RU2359153C1 - Method of gas compression and device to this end - Google Patents

Method of gas compression and device to this end Download PDF

Info

Publication number
RU2359153C1
RU2359153C1 RU2007146725/06A RU2007146725A RU2359153C1 RU 2359153 C1 RU2359153 C1 RU 2359153C1 RU 2007146725/06 A RU2007146725/06 A RU 2007146725/06A RU 2007146725 A RU2007146725 A RU 2007146725A RU 2359153 C1 RU2359153 C1 RU 2359153C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
piston
fluid
plates
fmf
Prior art date
Application number
RU2007146725/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Леонид Григорьевич Кузнецов (RU)
Леонид Григорьевич Кузнецов
Геннадий Федорович Бердоносов (RU)
Геннадий Федорович Бердоносов
Николай Аркадьевич Котлов (RU)
Николай Аркадьевич Котлов
Original Assignee
Леонид Григорьевич Кузнецов
Геннадий Федорович Бердоносов
Николай Аркадьевич Котлов
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 Леонид Григорьевич Кузнецов, Геннадий Федорович Бердоносов, Николай Аркадьевич Котлов filed Critical Леонид Григорьевич Кузнецов
Priority to RU2007146725/06A priority Critical patent/RU2359153C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2359153C1 publication Critical patent/RU2359153C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
  • Compressor (AREA)

Abstract

FIELD: production processes.
SUBSTANCE: invention relates to devices designed to compress and advance gaseous media and can be used in various industrial branches for gas production and discharge under pressure. To compress gas, a piston is used representing a ferromagnetic fluid (FMF) film that moves in a variable-section channel, narrowing towards pressure side and, acted upon by electromagnetic forces, compresses and accelerates the gas. Then, the gas, on getting along with the piston into separator, gets separated from FMF and, after passing through the final scrubber, comes to consumer while FMF is directed to the cycle start. The device to compress gas represents a set of consecutive plates the aligned variable-section inner orifices narrowing from the suction to the pressure side. The device incorporates the magnetic fluid sprayer, pistons former and device to separate gas from ferromagnetic fluid. The plate outer surface accommodates induction coils connected to variable voltage source.
EFFECT: higher efficiency and improved vibro acoustic properties.
4 cl, 6 dwg

Description

Способ сжатия газа и устройство для его осуществленияThe method of gas compression and device for its implementation

Изобретение относится к устройствам для сжатия и перемещения газообразных сред и может быть использовано в различных отраслях для производства и нагнетания газа.The invention relates to devices for compressing and moving gaseous media and can be used in various industries for the production and injection of gas.

Известны способы сжатия газа за счет возвратно-поступательного движения поршней, реализуемые различными конструкциями поршневых компрессоров.Known methods of gas compression due to the reciprocating motion of the pistons, implemented by various designs of reciprocating compressors.

Например, известен свободнопоршневой компрессор, содержащий в одном цилиндре с торцевыми крышками два соосных поршня и снабженный двумя рабочими камерами со встроенными впускными и выпускными клапанами, отличающийся тем, что в него введен двухсекционный линейный двигатель, роторами которого являются ферромагнитные поршни с короткозамкнутыми проводниками повышенной электропроводности (патент РФ №2016231, МПК F04B 35/04, публикация 1994 г.).For example, a free piston compressor is known that contains two coaxial pistons in one cylinder with end caps and is equipped with two working chambers with built-in inlet and outlet valves, characterized in that a two-section linear motor is introduced into it, the rotors of which are ferromagnetic pistons with short-circuited conductors of increased electrical conductivity ( RF patent No. 2016231, IPC F04B 35/04, 1994 publication).

Известные компрессоры обладают общими недостатками, связанными с возвратно-поступательным движением поршней - пульсации газа на выходе из компрессора, возникновение колебательных сил, действующих на фундамент, повышенный шум и вибрация.Known compressors have common disadvantages associated with the reciprocating movement of the pistons - gas pulsation at the outlet of the compressor, the occurrence of vibrational forces acting on the foundation, increased noise and vibration.

