RU2518796C1 - Machine of positive displacement action - Google Patents

Machine of positive displacement action Download PDF

Info

Publication number
RU2518796C1
RU2518796C1 RU2013100631/06A RU2013100631A RU2518796C1 RU 2518796 C1 RU2518796 C1 RU 2518796C1 RU 2013100631/06 A RU2013100631/06 A RU 2013100631/06A RU 2013100631 A RU2013100631 A RU 2013100631A RU 2518796 C1 RU2518796 C1 RU 2518796C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
piston
crosshead
machine
cylinder
lead
Prior art date
Application number
RU2013100631/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Павлович Болштянский
Виктор Евгеньевич Щерба
Василий Сергеевич Виниченко
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет"
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет"
Priority to RU2013100631/06A priority Critical patent/RU2518796C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2518796C1 publication Critical patent/RU2518796C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Compressor (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: machine consists of a cylinder 1 with a differential piston of U-shaped longitudinal section and two cavities: 3-pump one and 4 - compressor one. The inner part of the piston 2 is mating the outer surface of a crosshead lead-in segment 5 of U-shaped longitudinal section, the crosshead 6 is fitted by the inner lead-in segment along which the crosshead itself is sliding, the crosshead is hingedly coupled to a connecting rod 7 of a crank drive of the machine and coupled to the piston 2 via a rod 8. The piston 2 is fitted by a piston seal 9, and the crosshead lead-in 5 - by a seal 10. The inner cavity 12 of the piston 2 is connected with the suction line by a channel 11. Back pressure gas valves 13 and 14 are used to arrange the operation of the compressor cavity 4, fluid valves of the same type 15 and 16 - to arrange the operation of the pump cavity 3. U-shaped design of the piston and the crosshead lead-in provides for the creation of long seals at short length of the cylinder and piston group.
EFFECT: high leakproofness of operating cavities and reduced cross vibrations deteriorating the unit performance.
2 dwg

Description

Изобретение относится к области насосо- и компрессоростроения и может быть использовано при создании поршневых машин объемного действия, предназначенных для сжатия и подаче потребителю одновременно или попеременно жидкостей и газов.The invention relates to the field of pump and compressor engineering and can be used to create volumetric reciprocating machines designed to compress and supply liquids and gases to a consumer simultaneously or alternately.

Известна машина объемного действия, содержащая цилиндр и дифференциальный поршень со штоком, причем нижняя часть цилиндра заполнена жидкостью, а верхняя - газом (см., например, АС СССР №1078126 по заявке 3513877/25-06, кл. F04В 39/06, опубл. 07.03.84, Бюл. №9).Known volumetric machine containing a cylinder and a differential piston with a rod, the lower part of the cylinder is filled with liquid and the upper with gas (see, for example, the USSR AS No. 1078126 according to the application 3513877 / 25-06, CL F04B 39/06, publ. 07.03.84, Bull. No. 9).

Известна также машина объемного действия, содержащая картер, цилиндр с размещенным в нем дифференциальным поршнем, соединенным с крейцкопфом, имеющим направляющую часть, и разделяющим цилиндр на верхнюю компрессорную и нижнюю насосную полости, которые соединены с источником и потребителем соответственно газа и жидкости с помощью обратных самодействующих газовых и жидкостных клапанов (см. патент РФ №118371, МКИ F04В 19/06 от 20.07.2012).Also known is a volumetric machine comprising a crankcase, a cylinder with a differential piston disposed in it, connected to a crosshead having a guiding part, and dividing the cylinder into an upper compressor and lower pump cavity, which are connected to a source and consumer of gas and liquid, respectively, using self-acting reverse gas and liquid valves (see RF patent No. 118371, MKI F04B 19/06 dated July 20, 2012).

Недостатком известных конструкций являются большие габариты (растянутость) вдоль оси поршня, что вызывает вибрацию цилиндропоршневой группы в поперечном относительно оси поршня направлении, которая способствует повышению износа и снижению работоспособности конструкции, а также сложности с размещением машины в отсеках мобильных установок, например, в моторном отсеке автомобиля.A disadvantage of the known structures is the large dimensions (extension) along the axis of the piston, which causes vibration of the piston group in the transverse direction relative to the axis of the piston, which contributes to increased wear and reduced operability of the structure, as well as difficulties with placing the machine in the compartments of mobile units, for example, in the engine compartment a car.

