SU1753031A1 - Свободнопоршневой компрессор - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к компрессоро- строению и может быть применено в конструкции компрессоров со свободно установленным поршнем, а также в качестве насоса дл  перекачки жидкости, напри- мер в качестве топливоподкачивающего насоса двигател  внутреннего сгорани .

Известен свободнопоршневой компрессор , содержащий корпус, установленный в нем приводной вал, соединенный с электродвигателем, цилиндр, снабженный клапанами и полуос ми, сочлененными кривошипами , один из которых закреплен на приводном валу, и свободно установленный в цилиндре поршень с уплотнением коми-

рессор снабжен вторым цилиндром, распо- ложенным оппозитно первому относительно приводного вала, полуоси цилиндров закреплены на их боковых поверхност х и сочленены с кривошипами при помощи подшипников, другой кривошип также закреплен на приводном валу, а корпус и одна из полуосей каждого цилиндра снабжены жестко закрепленными на них соответственно центральным зубчатым колесом, расположенным концентрично валу , и взаимодействующими с ним сателлитами . При вращении приводного вала сателлиты обкатываютс  по колесу. При этом измен етс  положение цилиндров от- носительно приводного вала. Попеременное перемещение поршн  осуществл етс  под действием центробежной силы.

Недостатком этой конструкции  вл етс  то, что устройство свободнопоршневого компрессора  вл етс  весьма сложным и не обеспечивает герметичность между компрессором и его приводом,

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой конструкции  вл етс  свободнопоршневой компрессор, содержащий цилиндр с установленным в нем с образованием двух камер рабочий орган и ротор, установленный с возможностью вращени  и выполненный в виде кольца, состо-  щего по меньшей мере из двух пар диаметрально противоположных посто нных магнитов, при этом пары магнитов обра- щены одна к другой одноименными полюсами, а соседние магниты обращены внутрь кольца разноименными полюсами.

Недостатком известного компрессора  вл етс , недостаточна  компактность, что не позвол ет использовать его в конструкци х , требующих жесткого ограничени  габа- ритов. Кроме того, известному компрессору присуща недостаточна  эффективность из- за слабого усили  рабочего органа, так как при работе компрессора рабочий орган и ротор дл  взаимного отталкивани  и прит жени  во врем  работы используют только один полюс диаметрально противоположных посто нных магнитов. Работают только обращенные друг к другу полюса посто нных магнитов рабочего органа и ротора, а противоположные им полюса магнитов в работе не используютс . Поэтому магнитна  сила, создающа  давление в цилиндре, невелика , что снижает эффективность насоса.

Цель изобретени  - повышение компактности и эффективности путем увеличени  приводного усили  рабочего органа, повышение надежности.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в свободнопоршневом компрессоре, содержащем цилиндр с установленным в нем с образованием двух камер рабочий орган и ротор, установленный с возможностью вращени  и выполненный в виде кольца, состо-  щего по меньшей мере из двух диаметрально противоположных посто нных магнитов с обращенными друг к другу одноименными полюсами, а соседние магниты обращены внутрь кольца разноименными полюсами, цилиндр расположен внутри ротора, а рабочий орган выполнен в виде поршн  из посто нного магнита с  вно выраженными полюсами на торцах, Между цилиндром и ротором установлена герметична  перегородка.

На фиг. 1 изображен свободнопоршневой компрессор, поперечный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Свободнопоршневой компрессор состоит из цилиндра 1, во внутреннем отверстии 2 которого, закрытом с двух сторон, расположен рабочий орган, выполненный в виде поршн  3 из посто нного магнита с  вно выраженными полюсами на торцах. Цилиндр 1 расположен внутри ротора 4, выполненного в виде кольца, состо щего из двух пар диаметрально противоположных посто нных магнитов 5-8. При этом пары магнитов обращены одна к другой одноименными полюсами, а соседние магниты обращены внутрь кольца разноименными полюсами. Магниты 5 и 7 обращены друг к другу одноименными полюсами N, а магни- гы 6 и 8 обращены друг к другу одноименными полюсами S. Ротор 4 имеет возможность вращени  вокруг своей оси и приводитс  от какого-либо источника энергии (например, электродвигател ) По обеим сторонам отверсти  2 в цилиндре 1 размещены попарно клапаны 9-12,выполненные в виде подпружиненных шариков К клапанам 9 и 11 подведено отвод щее отверстие 13, а к клапанам 10 и 12 - подвоД щее отверстие 14. Между цилиндром 1 и ротором 4 установлена герметична  перегородка 15.

