RU2578487C1 - Motor-compressor without conrod - Google Patents
Motor-compressor without conrod Download PDFInfo
- Publication number
- RU2578487C1 RU2578487C1 RU2014141496/06A RU2014141496A RU2578487C1 RU 2578487 C1 RU2578487 C1 RU 2578487C1 RU 2014141496/06 A RU2014141496/06 A RU 2014141496/06A RU 2014141496 A RU2014141496 A RU 2014141496A RU 2578487 C1 RU2578487 C1 RU 2578487C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cylinder
- piston
- compressor
- jacket
- motor
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к компрессоростроению, в частности созданию поршневых нагнетателей, используемых в холодильных машинах, кондиционерах и накопительных емкостях для хранения различных газов с давлением более одной атмосферы.The invention relates to compressor engineering, in particular the creation of piston blowers used in refrigerators, air conditioners and storage tanks for storing various gases with a pressure of more than one atmosphere.
Общеизвестны компрессоры КХ - 1005 и ФГ - 0.100 - основные модели отечественных бытовых холодильников, использующие в приводе поршня от электромотора кривошипно-шатунный или кривошипно-кулисный механизм. Главным недостатком этих типов привода является наличие существенной боковой силы в паре поршень-цилиндр, что приводит к реализации механического КПД привода на весьма низком уровне (менее 70%), в связи с чем суммарный КПД привода (при учете КПД электродвигателей, применяемых мощностей, в пределах 74-78%) снижается до уровня менее 50%. Кроме этого инерционная неуравновешенность привода влечет за собой высокий уровень вибраций и шумности механизма, особенно при пуске и остановке, что требует применения соответствующих средств амортизации.The well-known compressors KX - 1005 and FG - 0.100 are the main models of domestic household refrigerators using a crank or crank mechanism in a piston drive from an electric motor. The main drawback of these types of drives is the presence of a significant lateral force in the piston-cylinder pair, which leads to the realization of the mechanical efficiency of the drive at a very low level (less than 70%), and therefore the total efficiency of the drive (when taking into account the efficiency of electric motors and used powers, within 74-78%) is reduced to a level of less than 50%. In addition, the inertial imbalance of the drive entails a high level of vibration and noise of the mechanism, especially when starting and stopping, which requires the use of appropriate means of depreciation.
Известен также мотор-компрессор (патент РФ №2246039С1, 10.02.2005), являющийся типичным представителем вышеупомянутых типов моторов-компрессоров, который принят в качестве прототипа заявляемому изобретению.A motor compressor is also known (RF patent No. 2246039C1, 02.10.2005), which is a typical representative of the above types of compressor motors, which is adopted as a prototype of the claimed invention.
Заявляемый бесшатунный мотор-компрессор (в дальнейшем БМК) содержит герметичный кожух, размещенный в нем мотор-компрессор, включающий головку цилиндра с глушителями нагнетания и всасывания, маслоотделитель, цилиндр, передаточный механизм, поршень, всасывающе-нагнетательное устройство, выполненное в виде самодействующих всасывающих и нагнетательных клапанов, лепестки которых перекрывают поверхности седел, образованных вокруг всасывающего и нагнетательного отверстий клапанной плиты.The inventive rodless motor compressor (hereinafter BMK) contains a sealed casing, a motor compressor located therein, including a cylinder head with silencers for discharge and suction, an oil separator, a cylinder, a transmission mechanism, a piston, a suction-discharge device made in the form of self-acting suction and discharge valves, the petals of which overlap the surface of the seats formed around the suction and discharge openings of the valve plate.
