RU2471088C1 - Поршневой компрессор с бесшатунным механизмом - Google Patents

Поршневой компрессор с бесшатунным механизмом Download PDF

Info

Publication number
RU2471088C1
RU2471088C1 RU2011123107/06A RU2011123107A RU2471088C1 RU 2471088 C1 RU2471088 C1 RU 2471088C1 RU 2011123107/06 A RU2011123107/06 A RU 2011123107/06A RU 2011123107 A RU2011123107 A RU 2011123107A RU 2471088 C1 RU2471088 C1 RU 2471088C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
piston
rotor
pistons
axis
compressor
Prior art date
Application number
RU2011123107/06A
Other languages
English (en)
Inventor
Альбина Фаридовна Сарманаева
Геннадий Никитович Чекушкин
Ибрагим Габдулхакович Хисамеев
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа"
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 Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа" filed Critical Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа"
Priority to RU2011123107/06A priority Critical patent/RU2471088C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2471088C1 publication Critical patent/RU2471088C1/ru

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

Изобретение относится к области компрессоростроения, а именно к поршневым многоцилиндровым компрессорам возвратно-поступательного конструктивного исполнения с бесшатунным механизмом. Поршневой компрессор с бесшатунным механизмом содержит эксцентриковый вал 3 с установленным на нем ротором 4, по меньшей мере две пары оппозитных цилиндров 1, оси которых перпендикулярны оси эксцентрикового вала 3. Внутри каждого цилиндра размещен, с возможностью возвратно-поступательного движения, поршень 2, взаимодействующий с ротором 4. Каждый поршень 2 имеет выступ 10, продолговатый в направлении, перпендикулярном оси ротора 4 и оси соответствующего цилиндра 1. Поверхность выступа 10 взаимодействует с поверхностью ротора 4, а поршни 2 каждой пары оппозитных цилиндров 1 соединены между собой, по меньшей мере, одним соединительным элементом, выполненным в виде стяжки 6, охватывающей соответствующие концы выступов 10 соответствующей пары поршней 2 и ротор 4. Уменьшается металлоемкость конструкции, обеспечивается его компактность, динамическая уравновешенность движущихся частей, число передаточных звеньев. Снижены потери мощности на механическое трение. Повышается надежность и долговечность. Упрощается процесс сборки. Снижается уровень вибрации и шума. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение относится к области компрессоростроения, а именно к поршневым многоцилиндровым компрессорам возвратно-поступательного конструктивного исполнения с бесшатунным механизмом.
Известны быстроходные компрессоры серии TORNADO с цилиндрами компрессорного блока, оппозитно расположенными в горизонтальной плоскости. В механизме движения компрессоров содержится шатунная группа (см., например, Компресс. техн. и пневмат. 2008, №5, с.21-22, 48, 3 ил. Рус; рез. англ.).
Недостатками известного компрессора являются неуравновешенность сил инерции, низкий механический КПД, неравномерный износ стенок цилиндропоршневой группы из-за возникающих боковых усилий на поршень машины. Наряду с этим для быстроходных компрессоров характерен высокий уровень газодинамических потерь и ограниченная работоспособность самодействующих клапанов.
Известен компрессор с эксцентриковым ротором, содержащий корпус с размещенной в его пазу лопастью, установленный в корпусе эксцентриковый вал с ротором, взаимодействующим в режиме качения с лопастью. Контакт лопасти с ротором осуществляется с помощью пружины и давления нагнетаемого газа, действующего на торец лопасти, противоположный торцу взаимодействия с ротором. В этой конструкции лопасть разделяет рабочую полость на две камеры. Компрессор работает без всасывающего клапана, а камера сжатия и нагнетания содержит самодействующий клапан (см. Холодильные компрессоры/А.В. Быков, Э.М. Бежанишвили, И.М. Калнинь и др.; под ред. А. В. Быкова. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Колос, 1992. - 304 с).
Недостатками данного типа компрессора являются наличие в динамике неуравновешенной силы инерции поступательного движения, неудовлетворительная герметизация рабочих камер разного давления, что влечет к уменьшению производительности, а также увеличенное сравнительно с поршневыми компрессорами содержание масла в сжимаемом газе. Пружина и давление газа вызывают появление дополнительных контактных напряжений в зоне взаимодействия пластины с ротором, что снижает надежность работы компрессора. Кроме того, ограниченная толщина пластины для уменьшения ее массы приводит к малым значениям эксцентриситета и снижению производительности компрессора.
Также известен многоцилиндровый поршневой бесшатунный компрессор, содержащий корпус, впускные и выпускные клапаны и поршни. Механизм привода компрессора состоит из ведущего колеса, выполненного в виде двух цилиндров аксиального типа, большее из которых имеет обод трапецеидальной формы. Ведущее колесо соединено с поршнями при помощи направляющих, имеющих со стороны поршней головки, а со стороны ведущего колеса направляющий паз (см. Патент RU 2290535, опубликован 27.12.2006).
Недостатками такого устройства являются наличие в механизме многочисленных передаточных звеньев, конструктивно нетехнологичных, имеющих опасное с точки зрения жесткости и прочности сечение в районе головки; возможность заклинивания вследствие перекосов при работе в паре направляющая-поршень, элементы которой контактируют по поверхности, имеющей клиновидную форму; повышенное трение в вышеупомянутых звеньях, повышенная вибрация и уровень шума.
