RU35840U1 - Газовый компрессор - Google Patents

Description

2в5зт2бзг4

МПК:7 F 01С 1/04

Газовый компрессор.

Техническое решение относится к области машиностроения, а именно к области холодильных установок, и может быть иснользовано для систем кондиционирования воздуха, преимуш;ественно, для транспортных средств с двигателем внутреннего сгорания.

Известен газовый компрессор (US, патент 3144007 F 01 С 1/04,

1964), содержащий корпус с впускным и выпускным патрубками, при

этом в корпусе размещены два ведущих и два ведомых поршня, и механизм синхронизации движения порпшей, выполненный в виде планетарной передачи с неподвижной центральной шестерней и двумя сателлитными шестернями, соединенные рычагом, закрепленным на одной из указанных сателлитных шестерен соосно, а на другой с эксцентриситетом, при этом каждая пара порпшей имеет свой вал, кинематически связанный со своей сателлитной шестерней.

Недостатком известного компрессора следует признать низкий коэффициент полезного действия.

Известна роторно-порпшевая машина для холодильной газовой установки (RU, патент 2036392 F 25 В 9/00, 1995), содержащая корпус с впускным и выпускным патрубками, размещенными в корпусе двумя ведущими и двумя ведомыми поршнями, попарно и диаметрально противоположно закрепленными на индивидуальных соосно расположенных в корпусе валах с образованием рабочей камеры между каждой парой смежных поршней, и механизм синхронизации движения поршней, выполненный в виде планетарной передачи, кинематически соединенной посредством кулисы и рычагов ч с валами порпшей, снабженных средствами уплотнений их поверхностей относительно корпуса и соответствующих валов. Кроме того, каждая пара роторных поршней выполнена в виде шаровых секторов, корпус машины выполнен из двух полусфер с диаметральным разъемом в плоскости, перпендикулярной оси вращения валов, и дополнительно снабжен вторыми впускным и выпускным патрубками и разделительными полукольцами, выполненными из антифрикционного теплоизоляционного материала, установленными в стенке корпуса в диаметральной плоскости, перпендикулярной плоскости его разъема с образованием в полости корпуса компрессорной зоны выше указанных полуколец и детандерной зоны ниже указанных полуколец, по одну сторону указанных полуколец расположено по одному впускному и выпускному патрубку. На внешних сферических поверхностях поршней выполнены кольцевые продольные проточки, расположенные в диаметральных плоскостях, проходящих вблизи торцов боковых поверхностей поршней, а средства уплотнения внешней поверхности каждого поршня относительно контактирующей с ней внзпгренней поверхности корпуса выполнены в виде, по крайней мере, двух Зтпругих полуколец, изготовленных из антифрикционного материала, размещенных на поверхности поршня подвижно в соответствующих кольцевых проточках с радиальным зазором относительно дна проточек. На внутренней поверхности корпуса, на поверхности полуколец порщней и на поверхности средств уплотнения последних с валами нанесен слой самосмазывающего материала типа пластмассы, а каждое зтапотнительное полукольцо снабжено средствами регулирования усилия поджатия его к корпусу. ч Недостатком известного компрессора следует признать низкий коэффициент полезного действия. Техническая задача, решаемая посредством предлагаемой конструкции, состоит в разработке газового компрессора с повышенным коэффициентом полезного действия. Технический результат, получаемый при реализации предложенной конструкции, состоит в уменьшении себестоимости эксплуатации газового компрессора за счет з еличения его коэффициента полезного действия. Для достижения указанного технического результата предложено использовать газовый компрессор, содержапщи корпус с впускным и выпускным патрубками, причем в корпусе размеш;ены два ведущих и два ведомых поршня и механизм сишфонизации движения указанных поршней, выполненный в виде планетарной передачи с неподвижной центральной шестерней и двумя сателлитными шестернями, соединенными рычагом, установленным на одной из указанных сателлитных шестерен соосно, а на другой - с эксцентриситетом, при этом каждая пара поршней закреплена на отдельном валу, кинематически соединенном с одной из сателлитных шестерен. Компрессор дополнительно содержит впускной и выпускной патрубки, указанные ранее валы установлены на одной оси, корпус выполнен из двух полусфер с диаметральным разъемом в плоскости, перпендикулярной оси валов, и содержит две прокладки из антифрикционного теплоизоляционного упрзто-эластичного материала, установленными вдиаметральной плоскости, перпендикулярной указанной плоскости разъема. Каждый поршень выполнен в виде шаровых секторов, причем угол раскрытия боковых поверхностей секторов ведущих поршней равен 84 - 90°, а угол раскрытия боковой поверхности секторов ведомых поршней равен 42 ч - 83 при этом на общей оси с валами установлен вал привода компрессора, кинематически соединенный с указанными валами. На шаровой поверхности каждого