Задачей изобретения было: существенное повышение механического КПД передаточного механизма, снижение уровня вибраций и шумности механизма, а также повышение экономичности и производительности БМК.The objective of the invention was: a significant increase in the mechanical efficiency of the transmission mechanism, a decrease in the level of vibration and noise of the mechanism, as well as an increase in the efficiency and productivity of the BMC.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в известном мотор-компрессоре статор электродвигателя зажимается между двумя корпусами цилиндров, оппозитно и соосно расположенными относительно оси его ротора, выступающие из статора концы которой с обеих сторон снабжены устройством для обеспечения перемещения поршней вдоль оси на величину своего хода и передачи крутящего момента, причем внутренняя полость цилиндров образована из двух соосных полостей разных диаметров, ступенчато сочлененных между собой так, что внешняя полость меньшего диаметра предназначена для поршня, а большего - для его юбки, смонтированной на подшипнике в основании корпуса юбки, на внешней цилиндрической поверхности которой образованы замкнутые зигзагообразные канавки полукруглого поперечного сечения, амплитуда отклонений которых от плоскости симметрии равна половине хода поршня, сочлененные подвижным соединением с корпусом юбки через два ролика с полусферическими контактными торцами, соосно смонтированными на подшипниках в приливах на нем, а образующаяся полость во время хода всасывания между внутренним торцом юбки и уступом цилиндра служит в качестве цилиндра насоса системы смазки через трубопровод и впускной клапан в нижней части цилиндра из картера герметичного кожуха и два выпускных клапана во внутренней торцевой части юбки через каналы к зигзагообразным канавкам и устройству перемещения поршней, при этом принудительное охлаждение мотор-компрессора осуществляется с помощью двух крыльчаток, закрепленных по обе стороны ротора на его оси.The solution to this problem is achieved by the fact that in the known motor compressor, the stator of the electric motor is clamped between two cylinder bodies, opposite and coaxially located relative to the axis of its rotor, the ends of which protruding from the stator are provided on both sides with a device for moving the pistons along the axis by their travel transmission of torque, and the inner cavity of the cylinders is formed of two coaxial cavities of different diameters, stepwise articulated to each other so that the outer cavity is smaller the larger diameter is for the piston, and the larger - for its skirt mounted on the bearing at the base of the skirt body, on the outer cylindrical surface of which closed zigzag grooves of a semicircular cross section are formed, the amplitude of deviations of which from the plane of symmetry is equal to half the stroke of the piston, articulated by a movable connection with the body skirts through two rollers with hemispherical contact ends coaxially mounted on bearings in the tides on it, and the cavity formed during the suction stroke between the inner end of the skirt and the ledge of the cylinder serves as the cylinder of the pump of the lubrication system through the pipeline and the inlet valve in the lower part of the cylinder from the crankcase of the hermetic casing and two exhaust valves in the inner end of the skirt through the channels to the zigzag grooves and the piston moving device, while forced cooling the motor-compressor is carried out using two impellers mounted on both sides of the rotor on its axis.
На фиг. 1 изображен (наружный герметичный кожух условно снят) разрез БМК по стрелке «А» левой части компрессора от плоскости симметрии, нормальной оси ротора, и правой части вдоль стрелки «Б» (в формате 3D); на фиг. 2 изображен вариант формы зигзагообразной канавки.In FIG. 1 shows (section of the outer sealed casing conditionally) BMK section along arrow “A” of the left part of the compressor from the plane of symmetry, the normal axis of the rotor, and the right part along arrow “B” (in 3D format); in FIG. 2 shows a variant of the shape of a zigzag groove.
БМК состоит из корпуса цилиндра 1, корпуса юбки поршня 2, поршня 3, юбки поршня 4, на внешней поверхности которой образованы замкнутые зигзагообразные канавки 5 полукруглого поперечного сечения, амплитуда отклонений которых от плоскости симметрии равна половине хода поршня 3 (см. фиг. 2), сочлененные подвижным соединением через ролики 6 с корпусом юбки 2, опор 7, стяжек 8, статора 9, ротора 10, смонтированного на составной оси 11 с двумя крыльчатками 12 на обоих его торцах, пазов 13 устройства перемещения поршней 3, двух подшипников юбок поршней 14, двух пальцев поршней 15, двух полостей масляного насоса 16, двух впускных клапанов с трубопроводами 17, выпускных клапанов 18 (по два на каждой юбке поршня 4), двух головок цилиндров 19, двух клапанных пластин 20, двух маслоотделителей 21 на всасывающих каналах головок 19 цилиндров 1, двух выхлопных трубопроводов сжатого газа 22.The BMC consists of the cylinder body 1, the body of the
