RU2756420C1 - Two-way linear spring-piston compressor - Google Patents

Two-way linear spring-piston compressor Download PDF

Info

Publication number
RU2756420C1
RU2756420C1 RU2020137526A RU2020137526A RU2756420C1 RU 2756420 C1 RU2756420 C1 RU 2756420C1 RU 2020137526 A RU2020137526 A RU 2020137526A RU 2020137526 A RU2020137526 A RU 2020137526A RU 2756420 C1 RU2756420 C1 RU 2756420C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
piston
cylinder
piston cylinder
springs
spring
Prior art date
Application number
RU2020137526A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Сергеевич Елистратов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук
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 учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук
Priority to RU2020137526A priority Critical patent/RU2756420C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2756420C1 publication Critical patent/RU2756420C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B35/00Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for
    • F04B35/04Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being electric

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

Abstract

FIELD: refrigeration technology.SUBSTANCE: invention relates to a device for compressing vapors and gases and can be used in refrigeration technology. The effect is achieved by the fact that in a double-sided linear spring-piston compressor containing a linear drive, a piston cylinder, a piston cylinder head, a piston driven by a linear drive, with the possibility of reciprocating movement of the piston inside the piston cylinder along the axis, the springs according to the invention, the springs have a trapezoidal section of the coil and are return springs-pistons installed inside the piston cylinder between the heads of the piston cylinder and the piston, while the piston is made in the form of a cylinder with truncated cones at the ends.EFFECT: lightweight and compact compressor with high efficiency development.1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для сжатия паров и газов и может быть использовано в холодильной технике.The invention relates to a device for compressing vapors and gases and can be used in refrigeration technology.

Известен линейный компрессор, имеющий поршневой шток с предварительно сжатой пружиной, и холодильный аппарат (патент РФ №2451209, F04B 35/04, 2007 г.), содержащий корпус поршня и двигающийся в нем вдоль оси возвратно-поступательно поршень компрессора. Поршень компрессора через тягу соединен с приводом для возвратно-поступательного движения. Тяга содержит предварительно сжатую пружину, предпочтительно винтовую пружину, при этом предварительное сжатие пружины больше, чем натяжение, производимое приводом в тяге.Known linear compressor having a piston rod with a pre-compressed spring, and a refrigeration apparatus (RF patent No. 2451209, F04B 35/04, 2007), containing a piston housing and moving along the axis of the reciprocating compressor piston. The compressor piston is connected via a rod to the drive for reciprocating motion. The rod contains a pre-compressed spring, preferably a coil spring, the pre-compression of the spring being greater than the tension produced by the actuator in the rod.

Наиболее близким по существенным признакам заявленному изобретению является линейный компрессор с коаксиально-поршневым расположением (патент US №US 6079960, F04B 35/045; F25B 9/145, 2000 г.), содержащий первый и второй цилиндры, расположенные соосно, первый поршень, расположенный с возможностью возвратно-поступательного движения внутри первого цилиндра, второй поршень, расположенный с возможностью возвратно-поступательного движения внутри второго цилиндра, камеру сжатия.The closest in terms of essential features of the claimed invention is a linear compressor with a coaxial piston arrangement (US patent No. with the possibility of reciprocating movement inside the first cylinder, the second piston located with the possibility of reciprocating movement inside the second cylinder, a compression chamber.

В описанных выше устройствах пружины являются вспомогательными элементами и обеспечивают возврат поршня в исходную позицию (не принимают участия в процессе сжатия). Недостатки данных решений:In the devices described above, the springs are auxiliary elements and provide the return of the piston to its original position (do not take part in the compression process). Disadvantages of these solutions:

- низкий КПД;- low efficiency;

- крупные габариты компрессорного оборудования.- large dimensions of compressor equipment.

Задачей изобретения является разработка легкого и малогабаритного компрессора с высоким КПД.The objective of the invention is to develop a lightweight and small-sized compressor with high efficiency.

