RU2643572C1 - Винтовой компрессор - Google Patents
Винтовой компрессор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2643572C1 RU2643572C1 RU2017120574A RU2017120574A RU2643572C1 RU 2643572 C1 RU2643572 C1 RU 2643572C1 RU 2017120574 A RU2017120574 A RU 2017120574A RU 2017120574 A RU2017120574 A RU 2017120574A RU 2643572 C1 RU2643572 C1 RU 2643572C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bearings
- additional
- housing
- load
- gas forces
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C18/08—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
- F04C18/12—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
- F04C18/14—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
- F04C18/16—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with helical teeth, e.g. chevron-shaped, screw type
Landscapes
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области компрессоростроения, а именно к винтовым компрессорам малой производительности. Винтовой компрессор содержит корпус 1 с рабочей камерой, установленные в корпусе 1 ведущий ротор 2 и ведомый ротор, находящиеся в зацеплении с возможностью вращения на опорных подшипниках качения 4, 5 элементы компенсации осевых газовых сил, состоящие, по меньшей мере, из двух радиально-упорных подшипников качения 6, 7 с осевым предварительным натягом, и элементы компенсации радиальных газовых сил, выполненных в виде дополнительных подшипников качения 9, 10. Каждый из подшипников 9, 10 установлен в дополнительной расточке корпуса 1 с возможностью перемещения подшипника в сторону, противоположную действию радиальных газовых сил. Между корпусом 1 и наружной обоймой каждого из подшипников 9, 10 образована нагрузочная полость, сообщенная с источником давления со стороны, противоположной действию радиальных газовых сил. Изобретение направлено на повышение надежность работы, долговечность и КПД винтового компрессора. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к области компрессоростроения, а именно к винтовым компрессорам малой производительности, работающим на больших перепадах давления.
Известен винтовой компрессор, содержащий корпус с рабочей камерой и полостями для всасывания и нагнетания газа, ведущий и ведомый роторы, находящиеся в зацеплении и вращающиеся на опорных подшипниках скольжения, элементы компенсации осевых сил, состоящие из радиально-упорных подшипников качения и вращающихся с небольшим зазором в корпусе компрессора разгрузочных поршней, расположенных между опорными подшипниками скольжения и радиально-упорными подшипниками качения. Нагрузочные полости перед нагрузочными поршнями сообщены с источником давления и расположены противоположно действию осевых газовых сил [Двухроторные винтовые и прямозубые компрессоры. Теория, расчет и проектирование И.Г. Хисамеев, В.А. Максимов. Издательство «ФЭН», Казань, 2000 г. - С. 21, 22].
Недостатком известного технического решения является небольшая сила осевой разгрузки в результате действия давления на небольшую кольцевую поверхность разгрузочных поршней, ограниченная малыми диаметрами шеек роторов под опорными подшипниками скольжения.
Известен винтовой компрессор, содержащий корпус с рабочей камерой и полостями для всасывания и нагнетания газа, ведущий и ведомый роторы, находящиеся в зацеплении и вращающиеся на опорных подшипниках скольжения, элементы компенсации осевых сил, состоящие из радиально-упорных подшипников качения и вращающихся с небольшим зазором в корпусе компрессора разгрузочных поршней, расположенных на консолях роторов в нагрузочных полостях с обеспечением действия давления на полную их круговую рабочую поверхность противоположно действию осевых газовых сил [RU 2446314, опубл. 27.03.2012].
Недостатком данного технического решения, применительно к винтовым компрессорам малой производительности, работающим на больших перепадах давления, является низкая несущая способность опорных подшипников скольжения, связанная с малыми диаметрами шеек роторов под опорными подшипниками скольжения и низкой скоростью вращения роторов. Это обуславливает возможность прогиба роторов от действия радиальных газовых сил. Кроме этого подшипники скольжения имеют высокие зазоры, что неприемлемо для обеспечения высокого КПД винтовых компрессоров малой производительности. Для данного вида компрессоров необходимо обеспечить небольшие профильные зазоры, которые к тому же должны оставаться стабильными на протяжении всей работы компрессора.
Наиболее близким к предложенному техническому решению является винтовой компрессор, содержащий корпус с рабочей камерой и полостями для всасывания и нагнетания газа, ведущий и ведомый роторы, находящиеся в зацеплении и вращающиеся на опорных подшипниках качения. Для компенсации радиальных газовых сил компрессор снабжен дополнительными подшипниками, которые установлены с радиальными зазорами в корпусе, а последний снабжен цилиндрами с установленными в них поршнями со штоками, соединенными при помощи сухарей с обоймами дополнительных подшипников, причем полость над поршнем каждого цилиндра сообщена с камерой нагнетания, а полость под поршнем - с камерой всасывания [SU 1041752 А, опубл. 15.09.1983].