Бесшатунный мотор-компрессор работает следующим образом. Как только на обмотки статора подается напряжение, ротор 10 начинает вращаться вместе с осью 11, передавая крутящий момент на пальцы поршней 15, которые приводят во вращательное движение юбку 4 и поршень 3. Юбки поршней 4, взаимодействуя через канавки 5 полукруглого поперечного сечения, со сферическими торцами роликов 6, смонтированными в подшипниках приливов корпусов юбок поршней 2, которые, вращаясь, передают осевую составляющую реакции на появившейся момент через юбки 4 на поршни 3, заставляющие поршни перемещаться вдоль пазов 13 устройства перемещения поршней, через которые проходят вращающиеся вокруг своей оси пальцы 15, совершая ход всасывания или сжатия (в зависимости от положения роликов на ветви канавки). Конструкция привода поршней предусматривает движение поршней на встречу друг другу при ходе всасывания и в противоположном направлении при ходе сжатия, что обеспечивает взаимоуничтожение реакций осевых сил, действующих на корпуса юбок 2 при движении поршней 3 вдоль оси цилиндров 1. Динамическая балансировка ротора в сборе с крыльчатками, пальцами и поршнями сводит радиальные вибрации к минимуму. В результате вибрации по обеим упомянутым осям не превышают 0,05 мм на всех режимах (пуск, работа, остановка). Размещение хвостовой части юбок поршней 4 в подшипниках корпусов юбок 2 обеспечивает надежную центровку ротора 10 относительно статора 9, что позволяет осуществить бесконтактное перемещение поршня 3 относительно внутренней поверхности корпуса цилиндра 1 с заданным минимальным зазором.The rodless motor compressor operates as follows. As soon as voltage is applied to the stator windings, the rotor 10 begins to rotate along with the axis 11, transmitting torque to the fingers of the pistons 15, which rotate the skirt 4 and piston 3. The skirts of the pistons 4, interacting with spherical grooves 5 of the semicircular cross section the ends of the rollers 6 mounted in the bearings of the tides of the bodies of the skirts of the
Смазка всех подвижных частей БМК осуществляется принудительно путем использования полости 16, образующейся при ходе всасывания, в качестве цилиндра поршневого масляного насоса, в который при ходе всасывания поступает масло из картера кожуха через трубопровод и впускной клапан 17, вытесняющееся при ходе сжатия через два выпускных клапана 18 во внутренних торцах юбок 4 по предусмотренным каналам на подвижные узлы привода. Отсутствие гидравлических ударов в насосе обеспечивается соответствующей балансировкой расхода масла через впускные и выпускные клапана и гарантированного наличия газовой подушки определенного объема в верхней части полости корпуса юбки. Масляная пленка в зазоре между поршнем 3 и корпусом цилиндра 1 со стабильным перепадом давления между полостью насоса и нагнетательной полостью цилиндра, исключающим попадание масла в нагнетательную полость цилиндра, который обеспечивается заданным зазором между поршнем и цилиндром, а также заданным расходом масла через впускные и выпускные клапана, создает условия поддержания постоянства компрессии (за счет отсутствия износа сопрягающихся поверхностей) в течение всего ресурса работы БМК. Принудительное охлаждение с помощью двух центробежных крыльчаток 12 при работе БМК, путем создания циркуляционного течения с обеих сторон статора БМК, поддерживает интенсивный теплосъем с компрессора и теплопередачу на внутреннюю поверхность герметичного кожуха, что улучшает тепловой режим работы БМК.All BMC moving parts are lubricated by using the cavity 16 formed during the suction process as a cylinder of the piston oil pump, which receives oil from the casing crankcase through the pipe and the intake valve 17 during suction, which is forced out during compression through two exhaust valves 18 in the inner ends of the skirts 4 through the provided channels to the movable drive units. The absence of hydraulic shocks in the pump is ensured by appropriate balancing of the oil flow through the inlet and outlet valves and the guaranteed presence of a gas cushion of a certain volume in the upper part of the cavity of the skirt body. An oil film in the gap between the piston 3 and the cylinder body 1 with a stable differential pressure between the pump cavity and the cylinder injection cavity, preventing oil from entering the cylinder injection cavity, which is ensured by the specified clearance between the piston and the cylinder, as well as the predetermined oil flow rate through the intake and exhaust valves , creates the conditions for maintaining constant compression (due to the absence of wear of the mating surfaces) throughout the entire life of the BMC. Forced cooling using two centrifugal impellers 12 during BMK operation, by creating a circulation flow on both sides of the BMK stator, maintains intensive heat removal from the compressor and heat transfer to the inner surface of the sealed casing, which improves the thermal operation of the BMK.