Техническим результатом изобретения является обеспечение динамической уравновешенности движущихся частей, уменьшение числа передаточных звеньев, обеспечение компактности устройства, снижение потерь мощности на механическое трение, уменьшение металлоемкости конструкции, повышение надежности и долговечности, упрощение процесса сборки, а также снижение уровня вибрации и шума.
Технический результат изобретения достигается за счет того, что поршневой компрессор с бесшатунным механизмом содержит эксцентриковый вал с установленным на нем ротором, по меньшей мере две пары оппозитных цилиндров, оси которых перпендикулярны оси эксцентрикового вала и внутри каждого из которых размещен с возможностью возвратно-поступательного движения поршень, взаимодействующий с ротором, при этом каждый поршень имеет выступ, продолговатый в направлении, перпендикулярном оси ротора и оси соответствующего цилиндра, причем поверхность выступа взаимодействует с поверхностью ротора, а поршни каждой пары оппозитных цилиндров соединены между собой, по меньшей мере, одним соединительным элементом, выполненным в виде стяжки, охватывающей соответствующие концы выступов соответствующей пары поршней и ротор.
Компрессор включает, преимущественно, два соединительных элемента.
Кроме того, взаимодействующие с ротором поверхности выступов поршней каждой пары оппозитных цилиндров выполнены плоскими и параллельными друг другу.
Кроме того, каждый поршень размещен в соответствующем цилиндре на направляющих.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показан поперечный разрез компрессора; на фиг.2 показано сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 показан вид Б на фиг.1; на фиг.4 - вид В на фиг.1.
Поршневой компрессор с бесшатунным механизмом содержит две пары оппозитно расположенных цилиндров 1 с размещенными в них с возможностью возвратно-поступательного движения поршнями 2, причем угол между осями соответствующих оппозитных пар цилиндров 1 составляет 90 градусов. Поршневой компрессор содержит механизм преобразования движения, выполненный в виде эксцентрикового вала 3, на эксцентрике которого с возможностью вращения установлен ротор 4. Ротор 4 взаимодействует своей внешней рабочей поверхностью с плоскими поверхностями выступов 10 поршней 2, выполненных продолговатыми в направлении, перпендикулярном оси ротора 4 и оси соответствующего цилиндра 1, при этом плоская поверхность выступа 10 каждого поршня 2 представляет собой рабочую площадку. Оси оппозитных цилиндров 1 перпендикулярны оси эксцентрикового вала 3. Взаимодействие ротора 4 с плоскими площадками выступов 10 поршней 2 осуществляется путем качения ротора 4 по данным площадкам, обеспечивая, тем самым, возвратно-поступательное движение поршней 2.
Ширина ротора 4 соответствует ширине эксцентриковой части вала 3.
Возвратно-поступательное движение поршней 2 осуществляется по установленным в цилиндрах 1 направляющим 5, обеспечивающим прямое перемещение поршней 2, а также предотвращающим поворот поршней 2 относительно осей цилиндров 1.
Противолежащие поршни 2 каждой пары оппозитных цилиндров 1 соединены между собой посредством двух соединительных элементов, выполненных в виде стяжек 6, охватывающих соответствующие концы выступов 10 соответствующей пары поршней 2 и ротор 4, обеспечивая его свободный проход через стяжки 6. Каждая стяжка 6 представляет собой цепь, при этом ее формы и размеры для соседних оппозитных пар цилиндров 1 обеспечивают их взаимное перемещение. Кроме того, стяжки 6 обеспечивают параллельность плоских площадок соответствующих выступов 10 поршней 2 соответствующей пары оппозитных цилиндров 1, а также необходимое расстояние между ними, равное диаметру ротора 4, благодаря чему происходит непрерывное возвратно-поступательное движение поршней 2 при вращении эксцентрикового вала 3 с ротором 4.
Каждый цилиндр 1 оснащен кольцевым самодействующим комбинированным клапаном 7, пропускающим газ из полости всасывания в полость нагнетания.
Эксцентриковый вал 3 размещен на опорах 8 скольжения и имеет симметрично расположенные противовесы 9.
Поршневой компрессор работает следующим образом. Вращение эксцентрикового вала 3 передается через подшипниковое соединение ротору 4, который катится по плоским площадкам выступов 10 поршней 2 в плоскости, перпендикулярной оси вала.
При рабочем ходе поршня 2 (сжатие газа с последующим нагнетанием), за счет качения ротора 4 по плоской площадке, соответствующие звенья цепи (стяжки 6) обеспечивают движение оппозитно расположенных поршней 2, преодолевая силы инерции, реализуя в одной полости одного поршня 2 процесс всасывания, а в другой полости другого поршня 2 - процесс нагнетания. Работа второй цилиндропоршневой группы аналогична и смещена по фазе на 90 градусов.
Суммарный вектор сил инерции поступательного движения для всех рядов в предлагаемой кинематической схеме постоянен по величине и направлен вдоль межцентровой линии вала 3 и его эксцентрика. С помощью противовесов 9 достигается статическая и динамическая уравновешенность компрессора.
Таким образом, принятые конструктивные решения позволяют уменьшить габаритные размеры и удельную массу компрессора, сравнительно с известными схемами шатунно-поршневого типа. Это обеспечивается за счет оппозитного расположения пар цилиндров 1, соединения поршней 2 в них звеньями цепи (стяжками 6). Наличие симметричных противовесов 9 обеспечивает уравновешенность движущихся частей компрессора. При этом повышается скорость вращения вала 3, уменьшается количество узлов трения, сокращаются потери мощности, увеличиваются надежность и долговечность компрессора. Появляется возможность упрощения технологического процесса изготовления и сборки отдельных деталей и узлов, за счет применения простых по форме стяжек 6.

