RU23669U1 - Расширительно-компрессорный агрегат - Google Patents

Abstract

Расширительно-компрессорный агрегат, включающий в себя размещенные в одном корпусе цилиндр поршневого компрессора, расширительный цилиндр с системой газораспределения, выполненной в виде нормально открытого впускного клапана и соединенных общим коллектором выпускных окон, коленчатый вал с присоединенными к нему шатунно-поршневыми группами, отличающийся тем, что расширительный цилиндр и всасывающая полость поршневого компрессора расширительно-компрессорного агрегата подключены к магистрали пониженного давления, а нагнетательная полость компрессора подключена к магистрали повышенного давления.

Description

РАСШИРИТЕЛЬНО-КОМПРЕССОРНЫЙ АГРЕГАТ

Изобретение относится к области машиностроения - машинам объемного действия, в частности, поршневым расширительным машинам и может быть использовано, например, в горной промышленности в качестве источника получения внешней работы для привода дожимающего компрессора, служащего для повышения давления воздуха в пневматической сети потребителя.

Известны конструкции поршневых расширительных машин поршневого пневмодвигателя 1 и поршневого детандера 2 , содержащие цилиндр, в стенках которого выполнены выпускные окна, поршень, а также механизм газораспределения, выполненный в виде нормальнооткрытого впускного клапана. Поршневой пневмодвигатель может быть использован в горной промышленности в качестве привода погрузочных машин, лебедок и другого пневматического инструмента и оборудования, а также для привода дожимаюшего компрессора.

Недостатками указанных расширительных машин являются высокие металлоемкость и габариты установки при использовании их в качестве привода дожимающего компрессора, вследствие того, что расширительная машина (пневмодвигатель) и компрессор размешены в отдельных корпусах и имеют связь между механизмами движения посредством муфты или ременной передачи.

Известен поршневой детандер-компрессорный агрегат 3 , содержаший размещенные в одном корпусе цилиндр поршневого компрессора, цилиндр поршневого детандера, представляющий собой расшири2000)17585

МКИ F 25 в 9/00.

тельный цилиндр, коленчатый вал с присоединенными к нему шатуннопоршневыми группами. Систему газораспределения поршневого детандера образуют: нормально-открытый впускной клапан, размещенный в крышке цилиндра и выпускные окна, выполненные в стенках цилиндра и соединенные общим коллектором.

Детандер-компрессорный агрегат не может быть использован для повышения давления в пневматической сети потребителей сжатого воздуха в горнодобывающей промышленности и других отраслях производства с высокими требованиями к пожаро- взрывобезопасности в связи с его принудительным приводом от электродвигателя и другим функциональным назначением, а именно - получением холода.

Задачей настоящего изобретения является расщирение функциональных возможностей расширительно-компрессорного агрегата.

Указанная задача может быть решена за счет того, что в расширительно-компрессорном агрегате, включающем в себя размещенные в одном корпусе цилиндр поршневого компрессора, расширительный цилиндр с системой газораспределения, выполненной в виде нормальнооткрытого впускного клапана и соединенных обищм коллектором выпускных окон, коленчатый вал с присоединенными к нему шатуннопоршневыми группами, расширительный цилиндр и всасывающая полость поршневого компрессора расширительно-компрессорного агрегата подключены к магистрали пониженного давления, а нагнетательная полость компрессора подключена к магистрали повышенного давления.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена конструктивная схема расширительно-компрессорного агрегата, на фиг. 2 показан продольный разрез расширительного цилиндра (пневмодвигателя) расширительно-компрессорного агрегата.

Расширительно-компрессорный агрегат включает в себя поршневой компрессор 1, поршневой пневмодвигатель 2, кривошипно-шатунный механизм 3, размещенные в одном корпусе 4. Цилиндры пневмодвигателя и всасывающая полость компрессора подключены к магистрали пониженного давления 5, а нагнетательная полость компрессора к магистрали повыщенного давления 6.

