RU2316675C1

RU2316675C1 - Diaphragm compressor

Info

Publication number: RU2316675C1
Application number: RU2006129381/06A
Authority: RU
Inventors: Леонид Михайлович Киселев (RU); Леонид Михайлович Киселев; Константин Михайлович Шевчук (RU); Константин Михайлович Шевчук; Вадим Владимирович Туголуков (RU); Вадим Владимирович Туголуков; Леонид Алексеевич Коротыч (RU); Леонид Алексеевич Коротыч; Александр Васильевич Сухарев (RU); Александр Васильевич Сухарев
Original assignee: Открытое акционерное общество "Аэродромные машины"
Priority date: 2006-08-15
Filing date: 2006-08-15
Publication date: 2008-02-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering; compressors.

SUBSTANCE: invention is designed for use in diaphragm compressors with opposite diaphragm units. Proposed compressor contains two opposite diaphragm units with working and drive chamber, housing, cam-swinging motion mechanism, pressure limiter, safety valve and booster pump. Cam-swinging mechanism has symmetrical central drive cam with pendulums. Axis of cam is located on axis of cylinders of opposite diaphragm units. Drive chambers of two opposite diaphragm units are connected to one pressure limiter, one safety valve and only to one booster pump. Two working compression processes are executed in each opposite diaphragm unit at one revolution of shaft which makes it possible to increase capacity of compressor. Owing to symmetrical working processes, one safety valve, one booster pump and one pressure limiter can be used to provide operation of two opposite diaphragm units.

EFFECT: increased operation reliability, reduced specific metal usage, increased specific capacity of designed compressor.

1 dwg

Description

Изобретение относится к компрессоростроению и может быть использовано в мембранных компрессорах с оппозитно расположенными мембранными блоками.The invention relates to compressor engineering and can be used in membrane compressors with opposed membrane blocks.

Известен гидроприводной мембранный компрессор (Авторское свидетельство СССР №1430593), содержащий линии всасывания и нагнетания, ограничительный и распределительный диски с защемленной между ними мембраной, с образованием рабочей и приводной камер, ограничитель давления, соединенный с приводной камерой и нагнетательной магистралью компрессора, компенсационный насос для подачи жидкости в приводные камеры.Known hydraulic actuator membrane compressor (USSR Author's Certificate No. 1430593), containing suction and discharge lines, restriction and distribution discs with a membrane pinched between them, with the formation of the working and drive chambers, a pressure limiter connected to the drive chamber and the compressor discharge line, a compensation pump for fluid supply to drive chambers.

Однако этот компрессор обладает сложной конструкцией и низкой надежностью.However, this compressor has a complex structure and low reliability.

Прототипом предлагаемого изобретения является циркуляционный одноступенчатый мембранный компрессор МК-3,5/38 (С.М.Алтухов и В.А.Румянцев «Мембранные компрессоры». М.: Машиностроение, 1967 г., с.109).The prototype of the invention is a circulating single-stage membrane compressor MK-3,5 / 38 (S.M. Altukhov and V. A. Rumyantsev "Membrane compressors". M.: Engineering, 1967, S. 109).

Компрессор содержит два оппозитно расположенных мембранных блока с рабочими и приводными камерами, с кривошипно-кулисным механизмом. Каждый мембранный блок снабжен ограничителем давления, предохранительным клапаном и подкачивающим насосом.The compressor contains two opposite membrane blocks with working and driving chambers, with a crank-rocker mechanism. Each diaphragm block is equipped with a pressure limiter, safety valve, and booster pump.

Конструкция отличается сложностью, большим количеством элементов, низкой надежностью и низкой производительностью.The design is distinguished by complexity, a large number of elements, low reliability and low performance.

Технической задачей, которая ставилась при разработке данного изобретения, является повышение эксплуатационной надежности, снижение удельной металлоемкости и повышение производительности мембранного компрессора.The technical problem that was posed during the development of this invention is to increase operational reliability, reduce specific metal consumption and increase the performance of a membrane compressor.