Claims (4)

1. Поршневой компрессор с бесшатунным механизмом, содержащий эксцентриковый вал с установленным на нем ротором, по меньшей мере, две пары оппозитных цилиндров, оси которых перпендикулярны оси эксцентрикового вала, и внутри каждого из которых размещен с возможностью возвратно-поступательного движения поршень, взаимодействующий с ротором, отличающийся тем, что каждый поршень имеет выступ, продолговатый в направлении, перпендикулярном оси ротора и оси соответствующего цилиндра, при этом поверхность выступа взаимодействует с поверхностью ротора, а поршни каждой пары оппозитных цилиндров соединены между собой, по меньшей мере, одним соединительным элементом, выполненным в виде стяжки, охватывающей соответствующие концы выступов соответствующей пары поршней и ротор.
2. Компрессор по п.1, отличающийся тем, что компрессор включает два соединительных элемента.
3. Компрессор по п.1, отличающийся тем, что взаимодействующие с ротором поверхности выступов поршней каждой пары оппозитных цилиндров выполнены плоскими и параллельными друг другу.
4. Компрессор по п.1, отличающийся тем, что каждый поршень размещен в соответствующем цилиндре на направляющих.
RU2011123107/06A 2011-06-08 2011-06-08 Поршневой компрессор с бесшатунным механизмом RU2471088C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011123107/06A RU2471088C1 (ru) 2011-06-08 2011-06-08 Поршневой компрессор с бесшатунным механизмом

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011123107/06A RU2471088C1 (ru) 2011-06-08 2011-06-08 Поршневой компрессор с бесшатунным механизмом

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2471088C1 true RU2471088C1 (ru) 2012-12-27