порпшя выполнен уплотнительный элемент, представляющий собой радиальную проточку прямоугольного сечения, стороны которой соотносятся как 1:5-1: 7, выполненную в щаровой поверхности поршня и ориентированную перпендикулярно оси валов роторно-порпшевой машины, при этом на дне проточки расположен первый упругий элемент, имеющий в поперечном сечении окружность, причем диаметр О1ф5 жности на 4 7 % больше ширины прямоугольного сечения, а на первом упругом элементе расположен с возможностью перемещения в вертикальном направлении второй упругий элемент прямоугольного сечения, ширина которого на 2 - 4 % превышает ширину прямоугольной проточки, а длина обеспечивает образование выступа на шаровой поверхности поршня высотой не менее 1 - 3 % от ширины проточки. В дальнейшем представленный газовый компрессор будет рассмотрен с использованием иллюстративного материала, где на фиг. 1 приведен внешний вид газового компрессора, на фиг. 2 - внешний вид газового компрессора со снятым механизма синхронизации, на фиг. - продольный разрез газового компрессора, на фиг. 4 - поперечнь1й разрез газового компрессора, на фиг. 5, сечения А - А (фиг. 4), на фиг. 6 - вид уплотнения порпшя. Газовый компрессор имеет корпус 1, в котором на соосных валах 2 и 3 установлена поршневая группа 4, роторные поршни 5 и 6 которой соединены между собой механизмом 7 синхронизации. Корпус 1 выполнен из двух полусфер 8 и 9 с диаметральным разъемом 10, выполненным перпендикулярно оси валов 2 и 3. На внутренней шаровой полости 11 корпуса 1 по обе стороны полости 12, перпендикулярной плоскости разъема 10 расположены компрессорная ч 13(выше плоскости 12) и детандерная 14 (ниже плоскости 12) зоны. В плоскости 12 на стенке корпуса 1 между компрессорной 13 и детандерной 14 зонами установлены прокладки 15, выполненные из антифрикционного теплоизоляционного материала. Верхняя часть корпуса 1, образующая комщ)ессорную зону 13 газового компрессора, выполнена оребренной с ребрами 16. Компрессорная 13 и детандерная 14зоны на корпусе 1 имеют входные 17 и 18 и выходные 10 и 20 патрубки, соединяющие газовый компрессор с теплообменными аппаратами холодильной газовой установки. В нижней части корпуса 1 выполнена монтажная плита 21 для крепления газового компрессора на транспортном средстве. Механизм синхронизации 7 закрыт кожухом 22, снабженным суфлщ уюпщм устройством 23, визуальным указателем 24 уровня масла и сливной пробкой 25. Порщневая группа 4 газового компрессора содержит два ведущих 5 и два ведомых 6 поршня, выполненных в форме шаровых секторов, закрепленных на опорных валах (ведущем 2 и ведомом 3). Угол раскрытия боковых поверхностей секторов ведущих порпшей 5 равен 84 - 90°, а угол раскрытия боковой поверхности секторов ведомых порщней 6 равен 42-83 °. Конкретные значения углов раскрытия зависят от требуемой производительности компрессора и степенью сжатия рабочего тела в компрессоре. По обе стороны боковых плоскостей 26 и 27 ведущих порпшей 5 образованы рабочие полости 28 переменного объема, последовательно сообщающиеся с входными (17, 18) и выходными (19, 20) патрубками компрессорной 13 и детандерной 14 зон корпуса 1. Соосные валы 2 и 3 порпюевой группы 4 установлены в корпусе 1 на подшипниках 29, за1феш1енных посредством крышек 30 и 31. Изоляция внутренней полости газового компрессора от окружающей атмосферы осуществлена посредством ч втулок 32 и 33 с з плотнительными кольцами 34 и 35. На правом конце ведущего вала 2 установлен вал 36 привода компрессора, выполняюпщй, если он выполнен в виде шкива) также ф)тнкцию инерционного маховика. Левые концы соосных валов 2 и 3 соединены между собой механизмом синхронизации 7, выполненном в виде планетарной передачи с центральной неподвижной шестерней 37, установленной вместе с крыппсой 31, и двзмя подвижными сателлитными шестернями 38 и 39, соединенными рычагом 40. Сателлитная шестерня 38 ведущего ротора установлена на рычаге 41. закрепленном на ведущем валу 2. Сателлигная шестерня 39 ведомого ротора установлена на рьмаге 42, закрепленном на ведомом валу 3. Рычаги 41 и 42 имеют противовесы 43 и 44 для устранения динамической неуравновешенности роторов. Рычаг 40 одним концом закреплен на сателлитной шестерне 39 ведомого ротора, а другим концом - на сателлитной шестерне 38 ведущего ротора. Установочная ось 45 рычага 40 установлена соосно с осью 46 сателлитной шестерни 39 ведомого ротора, а установочная ось 47 рычага 40 установлена с эксцентриситетом к оси 48 сателлитной шестерни 38 ведущего вала. На шаровой поверхности каждого поршня 5 и 6 вьшолнен уплотнительный элемент, представляющий собой радиальную проточку 49 прямоугольного сечения, на дне проточвси расположен первый упругий элемент 50, имеющий в поперечном сечении окружность, а на первом упругом элементе расположен второй упругий элемент 51. Газовый компрессор работает следуюпщм образом. Носредством оси привода 36 поршневую группу 4 приводят во вращение. При вращении ведущих и ведомых порпшей 5 и 6, 6