Известное решение обеспечивает компенсацию радиальных газовых сил, однако имеет сложную конструкцию элементов, обеспечивающих данную компенсации.
Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение надежности работы и долговечности винтового компрессора малой производительности, работающего на больших перепадах давления, за счет обеспечения разгрузки опорных подшипников качения роторов от радиальных газовых сил при упрощении конструкции элементов, обеспечивающих компенсацию этих сил, а также повышение КПД винтового компрессора.
Технический результат достигается тем, что в винтовом компрессоре, содержащем корпус с рабочей камерой и полостями для всасывания и нагнетания газа, установленные в корпусе ведущий и ведомый роторы, находящиеся в зацеплении с возможностью вращения на опорных подшипниках качения, элементы компенсации радиальных газовых сил, элементы компенсации осевых газовых сил, состоящие, по меньшей мере, из двух радиально-упорных подшипников качения с осевым предварительным натягом, установленных на каждый ротор, и разгрузочного поршня, установленного, по меньшей мере, на один из роторов, и элементы компенсации радиальных газовых сил, включающие дополнительные подшипники качения, корпус в местах размещения дополнительных подшипников качения выполнен с дополнительными расточками под каждый из этих подшипников, причем каждый дополнительный подшипник установлен в корпусе с возможностью перемещения в пределах соответствующей дополнительной расточки в сторону, противоположную направлению действия радиальных газовых сил, при этом между верхней частью наружной обоймы каждого дополнительного подшипника и корпусом образована нагрузочная полость, ограниченная по периметру обоймы уплотнительными элементами и соединенная с источником давления со стороны, противоположной действию радиальных газовых сил. Нагрузочная полость образована нагрузочными карманами, которые могут быть выполнены либо на наружных обоймах дополнительных подшипников, либо в корпусе компрессора.
Корпус в местах размещения дополнительных подшипников качения выполнен с дополнительными расточками, в пределах которых дополнительный подшипник имеет возможность перемещаться в сторону, противоположную направлению действия радиальных газовых сил, а также наличие между верхней частью наружной обоймы каждого дополнительного подшипника и корпусом нагрузочных полостей, ограниченных по периметру обоймы уплотнительными элементами, соединенных с источником давления со стороны, противоположной действию радиальных газовых сил, позволяет использовать достаточно простую конструктивную схему элементов, компенсирующих радиальные силы, и при этом обеспечить эффективную «разгрузку» роторов винтового компрессора в радиальном направлении, повышая тем самым надежность и долговечность опорных подшипников качения, а также повышая КПД компрессора.
Сущность изобретения поясняется графически, где:
на фиг. 1 представлено продольное сечение винтового компрессора;
на фиг. 2 и на фиг. 3 - поперечное сечение А-А на фиг. 1 при выполнении нагрузочных карманов в наружных обоймах дополнительных подшипников;
на фиг. 3 - вид Б на фиг. 2, 4 вид на нагрузочную полость;
на фиг. 4 - поперечное сечение А-А на фиг. 1 при выполнении нагрузочных карманов в корпусе.
Винтовой компрессор, показанный на фиг. 1-3, содержит корпус 1 с рабочей камерой и полостями для всасывания и нагнетания газа, установленные в корпусе 1 ведущий 2 и ведомый 3 роторы, находящиеся в зацеплении с возможностью вращения на опорных подшипниках качения 4, 5 элементы компенсации осевых газовых сил, состоящие, по меньшей мере, из двух радиально-упорных подшипников качения 6, 7, с осевым предварительным натягом, установленных на каждый ротор, установленного, по меньшей мере, на один из роторов разгрузочный поршень 8 и элементы компенсации радиальных газовых сил в виде дополнительных подшипников качения 9, 10. Нагрузочные полости разгрузочного поршня 8 сообщены с источником давления (масло, находящееся под давлением нагнетания РH). Наружные обоймы дополнительных подшипников 9, 10 установлены в корпусе 1 в специальной расточке Г для возможности перемещения подшипника в сторону, противоположную действию радиальных газовых сил. Между наружной обоймой каждого из дополнительных подшипников 9, 10 и корпусом 1 образована нагрузочная полость Д площадью F1(F2), ограниченной по периметру уплотнительным элементом 11, вектор нагрузки которой R1(R2) направлен против действия радиальных газовых сил Q1(Q2). Нагрузочные полости Д сообщены с источником давления (газ или масло, находящиеся под давлением нагнетания РH). Величина площади F1(F2) нагрузочной полости Д рассчитывается исходя из заданной долговечности опорного и дополнительного подшипников качения. Нагрузочная полость может быть образована за счет выполнения нагрузочного кармана - расточки на наружной обойме дополнительных подшипников 9, 10 (фиг. 2), либо в корпусе 1 (фиг. 4).