Задачей изобретения является повышение работоспособности машины объемного действия и снижение ее габаритов.The objective of the invention is to increase the operability of the machine volumetric action and reduce its size.

Указанная задача решается тем, что продольные сечения поршня и направляющей крейцкопфа выполнены П-образными с образованием внутренней и наружной цилиндрических поверхностей, причем внутренняя поверхность поршня выполнена в виде ответной части наружной направляющей поверхности крейцкопфа.This problem is solved by the fact that the longitudinal sections of the piston and the crosshead guide are made U-shaped with the formation of the inner and outer cylindrical surfaces, and the inner surface of the piston is made in the form of a counterpart of the outer guide surface of the crosshead.

Сущность изобретения поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 изображено продольное сечение цилиндропоршневой группы предлагаемого устройства, а на фиг.2 - то же самое, но с дополнительным устройством для активного охлаждения цилиндра с целью повышения экономичности работы компрессорной полости.Figure 1 shows a longitudinal section of a cylinder-piston group of the proposed device, and figure 2 is the same, but with an additional device for active cooling of the cylinder in order to increase the efficiency of the compressor cavity.

Машина объемного действия (фиг.1) состоит из цилиндра 1 с дифференциальным П-образным в продольном сечении поршнем 2, который делит цилиндр 1 на две полости - 3 (насосную) и 4 (компрессорную). Внутренняя часть поршня 2 сопряжена с минимальным зазором с наружной поверхностью П-образной в продольном сечении направляющей части крейцкопфа 5, который имеет внутреннюю направляющую часть, вдоль которой скользит сам крейцкопф 6, шарнирно соединенный с шатуном 7 кривошипно-шатунного привода машины, и соединенный с поршнем 2 через шток 8. Поршень 2 имеет в верхней части поршневое уплотнение 9, а направляющая крейцкопфа 5 - уплотнение 10, предотвращающее попадание рабочей жидкости из насосной полости 3 в картер кривошипно-шатунного привода (на рисунках не показан). Канал 11 соединяет внутреннюю полость 12 поршня 2 с линией всасывания. Самодействующие обратные газовые клапаны 13 и 14 служат для организации работы компрессорной полости 4, а такие же жидкостные клапаны 15 и 16 - для организации работы насосной полости 3. Кольцевая жидкостная полость 17 соединена с насосной полостью 3 и через нагнетательный жидкостный клапан 15 - с потребителем жидкости.The volumetric action machine (Fig. 1) consists of a cylinder 1 with a differential U-shaped piston 2 in longitudinal section, which divides the cylinder 1 into two cavities - 3 (pumping) and 4 (compressor). The inner part of the piston 2 is associated with a minimum clearance with the outer surface of the U-shaped in the longitudinal section of the crosshead guide part 5, which has an inner guide part along which the crosshead 6 slides, pivotally connected to the connecting rod 7 of the crank drive of the machine, and connected to the piston 2 through the rod 8. The piston 2 has a piston seal 9 in the upper part, and the crosshead guide 5 has a seal 10, which prevents the working fluid from entering the pump cavity 3 into the crankcase of the crank drive (on figures not shown). Channel 11 connects the internal cavity 12 of the piston 2 to the suction line. Self-acting gas check valves 13 and 14 serve to organize the operation of the compressor cavity 4, and the same liquid valves 15 and 16 serve to organize the operation of the pump cavity 3. The annular liquid cavity 17 is connected to the pump cavity 3 and through the discharge liquid valve 15 to the fluid consumer .

Машина объемного действия работает следующим образом (фиг.1).The machine volumetric action works as follows (figure 1).

При возвратно-поступательном перемещении крейцкопфа 6, приводимого в движение шатуном 7 от кривошипно-шатунного механизма, происходит изменение объемов компрессорной полости 4 и насосной полости 3, в результате чего газ всасывается в полость 4, сжимается там и нагнетается потребителю газа, а жидкость всасывается в полость 3, сжимается в ней и подается потребителю жидкости.When reciprocating the crosshead 6 driven by the connecting rod 7 from the crank mechanism, the volumes of the compressor cavity 4 and the pump cavity 3 change, as a result of which the gas is sucked into the cavity 4, compressed there and pumped into the gas consumer, and the liquid is sucked into cavity 3, is compressed in it and supplied to the consumer fluid.

