Свободнопоршневой компрессор

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОциАлистических

РЕСПУБЛИК Ы, 1753031 Al (Я)5 Г 04 В 35/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ", ;:, „;;"". ;;",- ;:", "

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг. f (21) 4826244/29 (22) 15.05.90 (46) 07.08,92. Бюл. N 29 (71) Барнаульский завод транспортного машиностроения (72) А.И, Чемерис (56) Патент США N3089425,,кл. 417-413, опублик, 1964. (54) СВОБОДНОПОРШНЕВОЙ КОМПРЕССОР (57) Использование: в качестве топливоподкачивающего насоса двигателя внутреннего сгорания. Сущность изобретения: в цилиндре 1 установлен с образованием двух камер рабочий орган. Ротор 4 установлен с возможностью вращения и выполнен в виде кольца, состоящего по меньшей мере из двух пар диаметрально противоположных постоянных магнитов 5 — 8, пары которыхоб-ращены друг к другу одноименными полюсами. Соседние магниты обращены внутрь кольца разноименными полюсами. Цилиндр

1 расположен внутри ротора 4. Рабочий орган выполнен в виде поршня 3 из постоянного магнита с явно выраженными полюсами на торцах. Между цилиндром 1 и ротором 4 установлена герметичная перегородка 15, 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1753031

Изобретение относится к компрессоростроению и может быть применено в конструкции компрессоров со свободно установленным поршнем, а также в качестве насоса для перекачки жидкости, например в качестве топливоподкачивающего насоса двигателя внутреннего сгорания.

Известен свободнопоршневой компрессор, содержащий корпус, установленный в нем приводной вал, соединенный с электродвигателем, цилиндр, снабженный клапанами и полуосями, сочлененными кривошипами, один из которых закреплен на приводном валу, и свободно установленный в цилиндре поршень с уплотнением, компрессор снабжен вторым цилиндром, расположенным оппозитно первому относительно приводного вала, полуоси цилиндров закреплены на их боковых поверхностях 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 соот,ветственно центральным зубчатым колесом, расположенным концентрично валу, и взаимодействующими с ним сателлитами, При вращении приводного вала сателлиты обкатываются по колесу, При этом изменяется положение цилиндров относительно приводного вала, Поперемен- ное перемещение поршня осуществляется под действием центробежной силы.

Н едостатком этой конструкции я вляется то, что устройство свободнопоршневого компрессора является весьма сложным и не обеспечивает герметичность между компрессором и его приводом, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой конструкции является свободнопоршневой компрессор, содержащий цилиндр с установленным в нем с образованием двух камер рабочий орган и ротор, установленный с возможностью вращения и выполненный в виде кольца, состоящего по меньшей мере из двух пар лиаметрал ьно и роти воположн ых постоя нных магнитов, при этом пары магнитов обращены одна к другой одноименными полюсами, а соседние магHkTbl обращены внутрь кольца разноименными полюсами, Недостатком известного ком и рессора являетсяо недостаточная компактность, что не йозволяет использовать его в конструкциях, требующих жесткого ограничения габаритов. Кроме того, известному компрессору присуща недостаточная эффективность изза слабого усилия рабочего органа, так как при работе компрессора рабочий орган и ротор для взаимного отталкивания и притя5

50 жения во время работы используют только один полюс диаметрально противоположных постоянных магнитов. Работают только обращенные друг к другу полюса постоянных магнитов рабочего органа и ротора, а противоположные им полюса магнитов в работе не используются. Поэтому магнитная сила, создающая давление в цилиндре, невелика, что снижает эффективность насоса.

Цель изобретения — повышение компактности и эффективности путем увеличения приводного усилия рабочего органа, повышение надежности.

Указанная цель достигается тем, что в свободнопоршневом компрессоре. содержащем цилиндр с установленным в нем с образованием двух камер рабочий орган и ротор, установленный с возможностью вращения и выполненный в виде кольца, состоящего по меньшей мере из двух диаметрально противоположных постоянных 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 поршня из постоянного магнита с явно выраженными полюсами на торцах, Между цилиндром и ротором установлена герметичная перегородка.

На фиг. 1 изображен свободнопоршневой компрессор, поперечный разрез; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг, 1, Свободнопоршневой компрессор состоит иэ цилиндра 1, во внутреннем отверстии 2 которого, закрытом с двух сторон, расположен рабочий орган, выполненный в виде поршня 3 из постоянного магнита с явно выраженными полюсами на торцах.