Поставленная задача решается за счет того, что мембранный компрессор содержит два оппозитно расположенных мембранных блока с рабочими и приводными камерами, картер, механизм движения, ограничитель давления, предохранительный клапан и подкачивающий насос, причем механизм движения представляет собой кулачково-маятниковый механизм и содержит симметричный центральный приводной кулачок с маятниками, ось кулачка расположена на оси цилиндров оппозитно расположенных мембранных блоков, при этом механизм движения выполнен с возможностью преобразования вращения кулачка в возвратно-поступательное движение обоих плунжеров приводных камер оппозитно расположенных мембранных блоков, а приводные камеры двух оппозитно расположенных мембранных блоков подсоединены к одному ограничителю давления, одному предохранительному клапану и только к одному подкачивающему насосу.The problem is solved due to the fact that the membrane compressor contains two opposite membrane units with working and driving chambers, a crankcase, a movement mechanism, a pressure limiter, a safety valve and a booster pump, the movement mechanism being a cam-pendulum mechanism and contains a symmetrical central drive mechanism cam with pendulums, the axis of the cam is located on the cylinder axis of the opposed membrane blocks, while the movement mechanism is configured to rotation of the cam formation into a reciprocating movement of both plungers drive chambers of opposite membrane units, and the drive chamber of two oppositely arranged membrane units are connected to one pressure restrictor, one safety valve, and only one booster pump.

На чертеже представлен заявляемый мембранный компрессор. Компрессор содержит, по крайней мере, два оппозитно расположенных мембранных блока с ограничительными дисками 1, рабочей 2 и приводной 3 камерами, картер 4, симметричный центральный приводной кулачок 5 с маятниками 6 и 7. К приводным камерам двух оппозитно расположенных мембранных блоков подсоединен один ограничитель давления 8, один предохранительный клапан 9 и один подкачивающий насос 10. Приводные камеры содержат плунжеры 11 и 12 и маслораспределительные диски 13 и 14. Привод подкачивающего насоса 10 имеет кулачок 15. Разрывная мембрана 16 установлена в нагнетательной магистрали 17. Мембранный компрессор содержит магистраль всасывания 18, приемный фильтр 19, циркуляционный насос 20 с редукционным клапаном 21.The drawing shows the inventive membrane compressor. The compressor contains at least two opposite membrane blocks with restriction disks 1, a working 2 and a drive 3 chambers, a crankcase 4, a symmetrical central drive cam 5 with pendulums 6 and 7. One pressure limiter is connected to the drive chambers of the two opposite membrane blocks 8, one safety valve 9 and one booster pump 10. The drive chambers contain plungers 11 and 12 and oil distribution discs 13 and 14. The drive of the booster pump 10 has a cam 15. The bursting disc 16 installation Lena in the discharge line 17. The membrane compressor comprises a suction line 18, a intake filter 19, a circulation pump 20 with a pressure reducing valve 21.

Мембранный компрессор работает следующим образом.Membrane compressor operates as follows.

Вращение вала компрессора преобразовывается кулачково-маятниковым механизмом в возвратно-поступательное движение плунжеров 11 и 12 приводных камер 3 оппозитно расположенных мембранных блоков. Плунжеры 11 и 12 через жидкость гидроприводов воздействуют на мембраны, которые при своем движении осуществляют процессы всасывания и сжатия газа в рабочих камерах 2 оппозитно расположенных мембранных блоков.The rotation of the compressor shaft is converted by a cam-pendulum mechanism into the reciprocating movement of the plungers 11 and 12 of the drive chambers 3 of the opposed membrane blocks. The plungers 11 and 12 through the hydraulic fluid act on the membrane, which during its movement carry out the processes of absorption and compression of gas in the working chambers 2 of the opposed membrane blocks.

При ходе сжатия избыток жидкости из приводных камер 3 оппозитно расположенных мембранных блоков сбрасывается через ограничитель давления 8 в картер компрессора 4 при достижении плунжерами верхних мертвых точек, чем достигается полное вытеснение газа из рабочих камер 2 оппозитно расположенных мембранных блоков.During the compression process, the excess liquid from the drive chambers 3 of the opposed membrane blocks is discharged through the pressure limiter 8 to the compressor crankcase 4 when the plungers reach the top dead center, thereby achieving complete displacement of gas from the working chambers 2 of the opposed membrane blocks.