Поставленная задача решается тем, что в двустороннем линейном пружинно-поршневом компрессоре, содержащем линейный привод, поршневой цилиндр, головки поршневого цилиндра, поршень, приводимый в движение линейным приводом, с возможностью возвратно-поступательного движения поршня внутри поршневого цилиндра вдоль оси, пружины, согласно изобретению, пружины имеют трапецеидальное сечение витка и представляют собой возвратные пружины-поршни, установленные внутри поршневого цилиндра между головками поршневого цилиндра и поршнем, при этом поршень выполнен в виде цилиндра с усеченными конусами на концах.The problem is solved by the fact that in a double-sided linear spring-piston compressor containing a linear drive, a piston cylinder, a piston cylinder head, a piston driven by a linear drive, with the possibility of reciprocating movement of the piston inside the piston cylinder along the axis, the springs according to the invention , the springs have a trapezoidal section of the coil and are return springs-pistons installed inside the piston cylinder between the heads of the piston cylinder and the piston, while the piston is made in the form of a cylinder with truncated cones at the ends.

В этом случае при сжатии пружина будет участвовать в процессе сжатия среды. Такая конструкция позволяет значительно упростить конструкцию компрессора. Отсутствие вращающихся масс и уменьшение количества пар трения позволяет значительно увеличить механический КПД и уменьшить габаритно-весовые характеристики. Трапецеидальное сечение витка предотвращает заклинивания поршня в момент разжимания пружины.In this case, when compressed, the spring will participate in the process of compressing the medium. This design makes it possible to significantly simplify the design of the compressor. The absence of rotating masses and a decrease in the number of friction pairs can significantly increase the mechanical efficiency and reduce the overall and weight characteristics. The trapezoidal section of the coil prevents the piston from jamming when the spring is released.

Сущность изобретения поясняется чертежом (фиг. 1), где:The essence of the invention is illustrated by a drawing (Fig. 1), where:

1 - поршень;1 - piston;

2 - пружина-поршень;2 - spring-piston;

3 - поршневой цилиндр;3 - piston cylinder;

4, 6 - линейный привод;4, 6 - linear drive;

5 - головка поршневого цилиндра.5 - the head of the piston cylinder.

Компрессор работает следующим образом. На обмотку линейного привода 4 или 6 подается напряжение. С внешней стороны корпуса (поршневого цилиндра) установлены электромагнитные катушки, поочередно создающие магнитное поле, под воздействием которого перемещается поршень. Под воздействием магнитного поля поршень 1 перемещается в крайнее положение, сжимая пружину-поршень 2, которая участвует в процессе сжатия газа. Поршень выполнен в виде цилиндра с усеченными конусами на концах. Пружины-поршни с трапецеидальным сечением витка при полном сжатии образуют цилиндр с отверстием в виде усеченного конуса. При сжатии поршень заполняет это отверстие в виде усеченного конуса. Поршневой цилиндр имеет установленные с торцов головки, в которых установлены клапаны для впуска и выпуска рабочего газа. После того, как сжатый газ отведен через клапаны, напряжение с обмотки снимается и подается на другую обмотку, в результате чего поршень начинает двигаться в противоположную сторону. После того как сжатый газ отведен через систему клапанов, напряжение с обмотки снимается и процесс повторяется.The compressor works as follows. Voltage is applied to the winding of the linear actuator 4 or 6. On the outside of the body (piston cylinder), electromagnetic coils are installed, alternately creating a magnetic field, under the influence of which the piston moves. Under the influence of the magnetic field, the piston 1 moves to the extreme position, compressing the spring-piston 2, which participates in the process of gas compression. The piston is made in the form of a cylinder with truncated cones at the ends. The springs-pistons with a trapezoidal section of the coil, when fully compressed, form a cylinder with a bore in the form of a truncated cone. When compressed, the piston fills this frusto-conical hole. The piston cylinder has heads installed at the ends, in which valves for the inlet and outlet of the working gas are installed. After the compressed gas is discharged through the valves, the voltage from the winding is removed and applied to the other winding, as a result of which the piston begins to move in the opposite direction. After the compressed gas has been discharged through the valve system, the voltage is removed from the winding and the process is repeated.

Поршень частично или полностью выполнен из магнитного материала. Форма поршня позволяет полностью сжимать пружину и избегать заклинивания поршня и пружины во время работы. Компрессор отличается от имеющихся тем, что возвратный механизм (пружина) также участвует в процессе сжатия газа. Плавное регулирование давления сжатия может осуществляться посредством регулирования тока на обмотках, втягивающих поршень. Пружины выполнены из немагнитного материала и магнитное поле катушек на них не воздействует.The piston is partially or completely made of magnetic material. The shape of the piston allows the spring to be fully compressed and prevents the piston and spring from jamming during operation. The compressor differs from the available ones in that the return mechanism (spring) is also involved in the gas compression process. Continuous regulation of the compression pressure can be carried out by regulating the current on the windings that retract the piston. The springs are made of non-magnetic material and are not affected by the magnetic field of the coils.