Известен способ сжатия газа посредством струйного компрессора, включающий сжатие газа за счет кинетической энергии струи жидкого рабочего тела, при этом газ увлекается потоком рабочей жидкости с последующим расширением газожидкостной смеси и одновременным превращением динамического напора (кинетической энергии потока) в политропный напор (давление газа).A known method of compressing gas by means of a jet compressor, comprising compressing gas due to the kinetic energy of a jet of liquid working fluid, the gas being carried away by the flow of the working fluid, followed by the expansion of the gas-liquid mixture and the simultaneous conversion of the dynamic pressure (kinetic energy of the stream) to polytropic pressure (gas pressure).

Например, известно устройство для сжатия газа посредством струйного компрессора, включающего соосно расположенные входной патрубок с выходным соплом подвода рабочего тела, приемную камеру с боковым патрубком ввода газа и камеру смешения с диффузором, емкость с жидким рабочим телом и газом и сепаратор для отделения жидкого рабочего тела от газа, причем в качестве жидкого рабочего тела выбрана жидкость с удельным весом не ниже единицы (патент РФ №2184280, МПК F04F 5/54, публикация 2002 г.).For example, it is known a device for compressing gas by means of a jet compressor, including a coaxially located inlet pipe with an outlet nozzle for supplying a working fluid, a receiving chamber with a side pipe for introducing gas and a mixing chamber with a diffuser, a container with a liquid working fluid and gas and a separator for separating a liquid working fluid from gas, moreover, a liquid with a specific gravity of at least one is selected as a liquid working fluid (RF patent No. 2184280, IPC F04F 5/54, publication 2002).

Однако малая производительность струйных компрессоров и низкий КПД, а также неудовлетворительная работа на переменных режимах не позволяют широкого использования данных компрессоров.However, the low productivity of jet compressors and low efficiency, as well as poor performance in variable modes do not allow the widespread use of these compressors.

Известен электромагнитный насос, содержащий насосную камеру с установленным в ней поршнем из магнитного материала в оболочке из ферромагнитной жидкости, привод, выполненный в виде охватывающих насосную камеру на некотором расстоянии друг от друга попеременно питаемых электромагнитов (патент РФ №2062904, МПК F04B 17/04, публикация 1996 г.).A known electromagnetic pump containing a pump chamber with a piston made of magnetic material in it in a shell made of ferromagnetic fluid, a drive made in the form of alternately fed electromagnets covering the pump chamber at some distance from each other (RF patent No. 2062904, IPC F04B 17/04, 1996 publication).

Задачей изобретения является разработка способа и устройства эффективного сжатия газа, увеличение КПД устройства и улучшение его виброакустических показателей.The objective of the invention is to develop a method and device for effective gas compression, increasing the efficiency of the device and improving its vibro-acoustic characteristics.

Сущность предложенного изобретения состоит в том, что для сжатия газа используется поршень в виде пленки из ферромагнитной жидкости (ФМЖ), который, перемещаясь по каналу, имеющему переменное (сужающееся к стороне нагнетания) сечение, под действием электромагнитных сил сжимает и разгоняет газ, затем газ, попадая вместе с поршнем в разделитель, отделяется от ФМЖ и, пройдя конечный очиститель, поступает к потребителю, а ФМЖ направляется в начало цикла.The essence of the proposed invention consists in the fact that a piston in the form of a film of ferromagnetic fluid (FMF) is used to compress gas, which, moving along a channel having a variable (tapering to the discharge side) section, compresses and accelerates gas under the action of electromagnetic forces, then gas , getting together with the piston in the separator, is separated from the PMF and, having passed the final cleaner, enters the consumer, and the PMF is sent to the beginning of the cycle.

Устройство для сжатия газа посредством жидкого рабочего тела, в качестве которого используют поршень в виде пленки из ферромагнитной жидкости, выполнено из набора последовательно расположенных пластин, имеющих соосно расположенные внутренние отверстия переменного сечения, уменьшающиеся от всасывания к нагнетанию, при этом устройство содержит распылитель магнитной жидкости, формирователь поршней, а также отделитель газа от ферромагнитной жидкости, а на наружных поверхностях пластин размещены индукционные катушки, подключенные к источнику импульсного напряжения.A device for compressing gas by means of a liquid working fluid, which is used as a piston in the form of a film of ferromagnetic fluid, is made of a set of sequentially arranged plates having coaxially arranged internal openings of variable cross section, decreasing from suction to discharge, the device comprising a magnetic fluid atomizer, the piston shaper, as well as the gas separator from the ferromagnetic fluid, and induction coils connected to the source are located on the outer surfaces of the plates The book of impulse voltage.

