SK500492021A3

SK500492021A3 - Recovery system for a vibrating compressor

Info

Publication number: SK500492021A3
Application number: SK50049-2021A
Authority: SK
Inventors: Pavol Nemeš
Original assignee: Pavol Nemeš; Ristl Kurt Stuart, Ing.
Priority date: 2021-09-23
Filing date: 2021-09-23
Publication date: 2023-04-12

Abstract

Je opísaný rekuperačný systém pre vibračný kompresor, kde vibračný kompresor pozostáva z vibračného motora (1) obsahujúceho excentrické závažie (2), sústavy kyvných ramien s výstupným vertikálnym ramenom (3) pohyblivo spojeným s ojnicami (4) piestov (5) vo valcoch (6) kompresora umiestnených proti sebe s komorami (7), zo stacionárnej rámovej konštrukcie (8), pričom do sústavy kyvných ramien je pohyblivo usporiadaný aspoň jeden odporový prvok (20), pričom na jednej strane je odporový prvok (20) cez pohyblivé ťahadlo (23) pohyblivo spojený s výstupným vertikálnym ramenom (3) a na druhej strane je pevne alebo pohyblivo spojený s rámovou konštrukciou (8).A recuperation system for a vibration compressor is described, where the vibration compressor consists of a vibration motor (1) containing an eccentric weight (2), a system of rocking arms with an output vertical arm (3) movably connected to connecting rods (4) of pistons (5) in cylinders (6) ) of compressors located opposite each other with chambers (7), from a stationary frame structure (8), while at least one resistance element (20) is movably arranged in the system of swing arms, while on one side the resistance element (20) is via a movable tie rod (23) ) movably connected to the output vertical arm (3) and on the other hand is fixed or movably connected to the frame structure (8).

Description

Oblasť technikyThe field of technology

Vynález sa týka konštrukcie zariadenia na zvýšenie účinnosti vibračných kompresorov. Vynález patrí do oblasti strojových zariadení na čerpanie kvapalín a do oblasti strojových zariadení na stláčanie a dopravu plynov.The invention relates to the design of a device for increasing the efficiency of vibrating compressors. The invention belongs to the field of machinery for pumping liquids and to the field of machinery for compressing and transporting gases.

Doterajší stav technikyCurrent state of the art

Zo stavu techniky je známa konštrukcia vibračného kompresora. V dokumente SK 50075-2015 je opísaný vibračný kompresor, ktorý obsahuje vibračný motor s excentrickým závažím, piesty kompresora s ojnicami, valce kompresora s komorami a stacionárne uloženú rámovú konštrukciu. V známom zariadení vibračného kompresora je vibračný motor pevne spojený so sústavou kyvných ramien s výstupným vertikálnym ramenom, kývne pripojenou k rámovej konštrukcii, pričom vertikálne rameno na prenos odstredivej sily generovanej excentrickým závažím cez vibračný motor na piesty kompresora je na svojom konci otočným spojením pripojené k ojniciam piestov kompresora, kde piesty na vykonávanie vratného pohybu vyvolaného zmenou smeru generovanej odstredivej sily sú pohyblivo uložené v protichodných valcoch kompresora. Piesty vo valcoch kompresora sú pohyblivo uložené v komorách protichodných valcov kompresora na striedavé nasávanie a výtlak média.The construction of a vibrating compressor is known from the state of the art. Document SK 50075-2015 describes a vibrating compressor that includes a vibrating motor with an eccentric weight, compressor pistons with connecting rods, compressor cylinders with chambers and a stationary frame structure. In the known device of the vibrating compressor, the vibrating motor is firmly connected to a system of swinging arms with an output vertical arm, swingingly connected to the frame structure, while the vertical arm for transmitting the centrifugal force generated by the eccentric weight through the vibrating motor to the compressor pistons is connected to the connecting rods at its end by a rotary connection compressor pistons, where the pistons for carrying out the reciprocating movement caused by the change in the direction of the generated centrifugal force are movably mounted in the opposing compressor cylinders. The pistons in the compressor cylinders are movably stored in the chambers of the opposing compressor cylinders for alternating suction and discharge of the medium.

