RU2770341C2 - Piston single-stage compressor of high pressure - Google Patents

Piston single-stage compressor of high pressure Download PDF

Info

Publication number
RU2770341C2
RU2770341C2 RU2019135215A RU2019135215A RU2770341C2 RU 2770341 C2 RU2770341 C2 RU 2770341C2 RU 2019135215 A RU2019135215 A RU 2019135215A RU 2019135215 A RU2019135215 A RU 2019135215A RU 2770341 C2 RU2770341 C2 RU 2770341C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pistons
cylinders
piston
high pressure
working chamber
Prior art date
Application number
RU2019135215A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2019135215A3 (en
RU2019135215A (en
Inventor
Сергей Сергеевич Бусаров
Владимир Леонидович Юша
Original Assignee
Сергей Сергеевич Бусаров
Владимир Леонидович Юша
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 Сергей Сергеевич Бусаров, Владимир Леонидович Юша filed Critical Сергей Сергеевич Бусаров
Priority to RU2019135215A priority Critical patent/RU2770341C2/en
Publication of RU2019135215A3 publication Critical patent/RU2019135215A3/ru
Publication of RU2019135215A publication Critical patent/RU2019135215A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2770341C2 publication Critical patent/RU2770341C2/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
    • F04B27/00Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders

Landscapes

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

Abstract

FIELD: gas industry.
SUBSTANCE: invention relates to compressors of high pressure for gas compression. A piston single-stage compressor of high pressure for gas compression contains cylinders, in which pistons are installed to form a single working chamber. Cylinders are located on the same axis or on parallel axes. Pistons are installed with the possibility of alternate progressive movement with a stop at the upper dead point. The start of movement of the following piston begins after the stop of the previous one at the upper dead point. When injection is ended, all cylinder pistons are located at the upper dead point.
EFFECT: invention is aimed at an increase in the working resource of the piston single-stage compressor of high pressure.
1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к компрессорам высокого давления для сжатия газов.The invention relates to high pressure compressors for compressing gases.

Известен компрессор высокого давления и способ его работы [Патент RU №2432496, F04B 25/00, опубл. 27.10.2011]. Сущность изобретения заключается в том, что многоступенчатый компрессор высокого давления для сжатия газов содержит по меньшей мере две рабочие полости, которые соединены последовательно для получения высокого давления.Known high-pressure compressor and method of its operation [Patent RU No. 2432496, F04B 25/00, publ. October 27, 2011]. The essence of the invention lies in the fact that a multi-stage high-pressure compressor for compressing gases contains at least two working cavities, which are connected in series to obtain high pressure.

Недостатком аналога является то, что в известном техническом решении ресурс цилиндропоршневых уплотнений невысок из-за значительной скорости движения поршня.The disadvantage of analogue is that in the known technical solution, the resource of the cylinder-piston seals is low due to the significant speed of the piston.

Известен компрессор высокого давления [Патент RU №191806, F04B 35/04, опубл. 22.08.2019], в котором сжатие газов осуществляется в поршневой ступени с параметрами - время рабочего цикла - более 1с и параметр компрессора ψ=S/D>10.Known high pressure compressor [Patent RU No. 191806, F04B 35/04, publ. 08/22/2019], in which gases are compressed in a piston stage with the parameters - working cycle time - more than 1s and compressor parameter ψ=S/D>10.

Недостатком данного технического решения является невысокий ресурс поршневых уплотнений из-за большого значения хода поршня.The disadvantage of this technical solution is the low resource of the piston seals due to the large value of the piston stroke.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является компрессор [Патент CN 109681401 A, F04B 27/02; F04B 27/06; F04B 39/00; F04B 39/12, опубл. 26.04.2019], в котором цилиндры расположены радиально с образованием единой рабочей камерой, причем работа цилиндров происходит попарно.Closest to the claimed technical solution is the compressor [Patent CN 109681401 A, F04B 27/02; F04B 27/06; F04B 39/00; F04B 39/12, publ. 04/26/2019], in which the cylinders are located radially to form a single working chamber, and the cylinders work in pairs.

