UA53108C2

UA53108C2 - Piston compressor

Info

Publication number: UA53108C2
Application number: UA2002031982A
Authority: UA
Inventors: Ivan Mykhailovych Khrystenko
Original assignee: Христенко Іван Михайлович
Priority date: 2002-03-12
Filing date: 2002-03-12
Publication date: 2004-12-15

Abstract

A piston compressor has two cylinders with a common partition with installed in those pistons having common rod and dividing cylinders into over-piston and rod chambers. At that, the chambers of the first cylinder are connected through inlet valves to pump-in mains. The pistons are made with the possibility of bringing those to motion by means of a source of mechanical energy. The pump-in mains is a vessel with compressed air or gas. The over-piston chamber of the first cylinder and the rod chamber of the second cylinder, as well as the rod chamber of the first cylinder and the over-piston chamber of the second cylinder through the outlet valves of the chambers of the first cylinder and equalizing ejector are connected to each other. The equalizing ejectors are connected through equalizing valves with the vessel with compressed gas or air. Inlet and outlet valves of the first cylinder are made as self-acting, and the equalizing and outlet valves of the second cylinder are made of forced type.

Description

Винахід належить до компресоробудування і може бути використаний для одержання стислого газу чи повітря.The invention belongs to compressor construction and can be used to obtain compressed gas or air.

Найбільш близьким пристроєм того ж призначення до винаходу, що заявляється, по сукупності ознак є поршневий компресор, що містить два циліндри та встановлені у них поршні, що мають загальний шток та поділяють циліндри на надпоршневі та штокові камери, підключені до впускної та нагнітальної магістралей із встановленими на них клапанами. (дв. Авт. свідоцтво СРСР Мео1280187, кл. Р04831/00, 1985р.). Прийнятий за прототип.The closest device of the same purpose to the claimed invention, in terms of a set of features, is a piston compressor containing two cylinders and pistons installed in them, which have a common rod and divide the cylinders into piston and rod chambers, connected to the intake and discharge lines with installed on them with valves. (dv. Auth. certificate of the USSR Meo1280187, class P04831/00, 1985). Accepted as a prototype.

До причин, що перешкоджають досягненню зазначеного нижче технічного результату при використанні відомого компресора, прийнятого за прототип, є те, що він має промислове застосування і може бути використаний тільки в місцях, де є родовища газу з різним пластовим тиском.Among the reasons that prevent the achievement of the technical result specified below when using a known compressor, taken as a prototype, is that it has an industrial application and can be used only in places where there are gas deposits with different formation pressure.

В основу винаходу поставлена задача створення поршневого компресора з зрівноваженим тиском на нагнітальний поршень, що дозволяє підвищити продуктивність компресора при мінімальній витраті споживаної енергії.The invention is based on the task of creating a reciprocating compressor with balanced pressure on the discharge piston, which allows to increase the performance of the compressor with minimal consumption of energy.

Поставлена задача досягається тим, що в поршневому компресорі, який має два циліндри з спільною перегородкою та встановлені у них поршні, що мають загальний шток та поділяють циліндри на надпоршневі та штокові камери, підключені до впускної та нагнітальної магістралей із встановленими на них впускними та випускними клапанами, особливість полягає в тому, що він додатково містить зрівноважувальні ежектори та зрівноважувальні клапани, що дає можливість зрівноважити зустрічний тиск який діє на нагнітальний поршень, причому поршні приводять в рух за допомогою джерела механічної енергії, а нагнітальна магістраль являє собою ємність стислого газу чи повітря, при цьому надпоршнева камера першого циліндра через її випускні клапани та зрівноважувальні ежектори підключена до штокової камери другого циліндра, а штокова камера першого циліндра через випускні клапани та зрівноважувальні ежектори підключена до надпоршневої камери другого циліндра, крім того зрівноважувальні ежектори через зрівноважувальні клапани з'єднані з ємністю стислого газу чи повітря, причому впускні та випускні клапани надпоршневої та штокової камер першого циліндра виконані самодіючими, а зрівноважувальні та випускні клапани другого циліндра виконані примусового типу дії.The task is achieved by the fact that in a reciprocating compressor, which has two cylinders with a common partition and pistons installed in them, having a common rod and dividing the cylinders into piston and rod chambers, connected to the intake and discharge lines with intake and exhaust valves installed on them , the feature is that it additionally contains balancing ejectors and balancing valves, which makes it possible to balance the counter pressure acting on the discharge piston, and the pistons are driven by a source of mechanical energy, and the discharge line is a container of compressed gas or air, while the superpiston chamber of the first cylinder through its exhaust valves and balancing ejectors is connected to the rod chamber of the second cylinder, and the rod chamber of the first cylinder through the exhaust valves and balancing ejectors is connected to the superpiston chamber of the second cylinder, in addition, the balancing ejectors through the balancing All valves are connected to the capacity of compressed gas or air, and the intake and exhaust valves of the above-piston and rod chambers of the first cylinder are self-acting, and the compensating and exhaust valves of the second cylinder are forced-acting.