Pri prevádzke známeho vibračného kompresora dochádza pri tlakoch vyšších ako 3 Bar k nežiadúcemu skoršiemu vytláčaniu piestov z valcov kompresora v dôsledku zostatkového tlaku vždy po prekonaní maximálneho zdvihu piestov vo valcoch vo vzťahu k rotačnému pohybu vibračného motora, čo spôsobuje narušenie plynulého rotačného pohybu excentrického závažia vibračného motora. Narušenie plynulej rotácie rotujúceho excentrického závažia vibračného motora má za následok zvýšenú spotrebu elektrickej energie vibračného motora a má negatívny vplyv na optimálny chod vibračného motora.During the operation of a known vibrating compressor, at pressures higher than 3 Bar, the pistons are pushed out of the compressor cylinders earlier due to the residual pressure, always after the maximum stroke of the pistons in the cylinders has been overcome in relation to the rotational movement of the vibrating motor, which causes a disruption of the smooth rotational movement of the eccentric weight of the vibrating motor . Disruption of the smooth rotation of the rotating eccentric weight of the vibration motor results in increased consumption of electrical energy of the vibration motor and has a negative effect on the optimal operation of the vibration motor.

Podstata vynálezuThe essence of the invention

Uvedený nedostatok spočívajúci v zníženej účinnosti vibračného kompresora poskytol možnosť riešiť tento problém vhodnými technickými prostriedkami. Výsledkom tohto úsilia je ďalej opisované zariadenie na zvýšenie účinnosti vibračného kompresora podľa predkladaného vynálezu.The mentioned shortcoming, consisting in the reduced efficiency of the vibrating compressor, provided an opportunity to solve this problem by suitable technical means. The result of this effort is the further described device for increasing the efficiency of the vibrating compressor according to the present invention.