Специальные расточки Г корпуса 1 для установки в ней дополнительных подшипников 9, 10 (Фиг. 2, 4) имеют следующую конфигурацию: в местах образования нагрузочных полостей Д, ограниченных уплотнительными элементами 11, расточка образована по наружному диаметру дополнительных подшипников 9, 10, а нижняя часть расточки Г (ниже уплотнительных элементов на некоторую величину, например 3 мм, для обеспечения герметичности нагрузочных полостей) выполнена с зазором по отношению к наружному диаметру дополнительных подшипников (по линии действия радиальных газовых сил зазор может быть, например, 0,5 мм). Возможность перемещения дополнительных подшипников в сторону, противоположную действию радиальных газовых сил, при появлении статических сил в нагрузочных полостях обеспечивается штифтами 12, 13. Герметичность нагрузочных полостей при этом обеспечивается упругостью уплотнительных элементов 11.
Винтовой компрессор работает следующим образом. Газ через всасывающий патрубок корпуса компрессора 1 поступает в рабочую камеру, образованную винтовыми поверхностями сопряженных впадин роторов 2, 3 и поверхностями расточки корпуса, и сжимается за счет уменьшения ее объема. В момент, определенный необходимыми параметрами рабочего процесса, газ через окно нагнетания вытесняется из компрессора.
В момент пуска компрессора возникают осевые силы, направленные против осевых газовых сил Р1(Р2), которые воспринимаются подшипниками 7. Далее, по мере набора давления нагнетания РH осевая нагрузка на подшипники 7 исчезает, появляются осевые газовые силы P1(P2) и радиальные газовые силы Q1(Q2). Осевые газовые силы воспринимаются радиально-упорными подшипниками качения 6 и разгрузочными поршнями 8, радиальные газовые силы воспринимаются подшипниками качения 4, 5 и дополнительными подшипниками качения 9, 10. Одновременно с набором давления РH, в нагрузочных полостях Д дополнительных подшипников возникают радиальные нагрузочные статические силы R1=PH⋅F1(R2=PH⋅F2), под воздействием которых подшипники перемещаются по линии действия сил R1(R2) и через тела качения воздействуют на шейки роторов 2, 3, разгружая опорные подшипники качения 4, 5. При изменении режима работы компрессора (изменении РH) пропорционально изменяются осевые и радиальные газовые силы P1(P2) и Q1(Q2) и соответственно изменяются осевые нагрузочные силы от разгрузочного поршня и радиальные нагрузочные силы R1(R2).
Данное техническое решение позволяет уменьшить прогибы роторов от действия радиальных газовых сил в результате сближения опор. Оптимальный подбор типоразмеров опорных подшипников качения 4, 5 дополнительных подшипников качения 9, 10 и площади их нагрузочных полостей и давление масла (газа) в них позволяет надежно и конструктивно просто «разгрузить» оба ротора в радиальном направлении в соответствии с величинами их радиальных сил, что позволит повысить КПД компрессора, надежность и долговечность опорных подшипников качения.
Claims (4)
1. Винтовой компрессор, содержащий корпус с рабочей камерой и полостями для всасывания и нагнетания газа, установленные в корпусе ведущий и ведомый роторы, находящиеся в зацеплении с возможностью вращения на опорных подшипниках качения, элементы компенсации осевых газовых сил, состоящие, по меньшей мере, из двух радиально-упорных подшипников качения с осевым предварительным натягом, установленных на каждый ротор, разгрузочного поршня, установленного, по меньшей мере, на один из роторов, и элементы компенсации радиальных газовых сил, включающие дополнительные подшипники качения, отличающийся тем, что корпус в местах размещения дополнительных подшипников качения выполнен с дополнительными расточками под каждый из этих подшипников, причем каждый дополнительный подшипник установлен в корпусе с возможностью перемещения в пределах соответствующей дополнительной расточки в сторону, противоположную направлению действия радиальных газовых сил, при этом между верхней частью наружной обоймы каждого дополнительного подшипника и корпусом образована нагрузочная полость, ограниченная по периметру обоймы уплотнительными элементами и соединенная с источником давления со стороны, противоположной действию радиальных газовых сил.