Для стабилизации пленки из ферромагнитной жидкости внутри набора пластин расположен дополнительный набор внутренних пластин, подключенных к источнику импульсного напряжения.To stabilize the film of ferromagnetic fluid, an additional set of internal plates connected to a pulse voltage source is located inside the set of plates.

Устройство может быть выполнено в виде змеевика, навитого поверх отделителя жидкости.The device can be made in the form of a coil wound over a liquid separator.

В предлагаемой конструкции поршни из ферромагнитной жидкости (ФМЖ) движутся в одном направлении от всасывания к нагнетанию.In the proposed design, the pistons of ferromagnetic fluid (PMF) move in one direction from suction to discharge.

На фиг.1 представлена блок-схема работы заявляемого устройства с поршнями из ФМЖ, на фиг.2-6 показаны варианты исполнения заявляемого устройства с поршнями из ФМЖ.Figure 1 presents a block diagram of the operation of the inventive device with pistons from FMG, figure 2-6 shows embodiments of the inventive device with pistons from FMG.

На фиг.2 изображен общий вид устройства с поршнями из ФМЖ.Figure 2 shows a General view of the device with pistons from the PMF.

Устройство для сжатия газа содержит канал 1 переменного сечения (уменьшающегося по направлению к нагнетанию), распылитель ФМЖ 2, формирователь 3 поршней из ФМЖ, устройство 4, обеспечивающее движение поршней, отделитель газа 4 от ФМЖ.A device for compressing gas contains a channel 1 of variable cross section (decreasing towards injection), a spray gun FMG 2, a shaper 3 of pistons made from FMZH, a device 4 that provides movement of the pistons, a gas separator 4 from FMZH.

Канал 1 образован набором последовательно расположенных пластин 5 (фиг.2), имеющих соосно расположенные внутренние отверстия переменного сечения, уменьшающиеся от всасывания к нагнетанию. На наружных поверхностях пластин размещены индукционные катушки 6, подключенные к источнику импульсного напряжения.Channel 1 is formed by a set of sequentially arranged plates 5 (FIG. 2) having coaxially located internal openings of variable cross section, decreasing from suction to discharge. On the outer surfaces of the plates are placed induction coils 6 connected to a pulse voltage source.

Пластины 5 могут быть выполнены, например, из фольгированного стеклопластика, и на них методом травления или другим методом образованы индукционные катушки 6, которые, при подаче на них импульсного тока, создают магнитное поле. В центральной части пластин выполнены отверстия, которые могут быть любой формы, но площадь которых должна плавно уменьшаться от всасывания устройства к нагнетанию. Между пластинами установлены уплотнительные прокладки (не показаны), препятствующие вытеканию ФМЖ и выходу газа.The plates 5 can be made, for example, of foil-coated fiberglass, and induction coils 6 are formed on them by etching or by another method, which, when a pulse current is applied to them, create a magnetic field. Holes are made in the central part of the plates, which can be of any shape, but the area of which should gradually decrease from the suction of the device to the discharge. Between the plates are installed gaskets (not shown), which prevent leakage of PMF and gas outlet.

Возможны другие варианты исполнения устройства с поршнями из ФМЖ, обеспечивающие описанный принцип работы (движение поршня от всасывания к нагнетанию под действием электромагнитных сил).There are other possible versions of the device with pistons from FMZH, providing the described principle of operation (movement of the piston from suction to discharge under the influence of electromagnetic forces).