Riešenie podľa predkladaného vynálezu bude ďalej vysvetlené na základe opisu jedného cyklu (360° otáčka) motora s excentrickým závažím vibračného kompresora. Obr. 1A znázorňuje stav zariadenia, keď sa rotujúce excentrické závažie, rotačný pohyb ktorého vytvára odstredivú silu, nachádza na ľavej strane (1. fáza otáčky). Pôsobenie odstredivej sily spôsobuje pohyb vertikálneho ramena, ktorý sa prenáša pomocou ojníc na piesty valcov kompresora. Valec na ľavej strane sa nachádza v pozícii hornej úvrati a jeho piest vytláča médium (vzduch, kvapalina) von z komory valca, v ktorom sa pohybuje. Piest vo valci na pravej strane sa v tejto polohe nachádza v pozícii dolnej úvrate a dokončuje nasávanie média do komory valca, v ktorom sa pohybuje. Obr. 1B znázorňuje stav zariadenia, keď sa rotujúce excentrické závažie nachádza v hornej polohe (2. fáza otáčky). V dôsledku voľného zavesenia vertikálneho ramena prenášajúceho pohyby vyvolané účinkami odstredivej sily na konštrukcii, dochádza pri vyšších tlakoch (nad 3 Bar) k vytláčaniu piestu z ľavého valca a to tým rýchlejšie, čím je zostatkový tlak média vo valci vyšší. V prípade rotácie excentrického závažia v smere pohybu hodinových ručičiek tak dochádza pri hornej polohe závažia k vytláčaniu piestu v ľavom valci vibračného kompresora. Uvedené vytláčanie piestu z ľavého valca sa prenáša na cez ojnicu na vertikálne rameno a taktiež na samotný vibračný motor, čo spôsobuje, že vibračný motor sa pohybuje spolu s rotujúcim závažím rovnakým smerom, teda v tomto prípade z ľavej strany do pravej strany. Uvedený pohyb vyvolaný vytláčaním piestu z valca je prenášaný na vibračný motor a má za následok, že rotácia excentrického závažia nie je plynulá, čo narušuje optimálny chod vibračného motora. Obr. 1C znázorňuje stav zariadenia, keď sa rotujúce excentrické závažie, ktorého rotačný pohyb vytvára odstredivú silu, nachádza na pravej strane (3. fáza otáčky). Účinky odstredivej sily spôsobujú pohyb vertikálneho ramena, ktorý sa prenáša pomocou ojníc na piesty valcov kompresora. Valec na pravej strane sa v tejto polohe nachádza v pozícii hornej úvrate a jeho piest vytláča médium von z komory valca, v ktorom sa pohybuje. Piest vo valci na pravej strane sa v tejto polohe nachádza v pozícii dolnej úvrate a dokončuje nasávanie média do komory valca, v ktorom sa pohybuje. Obr. 1D znázorňuje stav zariadenia, keď sa rotujúce excentrické závažie nachádza v dolnej polohe (4. fáza otáčky). V dôsledku voľného zavesenia vertikálneho ramena na konštrukcii, ktoré prenáša pohyby vyvolané účinkami odstredivej sily, dochádza pri vyšších tlakoch (nad 3 Bar) k vytláčaniu piestu v tomto prípade zThe solution according to the present invention will be further explained on the basis of the description of one cycle (360° rotation) of the engine with the eccentric weight of the vibrating compressor. fig. 1A shows the state of the device when the rotating eccentric weight, the rotational movement of which creates the centrifugal force, is located on the left side (1st phase of revolution). The action of centrifugal force causes the movement of the vertical arm, which is transmitted by means of connecting rods to the pistons of the compressor cylinders. The cylinder on the left is in the top dead center position and its piston pushes the medium (air, liquid) out of the chamber of the cylinder in which it moves. In this position, the piston in the cylinder on the right is in the bottom dead center position and completes the suction of the medium into the chamber of the cylinder in which it moves. fig. 1B shows the state of the device when the rotating eccentric weight is in the upper position (phase 2 of rotation). As a result of the free suspension of the vertical arm transmitting the movements caused by the effects of centrifugal force on the structure, at higher pressures (over 3 Bar) the piston is pushed out of the left cylinder, the faster the residual pressure of the medium in the cylinder is higher. In the case of rotation of the eccentric weight in the clockwise direction, the piston in the left cylinder of the vibrating compressor is pushed out when the weight is in the upper position. Said displacement of the piston from the left cylinder is transmitted through the connecting rod to the vertical arm and also to the vibration motor itself, which causes the vibration motor to move together with the rotating weight in the same direction, i.e. in this case from the left side to the right side. The aforementioned movement caused by pushing the piston out of the cylinder is transmitted to the vibration motor and has the result that the rotation of the eccentric weight is not smooth, which disrupts the optimal operation of the vibration motor. fig. 1C shows the state of the device when the rotating eccentric weight, whose rotational movement creates a centrifugal force, is located on the right side (3rd phase of rotation). The effects of centrifugal force cause the movement of the vertical arm, which is transmitted by means of connecting rods to the pistons of the compressor cylinders. In this position, the cylinder on the right side is in the top dead center position and its piston pushes the medium out of the chamber of the cylinder in which it is moving. In this position, the piston in the cylinder on the right is in the bottom dead center position and completes the suction of the medium into the chamber of the cylinder in which it moves. fig. 1D shows the state of the device when the rotating eccentric weight is in the down position (4th phase of rotation). Due to the free suspension of the vertical arm on the structure, which transmits movements caused by the effects of centrifugal force, at higher pressures (above 3 Bar) the piston is pushed out of the

SK 50049-2021 A3 pravého valca a to tým rýchlejšie, čím je tlak zostatkového média vo valci vyšší. V prípade rotácie excentrického závažia v smere pohybu hodinových ručičiek tak dochádza pri dolnej polohe závažia k vytláčaniu piestu v pravom valci vibračného kompresora. Uvedené vytláčanie piestu z valca sa prenáša na rameno a samotný vibračný motor a spôsobuje, že vibračný motor sa pohybuje spolu s rotujúcim závažím rovnakým smerom, teda v tomto prípade z pravej strany do ľavej strany. Uvedený pohyb vyvolaný vytláčaním piestu z valca je prenášaný na vibračný motor a má za následok, že rotácia excentrického závažia nie je plynulá, čo narušuje optimálny chod vibračného motora.SK 50049-2021 A3 of the right cylinder and the faster the pressure of the residual medium in the cylinder is higher. In the case of rotation of the eccentric weight in the clockwise direction, the piston in the right cylinder of the vibrating compressor is pushed out when the weight is in the lower position. Said displacement of the piston from the cylinder is transmitted to the arm and the vibration motor itself and causes the vibration motor to move along with the rotating weight in the same direction, in this case from the right side to the left side. The aforementioned movement caused by pushing the piston out of the cylinder is transmitted to the vibration motor and has the result that the rotation of the eccentric weight is not smooth, which disrupts the optimal operation of the vibration motor.

