents (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2212544C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2607714C2 (en) * | 2011-12-16 | 2017-01-10 | Гринд Холдинг Б.В. | Rotary drive system with roller running from cam with detachable wheel support |
| RU2669986C1 (en) * | 2017-11-17 | 2018-10-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет туризма и сервиса" (ФГБОУ ВО "РГУТИС") | Piston compressor for compression of gases |
-
2002
- 2002-08-07 RU RU2002121849/06A patent/RU2212544C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2607714C2 (en) * | 2011-12-16 | 2017-01-10 | Гринд Холдинг Б.В. | Rotary drive system with roller running from cam with detachable wheel support |
| RU2669986C1 (en) * | 2017-11-17 | 2018-10-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет туризма и сервиса" (ФГБОУ ВО "РГУТИС") | Piston compressor for compression of gases |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100609556B1 (en) | Compression apparatus | |
| JP5090456B2 (en) | Conversion mechanism between reciprocating linear motion and rotational motion | |
| US7793623B2 (en) | Piston cam engine | |
| US4762051A (en) | Single acting pump with double acting drive | |
| US3595101A (en) | Reciprocating pump having improved crankshaft bearing arrangement | |
| US5359908A (en) | System for reversibly transforming rotary motion into self-guided rectilinear motion | |
| RU2212544C1 (en) | Piston machine for transportation (pumping) of gaseous and liquid agents (versions) | |
| US6152014A (en) | Rotary piston machines | |
| CN201972737U (en) | Star-rotating type rotating device, engine, pneumatic motor and compressor | |
| US6435145B1 (en) | Internal combustion engine with drive shaft propelled by sliding motion | |
| RU2669986C1 (en) | Piston compressor for compression of gases | |
| US6793471B2 (en) | Fluid machine | |
| RU108505U1 (en) | PISTON COMPRESSOR WITH UNLOCKED MECHANISM | |
| RU2264546C1 (en) | Axial internal combustion engine | |
| RU2263801C1 (en) | Axial internal combustion engine | |
| JP2021526192A (en) | Horizontal gas compressor with free lift piston | |
| RU2140544C1 (en) | Machine | |
| CN104454426A (en) | Reverse rotary drilling pump | |
| RU2471088C1 (en) | Piston-type compressor with gear without piston-rod | |
| SU1783151A1 (en) | Hydraulically driven piston compressor | |
| RU2196237C1 (en) | Rodless internal combustion engine (versions) | |
| RU2153588C1 (en) | Internal combustion engine | |
| RU2267016C1 (en) | Axial internal combustion engine | |
| RU2250377C2 (en) | Piston machine | |
| KR101339910B1 (en) | Directly connected to the motor shaft and the crank shart |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040808 |