Недостатком данного технического решения является большой мертвый объем, поскольку при сжатии газа в двух цилиндрах газ переходит в полости цилиндров, не работающих в данный момент (поршни находятся в нижних мертвых точках), как следствие это уменьшает производительность компрессора.The disadvantage of this technical solution is a large dead volume, since when the gas is compressed in two cylinders, the gas passes into the cavities of the cylinders that are not working at the moment (the pistons are at the bottom dead center), as a result, this reduces the compressor performance.

Задачей изобретения является увеличение ресурса работы поршневого одноступенчатого компрессора высокого давления.The objective of the invention is to increase the service life of a reciprocating single-stage high pressure compressor.

Поставленная задача достигается тем, что в поршневом одноступенчатом компрессоре высокого давления для сжатия газов, содержащем N цилиндров, в которых установлены поршни с образованием единой рабочей камеры, при этом суммарный ход поршней равен N*S, где S - ход поршня, согласно изобретению, цилиндры единой рабочей камеры расположены на одной оси либо на параллельных осях, а поршни установлены с возможностью поочередного поступательного движения с остановкой в верхней мертвой точке, причем начало движения следующего поршня начинается после остановки в верхней мертвой точке предыдущего, а в момент окончания нагнетания все поршни N цилиндров расположены в верхней мертвой точке.The task is achieved by the fact that in a single-stage reciprocating high-pressure compressor for compressing gases, containing N cylinders, in which pistons are installed to form a single working chamber, while the total piston stroke is N*S, where S is the piston stroke, according to the invention, the cylinders of a single working chamber are located on the same axis or on parallel axes, and the pistons are installed with the possibility of alternate translational movement with a stop at the top dead center, and the beginning of the movement of the next piston begins after stopping at the top dead center of the previous one, and at the moment of completion of injection, all pistons of N cylinders located at top dead center.

Достигаемым техническим результатом является повышение ресурса работы компрессора и повышение его производительности.Achievable technical result is to increase the life of the compressor and increase its performance.

На фиг. 1 представлено параллельное расположение цилиндров.In FIG. 1 shows a parallel arrangement of cylinders.

На фиг.2 представлен разрез А-А на фиг.1Figure 2 shows the section A-A in figure 1

На фиг. 3 представлено расположение цилиндров на одной оси, вариант 1.In FIG. 3 shows the arrangement of cylinders on the same axis, option 1.

На фиг. 4 представлено расположение цилиндров на одной оси, вариант 2.In FIG. 4 shows the arrangement of cylinders on one axis, option 2.

Поршневой компрессор содержит корпус 1, с установленными цилиндрами 2 и возвратно-поступательно движущимися поршнями 3, причем цилиндры образуют единую рабочую камеру 4, в которой установлены всасывающий клапан 5 и нагнетательный клапан 6.The reciprocating compressor comprises a housing 1 with installed cylinders 2 and reciprocating pistons 3, the cylinders forming a single working chamber 4, in which a suction valve 5 and a discharge valve 6 are installed.