Na obr. 1E je znázornený stav vo valci vibračného kompresora, keď zostatkové médium (vzduch, kvapalina) tlačí na piest a vytláča tento piest v smere von z valca, čím sa prenáša pohyb prostredníctvom ojnice a vertikálneho ramena na vibračný motor. Z hodnôt zostatkového tlaku vo valci v pomere na plochu piestu valca vyplýva, že čím je zostatkový tlak vyšší, tým je vyššia aj sila, ktorá spôsobuje vytláčanie piestu von z valca, čo má vplyv aj na rýchlosť vytláčania piestu. Čím vyšší je zostatkový tlak vo valci, tým je aj rýchlosť vytláčania piestu von z valcu vyššia. Uvedený nedostatok spôsobuje narušovanie plynulej rotácie rotujúceho excentrického závažia vibračného motora a prerušenie pôsobenia účinkov odstredivej sily. Návrat piestu vo valci predbieha uhlovú rýchlosť rotácie vibračného motora s excentrickým závažím. Je daná potreba synchrónneho pohybu vibračného motora s excentrickým závažím vo vzťahu k vratnému pohybu piestov vo valcoch.In fig. 1E shows the condition in the cylinder of a vibrating compressor when the residual medium (air, liquid) presses on the piston and pushes the piston outwards from the cylinder, thereby transmitting the motion through the connecting rod and vertical arm to the vibrating motor. From the values of the residual pressure in the cylinder in relation to the area of the piston of the cylinder, it follows that the higher the residual pressure, the higher the force that causes the piston to be pushed out of the cylinder, which also affects the speed of the piston. The higher the residual pressure in the cylinder, the faster the piston is pushed out of the cylinder. The mentioned deficiency causes disruption of the smooth rotation of the rotating eccentric weight of the vibration motor and interruption of the effects of the centrifugal force. The return of the piston in the cylinder is ahead of the angular speed of rotation of the vibration motor with an eccentric weight. There is a need for synchronous movement of the vibration motor with an eccentric weight in relation to the reciprocating movement of the pistons in the cylinders.

Uvedené nedostatky sú v podstatnej miere odstránené riešením podľa predloženého vynálezu, ktoré spočíva vo vytvorení dodatočného odporu pre piesty v komorách valcoch kompresora tak, aby sa zabránilo predčasnému pohybu piestov pod vplyvom zostatkového tlaku vo valcoch kompresora smerom von z valcov kompresora. Podstata vynálezu spočíva v poskytnutí aspoň jedného odporového prvku pre piesty. Vibračný kompresor je uspôsobený tak, že do sústavy kyvných ramien s výstupným vertikálnym ramenom je pohyblivo usporiadaný aspoň jeden odporový prvok. Odporový prvok podľa vynálezu je pohyblivo spojený s výstupným vertikálnym ramenom a pevno alebo pohyblivo spojený s rámovou konštrukciou vibračného kompresora bežným konštrukčným spôsobom pomocou voľne uložených čapov, čapov v ložiskách alebo otočným spojením.The mentioned shortcomings are largely eliminated by the solution according to the present invention, which consists in creating additional resistance for the pistons in the chambers of the compressor cylinders in order to prevent premature movement of the pistons under the influence of the residual pressure in the compressor cylinders outwards from the compressor cylinders. The essence of the invention consists in providing at least one resistance element for pistons. The vibrating compressor is adapted in such a way that at least one resistance element is movably arranged in the system of swinging arms with the output vertical arm. The resistance element according to the invention is movably connected to the output vertical arm and fixedly or movably connected to the frame construction of the vibrating compressor in a conventional constructional way by means of loosely placed pins, pins in bearings or a rotary connection.