соединенных механгомом 7 синхронизации, в определенном положении поршневой группы 4 полость, образованная шаровой поверхностью корпуса 11 и двумя смежными роторными поршнями 5 и 6, сообпщется с входным патрубком 17 компрессорной зоны 13. Через этот патрубок 17 в рабочую полость засасывается газ, который по мере вращения поршневой группы 4 сжимается и выталкивается через выходной патрубок 19 компрессорной зоны 13 в теплообменник (не показан), обеспечивающий отвод тепла сжатия рабочего газа в компрессорной зоне 13. После охлаждения в теплообменнике рабочий газ через входной патрубок 18 детандерной зоны 14 повторно постзшает в рабочую полость, в которой осуществляется его расширение и окончательное охлаждение. Охлажденный газ через выходной патрубок 20 детандерной зоны 14 выходит к объекту охлаждения.

Использование предложенной конструкции газового компрессора позволяет примерно на 12 - 14 % уменьпшть себестоимость его эксплуатации.

Claims (1)

1. Газовый компрессор, содержащий корпус с впускным и выпускным патрубками, причем в корпусе размещены два ведущих и два ведомых поршня и механизм синхронизации движения указанных поршней, выполненный в виде планетарной передачи с неподвижной центральной шестерней и двумя сателлитными шестернями, соединенными рычагом, установленным на одной из указанных сателлитных шестерен соосно, а на другой - с эксцентриситетом, при этом каждая пара поршней закреплена на отдельном валу, кинематически соединенном с одной из сателлитных шестерен, отличающийся тем, что компрессор дополнительно содержит впускной и выпускной патрубки, указанные валы установлены на одной оси, корпус выполнен из двух полусфер с диаметральным разъемом в плоскости, перпендикулярной оси валов, и содержит две прокладки из антифрикционного теплоизоляционного упруго-эластичного материала, установленные в диаметральной плоскости, перпендикулярной указанной плоскости разъема, каждый поршень выполнен в виде шаровых секторов, причем угол раскрытия боковых поверхностей секторов ведущих поршней равен 84-90°, а угол раскрытия боковой поверхности секторов ведомых поршней равен 42-83°, при этом на общей оси с валами установлен вал привода компрессора, кинематически соединенный с указанными валами, при этом на шаровой поверхности каждого поршня выполнен уплотнительный элемент, представляющий собой радиальную проточку прямоугольного сечения, стороны которой соотносятся как 1:5-1:7, выполненную в шаровой поверхности поршня и ориентированную перпендикулярно оси валов роторно-поршневой машины, при этом на дне проточки расположен первый упругий элемент, имеющий в поперечном сечении окружность, причем диаметр окружности на 4-7% больше ширины прямоугольного сечения, а на первом упругом элементе расположен с возможностью перемещения в вертикальном направлении второй упругий элемент прямоугольного сечения, ширина которого на 2-4% превышает ширину прямоугольной проточки, а длина обеспечивает образование выступа на шаровой поверхности поршня высотой не менее 1-3% от ширины проточки.