RU2768968C2

RU2768968C2 - Wave kinetic compression compressor

Info

Publication number: RU2768968C2
Application number: RU2018102705A
Authority: RU
Inventors: С.В. Горюнов
Original assignee: Горюнов Сергей Владимирович
Priority date: 2018-01-24
Filing date: 2018-01-24
Publication date: 2022-03-25
Also published as: RU2018102705A; RU2018102705A3

Abstract

FIELD: electrical engineering.

SUBSTANCE: invention relates to a compressor of wave kinetic compression. Compressor comprises housing 1, electromagnetic coils 2, movable nozzles 3, performing axial oscillating motions and connected to housing 1 by elastic membranes 4, suction and discharge openings. Compressor is equipped with plates 5 rigidly connected to nozzles 3 and closing magnetic conductor of fixed coils 2, which are installed in series in housing 1. Each membrane 4 with nozzle 3 rigidly fixed on it is made with possibility of displacement in accordance with sequence of coils 2, receiving power supply from the program distributor, and formation of the process of wave gas flow in the intermembrane chambers with successive pressure increase in the direction from the suction window to the pressure window.

EFFECT: invention is aimed at providing long service life, improving reliability, increasing efficiency, reducing power consumption.

1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение содержит устройство, охарактеризованное одним независимым пунктом формулы изобретения.The invention contains a device characterized by one independent claim.

В качестве аналогов могут быть рассмотрены следующие устройства:The following devices can be considered as analogues:

• Компрессор кинетического сжатия и объемного нагнетания с магнитоэлектрическим приводом. Патент на изобретение №2142576 от 10.12.1999 г.• Kinetic compression and positive displacement compressor with magnetoelectric drive. Patent for invention No. 2142576 dated 12/10/1999

• Электродинамический компрессор А.С. СССР №830004, 1979 г., МПК F04B 35/04• Electrodynamic compressor A.S. USSR No. 830004, 1979, IPC F04B 35/04

• Электродинамический компрессор А.С. SU №1121491 А, 1984 г., МПК F04B 35/04, F04B 49/02.• Electrodynamic compressor A.S. SU No. 1121491 A, 1984, IPC F04B 35/04, F04B 49/02.

В качестве аналога (прототипа), наиболее близко к заявляемому изобретению, можно выделить «Компрессор кинетического сжатия и объемного нагнетания с магнитоэлектрическим приводом. Патент на изобретение №2142576 от 10.12.1999 г.»As an analogue (prototype), closest to the claimed invention, we can single out “Kinetic compression and positive displacement compressor with magnetoelectric drive. Patent for invention No. 2142576 dated 12/10/1999"

Характерными, существенными признаками аналога (прототипа) и заявленного изобретения является преобразование магнитного поля магнитной системы в энергию колебательного движения рабочего элемента.Characteristic, essential features of the analogue (prototype) and the claimed invention is the transformation of the magnetic field of the magnetic system into the energy of the oscillatory movement of the working element.

Технической проблемой изобретения является создание облегченной, многоступенчатой электромагнитной конструкции, позволяющей работать в широком диапазоне частот колебаний подвижных элементов.The technical problem of the invention is the creation of a lightweight, multi-stage electromagnetic design that allows you to work in a wide range of vibration frequencies of moving elements.

За счет малых амплитуд колебания подвижных элементов обеспечивается технический результат - гарантированный длительный срок службы устройства, повышается надежность, увеличивается КПД, уменьшается потребляемая мощность, это приводит к уменьшению габаритов, стоимости изготовления и эксплуатации.Due to the small amplitudes of oscillation of the moving elements, the technical result is ensured - a guaranteed long service life of the device, reliability is increased, efficiency is increased, power consumption is reduced, which leads to a decrease in dimensions, cost of manufacture and operation.

В компрессоре используется газодинамическая вибрационная схема, совмещающая кинетическое сжатие и частично объемное нагнетание газа при колебательном движении поршня - сопла в дозвуковом диапазоне частот, при этом обеспечивается генерирование волнового движения газа в проточной части, сформированной пространствами между подвижными - колеблющимися мембранами, жестко соединенными с соплами. Это обеспечивает увеличение скорости протекания перекачиваемой среды через критическое сечение сопел, увеличивая эффективность процессов сжатия и нагнетания.The compressor uses a gas-dynamic vibration scheme that combines kinetic compression and partially volumetric gas injection during the oscillatory movement of the piston - nozzle in the subsonic frequency range, while generating wave gas movement in the flow path formed by the spaces between the movable - oscillating membranes rigidly connected to the nozzles. This provides an increase in the flow rate of the pumped medium through the critical section of the nozzles, increasing the efficiency of the compression and injection processes.