2. Винтовой компрессор по п. 1, отличающийся тем, что нагрузочные полости образованы нагрузочными карманами, выполненными на наружных обоймах дополнительных подшипников.
3. Винтовой компрессор по п. 1, отличающийся тем, что нагрузочные полости образованы нагрузочными карманами, выполненными в корпусе компрессора.
4. Винтовой компрессор по п. 1, отличающийся тем, что нагрузочные полости образованы нагрузочными карманами, часть из которых выполнена на наружных обоймах дополнительных подшипников, а другая их часть выполнена в корпусе компрессора.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017120574A RU2643572C1 (ru) | 2017-06-14 | 2017-06-14 | Винтовой компрессор |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017120574A RU2643572C1 (ru) | 2017-06-14 | 2017-06-14 | Винтовой компрессор |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2643572C1 true RU2643572C1 (ru) | 2018-02-02 |
Family
ID=61173649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017120574A RU2643572C1 (ru) | 2017-06-14 | 2017-06-14 | Винтовой компрессор |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2643572C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA488871A (en) * | 1952-12-16 | Edward Cook James | Bearing assembly for centrifuges and the like | |
| US4227755A (en) * | 1977-10-24 | 1980-10-14 | Stal Refrigeration Ab | Bearing arrangement for shaft of rotary compressor |
| SU1041752A1 (ru) * | 1981-04-17 | 1983-09-15 | Предприятие П/Я А-3884 | Винтовой компрессор |
| SU1689660A1 (ru) * | 1989-07-26 | 1991-11-07 | Ленинградский технологический институт холодильной промышленности | Винтовой компрессор |
| RU2450164C1 (ru) * | 2010-12-14 | 2012-05-10 | Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа" | Винтовой компрессор |
-
2017
- 2017-06-14 RU RU2017120574A patent/RU2643572C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA488871A (en) * | 1952-12-16 | Edward Cook James | Bearing assembly for centrifuges and the like | |
| US4227755A (en) * | 1977-10-24 | 1980-10-14 | Stal Refrigeration Ab | Bearing arrangement for shaft of rotary compressor |
| SU1041752A1 (ru) * | 1981-04-17 | 1983-09-15 | Предприятие П/Я А-3884 | Винтовой компрессор |
| SU1689660A1 (ru) * | 1989-07-26 | 1991-11-07 | Ленинградский технологический институт холодильной промышленности | Винтовой компрессор |
| RU2450164C1 (ru) * | 2010-12-14 | 2012-05-10 | Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа" | Винтовой компрессор |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7467933B2 (en) | Scroll-type fluid displacement apparatus with fully compliant floating scrolls | |
| CN1135299C (zh) | 推力经平衡的螺旋式压缩机 | |
| CN105637226B (zh) | 径向轴封 | |
| CN1831338A (zh) | 双水平的涡卷式机器 | |
| CN105485005A (zh) | 涡旋压缩机及空调器 | |
| CN105008722A (zh) | 多气缸旋转压缩机 | |
| RU2465463C2 (ru) | Винтовой компрессор с впрыском текучей среды | |
| JP2015183613A (ja) | ロータリー圧縮機 | |
| RU2643572C1 (ru) | Винтовой компрессор | |
| CN107725357B (zh) | 一种适用于水液压传动的内啮合齿轮泵 | |
| JPH0361714A (ja) | ラジアル荷重軽減装置およびこれを用いた滑り軸受およびスクリュ圧縮機 | |
| CN106523348A (zh) | 采用抗冲击型浮动侧板的齿轮泵 | |
| US20110255999A1 (en) | Use of a rolling-element bearing for bearing rotating components in vacuum devices and vacuum device | |
| RU2643891C1 (ru) | Винтовой компрессор | |
| US11092155B2 (en) | Scroll compressor including fixed and orbiting scrolls having different heights and surface hardenings | |
| CN105443159A (zh) | 正反转可调的转动装置及发动机、流体马达、压缩机和泵 | |
| JP2015040472A (ja) | 回転式圧縮機 | |
| US4472122A (en) | Rolling piston type compressor | |
| KR950003623A (ko) | 왕복 운동형 압축기에 있어서의 회전축의 지지구조물 | |
| RU2450164C1 (ru) | Винтовой компрессор | |
| CN203500005U (zh) | 一种汽车真空泵 | |
| RU2446314C2 (ru) | Винтовой компрессор | |
| JP2012077728A (ja) | ロータリー圧縮機 | |
| RU2380574C2 (ru) | Шестеренная гидромашина | |
| KR101787702B1 (ko) | 롤러를 이용한 삼각 로터리 펌프 |