Компрессор с бесконтактным уплотнением поршня

 

1. КОМПРЕССОР С БЕСКОНТАКТНЫМ УПЛОТНЕНИЕМ ПОРШНЯ, содержащий цилиндр и установленный в нем с образованием камеры сжатия и кольцевого зазора поршень, причем цилиндр (поршень) имеет покрытие из легкообрабатываемого материала, отличающийся тем, что, с целью повьшения КПД и надежности работы в широком диапазоне рабочих температур , поршень (цилиндр) снабжен кольцевыми канавками, каждая из которых имеет одну режущую кромку, а величина кольцевого зазора составляет 0,0002-0,001 от. диаметра цилиндра. 2.Компрессор по п. 1, отличающийся тем, чта каждая из режущих кромок расположена со стороны камеры сжатия. 3.Компрессор по п. 1 и 2, отличающийся тем, что кольцевые канавки расположены на участке поршня (цилиндра), имеющем длину, (Л равную ходу поршня.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СООИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(5 ) F 04 В 39/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3632091-/25-06 (22) 25.04.83 (46) 30.03.85. Бюл. В 12 (72) P.С. Михальченко, А.В. Борисенко„

Н.Н. Бычихин, Ю.Н. Золотов и Г.И. Томилко (71) Физико-технический институт низких температур АН УССР (53) 621.512(088.8) (56) 1. Патент ФРГ У 2409877, кл. F 04 В 39/00, опублик. 1978. (54)(57) 1. КОМПРЕССОР С БЕСКОНТАКТHblM УПЛОТНЕНИЕМ ПОРШНЯ, содержащий цилиндр и установленный в нем с образованием камеры сжатия и кольцевого зазора поршень, причем цилиндр (поршень) имеет покрытие из легко„„Я0„„1147847 А обрабатываемого материала, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения КПД и надежности работы в широком диапазоне рабочих температур, поршень (цилиндр) снабжен кольцевыми канавками, каждая из которых имеет одну режущую кромку, а величина кольцевого зазора составляет

0,0002-0,001 от. диаметра цилиндра.

2. Компрессор по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что. каждая из режущих кромок расположена со стороны камеры сжатия.

3. Компрессор по п. 1 и 2, о т— л и ч а ю шийся тем, что кольцевые канавки расположены на участке поршня (цилиндра), имеющем длину, равную ходу поршня.

1147847

Изобретение относится к компрессоростроению и касается компрессоров с бесконтактным уплотнением поршня.

Наиболее близким к изобретению является компрессор с бесконтактным уплотнением поршня, содержащий цилиндр и установленный в нем с образованием камеры сжатия и кольцевого зазора поршень, причем цилнндр (поршень) имеет покрытие из легкообраФО батываемого материала (1 3.

Однако этот компрессор с бесконтактным уплотнением поршня характеризуется недостаточно высоким КПД и низкой надежностью работы в широ- 15 ком диапазоне рабочих температур.

Цель изобретения — повышение КПД и надежности работы в широком диапазоне температур.

Указанная цель достигается тем, 2р что в компрессоре с бесконтактным уплотнением поршня, содержащем цилиндр и установленный в нем с образованием камеры сжатия и кольцевого зазора поршень, причем цилиндр (пор- 25 шень) имеет покрытие из легкообрабатываемого материала, поршень (цилиндр) снабжен кольцевыми канавками, каждая из которых имеет одну режущую кромку,- а величина кольцевого зазора Зр составляет 0,0002-.0,001 от диаметра цилиндра.

При этом каждая из режущих кромок расположена со стороны камеры сжатия.

Кольцевые канавки расположены на . участке поршня (цилиндра), имеющем длину, равную ходу поршня, На фиг. 1 схематично изображен предлагаемый компрессор, продольный 4р разрез; на фиг. 2 — узел 1 на фиг. 1.

Компрессор с бесконтактным уплотнением поршня содержит цилиндр 1 и установленный в нем с образованием 45 камеры 2 сжатия и кольцевого зазора

3 поршень 4, причем цилиндр 1 (поршень 4) имеет покрытие 5 из легкообрабатываемого материала. Поршень 4 (цилиндр 1) снабжен кольцевыми ка- 5О навками 6, каждая из которых имеет одну режущую кромку 7, а величина кольцевого зазора 3 составляет

0,0002-0,001 от диаметра цилиндра i.

При этом каждая из режущих кромок 55

7 расг.оложена со стороны камеры 2 сжатия, а кольцевые канавки 6 распо-. ложены на у1гастке поршня 4 (цилиндра 1), имеющем длину, равную ходу поршня 4.

Компрессор работает следующим образом.

При возвратно-поступательном движении поршня 4 в цилиндре 1 проис= ходит попеременное всасывание газа в камеру 2 сжатия и последующее его нагнетание потребителю.

По мере выхода на определенный режим компрессора его поршень 4 и цилиндр 1 прогреваются. Кольцевой зазор .3 при этом выбирается вследствие более интенсивного прогрева поршня 4 до тех пор, пока не уменьшится до нуля. При дальнейшем прогреве покрытие 5 поршня 4 входит в контакт с режущей кромкой 7 канавки 6, что приводит к срезанию материала покрьггия 5 при каждом возвратно-поступательном движении поршня 4.

Так как по длине поршня 4 существует определенный градиент температур, то в контакт с режущей кромкой 7 канавки 6 вступает вначале самая нагретая верхняя часть поршня 4, а затем, по мере роста температуры поршня 4, постепенно в контакт с ией вступает вся его рабочая, поверхность.

После остановки компрессора поршень

4 и цилиндр 1 охлаждаются и кольцевой зазор 3 восстанавливается и увеличивается по сравнению с его первоначальным значением на величину срезанного материала покрытия 5. Так как величина срезанного материала покрытия 5 по длине поршня 4 неодинакова, то зазор 3 между поршнем 4 и цилиндром 1 уменьшается в. направлении от камеры 2 сжатия по образующей поршня 4.

В случае внезапного изменения температурного режима, выходящего за диапазон рабочих режимов, и касания поршнем 4 поверхности цилиндра

1, происходит срез покрытия 5 поршня 4, что предотвращает его заклини- вание в цилиндре 1.

Изобретение предполагает выполнение легкообрабатываемого покрытия

5 на цилиндре 1, а канавок 6 с режущей кромкой 7 — в теле поршня 4.

Работа компрессора в этом случае аналогична описанному выше за исключением того, что зазор 3 будет формироваться за счет среза покрьггия 5, находящегося на поверхности цилиндра 1.

114 7847

Составитель В.Федоров

Редактор M.Òoâòèí Техред M.Êóçüìà Корректор Н.Король

Заказ 1549/30

Тираж 586 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиап ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Такое выполнение компрессора с бесконтактным уплотнением поршня позволяет получить оптимальную форму и размеры поршня (цилиндра) во всех его сечениях в широком диапазоне температур и оптимальную величину кольцевого зазора по всей длине поршня цилиндра, обеспечивающую минима-. льные утечки рабочего газа и предотвращающую его заклинивание в цилиндре, что обеспечивает повышение КПД и надежность работы в широком диапазоне температур.