При ходе всасывания давление в приводных камерах 3 падает до давления во всасывающей магистрали 18. Рабочие камеры 2 заполняются газом, происходит процесс всасывания. Для компенсации утечек жидкости из приводных камер 3 и создания избытка жидкости, необходимой для нормальной работы компрессора, существует подкачивающий насос 10, осуществляющий подачу жидкости в приводные камеры 3 оппозитно расположенных мембранных блоков. На всасывание подкачивающего насоса 10 жидкость подается циркуляционным насосом 20 мембранного компрессора, имеющего приемный фильтр 19. От перегрузки циркуляционный насос защищается редукционным клапаном 21.During the suction process, the pressure in the drive chambers 3 drops to the pressure in the suction line 18. The working chambers 2 are filled with gas, the suction process takes place. To compensate for fluid leaks from the drive chambers 3 and create excess fluid necessary for the normal operation of the compressor, there is a booster pump 10 that delivers fluid to the drive chambers 3 of the opposed membrane blocks. The liquid is supplied to the suction of the booster pump 10 by a circulation pump 20 of a membrane compressor having a receiving filter 19. The circulating pump is protected from overload by a pressure reducing valve 21.

Ограничение давления нагнетания осуществляется предохранительным клапаном 9, сбрасывающим жидкость с приводных камер 3 при достижении предельного давления нагнетания.The discharge pressure is limited by the safety valve 9, which discharges the liquid from the drive chambers 3 when the maximum discharge pressure is reached.

Применение в мембранном компрессоре с оппозитно расположенными мембранными блоками в качестве механизма движения симметричного центрального кулачка с маятниками позволило осуществить рабочие процессы (сжатия и всасывания) одновременно в двух оппозитно расположенных мембранных блоках, что обеспечивает взаимное погашение осевых сил при рабочих процессах и снижает уровень вибраций компрессора.The use in a membrane compressor with opposite membrane blocks as a mechanism for the movement of a symmetric central cam with pendulums made it possible to carry out work processes (compression and suction) simultaneously in two opposite membrane blocks, which ensures mutual cancellation of axial forces during working processes and reduces the level of compressor vibration.

Предлагаемый согласно изобретению механизм движения позволяет за один оборот вала в каждом оппозитно расположенном мембранном блоке совершать два рабочих процесса сжатия, чем достигается повышение производительности компрессора.The movement mechanism according to the invention makes it possible to perform two compression working processes in one opposite shaft position in each opposed membrane unit, thereby increasing compressor productivity.

Рабочие процессы в оппозитно расположенных мембранных блоках разработанного мембранного компрессора происходят симметрично, что позволяет использовать один предохранительный клапан, один подкачивающий насос и один ограничитель давления для обеспечения работы двух оппозитно расположенных мембранных блоков. За счет этого достигается сокращение количества используемых элементов в конструкции мембранного компрессора, что обеспечивает повышение эксплуатационной надежности, снижение удельной металлоемкости и повышение удельной производительности разработанного компрессора.The working processes in the opposite membrane blocks of the developed membrane compressor occur symmetrically, which allows the use of one safety valve, one booster pump and one pressure limiter to ensure the operation of two opposite membrane blocks. Due to this, a reduction in the number of elements used in the design of the membrane compressor is achieved, which ensures increased operational reliability, reduced specific metal consumption and increased specific productivity of the developed compressor.

Кроме того, расположение предохранительного клапана на приводных камерах оппозитно расположенных мембранных блоков позволяет устранить утечки газа с нагнетательной магистрали мембранного компрессора.In addition, the location of the safety valve on the drive chambers of the opposed membrane units allows eliminating gas leaks from the discharge line of the membrane compressor.

Предлагаемое изобретение можно использовать в конструкции мембранных компрессоров с любым количеством парных оппозитно расположенных мембранных блоков.The present invention can be used in the design of membrane compressors with any number of paired opposed membrane blocks.

Claims

A membrane compressor comprising two opposite membrane units with working and driving chambers, a crankcase, a movement mechanism, a pressure limiter, a safety valve and a booster pump, characterized in that the movement mechanism is a cam-pendulum mechanism and contains a symmetrical central drive cam with pendulums, moreover, the axis of the cam is located on the cylinder axis of the opposed membrane blocks, and the movement mechanism is configured to convert rotation of the cam a reciprocating plunger drive both chambers of opposite membrane units, wherein the two drive chambers of opposite membrane units are connected to one pressure restrictor, one safety valve, and only one booster pump.