Поршневой компрессор работает следующим образом: в первоначальный момент времени поршни 3 находятся в нижних мертвых точках (НМТ). Движение поршней 3 происходит одновременно либо поочередно. При поочередном движении поршень одного цилиндра движется от НМТ к верхней мертвой точке (ВМТ) и останавливается, после этого начинает движение следующий поршень 3 и также останавливается в ВМТ и так далее до последнего цилиндра. Таким образом, суммарный ход поршней составляет N*S, где N - количество цилиндров 2, a S - ход поршня 3. В процессе движения поршней 3 от НМТ к ВМТ объем рабочей камеры 4 уменьшается, давление сжимаемого газа растет и при достижении давления нагнетания открывается нагнетательный клапан 6 и газ выходит из рабочей камеры 4 потребителю, при движении поршней от ВМТ к НМТ клапан всасывания 5 открыт и газ поступает в рабочую камеру 4. Поршни 3 достигают НМТ, рабочая камера заполнена газом и после этого процесс повторяется.The reciprocating compressor operates as follows: at the initial time, the pistons 3 are at bottom dead center (BDC). The movement of the pistons 3 occurs simultaneously or alternately. When moving in turn, the piston of one cylinder moves from BDC to top dead center (TDC) and stops, after which the next piston 3 starts moving and also stops at TDC and so on until the last cylinder. Thus, the total stroke of the pistons is N * S, where N is the number of cylinders 2, and S is the stroke of the piston 3. During the movement of the pistons 3 from BDC to TDC, the volume of the working chamber 4 decreases, the pressure of the compressed gas increases and when the discharge pressure is reached, it opens the discharge valve 6 and the gas leaves the working chamber 4 to the consumer, when the pistons move from TDC to BDC, the suction valve 5 is open and the gas enters the working chamber 4. The pistons 3 reach the BDC, the working chamber is filled with gas and after that the process repeats.

Таким образом, режим работы предложенной ступени с последовательно (это позволяет увеличить время сжатия газа и получить газ более низкой температуры) или одновременно движущимися (это позволяет сократить утечки сжимаемого газа через неплотности рабочей камеры) поршнями позволяет получить высокое давление нагнетания в одной ступени сжатия, поскольку имитируется изменение объема рабочей камеры, как и в аналоге с параметром ψ=S/D>10 при этом каждый из поршней за один цикл проходит путь в N раз короче, чем при одной рабочей камере. Известно, что при одинаковых условиях эксплуатации (скорость, температура, нагрузка) ресурс в парах трения напрямую зависит от пройденного пути [Основы трибологии (трение, износ, смазка): учеб. для техн. вузов / Э.Д. Браун [и др.]; под ред. А.В. Чичинадзе. - М.: Центр "Наука и техника", 1995. - 778 с]. Таким образом, ресурс работы уплотнений увеличивается в N раз.Thus, the mode of operation of the proposed stage with sequentially (this allows you to increase the time of gas compression and get gas at a lower temperature) or simultaneously moving (this allows you to reduce the leakage of compressed gas through leaks in the working chamber) pistons allows you to get a high discharge pressure in one compression stage, since the change in the volume of the working chamber is simulated, as in the analogue with the parameter ψ=S/D>10, while each of the pistons travels a path N times shorter in one cycle than with one working chamber. It is known that under the same operating conditions (speed, temperature, load) the resource in friction pairs directly depends on the distance traveled [Fundamentals of tribology (friction, wear, lubrication): textbook. for tech. universities / E.D. Brown [and others]; ed. A.V. Chichinadze. - M.: Center "Science and Technology", 1995. - 778 s]. Thus, the service life of the seals is increased by N times.

Claims (1)

Поршневой одноступенчатый компрессор высокого давления для сжатия газов, содержащий N цилиндров, в которых установлены поршни с образованием единой рабочей камеры, при этом суммарный ход поршней равен N*S, где S - ход поршня, отличающийся тем, что цилиндры единой рабочей камеры расположены на одной оси либо на параллельных осях, а поршни установлены с возможностью поочередного поступательного движения с остановкой в верхней мертвой точке, причем начало движения следующего поршня начинается после остановки в верхней мертвой точке предыдущего, а в момент окончания нагнетания все поршни N цилиндров расположены в верхней мертвой точке.Piston single-stage high-pressure compressor for compressing gases, containing N cylinders in which pistons are installed to form a single working chamber, while the total piston stroke is N * S, where S is the piston stroke, characterized in that the cylinders of a single working chamber are located on one axes or on parallel axes, and the pistons are installed with the possibility of alternate translational movement with a stop at the top dead center, and the start of movement of the next piston begins after stopping at the top dead center of the previous one, and at the end of injection, all pistons of N cylinders are located at the top dead center.
RU2019135215A 2019-11-01 2019-11-01 Piston single-stage compressor of high pressure RU2770341C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019135215A RU2770341C2 (en) 2019-11-01 2019-11-01 Piston single-stage compressor of high pressure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019135215A RU2770341C2 (en) 2019-11-01 2019-11-01 Piston single-stage compressor of high pressure