Техническое результат достигается тем, что компрессор волнового кинетического сжатия, содержащий корпус, электромагнитные катушки, подвижные сопла, совершающие осевые колебательные движения и связанные с корпусом упругими мембранами, окна всасывания и нагнетания, согласно изобретению, снабжен пластинами, жестко связанными с соплами и замыкающими магнитопровод неподвижных электромагнитных катушек, последовательно установленных в корпусе, при этом каждая упругая мембрана с жестко закрепленным на ней соплом выполнена с возможностью перемещения в соответствии с последовательностью включения электромагнитных катушек, получающих электропитание от программного распределителя, и формированием процесса волнового течения газа в межмембранных камерах с последовательным повышением давления в направлении от окна всасывания к окну нагнетания.The technical result is achieved by the fact that the wave kinetic compression compressor, containing a housing, electromagnetic coils, movable nozzles that perform axial oscillatory movements and are connected to the housing by elastic membranes, suction and discharge windows, according to the invention, is equipped with plates rigidly connected to the nozzles and closing the magnetic circuit of the stationary electromagnetic coils installed in series in the housing, while each elastic membrane with a nozzle rigidly fixed on it is movable in accordance with the switching sequence of electromagnetic coils receiving power from the program distributor, and the formation of the process of wave gas flow in the intermembrane chambers with a sequential increase in pressure in the direction from the suction port to the discharge port.

Описание изобретения сопровождается тремя схемами и двумя сопутствующими эпюрами изменения величины давления по оси компрессора:The description of the invention is accompanied by three diagrams and two accompanying plots of pressure changes along the compressor axis:

Фиг. 1 - схема общего вида компрессора волнового кинетического сжатия с частичным объемным нагнетанием и линейным электромагнитным приводом.Fig. 1 is a diagram of a general view of a wave kinetic compression compressor with partial volumetric injection and a linear electromagnetic drive.

Фиг. 2 - схема включения 1-ой пары электромагнитных катушек.Fig. 2 - circuit for switching on the 1st pair of electromagnetic coils.

Фиг. 3 - эпюра изменения величины давления по оси компрессора для случая включения 1-ой пары электромагнитных катушек.Fig. 3 - diagram of the change in the pressure value along the axis of the compressor for the case of switching on the 1st pair of electromagnetic coils.

Фиг. 4 - схема включения 2-ой пары электромагнитных катушек.Fig. 4 is a diagram of switching on the 2nd pair of electromagnetic coils.

Фиг. 5 - эпюра изменения величины давления по оси компрессора для случая включения 2-ой пары электромагнитных катушек.Fig. 5 - diagram of the change in the pressure value along the compressor axis for the case of switching on the 2nd pair of electromagnetic coils.

На фиг. 1 представлена схема общего вида компрессора. В корпусе компрессора (1) последовательно устанавливаются неподвижные электромагнитные катушки (2) и подвижные мембраны (4). На мембранах (4) жестко закрепляются облегченные конические сопла (3), связанные с пластинами магнитопровода (5). Пластины (5) обеспечивают колебательное движение сопел (3) за счет воздействия магнитных сил замыкающих магнитопровод неподвижных электромагнитных катушек (2) при работе компрессора. В корпусе (1) располагаются окна всасывания и нагнетания.In FIG. 1 shows a diagram of the general view of the compressor. Fixed electromagnetic coils (2) and movable membranes (4) are installed in series in the compressor housing (1). The membranes (4) are rigidly fixed with lightweight conical nozzles (3) connected to the plates of the magnetic circuit (5). The plates (5) provide the oscillatory movement of the nozzles (3) due to the action of the magnetic forces of the stationary electromagnetic coils (2) closing the magnetic circuit during the operation of the compressor. In the housing (1) there are suction and discharge windows.

Катушки получают электропитание от программного распределителя, который формирует различные законы движения поршней с целью создания повышенного эффекта волнового сжатия и нагнетания с минимальными потерями энергии.The coils are powered by a software distributor that generates different laws of piston movement in order to create an increased effect of wave compression and pumping with minimal energy loss.

Перемещение мембран происходит в строгой последовательности включения электромагнитных катушек, представленной на Фиг. 2 и Фиг. 4. При этом в межмембранных камерах А, В, С, D формируется процесс волнового течения газа с последовательным повышением давления в направлении от окна всасывания к окну нагнетания.The movement of the membranes occurs in a strict sequence of switching on electromagnetic coils, shown in Fig. 2 and FIG. 4. At the same time, in the intermembrane chambers A, B, C, D, a process of wave gas flow is formed with a successive increase in pressure in the direction from the suction window to the discharge window.

Одновременно на фиг. 3 и фиг. 5 представлены эпюры изменения величин давления от (Р вс.) до (Р наг.) по оси компрессора для соответствующей схемы включения электромагнитных катушек.At the same time in Fig. 3 and FIG. 5 shows diagrams of changes in pressure values from (P sun) to (P load) along the compressor axis for the corresponding circuit for switching on electromagnetic coils.

Claims

A wave kinetic compression compressor comprising a housing, electromagnetic coils, movable nozzles that perform axial oscillatory movements and are connected to the housing by elastic membranes, suction and discharge windows, characterized in that the compressor is equipped with plates rigidly connected to the nozzles and closing the magnetic circuit of the fixed electromagnetic coils, in series installed in the housing, while each elastic membrane with a nozzle rigidly fixed on it is movable in accordance with the switching sequence of electromagnetic coils that receive power from the program distributor, and the formation of the process of wave gas flow in the intermembrane chambers with a sequential increase in pressure in the direction away from the window suction to the discharge port.