При этом в машине практически отсутствуют утечки сжатого газа, т.к. даже если он прорвется через кольцевое уплотнение 9, он в течение сравнительно кратковременного времени процесса сжатия и нагнетания не может успеть вытеснить жидкость из узкого протяженного зазора между наружной поверхностью поршня 5 и внутренней поверхностью цилиндра 1, и жидкость, находящуюся в чрезвычайно малом и протяженном зазоре между внутренней поверхностью поршня 2 и наружной поверхностью направляющей 5 крейцкопфа 6.At the same time, there are practically no leaks of compressed gas in the machine, as even if it breaks through the O-ring 9, during the relatively short time of the compression and injection process it cannot manage to displace the liquid from the narrow extended gap between the outer surface of the piston 5 and the inner surface of the cylinder 1, and the liquid located in the extremely small and long gap between the inner surface of the piston 2 and the outer surface of the crosshead guide 5 6.

В то же время жидкость, имеющая динамическую вязкость на порядки большую, чем газ, не может в процессе сжатия и нагнетания преодолеть кольцевое уплотнение 9, а незначительные утечки через гладкую узкую длинную щель между наружной поверхности направляющей 5 крейцкопфа 6 и внутренней поверхностью поршня 2 эвакуируются из подпоршневого пространства через канал 11 в линию всасывания, предотвращая попадание рабочей жидкости в картер машины.At the same time, a fluid having a dynamic viscosity an order of magnitude greater than gas cannot overcome the O-ring 9 during compression and injection, and minor leaks through a smooth narrow long gap between the outer surface of the crosshead guide 5 and the inner surface of the piston 2 are evacuated from the piston space through the channel 11 into the suction line, preventing the ingress of working fluid into the crankcase of the machine.

Конструкция, изображенная на фиг.2 работает аналогично вышеописанной. Отличие от последней состоит в том, что рабочая жидкость, имеющая низкую температуру, нагнетается потребителю через полость 17, окружающую цилиндр 1, что приводит к снижению температуры последнего, увеличению количества теплоты, отводимой от газа в процессе сжатия, и, таким образом, повышению КПД машины.The design depicted in figure 2 works similarly to the above. The difference from the latter is that the working fluid having a low temperature is pumped to the consumer through the cavity 17 surrounding the cylinder 1, which leads to a decrease in the temperature of the latter, an increase in the amount of heat removed from the gas during compression, and thus, an increase in efficiency cars.

Таким образом, предложенная конструкция машины объемного действия при высокой герметичности рабочих полостей, обеспеченной, прежде всего, большой протяженность уплотняющих щелей вдоль оси цилиндра, имеет габариты цилиндропоршневой группы вдоль оси цилиндра как минимум на длину поршня меньшие, чем у известной конструкции, что повышает ее устойчивость, снижает амплитуду вынужденных колебаний цилиндропоршневой группы, что, в свою очередь, повышает работоспособность конструкции.Thus, the proposed design of a volumetric machine with high tightness of the working cavities, provided, first of all, a large length of the sealing slots along the axis of the cylinder, has the dimensions of the piston group along the axis of the cylinder at least by the length of the piston less than that of the known design, which increases its stability , reduces the amplitude of the forced vibrations of the cylinder-piston group, which, in turn, increases the efficiency of the structure.

Claims (1)

Машина объемного действия, содержащая картер, цилиндр с размещенным в нем дифференциальным поршнем, соединенным с крейцкопфом, имеющим направляющую часть, и разделяющим цилиндр на верхнюю компрессорную и нижнюю насосную полости, которые соединены с источником и потребителем соответственно газа и жидкости с помощью обратных самодействующих газовых и жидкостных клапанов, отличающаяся тем, что продольные сечения поршня и направляющей крейцкопфа выполнены П-образными с образованием внутренней и наружной цилиндрических поверхностей, причем внутренняя поверхность поршня выполнена в виде ответной части наружной направляющей поверхности крейцкопфа. A volumetric machine comprising a crankcase, a cylinder with a differential piston located in it, connected to a crosshead having a guide part, and dividing the cylinder into the upper compressor and lower pump cavities, which are connected to the gas and liquid source and consumer using self-acting gas and liquid valves, characterized in that the longitudinal sections of the piston and the crosshead guide are made U-shaped with the formation of inner and outer cylindrical surfaces, with than the inner surface of the piston is made in the form of a mate of the outer guide surface of the crosshead.
RU2013100631/06A 2013-01-09 2013-01-09 Machine of positive displacement action RU2518796C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013100631/06A RU2518796C1 (en) 2013-01-09 2013-01-09 Machine of positive displacement action