После подачи на формирователь поршней напряжения к распылителю, расположенному на торце устройства, под давлением подводится ФМЖ. При этом внутри канала образуется поршень 7 в виде пленки из ферромагнитной жидкости. После формирования поршня из ФМЖ напряжение на пластине формирователя поршней снимается, но сразу же подается на следующую пластину, расположенную справа от формирователя, заставляя поршень из ФМЖ переместиться вправо (фиг.2), потом импульс напряжения снимается с этой пластины и передается на следующую (принцип бегущей волны), заставляя поршень передвигаться от всасывания к нагнетанию. Между пластинами на участке всасывания газа после формирователя поршней из ФМЖ имеются каналы, через которые газ (в простейшем случае воздух) заполняет пространство вслед за поршнем из ФМЖ (т.е. происходит всасывание газа). В это же время происходит формирование следующего поршня из ФМЖ, когда первый поршень покидает зону всасывания, вслед за ним отправляется следующий поршень из ФМЖ и так далее. После выхода из устройства газ вместе с остатками поршней из ФМЖ направляется в отделитель ФМЖ. Пройдя очистку, газ попадает к потребителю, а ФМЖ насосом снова направляется к распылителю. Сжатие газа осуществляется за счет изменения объема газа, заключенного между двумя поршнями из ФМЖ при движении от всасывания до нагнетания, и за счет преобразования кинетической энергии газа в потенциальную (давление).After applying voltage to the shaper of the pistons, the PMF is supplied under pressure to the atomizer located at the end of the device. In this case, a piston 7 is formed inside the channel in the form of a film of ferromagnetic fluid. After the piston is formed from the PMF, the voltage on the plate of the piston former is removed, but immediately applied to the next plate located to the right of the former, causing the piston from the PMF to move to the right (Fig. 2), then the voltage pulse is removed from this plate and transmitted to the next (principle traveling wave), causing the piston to move from suction to discharge. Between the plates at the gas suction section after the former of the piston from the PMF there are channels through which the gas (in the simplest case air) fills the space after the piston from the PMF (i.e. gas is sucked). At the same time, the formation of the next piston from the FMG occurs, when the first piston leaves the suction zone, the next piston from the FMG is sent after it, and so on. After exiting the device, the gas, along with the remnants of the pistons from the PMF, is sent to the PMF separator. After cleaning, the gas enters the consumer, and the PMF is again directed to the sprayer by the pump. Gas compression is carried out by changing the volume of gas enclosed between the two pistons from the PMF during movement from suction to discharge, and by converting the kinetic energy of the gas into potential (pressure).

На фиг.4, 5 показан вариант конструкции устройства, в котором для стабилизации поршней из ФМЖ внутри канала, образованного внутренними отверстиями пластин, расположен дополнительный набор внутренних пластин 8, подключенных к источнику импульсного напряжения, которые расположены в одной плоскости с наружными пластинами, при этом импульс напряжения поступает и исчезает одновременно как на внутреннюю, так и на наружную пластину.Figures 4, 5 show a design variant of the device in which, for stabilization of the PMF pistons inside the channel formed by the internal holes of the plates, there is an additional set of internal plates 8 connected to a pulse voltage source, which are located in the same plane with the external plates, a voltage pulse enters and disappears simultaneously on both the inner and outer plates.

На фиг.6 показан вариант устройства с поршнями из ФМЖ, выполненный в виде змеевика, расположенного снаружи отделителя ФМЖ, что позволяет снизить габариты установки.Figure 6 shows a variant of the device with pistons made of PMF, made in the form of a coil located outside the separator FMG, which allows to reduce the dimensions of the installation.

В предложенном устройстве отсутствует возвратно-поступательное движение поршней, перемещение сжатого газа происходит непрерывно, т.е. отсутствуют пульсации газа на выходе из устройства, происходящие в поршневом компрессоре, где они вызваны возвратно-поступательным движением поршня.In the proposed device, there is no reciprocating movement of the pistons, the movement of the compressed gas is continuous, i.e. there are no gas pulsations at the outlet of the device occurring in the reciprocating compressor, where they are caused by the reciprocating movement of the piston.

В предложенном устройстве отсутствует необходимость в преобразовании вращательного движения привода в возвратно-поступательное движение поршня, отсутствуют колебательные силы, действующие на фундамент, создающие излишний шум и вибрации.In the proposed device, there is no need to convert the rotational movement of the drive into reciprocating motion of the piston, there are no vibrational forces acting on the foundation, creating excessive noise and vibration.