Між сукупністю істотних ознак, перерахованих із формули винаходу, і вищевикладеним технічним результатом, існує наступний причинно-наслідковий зв'язок:The following cause-and-effect relationship exists between the set of essential features listed in the claims and the above-mentioned technical result:

Пропонована конструкція дозволяє зрівноважити зустрічний тиск на нагнітальний поршень. /На кресленні показано одноразове з'єднання циліндрів/.The proposed design allows you to balance the counter pressure on the discharge piston. /The drawing shows a one-time connection of cylinders/.

Поршень першого циліндра витісняє газ чи повітря з надпоршневої камери першого циліндра через самодіючий, вихідний клапан та зрівноважувальні ежектори у штокову камеру другого циліндра. Одночасно стислий газ чи повітря з ємності через зрівноважувальні клапани, що відкривають, та зрівноважувальні ежектори надходить у штокову камеру другого циліндра. Сумарний газ чи повітря, що надходить з надпоршеневої камери першого циліндра та ємності, зрівноважать зустрічний тиск, що діє на поршень другого циліндра з ємності. Поршень без великих зусиль витісняє газ чи повітря з надпоршневої камери другого циліндра через випускний клапан, що відкривають, по трубопроводу у ємність. При рухові штока в зворотному напрямі поршні обсяг надпоршневих камер збільшують, а штокових зменшують при цьому зустрічний тиск що діє з ємності через вихідний клапан штокової камери другого циліндра на нагнітальний поршень зрівноважиться аналогічно. Таким чином зрівноважений тиск витиснутого та надходячего газу чи повітря анулює зустрічний тиск, що діє на нагнітальний поршень другого циліндра. Таке конструкційне рішення дає можливість збільшити робочу поверхню нагнітального поршня, що у свою чергу, дозволяє робити стиск на невеликій швидкості руху поршня без проміжного охолодження.The piston of the first cylinder pushes gas or air from the superpiston chamber of the first cylinder through the self-acting outlet valve and balancing ejectors into the rod chamber of the second cylinder. At the same time, compressed gas or air from the container through the balancing valves that open and the balancing ejectors enters the rod chamber of the second cylinder. The combined gas or air coming from the superpiston chamber of the first cylinder and the container will balance the counter pressure acting on the piston of the second cylinder from the container. The piston without much effort displaces gas or air from the superpiston chamber of the second cylinder through the opening exhaust valve through the pipeline into the container. When moving the rod in the reverse direction, the volume of the piston chambers increases, and the piston chambers decrease, while the counter pressure acting from the tank through the output valve of the rod chamber of the second cylinder on the discharge piston is balanced in the same way. In this way, the balanced pressure of the extruded and incoming gas or air cancels the opposing pressure acting on the discharge piston of the second cylinder. This design solution makes it possible to increase the working surface of the discharge piston, which, in turn, allows you to make compression at a low speed of piston movement without intermediate cooling.

Кожний із зазначених у формулі винаходу ознак впливають на технічний результат, і нові значення цих ознак чи їхній взаємозв'язок могли бути отримані, виходячи з відомих залежностей, закономірностей.Each of the features indicated in the formula of the invention affect the technical result, and new values of these features or their relationship could be obtained based on known dependencies and regularities.

На кресленні представлена схема поршневого компресора, що складається з двох циліндрів 1 та 2 із загальною перегородкою 3, поршнів 4 та 5 із загальним штоком 6 і ущільнювальними сальниками 7 та 8.The drawing shows a diagram of a piston compressor consisting of two cylinders 1 and 2 with a common partition 3, pistons 4 and 5 with a common rod 6 and sealing glands 7 and 8.