Claims (1)

Двусторонний линейный пружинно-поршневом компрессор, содержащий линейный привод, поршневой цилиндр, головки поршневого цилиндра, поршень, приводимый в движение линейным приводом, с возможностью возвратно-поступательного движения поршня внутри поршневого цилиндра вдоль оси, пружины, отличающийся тем, что пружины имеют трапецеидальное сечение витка и представляют собой возвратные пружины-поршни, установленные внутри поршневого цилиндра между головками поршневого цилиндра и поршнем, при этом поршень выполнен в виде цилиндра с усеченными конусами на концах.A two-way linear spring-piston compressor containing a linear actuator, a piston cylinder, a piston cylinder head, a piston driven by a linear actuator, with the possibility of reciprocating movement of the piston inside the piston cylinder along the axis, a spring, characterized in that the springs have a trapezoidal coil section and are return springs-pistons installed inside the piston cylinder between the heads of the piston cylinder and the piston, while the piston is made in the form of a cylinder with truncated cones at the ends.
RU2020137526A 2020-11-17 2020-11-17 Two-way linear spring-piston compressor RU2756420C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020137526A RU2756420C1 (en) 2020-11-17 2020-11-17 Two-way linear spring-piston compressor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020137526A RU2756420C1 (en) 2020-11-17 2020-11-17 Two-way linear spring-piston compressor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2756420C1 true RU2756420C1 (en) 2021-09-30

Family

ID=78000080

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020137526A RU2756420C1 (en) 2020-11-17 2020-11-17 Two-way linear spring-piston compressor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2756420C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5693991A (en) * 1996-02-09 1997-12-02 Medis El Ltd. Synchronous twin reciprocating piston apparatus
US6079960A (en) * 1997-05-29 2000-06-27 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Linear compressor with a coaxial piston arrangement
RU2451209C2 (en) * 2006-02-28 2012-05-20 Бсх Бош Унд Сименс Хаусгерете Гмбх Linear compressor having piston rod with pre-compressed spring, and refrigerating device
RU2635755C2 (en) * 2012-05-16 2017-11-15 Нуово Пиньоне СРЛ Electromagnetic actuator and device for retaining inertia forces for piston compressor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5693991A (en) * 1996-02-09 1997-12-02 Medis El Ltd. Synchronous twin reciprocating piston apparatus
US6079960A (en) * 1997-05-29 2000-06-27 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Linear compressor with a coaxial piston arrangement
RU2451209C2 (en) * 2006-02-28 2012-05-20 Бсх Бош Унд Сименс Хаусгерете Гмбх Linear compressor having piston rod with pre-compressed spring, and refrigerating device
RU2635755C2 (en) * 2012-05-16 2017-11-15 Нуово Пиньоне СРЛ Electromagnetic actuator and device for retaining inertia forces for piston compressor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1149335C (en) Valve-fixing structure of reciprocating compressor
US7566206B2 (en) Linear compressor for multi-stage compression
US4121125A (en) Plunger compressor
JP6283356B2 (en) Electromagnetic actuator for reciprocating compressors
US10711776B2 (en) Reciprocating compressors having timing valves and related methods
RU2756420C1 (en) Two-way linear spring-piston compressor
EP1483504A1 (en) Constructive arrangement for a resonant compressor
JP2001090659A (en) Linear compressor
CN117145725A (en) Direct current linear compressor
US3829255A (en) Device for controlling the capacity of reciprocating compressor
KR20210102944A (en) piston compressor
KR20030088533A (en) Dual cylinder apparatus for Hermetic compressor
JP2002339863A (en) Linear compressor
CN112253421A (en) Wearable air conditioner is with oilless linear drive compressor
CN113123940B (en) Linear oilless compressor
RU2775102C1 (en) Piston compressor and gas compression method using it
JP2000097152A (en) Linear compressor
US20040096345A1 (en) Fluid pumps with increased pumping efficiency
KR102494949B1 (en) Linear compressor
RU2039879C1 (en) Engine-pump device
RU2792183C1 (en) Compressor based on a linear motor
RU2784252C1 (en) Reciprocating compressor
CN214273879U (en) Wearable air conditioner is with oilless linear drive compressor
KR102479794B1 (en) Linear compressor
SU1562522A1 (en) Piston compressor with electromagnetic drive