Vo výhodnom uskutočnení je odporový prvok vyhotovený ako lineárny generátor elektrického prúdu. Lineárny elektrický generátor je tvorený sústavou permanentných magnetov umiestnených na voľnom konci pohyblivého tiahla odporového prvku a sústavou elektromagnetických cievok umiestnených na obvode odporového prvku tak, aby pohybujúce sa magnety vytvárali v elektromagnetických cievkach elektrické napätie. Následne generovaním napätia a odoberaním vytvoreného elektrického prúdu je vytváraný odpor, ktorý bráni nežiadúcemu skoršiemu pohybu piestov v komorách valcov, ktorý je spôsobený zostatkovým tlakom vo valcoch vibračného kompresora. Takto vytvorený odpor zároveň premieňa pohyb vytláčaných piestov z valcov vibračného kompresora na elektrickú energiu (rekuperácia).In a preferred embodiment, the resistance element is designed as a linear electric current generator. The linear electric generator is formed by a system of permanent magnets located at the free end of the moving rod of the resistance element and a system of electromagnetic coils located on the circuit of the resistance element so that the moving magnets create an electric voltage in the electromagnetic coils. Subsequently, by generating a voltage and removing the generated electric current, a resistance is created that prevents the unwanted earlier movement of the pistons in the cylinder chambers, which is caused by the residual pressure in the cylinders of the vibrating compressor. At the same time, the resistance created in this way transforms the movement of the pistons pushed out of the cylinders of the vibrating compressor into electrical energy (recovery).

Výhody rekuperačného systému na vibračný kompresor a jeho účinok na zabránenie predčasného vytláčania piestov z komôr valcov vibračného kompresora bol preukázaný tak, že ako médium bola použitá kvapalina (voda). V takomto prípade, pri prevádzke vibračného kompresora nedochádzalo k vytláčaniu piestov z komôr valcov kompresora pod vplyvom zostatkového tlaku vo valcoch kompresora, z dôvodu, že použité médium kvapalina (voda) je v podstate nestlačiteľné a nevytvára tlak na piesty kompresora, takže nedochádza k vytláčaniu piestov v komorách valcov pod vplyvom zostatkového tlaku. V takomto prípade je chod vibračného motora plynulý a nie je narušovaný pohybom piestov smerom von z komôr valcov pod vplyvom zostatkového tlaku vo valcoch.The advantages of the recuperation system on the vibratory compressor and its effect on preventing premature displacement of the pistons from the cylinder chambers of the vibratory compressor were demonstrated by using a liquid (water) as the medium. In such a case, during the operation of the vibrating compressor, the pistons were not pushed out of the compressor cylinder chambers under the influence of the residual pressure in the compressor cylinders, due to the fact that the liquid medium (water) used is essentially incompressible and does not create pressure on the compressor pistons, so the pistons are not pushed out in the cylinder chambers under the influence of residual pressure. In this case, the operation of the vibration motor is smooth and is not disturbed by the movement of the pistons outwards from the cylinder chambers under the influence of the residual pressure in the cylinders.

Prehľad obrázkov na výkresochOverview of images on drawings

Rekuperačný systém na vibračný kompresor podľa vynálezu bude bližšie zobrazený na výkresoch, kde na obr. 1A až 1D je znázornený jeden cyklus (360° otáčka) motora s excentrickým závažím vibračného kompresora. Na obr. 2 je znázornený pozdĺžny rez komory valca. Na obr. 3 je znázornený pohľad na konštrukčné usporiadanie odporového prvku v zariadení vibračného kompresora. Na obr. 4 je znázornený rez konštrukciou zariadenia.The recuperation system for the vibrating compressor according to the invention will be shown in more detail in the drawings, where in fig. 1A through 1D, one cycle (360° revolution) of the eccentric weight motor of the vibratory compressor is shown. In fig. 2 shows a longitudinal section of the cylinder chamber. In fig. 3 shows a view of the structural arrangement of the resistance element in the vibration compressor device. In fig. 4 shows a cross section of the device construction.

Príklady uskutočnenia vynálezuExamples of implementation of the invention

Rozumie sa, že jednotlivé uskutočnenia podľa vynálezu sú predstavované na ilustráciu a nie ako obmedzenia vynálezu. Odborníci poznajúci stav techniky nájdu alebo budú schopní zistiť s použitím nie viacIt is to be understood that the individual embodiments of the invention are presented for illustration and not as limitations of the invention. Those skilled in the art will find or be able to find out using no more