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013100631/06A RU2518796C1 (en) 2013-01-09 2013-01-09 Machine of positive displacement action

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2518796C1 true RU2518796C1 (en) 2014-06-10

Family

ID=51216508

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013100631/06A RU2518796C1 (en) 2013-01-09 2013-01-09 Machine of positive displacement action

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2518796C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2560650C1 (en) * 2014-05-30 2015-08-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" Pneumohydraulic unit
RU2592955C1 (en) * 2015-03-03 2016-07-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" Piston hybrid displacement machine
RU2640890C1 (en) * 2016-08-16 2018-01-12 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" Piston machine with airtight seal

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2018346A1 (en) * 1968-09-18 1970-05-29 Philips Nv
SU821743A1 (en) * 1979-06-29 1981-04-15 Омский политехнический институт Piston compressor
SU1078126A1 (en) * 1982-11-19 1984-03-07 Омский политехнический институт Piston compressor
SU1423786A1 (en) * 1986-09-19 1988-09-15 Предприятие П/Я М-5727 Piston compressor
RU2158379C1 (en) * 2000-03-22 2000-10-27 Закрытое акционерное общество НПАК "РАНКО" Gas-liquid mixture charging device
RU118371U1 (en) * 2012-03-01 2012-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" PISTON PUMP COMPRESSOR

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2018346A1 (en) * 1968-09-18 1970-05-29 Philips Nv
SU821743A1 (en) * 1979-06-29 1981-04-15 Омский политехнический институт Piston compressor
SU1078126A1 (en) * 1982-11-19 1984-03-07 Омский политехнический институт Piston compressor
SU1423786A1 (en) * 1986-09-19 1988-09-15 Предприятие П/Я М-5727 Piston compressor
RU2158379C1 (en) * 2000-03-22 2000-10-27 Закрытое акционерное общество НПАК "РАНКО" Gas-liquid mixture charging device
RU118371U1 (en) * 2012-03-01 2012-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" PISTON PUMP COMPRESSOR

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2560650C1 (en) * 2014-05-30 2015-08-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" Pneumohydraulic unit
RU2592955C1 (en) * 2015-03-03 2016-07-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" Piston hybrid displacement machine
RU2640890C1 (en) * 2016-08-16 2018-01-12 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" Piston machine with airtight seal

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU125635U1 (en) PISTON PUMP COMPRESSOR
RU118371U1 (en) PISTON PUMP COMPRESSOR
US9677548B2 (en) Pump
JP3789691B2 (en) High pressure compressor compressor
KR100701527B1 (en) Hermetic compressor
ITUD20110007U1 (en) "ALTERNATIVE PISTON PUMP FOR CRYOGENIC FLUIDS"
RU2518796C1 (en) Machine of positive displacement action
US11994122B2 (en) Reciprocating compressor
CN101776052A (en) Hydraulic air compressor
RU2578758C1 (en) Piston pump-compressor
CN105986981A (en) Pressure fluid driven reciprocating pump
RU2565134C1 (en) Piston-type pump-compressor
RU2538371C1 (en) Operation of pump-compressor and device to this end
US10036381B2 (en) Compressor piston shape to reduce clearance volume
KR20190131361A (en) Linear compressor
US10808693B2 (en) Reciprocating pump
RU2660982C2 (en) Piston hybrid energy machine with stepped seal
JPS60256570A (en) Hydraulic pump
RU2683051C1 (en) Method of operating piston pump-compressor and device therefor
RU2605492C2 (en) Piston hybrid machine
CN220505278U (en) Piston compressor
CN112539154B (en) Carry on hydrogen compressor of plunger type pressurized cylinder
JP2018053859A (en) Reciprocation pump
RU136861U1 (en) COMPRESSOR PISTON OPPOSITIVE DOUBLE ROW
CN110107485A (en) A kind of commutation valve type diaphragm pump system

Legal Events

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

Effective date: 20170110