Цилиндр 1 расположен внутри ротора 4, выполненного в виде кольца, состоящего из двух пар диаметрально противоположных постоянных 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 магниты б и S обращены друг к другу одноименными полюсами S. Ротор 4 имеет возможность вращения вокруг своей оси и приводится от какого-либо источника энергии (например, электродвигателя). По обеим сторонам отверстия 2 в цилиндре 1 размещены попарно клапаны 9-12, выполненные в виде подпружиненных шариков, К клапанам 9 и 11 подведено отводящее отверстие

13, а к клапанам 10 и 12 — подвоДящее отверстие 14. Между цилиндром 1 и ротором

4 установлена герметичная перегородка 15.

1753031

Свободнопоршневой компрессор работает следующим образом.

Ротор 4, .приводимый во вращение от какого-либо источника энергии, например электродвигателя, равномерно вращается по часовой стрелке (кольцо может вращаться и против часовой стрелки, на работе комг:рессора это не отражается), Допустим, что первоначально все деталк .омпрессора занимали положение, изобрэженкое нэ фиг, 1, т.е. напротив торца поршня 3 с полюсом S расположен магнит

5 с обращенным к поршню 3 полюсом N„э напротив торца поршня 3 с полюсом N расположен магнит 7 с обращенным к поршню полюсом N. Обращенные друг к другу разноименные торцы поршня 3 и магнита 5 взаимно притяглваются, э обращенные друг к другу одноименные торцы поршня 3 и магнита 7 отталкиваются 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 полюсом S, а магнит 6 с обращенным к цилиндру

1 полюсом S занимает положение напротив торца поршня 3 с полюсом N.

Поршень, притягиваясь к магниту 6 и отталкиваясь от магнита 8, перемещается вправо, сжимая газ (или жидкость) правой полости отверстия 2, Гэз (жидкость), сжимаясь под действием поршня 3, открывает клапан 9 и выходит в отводящее отверстие 13.

В левой части отверстия 2 за поршнем создается разрежение, открывается клапан 12 и в левую часть отверстия 2 через подводящее отверстие 14 заходит новая порция газа (жидкости), Поршень 3 занимает крайнее правое положение, При дальнейшем вращении ротора 4 магнит 7 занимает положение напротив торца поршня 3 с полюсом S„а магнит 5 занимает положение напротив торца поршня 3 с полюсом N, Расположенные напротив друг друга торец магнита 5 и торец поршня 3 с полюсами N взаимно отталкиваются, а торец магнита 7 и торец поршня 3 с полюсом S притягиваются друг к другу. Поршень 3 начинает двигаться влево.

Газ (жидкость), размещенный в левой части отверстия 2, сжимаясь под действием поршня 3, открывает клапан 11 и выходит через отверстие 13. Одновременно в правой части отверстия 2 возникает разрежение, открывается клапан 10 и через отверстия 14 в правую часть отверстия 2 заходит новая порция газа (жидкости). Поршень 3 занимает крайнее левое положение.

При вращении ротора 4 поршень 3 под

5 действием магнитных сил совершает возвратно-поступательное движение.

Между цилиндром 1 и ротором 4 установлена герметичная перегородка 15, которая обеспечивает полную герметичность

10 между приводом компрессора и самим компрессором беэ применения уплотняющих устройств типа манжет и других трущихся уплотнений, ненадежных и быстро выходящих из строя. Это имеет огромное значение

15 там, где требуется герметичность, например, в подводной и космической техник» (например, приводной электродвигатель с ротором 4,кэходится внутри герметичного корпуса, а сам насос снаружи).

20 Предлагаемый свободнопоршн=. ой компрессор благодаря использованию магнитных сил имеет предельную простоту. Использование предлагаемого свободнопоршневого компрессора позво25 ляет повысить компэктоность и эффективность путем увеличения приводного усилия . рабочего органа, повысить надежность, что обеспечивает получение значительного экономического эффекта, 30

Формула изобретения

1. Свободнопоршневой компрессор, содержащий цилиндр с установленным в нем

35 с образованием двух камер рэбочи м органом и ротор, установленный с возможностью вращения и выполненный в виде кольца, состоящего из по меньшей мере двух пар диаметрально противоположных

40 постоянных магнитов, при этом пары магнитов обращены одна к другой одноименными полюсами, а соседние магниты обращены внутрь кольца разноименными полюсами, отличающийся тем, что, с

45 целью повышения компактности и эффективности путем увеличения приводного усилия рабочего органа, цилиндр расположен внутри ротора, а рабочий орган выполнен в виде поршня из постоянного магнита с явно

50 выраженными полюсами на торцах.

2. Компрессор по и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что с целью повышения надежности, между цилиндром и ротором установле55 на герметичная перегородка.

Составитель А.Черемис

Техред М. Моргентал Корректор Н.Ревская

Редактор Н.Тупица

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2747 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС

ГКНТ СССР .

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