SK 50049-2021 A3 ako rutinného experimentovania mnoho ekvivalentov k špecifickým uskutočneniam vynálezu. Aj takéto ekvivalenty budú patriť do rozsahu nasledujúcich patentových nárokov. Pre odborníkov znalých v stave techniky nemôže robiť problém dimenzovanie zariadenia rekuperačného systému pre vibračné kompresory a vhodná voľba materiálov a konštrukčných usporiadaní lineárneho elektrického generátora, preto tieto znaky neboli detailne riešené.SK 50049-2021 A3 as routine experimentation many equivalents to specific embodiments of the invention. Such equivalents will also fall within the scope of the following patent claims. For experts knowledgeable in the state of the art, the sizing of the equipment of the recuperation system for vibration compressors and the appropriate choice of materials and structural arrangements of the linear electric generator cannot be a problem, therefore these features were not dealt with in detail.

Príklad 1Example 1

Usporiadanie odporového prvku v konštrukcii vibračného kompresora je znázornené na obr. 1 a 2. Zariadenie vibračného kompresora 10, známeho zo stavu techniky, pozostáva z pevne uloženého vibračného motora 1 v sústave kyvných ramien obsahujúceho excentrické závažie 2, zo sústavy kyvných ramien s výstupným vertikálnym ramenom 3 pohyblivo spojeným s ojnicami 4 piestov 5 kompresora, z valcov 6 kompresora s komorami 7, z stacionárne uloženej rámovej konštrukcie 8. Sústava kyvných ramien s výstupným vertikálnym ramenom 3 je pohyblivo pripojená k rámovej stacionárnej konštrukcii 8. Ojnice 4 piestov 5 vibračného kompresora vykonávajú priamočiary pohyb vo valcoch 6 vibračného kompresora, pričom valce 6 sú umiestnené oproti sebe a kývavý pohyb je striedavo do ľavej a pravej strany čím dochádza k tomu, že jeden valec nasáva médium do komory 7 a druhý valec médium z komory 7 vytláča.The arrangement of the resistance element in the construction of the vibrating compressor is shown in fig. 1 and 2. The device of the vibration compressor 10, known from the state of the art, consists of a fixed vibration motor 1 in a system of rocking arms containing an eccentric weight 2, of a system of rocking arms with an output vertical arm 3 movably connected to the connecting rods 4 of the pistons 5 of the compressor, of cylinders 6 of a compressor with chambers 7, from a stationary frame structure 8. A set of swinging arms with an output vertical arm 3 is movably connected to a stationary frame structure 8. The connecting rods 4 of the pistons 5 of the vibrating compressor perform rectilinear movement in the cylinders 6 of the vibrating compressor, while the cylinders 6 are placed opposite each other and the rocking movement is alternately to the left and right side, which results in one cylinder sucking the medium into the chamber 7 and the other cylinder pushing the medium out of the chamber 7.

Aspoň jeden odporový prvok 20 je na jednej strane pohyblivo spojený cez tiahlo 23 s výstupným vertikálnym ramenom 3 a na druhej strane je pohyblivo spojený k rámovej konštrukcii 8 bežným konštrukčným spôsobom pomocou voľne uložených čapov alebo čapov v ložiskách. Odporový prvok 20 vytvára odpor, a tým brzdí pohyb vytláčaných piestov 5 v komorách 7 valcov 6 vibračného kompresora. Odporový prvok 20 môže byť vyhotovený ako mechanický alebo elektronický prvok.At least one resistance element 20 is on the one hand movably connected via a rod 23 to the output vertical arm 3 and on the other hand is movably connected to the frame structure 8 in a conventional constructional way by means of loosely placed pins or pins in bearings. The resistance element 20 creates resistance and thereby inhibits the movement of the extruded pistons 5 in the chambers 7 of the cylinders 6 of the vibrating compressor. The resistance element 20 can be made as a mechanical or electronic element.