Шток 6 з'єднаний із джерелом механічної енергії (на кресленні не показане). Поршень 4 розділяє циліндр 1 на штокову 9 та надпоршневу 10 камери. Поршень 5 розділяє циліндр 2 на штокову 11 та надпоршневу 12 камери. Камери 9 та 10 через само діючі клапани 13 та 14 через загальний трубопровід 15 підключені до джерела газу чи повітря. Камера 9 через випускний самодіючий клапан 16 та зрівноважувальний ежектор 17 підключена до камери 12 циліндра 2. Камера 10 через випускний клапан 18 та зрівноважувальний ежектор 19 підключена до камери 11. Ємність 20 через трубопровід 21 та зрівноважувальні клапани 22 та 23 підключена до зрівноважувальних ежекторів 19 та 17 відповідно.Rod 6 is connected to a source of mechanical energy (not shown in the drawing). Piston 4 divides cylinder 1 into rod 9 and superpiston 10 chambers. Piston 5 divides cylinder 2 into rod 11 and superpiston 12 chambers. Chambers 9 and 10 through self-acting valves 13 and 14 through a common pipeline 15 are connected to a source of gas or air. The chamber 9 through the exhaust self-acting valve 16 and the balancing ejector 17 is connected to the chamber 12 of cylinder 2. The chamber 10 through the exhaust valve 18 and the balancing ejector 19 is connected to the chamber 11. The tank 20 through the pipeline 21 and the balancing valves 22 and 23 is connected to the balancing ejectors 19 and 17 respectively.

Камери 11 та 12 через випускні клапани 24 та 25 з'єднані з ємністю 20 для стислого газу чи повітря через трубопровід 26.Chambers 11 and 12 through outlet valves 24 and 25 are connected to container 20 for compressed gas or air through pipeline 26.

Поршневий компресор працює таким чином.A reciprocating compressor works like this.

Шток 6 переміщуючись вниз приводить у рух поршні 4 та 5, зменшуючи при цьому обсяг надпоршневих камер 10 та 12 і збільшуючи обсяг штокових камер 9 та 11. По трубопроводу 15 газ чи повітря надходить через самодіючий клапан 13 у штокову камеру 9. Самодіючі клапани 14 та 16 у цей час закриті. Через відкритий самодіючий клапан 18 та зрівноважувальний ежектор 19 поршень 4 витісняє газ чи повітря з камери 10 у штокову камеру 11. Одночасно стислий газ чи повітря з ємності 20 через зрівноважу вальний клапан 22, що відкривають, та зрівноважувальний ежектор 19 надходить у камеру 11. Сумарний газ чи повітря, що надходить з камери 10 та ємності 20, зрівноважує зустрічний тиск, який діє із ємності 20 по трубопроводу 26 через клапан 25 на поршень 5. Поршень 5 без великих зусиль витісняє з камери 12 газ чи повітря, через відкритий клапан 25 по трубопроводу 26 у ємність 20.The rod 6, moving down, sets the pistons 4 and 5 in motion, while reducing the volume of the superpiston chambers 10 and 12 and increasing the volume of the rod chambers 9 and 11. Through the pipeline 15, gas or air enters through the self-acting valve 13 into the rod chamber 9. The self-acting valves 14 and 16 are closed at this time. Through the open self-acting valve 18 and the balancing ejector 19, the piston 4 displaces gas or air from the chamber 10 into the rod chamber 11. At the same time, the compressed gas or air from the container 20 through the opening balancing valve 22 and the balancing ejector 19 enters the chamber 11. Total gas or air coming from the chamber 10 and container 20 balances the counter pressure acting from the container 20 through the pipeline 26 through the valve 25 to the piston 5. The piston 5 without much effort pushes the gas or air out of the chamber 12 through the open valve 25 pipeline 26 into container 20.