Family

ID=49257509

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011123107/06A RU2471088C1 (ru) 2011-06-08 2011-06-08 Поршневой компрессор с бесшатунным механизмом

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2471088C1 (ru)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE505830C (de) * 1928-05-12 1930-08-26 Marcel Brau Viertaktexplosionsmaschine
DE3617365A1 (de) * 1986-05-23 1987-11-26 Rupert Rau Verfahren und vorrichtung zum antreiben einer welle
SU1733653A1 (ru) * 1989-02-21 1992-05-15 Днепродзержинский Индустриальный Институт Им.М.И.Арсеничева Поршневой двигатель
RU2092696C1 (ru) * 1995-05-04 1997-10-10 Владимир Александрович Гурин Бесшатунный двигатель внутреннего сгорания
RU2242625C2 (ru) * 2000-08-21 2004-12-20 Ромиль Габдуллович Хадиев Двигатель внутреннего сгорания с бесшатунным механизмом
RU2290535C2 (ru) * 2005-02-24 2006-12-27 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Астраханский государственный технический университет (ФГОУ ВПО АГТУ) Многоцилиндровый поршневой бесшатунный компрессор
RU2296871C1 (ru) * 2005-08-08 2007-04-10 Павел Иванович Чернявских Многоцилиндровый бесшатунный оппозитный четырехтактный двигатель внутреннего сгорания

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE505830C (de) * 1928-05-12 1930-08-26 Marcel Brau Viertaktexplosionsmaschine
DE3617365A1 (de) * 1986-05-23 1987-11-26 Rupert Rau Verfahren und vorrichtung zum antreiben einer welle
SU1733653A1 (ru) * 1989-02-21 1992-05-15 Днепродзержинский Индустриальный Институт Им.М.И.Арсеничева Поршневой двигатель
RU2092696C1 (ru) * 1995-05-04 1997-10-10 Владимир Александрович Гурин Бесшатунный двигатель внутреннего сгорания
RU2242625C2 (ru) * 2000-08-21 2004-12-20 Ромиль Габдуллович Хадиев Двигатель внутреннего сгорания с бесшатунным механизмом
RU2290535C2 (ru) * 2005-02-24 2006-12-27 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Астраханский государственный технический университет (ФГОУ ВПО АГТУ) Многоцилиндровый поршневой бесшатунный компрессор
RU2296871C1 (ru) * 2005-08-08 2007-04-10 Павел Иванович Чернявских Многоцилиндровый бесшатунный оппозитный четырехтактный двигатель внутреннего сгорания

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7328682B2 (en) Efficiencies for piston engines or machines
US20110146601A1 (en) Self-Aspirated Reciprocating Internal Combustion Engine
CN107110021B (zh) 一种新型压气传动装置
LT5404B (lt) Laisvų svyruojančių stūmoklių šiluminė mašina
CA2617567A1 (en) Piston cam engine
RU108505U1 (ru) Поршневой компрессор с бесшатунным механизмом
US5092185A (en) Scotch yoke mechanism and power transfer system
CN110118250B (zh) 一种链条-曲轴联动的转换机构
RU2471088C1 (ru) Поршневой компрессор с бесшатунным механизмом
CN111677650B (zh) 气缸座、压缩机及冰箱
US20160116032A1 (en) Mechanism for converting motion
CN111692071A (zh) 一种压缩机
CN218151281U (zh) 弹性驱动活塞泵
RU2163973C1 (ru) Поршневая машина
KR100876530B1 (ko) 왕복동식 4사이클 2단압축기
CN100357597C (zh) 一种齿轮变换容积式往复压缩机和泵
CN115076061A (zh) 弹性驱动活塞泵
RU2476700C2 (ru) Бесшатунный двигатель внутреннего сгорания и устройство преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное и наоборот
RU2669986C1 (ru) Поршневой компрессор для сжатия газов
CA2625535A1 (en) A connecting rod free piston machine
FI62893C (fi) Utbalanserad kolvmaskin med foxerad slaglaengd
US9638100B2 (en) Engine
CN101539132B (zh) 往复动力机械的线性传动机构
RU2166654C1 (ru) Бесшатунный двигатель внутреннего сгорания с вращающимися поршнями
RU2337245C1 (ru) Мотор-компрессор для создания избыточного давления рабочего тела

Legal Events

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

Effective date: 20140609