Príklad 2Example 2

V tomto príklade konkrétneho uskutočnenia predmetu vynálezu, na obr. 1 a 2, je opísané usporiadanie a konštrukcia odporového prvku 20 ako lineárneho elektrického generátora. Tiahlo 23 odporového prvku 20 má na voľnom konci uchytenú sústavu permanentných magnetov 21 so striedajúcou sa polaritou. V magnetickom poli týchto magnetov 23 na obvode odporového prvku (20) pripojeného k rámovej konštrukcii 8 vibračného kompresora 10 sú umiestnené statické elektromagnetické cievky 22 tak, aby pohybujúce sa magnety 21 vytvárali v elektromagnetických cievkach 22 napätie a následne odoberaním vytvoreného elektrického prúdu je vytváraný odpor, ktorý bráni pohybu piestov 5 vo valcoch 6, ktorý pohyb je spôsobený zostatkovým tlakom v komorách 7 valcov 6 vibračného kompresora 10.In this example of a specific embodiment of the subject of the invention, in fig. 1 and 2, the arrangement and construction of the resistive element 20 as a linear electrical generator is described. The rod 23 of the resistance element 20 has a system of permanent magnets 21 with alternating polarity attached to the free end. Static electromagnetic coils 22 are placed in the magnetic field of these magnets 23 on the circuit of the resistance element (20) connected to the frame structure 8 of the vibrating compressor 10 so that the moving magnets 21 create voltage in the electromagnetic coils 22 and subsequently by removing the generated electric current, resistance is created. which prevents the movement of the pistons 5 in the cylinders 6, which movement is caused by the residual pressure in the chambers 7 of the cylinders 6 of the vibrating compressor 10.

So zvyšujúcim sa prevádzkovým tlakom vibračného kompresora je vytláčanie piestov 5 z valcov 6 rýchlejšie. Zvyšovaním odberu elektrickej energie z lineárneho elektrického generátora 20 je možné zvyšovať odpor kladený vysúvajúcim sa piestom 5 podľa potreby tak, aby bol chod vibračného kompresora 10 optimálny.As the operating pressure of the vibrating compressor increases, the pushing out of the pistons 5 from the cylinders 6 is faster. By increasing the consumption of electrical energy from the linear electrical generator 20, it is possible to increase the resistance imposed by the extending piston 5 as needed so that the operation of the vibrating compressor 10 is optimal.

Bol vyrobený a odskúšaný prototyp, kde v zariadení boli použité nasledovné konštrukčné prvky: sériový vibračný motor AO 26; výrobca Vibros s.r.o., Príbram, ČR; s príkonom 0,27 kW; 0,89 A; 910 otáčok za minútu; odstredivá sila 4695 N; sériovo vyrábané piesty; kompresorové valce s priemerom piestu 64 mm; vibračný motor bol nastavený na závažiach na vytváranie 75 % odstredivej sily. Pri prečerpávaní kvapaliny boli dosiahnuté nasledovné hodnoty: prietok 11 litrov/min. pri príkone 140 W. Záver: nedochádzalo k nárastu príkonu tak, ako v prípade prečerpávania iného média - vzduchu, keďže neprichádzalo k vytláčaniu piestov z valcov pod vplyvom zostatkového tlaku v dôsledku skutočnosti, že kvapalina (v tomto prípade voda) je v podstate nestlačiteľná.A prototype was produced and tested, where the following structural elements were used in the device: serial vibration motor AO 26; manufacturer Vibros s.r.o., Príbram, Czech Republic; with an input power of 0.27 kW; 0.89 A; 910 revolutions per minute; centrifugal force 4695 N; series-produced pistons; compressor cylinders with a piston diameter of 64 mm; the vibration motor was set on weights to produce 75% centrifugal force. When pumping the liquid, the following values were achieved: flow rate 11 liters/min. with an input of 140 W. Conclusion: there was no increase in input as in the case of pumping another medium - air, since the pistons were not pushed out of the cylinders under the influence of the residual pressure due to the fact that the liquid (in this case water) is essentially incompressible.