Свободнопоршневой компрессор работает следующим образом.

Ротор 4, приводимый во вращение от какого-либо источника энергии, например электродвигател , равномерно вращаетс  по часовой стрелке (кольцо может вращатьс  и против часовой стрелки, на работе ком- г рессора это не отражаетс ).

Допустим, что первоначально все деталь , компрессора занимали положение, изо- брэженное на фиг, 1, т.е. напротив торца поршн  3 с полюсом S расположен магнит 5 с обращенным к поршню 3 полюсом N, а напротив торца поршн  3 с полюсом N расположен магнит 7 с обращенным к поршню полюсом N. Обращенные друг к другу разноименные торцы поршн  3 и магнита 5 взаимно прит гиваютс , а обращенные друг к другу одноименные торцы поршн  3 и магнита 7 отталкиваютс  друг от друга. Под действием магнитных сил поршень 3 занимает крайнее левое положение. Затем при равномерном вращении ротора 4 магнит 8 с обращенным к цилиндру 1 полюсом S занимает положение напротив торца 3 с полю- сом S, а магнит б с обращенным к цилиндру 1 полюсом S занимает положение напротив торца поршн  3 с полюсом N.

Поршень, прит гива сь к магниту 6 и отталкива сь от магнита 8, перемещаетс  вправо, сжима  газ (или жидкость) правой полости отверсти  2. Газ (жидкость), сжима сь под действием поршн  3, открывает клапан 9 и выходит в отвод щее отверстие 13. В левой части отверсти  2 за поршнем со- здаетс  разрежение, открываетс  клапан 12 и в левую часть отверсти  2 через подвод щее отверстие 14 заходит нова  порци  газа (жидкости). Поршень 3 занимает крайнее правое положение. При дальнейшем враще- нии ротора 4 магнит 7 занимает положение напротив торца поршн  3 с полюсом S, a магнит 5 занимает положение напротив торца поршн  3 с полюсом N. Расположенные напротив друг друга торец магнита 5 и торец поршн  3 с полюсами N взаимно отталкиваютс , а торец магнита 7 и торец поршн  3 с полюсом S прит гиваютс  друг к другу. Поршень 3 начинает двигатьс  влево. Газ (жидкость), размещенный в левой части отверсти  2, сжима сь под действием поршн  3, открывает клапан 11 и выходит через отверстие 13. Одновременно в правой части отверсти  2 возникает разрежение, открываетс  клапан 10 и через отверсти  14 в

правую часть отверсти  2 заходит нова  порци  газа (жидкости). Поршень 3 занимает крайнее левое положение.

При вращении ротора 4 поршень 3 под действием магнитных сил совершает возвратно-поступательное движение.

Между цилиндром 1 и ротором 4 установлена герметична  перегородка 15, котора  обеспечивает полную герметичность между приводом компрессора и самим компрессором без применени  уплотн ющих устройств типа манжет и других трущихс  уплотнений, ненадежных и быстро выход щих из стро . Это имеет огромное значение там, где требуетс  герметичность, например , в подводной и космической технике (например, приводной электродвигатель с ротором 4 находитс  внутри герметичного корпуса, а сам насос снаружи).

Предлагаемый свободнопоршн г ой компрессор благодар  использованию магнитных сил имеет предельную простоту. Ис- пользованиепредлагаемого

свободнопоршневого компрессора позвол ет повысить компактоность и эффективность путем увеличени  приводного усили  рабочего органа, повысить надежность, что обеспечивает получение значительного экономического эффекта.

Claims (2)

1.Свободнопоршневой компрессор, содержащий цилиндр с установленным в нем с образованием двух камер рабочим органом и ротор, установленный с возможностью вращени  и выполненный в виде кольца, состо щего из по меньшей мере двух пар диаметрально противоположных посто нных магнитов, при этом пары магнитов обращены одна к другой одноименными полюсами, а соседние магниты обращены внутрь кольца разноименными полюсами, отличающийс  тем, что, с целью повышени  компактности и эффективности путем увеличени  приводного усили  рабочего органа, цилиндр расположен внутри ротора, а рабочий орган выполнен в виде поршн  из посто нного магнита с  вно выраженными полюсами на торцах.

2.Компрессор по п. 1,отличающий- с   тем, что с целью повышени  надежности , между цилиндром и ротором установлена герметична  перегородка.

A-A

з /

/J