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2019135215A3 RU2019135215A3 (en) 2021-05-04
RU2019135215A RU2019135215A (en) 2021-05-04
RU2770341C2 true RU2770341C2 (en) 2022-04-15

Family

ID=75850132

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019135215A RU2770341C2 (en) 2019-11-01 2019-11-01 Piston single-stage compressor of high pressure

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2770341C2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1200649A (en) * 1966-10-10 1970-07-29 Centre Nat Rech Scient Pumping apparatus for the delivery or extraction of a pre-determined volume of fluid
SU1086214A1 (en) * 1982-03-19 1984-04-15 Физико-технический институт низких температур АН УССР Compressor
SU1254197A1 (en) * 1985-01-28 1986-08-30 Проектное Конструкторско-Технологическое Бюро Rotary engine-compressor
DE3514119A1 (en) * 1985-04-19 1986-10-23 Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln Method for operating a compressor having at least two cylinders, and device for implementing the method
UA23137A (en) * 1997-03-11 1998-06-30 Східноукраїнський Державний Університет Piston engine
CN109681401A (en) * 2018-12-19 2019-04-26 浙江添旌荣机械有限公司 A kind of rotary air cylinder compressor

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1200649A (en) * 1966-10-10 1970-07-29 Centre Nat Rech Scient Pumping apparatus for the delivery or extraction of a pre-determined volume of fluid
SU1086214A1 (en) * 1982-03-19 1984-04-15 Физико-технический институт низких температур АН УССР Compressor
SU1254197A1 (en) * 1985-01-28 1986-08-30 Проектное Конструкторско-Технологическое Бюро Rotary engine-compressor
DE3514119A1 (en) * 1985-04-19 1986-10-23 Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln Method for operating a compressor having at least two cylinders, and device for implementing the method
UA23137A (en) * 1997-03-11 1998-06-30 Східноукраїнський Державний Університет Piston engine
CN109681401A (en) * 2018-12-19 2019-04-26 浙江添旌荣机械有限公司 A kind of rotary air cylinder compressor

Also Published As

Publication number Publication date
RU2019135215A3 (en) 2021-05-04
RU2019135215A (en) 2021-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU125635U1 (en) PISTON PUMP COMPRESSOR
RU2013109014A (en) ENGINE WITH A DIVIDED CYCLE AND METHOD OF ITS OPERATION
US10711776B2 (en) Reciprocating compressors having timing valves and related methods
CN110219793B (en) Oil-free piston compressor with two-stage compression
RU2770341C2 (en) Piston single-stage compressor of high pressure
US20070116588A1 (en) Piston compressor for compressing gaseous media in at least two working chambers
KR20190058308A (en) Compressor
RU2518796C1 (en) Machine of positive displacement action
RU2683051C1 (en) Method of operating piston pump-compressor and device therefor
US740771A (en) Gas-compressing machine.
RU2633473C2 (en) Multicylinder free-piston engine-compressor unit
RU131423U1 (en) VOLUME VEHICLE VEHICLE MACHINE
RU191806U1 (en) High pressure piston compressor
RU22204U1 (en) SURVIVING PUMP COMPRESSOR
RU222590U1 (en) Piston compressor
RU2722116C1 (en) Method of piston two-stage compressor operation and device for implementation thereof
RU131817U1 (en) PISTON COMPRESSOR
RU188232U1 (en) PUMP COMPRESSOR
RU136861U1 (en) COMPRESSOR PISTON OPPOSITIVE DOUBLE ROW
SU400737A1 (en) PISTON VACUUM PUMP
KR20110114322A (en) Implosion pump
RU2686536C1 (en) Volumetric hybrid machine with trunk piston
CN106523333A (en) Four-cylinder diaphragm type gas compressor
SU826076A1 (en) Piston compressor
SU26274A1 (en) Multistage compressor