Рухаючись в зворотному напрямку шток 6 переміщає поршні 4 та 5, зменшуючи при цьому обсяг камер 9 та 11 і збільшуючи обсяг надпорпшевих камер 10 та 12. Самодіючі клапани 13 та 18 закриваються, а самодіючі клапани 14 та 16 відкриваються. Газ чи повітря через трубопровід 15 та самодіючий клапан 14 надходить у надпоршневу камеру 10. Поршень 4 через самодіючий клапан 16 та зрівноважувальний ежектор 17 із штокової камери 9 витісняє газ чи повітря у надпоршневу камеру 12. Одночасно з ємності 20 по трубопроводу 21 через клапан 23, що відкривають, зрівноважу вальний ежектор 17 газ чи повітря надходить у камеру 12. Сумарний газ чи повітря, що надійшло з камери 9 та ємності 20 зрівноважують зустрічний тиск, що з ємності 20 по трубопроводу 26 через відкритий клапан 24 діє на поршень 5. Без особливих зусиль поршень 5 витісняє газ чи повітря з штокової камери 11 через відкритий клапан 24 та трубопровід 26 у ємність 20.Moving in the opposite direction, rod 6 moves pistons 4 and 5, while reducing the volume of chambers 9 and 11 and increasing the volume of supra-piston chambers 10 and 12. Self-acting valves 13 and 18 close, and self-acting valves 14 and 16 open. Gas or air through the pipeline 15 and the self-acting valve 14 enters the superpiston chamber 10. The piston 4 through the self-acting valve 16 and the balancing ejector 17 from the rod chamber 9 pushes gas or air into the superpiston chamber 12. Simultaneously from the tank 20 through the pipeline 21 through the valve 23, that open, balance the shaft ejector 17, gas or air enters the chamber 12. The total gas or air that entered from the chamber 9 and the container 20 balances the counter pressure, which from the container 20 through the pipeline 26 through the open valve 24 acts on the piston 5. Without special the force of the piston 5 displaces gas or air from the rod chamber 11 through the open valve 24 and the pipeline 26 into the container 20.

Таким чином, заявлений поршневий компресор з зрівноваженим зустрічним тиском, що діє на нагнітальний поршень другого циліндра дає можливість використати його в різних галузях народного господарства де є необхідність використання стислого газу чи повітря при мінімальних витратах споживаної енергії. й і | туї ! НІЩО і ти НеThus, the declared piston compressor with a balanced back pressure acting on the discharge piston of the second cylinder makes it possible to use it in various branches of the national economy where there is a need to use compressed gas or air with minimal consumption of energy. and and | Tui! NOTHING and you are not

ЩІ -й !SHI -th!

Пе , пд ВИНИК, фетаттяеевияPe , pd VYNIK, fetattyeeviya

НН ТО -7 Н й Б |! і М У і І у й ' ! шншишнни ! і нини і ними нналинй й іNN TO -7 N and B |! and M U and I u y ' ! shnshishnnny! and now and them nnalyny and and

Її . ! І і я ро 0-й ; Е шана ее - Ї киш . | а ння /; ак ЦДHer . ! And I am the 0th; E shana ee - Yi kish. | a nnia /; ac CD

ВО ру -й | 5 Кс то У ко С--2К-- соді ЗИ Р і і си Кі ре ї НЕ . І і Я т ШЕ 0 о ЩІ уд ї ! я 75 д ї І; Брі;VO ru -y | 5 Ks to U ko S--2K-- sodi ZY R i i sy Ki re i NE . I and I t SHE 0 o SCHI ud y ! I 75 days I; Brie;

Й й р щеY and r more

І ие й щеAnd yes and more

ІК К й ий шеIC K and iy she

Ще р ІEven R. I

НН й Я Б я Я Й ЩЕNN and I B I I AND MORE

З Подухитот я ем ВЕFrom Podukhitot I em VE

МЕМ о МЕ ВШMEM about ME Higher School of Economics

Ки Ге | І тт т '"х ЩЕ х 1 й СЛИНІKi Ge | And tt t '"x STILL x 1 and drool

А Н й Ат г Унннннннннтт Й ї г о 45 ді т І ще тет ух 7 / ща І с, з р-ї АК 2 і нн он ннA N y At g Unnnnnnnnnntt Y y g o 45 di t I still tet uh 7 / shcha I s, z r-i AK 2 i nn on nn

УКUK

Claims

A reciprocating compressor containing two cylinders with a common partition with pistons installed in them, having a common rod and dividing the cylinders into super-piston and rod chambers, while the chambers of the first cylinder are connected through the inlet valves to the inlet line, the chambers of the second cylinder are connected through the outlet valves to injection line, which is characterized by the fact that the pistons are made with the possibility of being set in motion by means of a source of mechanical energy, and the injection line is a container of compressed gas or air, while the above-piston chamber of the first cylinder and the rod chamber of the second cylinder, as well as the rod chamber of the first cylinder and the superpiston chamber of the second cylinder through the exhaust valves of the chambers of the first cylinder and the balancing ejectors are connected to each other, in addition, the balancing ejectors are connected through the balancing valves to the capacity of compressed gas or air, the intake and exhaust valves of the first cylinder are self-acting, and the balancing t and the exhaust valves of the second cylinder are made of the forced type of action.