Claims (4)

1. Способ сжатия газа посредством жидкого рабочего тела, отличающийся тем, что в качестве рабочего тела используют поршень, который формируют в виде пленки из ферромагнитной жидкости, перемещаемой под действием электромагнитных сил по каналу с переменным сечением.1. A method of compressing gas by means of a liquid working fluid, characterized in that a piston is used as the working fluid, which is formed in the form of a film of ferromagnetic fluid displaced by electromagnetic forces along a channel with a variable cross-section. 2. Устройство для сжатия газа посредством жидкого рабочего тела, отличающееся тем, что в качестве рабочего тела используют поршень в виде пленки из ферромагнитной жидкости, а устройство для сжатия выполнено из набора последовательно расположенных пластин, имеющих соосно расположенные внутренние отверстия переменного сечения, уменьшающиеся от всасывания к нагнетанию, при этом устройство содержит распылитель магнитной жидкости, формирователь поршней, отделитель газа от ферромагнитной жидкости, а на наружных поверхностях пластин размещены индукционные катушки, подключенные к источнику импульсного напряжения.2. A device for compressing gas by means of a liquid working fluid, characterized in that a piston in the form of a film of ferromagnetic fluid is used as the working fluid, and the compression device is made of a set of consecutive plates having coaxially arranged internal openings of variable cross section, decreasing from suction for injection, while the device contains a magnetic fluid atomizer, a piston former, a gas separator from the ferromagnetic fluid, and placed on the outer surfaces of the plates Induction coils connected to a pulse voltage source are provided. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что для стабилизации пленки из ферромагнитной жидкости внутри набора пластин расположен дополнительный набор внутренних пластин, подключенных к источнику импульсного напряжения.3. The device according to claim 2, characterized in that for stabilizing the film of ferromagnetic fluid inside the set of plates there is an additional set of internal plates connected to a source of pulse voltage. 4. Устройство по любому из пп.2 и 3, отличающееся тем, что оно выполнено в виде змеевика, навитого поверх отделителя жидкости. 4. The device according to any one of paragraphs.2 and 3, characterized in that it is made in the form of a coil wound over a liquid separator.
RU2007146725/06A 2007-12-07 2007-12-07 Method of gas compression and device to this end RU2359153C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007146725/06A RU2359153C1 (en) 2007-12-07 2007-12-07 Method of gas compression and device to this end

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007146725/06A RU2359153C1 (en) 2007-12-07 2007-12-07 Method of gas compression and device to this end

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2359153C1 true RU2359153C1 (en) 2009-06-20

Family

ID=41025960

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007146725/06A RU2359153C1 (en) 2007-12-07 2007-12-07 Method of gas compression and device to this end

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2359153C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2507415C1 (en) * 2012-06-04 2014-02-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗ ГУ) Device for gas compression by means of liquid working medium
CN113519905A (en) * 2021-08-06 2021-10-22 立讯精密工业股份有限公司 Atomizing device and assembling method thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2507415C1 (en) * 2012-06-04 2014-02-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗ ГУ) Device for gas compression by means of liquid working medium
CN113519905A (en) * 2021-08-06 2021-10-22 立讯精密工业股份有限公司 Atomizing device and assembling method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6415888B2 (en) Muffler
KR100608681B1 (en) Reciprocating compressor
US20020090305A1 (en) Muffler of compressor
DE60129256D1 (en) GAS OUTLET FOR A PISTON COMPRESSOR
WO2007081193A3 (en) Structure of discharging refrigerant for linear compressor
CN1071838C (en) Eliminating device for exhausting gas noise of closed compressor
KR101560696B1 (en) Compressor and discharging muffler thereof
RU2359153C1 (en) Method of gas compression and device to this end
KR101958310B1 (en) Suction muffler for compressor
KR100878606B1 (en) Reciprocating compressor
RU2507415C1 (en) Device for gas compression by means of liquid working medium
KR100548273B1 (en) Device for reducing vibration-noise of reciprocating compressor
RU104255U1 (en) GAS COMPRESSION DEVICE BY LIQUID WORKING BODY
KR20030088533A (en) Dual cylinder apparatus for Hermetic compressor
KR101788597B1 (en) Hermetic type compressor
RU2768968C2 (en) Wave kinetic compression compressor
RU2364751C1 (en) Piston gas supercharger
KR100314058B1 (en) Suction muffer structure for linear compressor
KR102494949B1 (en) Linear compressor
US20220364553A1 (en) Compressor
KR102493863B1 (en) Linear compressor
KR100548290B1 (en) Suction guide device for reciprocating compressor
KR20040104760A (en) A silencer structure of linear compressor
RU2124650C1 (en) Piston compressor operation method
KR100575844B1 (en) Hermetic compressor

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20121208