Na otestovanie riešenia technického problému s vytláčaním piestov z valcov pri stláčaní vzduchu, t. j. so skorším návratom piestu vo valci oproti uhlovej rýchlosti rotácie vibračného motora s excentrickým závažím, boli vykonané testy s kvapalinou - vodou, pretože kvapalina nedokáže vytvoriť zostatkový tlak vo valcoch, tak ako ho vytvára vzduch, ktorý je ľahko stlačiteľný, čím spôsobuje vznik zostatkového tlaku vo valcoch. Na porovnanie bolo použité ponorné čerpadlo s výkonom 400 W. Pri testoch sa prečerpávalo a meralo množstvo vody bez prekonávania výškového rozdielu s hadicou rovnakej dĺžky a priemeru, tak aby boli podmienky rovnaké pre čerpadlo poháňané elektromotorom s výkonom 400 W ako aj pre čerpadlo poháňané vibračným motorom (zhodnej konštrukcie ako v prípade vibračného kompresora).To test the solution to the technical problem of pushing pistons out of cylinders when compressing air, i.e. j. with an earlier return of the piston in the cylinder against the angular velocity of rotation of the vibration motor with an eccentric weight, tests were carried out with liquid - water, because the liquid cannot create a residual pressure in the cylinders, as air, which is easily compressible, creates a residual pressure in cylinders. For comparison, a submersible pump with a power of 400 W was used. During the tests, the amount of water was pumped and measured without overcoming the height difference with a hose of the same length and diameter, so that the conditions were the same for the pump driven by the electric motor with the power of 400 W as for the pump driven by the vibration motor (of the same design as in the case of the vibrating compressor).

SK 50049-2021 A3SK 50049-2021 A3

V tabuľke č. 1 sa uvádzajú namerané hodnoty:In table no. 1, the measured values are listed:

Výsledok merania prečerpanej kvapaliny - vody The result of measuring the pumped liquid - water Príkon elektrickej energie Power input Prečerpaný objem Overpumped volume Sériovo vyrábané čerpadlo (14,6 W na 1 liter) Series-produced pump (14.6 W per 1 liter) 190 W 190 W 13 l/min. 13 l/min. Prototyp čerpadla poháňaného vibračným motorom(10,8 W na 1 liter) Prototype of a pump driven by a vibration motor (10.8 W per 1 liter) 130 W 130 W 12 l/min. 12 l/min.

Z výsledkov teda vyplýva, že pohon využívajúci účinky odstredivej sily za pomoci vibračného motora je 5 efektívnejší, než pohony využívajúce silu elektromotorov bez využívania účinkov odstredivej sily. Tento efekt je možné dosiahnuť aj usporiadaním odporového prvku - lineárneho elektrického generátora do sústavy kyvných ramien podľa vynálezu. Získanú elektrickú energiu je možné využiť ako energiu na akýkoľvek vhodný účel.The results show that a drive using the effects of centrifugal force with the help of a vibration motor is more efficient than drives using the power of electric motors without using the effects of centrifugal force. This effect can also be achieved by arranging a resistance element - a linear electric generator in the swing arm system according to the invention. The obtained electrical energy can be used as energy for any suitable purpose.

Priemyselná využiteľnosťIndustrial applicability

Riešenie podľa vynálezu je možné využiť v zariadení na premenu mechanickej energie na energiu tlakovú (energiu stlačeného plynu).The solution according to the invention can be used in a device for converting mechanical energy into pressure energy (compressed gas energy).

SK 50049-2021 A3SK 50049-2021 A3

Zoznam vzťahových značiek vibračný kompresor vibračný motor excentrické závažie výstupné vertikálne rameno ojnice piesty valce komory valcov rámová konštrukcia odporový prvok permanentné magnety elektromagnetické cievky tiahlo odporového prvkuList of related marks vibration compressor vibration motor eccentric weight output vertical arm connecting rods pistons cylinders cylinder chambers frame structure resistance element permanent magnets electromagnetic coils resistance element rod

Claims

1. Recuperation system for a vibrating compressor, where the vibrating compressor consists of a vibrating motor (1) containing an eccentric weight (2), a system of rocking arms with an output vertical arm (3) 5 movably connected to connecting rods (4) of pistons (5) in cylinders ( 6) compressors located opposite each other with chambers (7), from a stationary frame structure (8), characterized by the fact that at least one resistance element (20) is movably arranged in the swing arm system.

2. Recuperation system for a vibrating compressor according to claim 1, characterized in that the resistance element (20) is on the one hand via a movable rod (23) movably connected to the output vertical arm (3) and on the other hand is fixedly or movably connected to by the frame structure (8) of the vibrating compressor.

3. Recovery system for a vibrating compressor according to claims 1 or 2, characterized in that the resistance element (20) is made as a linear electric current generator, while the linear electric generator is formed by a system of permanent magnets (21) located at the free end 15 of the movable rod (23) of the resistance element (20) and a system of electromagnetic coils (22) located on the circuit of the resistance element (20) so that the moving magnets (21) create an electric voltage in the electromagnetic coils (22).