Порщневой пневмодвигатель содержит цилиндр 7, соосно которому размещен поршень 8, а в стенках цилиндра равномерно по окружности размещены выпускные окна 9, выполненные, например, в виде круглых отверстий и соединенные общим коллектором 10 для подачи расширившегося холодного воздуха в систему охлаждения компрессора. В крышке 11 цилиндра 7 располагается нормально-открытый впускной клапан 12, состоящий из корпуса 13, расположенного в крыщке 11, запорного элемента 14, снабженного щтоком и впускного штуцера 15. На верхнем конце щтока запорного элемента 14 закреплена щайба 16, в которую упирается пружина 17, установленная в глухом отверстии 18 ограничителя 19. Специально обработанная поверхность 20 корпуса 13 служит седлом для запорного элемента.

Расширительно-компрессорный агрегат работает следующим образом. Сжатый воздух пониженного давления из магистрали 5 поступает в цилиндр 7 пневмодвигателя 2 через впускной щтуцер 15 и отверстия в ограничителе 19. Происходит впуск части воздуха в цилиндр 7 через нормально- открытый впускной клапан 12. Порщень 8 при этом находится в верхней мертвой точке и выпускные окна 9 перекрыты. При истечении воздуха в зазоре между седлом 20 и запорным элементом 14 происходит нарастание перепада давлений над запорным элементом и под ним. Запорный элемент 14, преодолевая упругие силы пружины 17,

закроется, перекрыв истечение сжатого воздуха в цилиндр 7. Попавшая в цилиндр 7 часть воздуха оказывает давление на поршень 8 и при его перемещении расширяется с понижеьшем температуры и совершением внешней работы. При открытии поршнем 8 в нижней мертвой точке выпускных окон 9 расширившийся охлажденный воздух выталкивается в общий коллектор 10 и направляется для охлаждения компрессора 1. При достижении поршнем 8 верхней мертвой точки давление в цилиндре 7 растет за счет сжатия остаточного воздуха. При достижении давления в цилиндре 7 выше начального давления на входе в пневмодвигатель запорный элемент 14 за счет упругости пружины 17 открывается, цикл повторяется.

Внешняя работа, полученная в пневмодвигателе 2 передается через коленчатый вал компрессору 1 и расходуется на сжатие и перемещение воздуха, всасываемого компрессором 1 из магистрали пониженного давления 5, до давления, необходимого для эффективной работы пневмопотребителей, подключенных к магистрали повышенного давления 6.

Изобретение обеспечивает расширение функциональных возможностей расширительно-компрессорного агрегата и позволяет использовать его в горнодобывающей промышленности и других отраслях производства с высокими требованиями к пожаро- взрывобезопасности.

Источники информации:

1.Поршневой пневмодвигатель: Патент на изобретение № 2097576,

МКИ F 01 L 9/02, 25/00, F 01 В 25/02 / И.А. Антропов, А.Д. Ваняшов, А.Н. Кабаков, B.C. Калекин, И.К. Прилуцкий.

2.Поршневой детандер: свидетельство на полезную модель № 11312,

МКИ F 25 В 1/02 / А.Д. Ваняшов, А.П. Кабаков, B.C. Калекин.

3.Поршневой детандер-компрессорный агрегат: Патент на изобретение

№ 2134850, МКИ F 25 В 9/00 / А.Д. Ваняшов, А.Н. Кабаков, B.C. Калекин, С.П. Куликов, И.К. Прилуцкий.

Claims (1)

1. Расширительно-компрессорный агрегат, включающий в себя размещенные в одном корпусе цилиндр поршневого компрессора, расширительный цилиндр с системой газораспределения, выполненной в виде нормально открытого впускного клапана и соединенных общим коллектором выпускных окон, коленчатый вал с присоединенными к нему шатунно-поршневыми группами, отличающийся тем, что расширительный цилиндр и всасывающая полость поршневого компрессора расширительно-компрессорного агрегата подключены к магистрали пониженного давления, а нагнетательная полость компрессора подключена к магистрали повышенного давления.