Проведенные оценки показывают, что БМК данной конструкции может иметь механический КПД более 94%, и, при одинаковых электрических мощностях применяемых электродвигателей с традиционной схемой привода, дает увеличение производительности в 1,5 раза, уменьшение вибраций до уровня менее 0,05 мм по всем осям и практически бесшумную работу на всех режимах.The estimates show that the BMC of this design can have a mechanical efficiency of more than 94%, and, with the same electric powers of the electric motors used, with a traditional drive circuit, it gives a 1.5-fold increase in productivity, a decrease in vibration to a level of less than 0.05 mm in all axes and virtually silent operation in all modes.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014141496/06A RU2578487C1 (en) | 2014-10-14 | 2014-10-14 | Motor-compressor without conrod |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014141496/06A RU2578487C1 (en) | 2014-10-14 | 2014-10-14 | Motor-compressor without conrod |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2578487C1 true RU2578487C1 (en) | 2016-03-27 |
Family
ID=55656684
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014141496/06A RU2578487C1 (en) | 2014-10-14 | 2014-10-14 | Motor-compressor without conrod |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2578487C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4400142A (en) * | 1981-05-04 | 1983-08-23 | Carrier Corporation | Motor-compressor unit |
SU1482537A3 (en) * | 1983-11-29 | 1989-05-23 | Текумсех Продактс Компани (Фирма) | Motor compressor unit |
RU2095578C1 (en) * | 1993-03-17 | 1997-11-10 | Чикин Герман Германович | Planetary engine-compressor unit |
RU2238427C1 (en) * | 2003-02-25 | 2004-10-20 | Открытое акционерное общество "Красноярский завод холодильников "Бирюса" | Motor-compressor (versions) |
RU2246039C1 (en) * | 2003-07-31 | 2005-02-10 | Набережных Анатолий Иванович | Motor-compressor |
-
2014
- 2014-10-14 RU RU2014141496/06A patent/RU2578487C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4400142A (en) * | 1981-05-04 | 1983-08-23 | Carrier Corporation | Motor-compressor unit |
SU1482537A3 (en) * | 1983-11-29 | 1989-05-23 | Текумсех Продактс Компани (Фирма) | Motor compressor unit |
RU2095578C1 (en) * | 1993-03-17 | 1997-11-10 | Чикин Герман Германович | Planetary engine-compressor unit |
RU2238427C1 (en) * | 2003-02-25 | 2004-10-20 | Открытое акционерное общество "Красноярский завод холодильников "Бирюса" | Motor-compressor (versions) |
RU2246039C1 (en) * | 2003-07-31 | 2005-02-10 | Набережных Анатолий Иванович | Motor-compressor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6449330B2 (en) | Connecting rod for air compressor | |
TW201529976A (en) | Oil-free air compressor for rail vehicles with air ventilation | |
CN209908692U (en) | Novel oil-free piston type air compressor | |
CN110242534B (en) | New energy oil-containing two-stage piston air compressor | |
WO2016095757A1 (en) | Rotary piston type working machine | |
US4135862A (en) | Swash plate type compressor | |
CN101387295A (en) | Double cylinder translation rotating compressing device | |
CN208364325U (en) | A kind of oil-free lubrication linear compressor | |
US2705592A (en) | Fluid displacing mechanism | |
RU2578487C1 (en) | Motor-compressor without conrod | |
WO2013106261A1 (en) | Sealing arrangement for semi-hermetic compressor | |
KR101990259B1 (en) | Fluid machines, heat exchangers and fluid machines | |
US11053932B2 (en) | Linear compressor | |
CN203796562U (en) | Rotating piston type compressor | |
CN101368564B (en) | Integral translational rotating compression device | |
US20210372408A1 (en) | Pump body assembly, fluid machinery, and heat exchange device | |
CN103410736B (en) | Low backpressure rotary compressor and there is its chiller plant | |
WO2022008018A1 (en) | Multi-stage compressor | |
WO2018132591A1 (en) | Fluid compressor | |
CN209414082U (en) | A kind of crankshaft for refrigeration compressor | |
KR102201409B1 (en) | A rotary compressor | |
JP2012067660A (en) | Multistage compressor | |
CN110118161A (en) | Linear motor multipurpose compressor | |
CN109340084B (en) | Vehicle-mounted electrically-driven oilless air compressor | |
CN110762010A (en) | Compression mechanism of rotary compressor and rotary compressor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161015 |