Способ регулирования производительности поршневого компрессора

 

Сущность изобретения: перепускают часть газа из цилиндра в всасывающую магистраль на такте сжатия через золотниковый распределитель путем периодическогс открытия-закрытия окна распределителя. Открытие окна осуществляют перемещением золотника под действием давления нагнетания . Закрытие окна распределителя осуществляют под действием давления сжатия путем обратного перемещения золотника . 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s>>s F 04 В 49/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ч ,СО

СО

М ,ЬЭ ф (21) 4816619/29 (22) 02.03.90 (46) 15.01.93. Бюл. N 2 (71) Н аучно-иссл едо вател ьс кий институт

"Энергомашиностроение" МГТУ им, Н.Э.Баумана (72) Д, И,Леонов, П.И. Пластин ин и И. В Леонов (56) Авторское свидетельство СССР

N 216024, кл. F 04 В 49/08, 1968, Изобретение относится к компрессоростроению, Расход сжатого газа, например, в тормозных пневматических системах транспортных устройств часто меняется, поэтому использование номинальной производительности компрессора невозможно на всех эксплуатационных режимах работы, В зависимости от способа регулирования производительности компрессора используемая мощность на частичных режимах работы может быть различной, Одним из наиболее простых способов регулирования производительности поршневых компрессоров является выпуск сжатого газа из ресивера в атмосферу или перепуск во всасывающую магистраль.

Способ состоит в следующем. При сокращении расхода газа потребителем давления в ресивере и напорной магистрали возрастают за сче т того, что компрессор обеспечивает практически неизменный приток сжатого газа. Возрастание давления приводит к тому, что открывается байпас„„ Ы „„1788324 А1 (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ПОРШНЕВОГО КОМПРЕССОРА (57) Сущность изобретения: перепускаю1 часть газа из цилиндра в всасывающую ма. гистраль на такте сжатия через золотнико вый распределитель путем периодическогс открытия — закрытия окна распределителя.

Открытие окна осуществляют перемещением золотника под действием давления нагнетания. Закрытие окна распределителя осуществляют под действием давления сжатия путем обратного перемещения золотника. 2 ил, ный клапан и излишек сжатого газа перепускается во всасывающую магистраль . В связи со значительной разностью давлений в ресивере и всасывающей магистрали значительная энергия перепускаемого на всасывание сжатого газа безвозвратно теряется.

Таким образом, независимо от расход газа, отбираемого потребителем из ресивера, потребляемая компрессором мощность остается практически постоянной, что приводит к громадному перерасходу энергии нэ режимах неполной мощности.

Устранение этого недостатка и повыШение экономичности расхода энергии йоршневого компрессора при снижении его производительности можно обеспечить путем организации импульсного перепуска газов в моменты выравнивания давлений в цилиндре и во всасывающей магистрали.

Работа компрессора предлагаемому способу заключается в следующем при движени поршня компрессора вниз от верхней мертвой точки (ВМТ) происходит поступление га1788324 за в цилиндр из всасывающей магистрали через открытый всасывающий клапан; при движении поршня вверх от нижней мертвой точки (HMT) происходит импульсный обратный перепуск газа (без сжатия его до давления в ресивере) из цилиндра во всасывающую магистраль через окна золотника — распределителя; при снижении давления в ресивере за счет падения производительности компрессооа происходит работа по обычному циклу сжатия газа в цилиндре и нагнетание его в ресивер через выпускной клапан, Сравнительный анализ заявляемого способа с прототипом позволяет выявить в предлагаемом способе регулирования производительности поршневого компрессора новые признаки, заключающиеся в том, что закрытие окна распределителя осуществляется в отдельном цикле движения поршня около его нижней мертвой точки под действием давления сжатия путем обратного перемещения золотника.

Целью предлагаемого способа является повышение экономичности поршневого компрессора путем оптимизации периода открытия — закрытия золотникового распределителя.

Указанная цель достигается тем, что способ регулирования производительности поршневого компрессора, включающий перепуск части газа из цилиндра во всасывающую магистраль на такте сжатия через золотниковый распределитель путем периодического открытия и закрытия окна распределителя, при этом открытие окна осуществляется перемещением золотника под действием давления нагнетания; закрытие окна распределителя осуществляется под действием давления сжатия путем обратного перемещения золотника.

Сравнительный анализ предлагаемого способа с аналогичными позволяет установить в них наличие отдельных признаков, однако, заявляемая совокупность приобрела новые свойства, заключающиеся в повышении экономичности поршневого компрессора путем оптимизации периодов открытия — закрытия окон золотникового распределителя.

Предлагаемый способ может быть реализован следующим образом, В цилиндре поршневого компресора устанавливается дополнительный золотниковый распределительный клапан.

На фиг.1 показана диаграмма движения поршня компрессора Sn и диаграмма движения распределительного перепускного клапана S<>, колебания которого происходят под действием изменения давления в

55 цилиндре со сдвигом фаз относительно движения поршня компрессора; на фиг.2 — индикаторная диаграмма поршневого компрессора (кривая 1 — без перепуска, кривая 2 — с импульсным перепуском газа из цилиндра на всасывание), иллюстрирующая энергозатраты на сжатие газа, которые пропорциональны площади под кривой, Среднее перемещение клапана распределителя определяется давлением газа в нагнетательной магистрали, поэтому положение клапана в его нижней мертвой точке (HMT) при колебаниях определяется этим давлением таким образом, что при превышении расчетного давления в нагнетательной магистрали за счет снижения расхода газа потребителем перепускной клапан открывается и соединяет цилиндр и всасывающую магистраль (h — величина перемещения клапана при открытии на фиг,1).

При движении поршня вверх и давление в ресивере выше расчетного клапан из-за запаздывания по фазе движения относительно поршня остается некоторое время „ (определяемое давлением в нагнетательной магистрали) открытым, Поэтому около НМТ поршень при движении AS< BMT не снижает газ, а вытесняет его обратно во всасывающую магистраль, производя импульсный перепуск, продолжительность которого ьо определяется положением клапана S, в его

НМТ, определяемым, в свою очередь, давлением в нагнетательной магистрали. При перепуске поршень компрессора перемещается, не встречая значительного сопротивления, пока перепускной клапан не закрывается, после чего происходит процесс сжатия (кривая 2 фиг.2), При достижении в цилиндре давления нагнетания открывается нагнетательный клапан и сжатый газ вытесняется поршнем в ресивер. При движении поршня компрессора вниз от BMT происходит расширение газа в мертвом пространстве и всасывание новой порции газа через всасывающий клапан.

После снижения давления газа в нагнетательной магистрали до расчетного значения (за счет снижения производительности компрессора на величину перепускаемого количества газа за цикл) клапан — распределитель поднимается закрывая, окна и прекращая перепуск из цилиндра на всасы ва н ие.

B связи с тем, что герепуск газа осуществляется импульсами около HMT поршня компрессора малыми порциями газа на небольшой части хода поршня М, то потери

1788324 а

ЮМ

Составитель Д.Леонов

Техред М.Моргентал Корректор М.Демчик

Редактор А.Пигина

Заказ 64 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 энергии газа за счет перепуска и нагревание его являются минимальными.

Формула изобретения

Способ регулирования производительности поршневого компрессора, включающий перепуск части газа из цилиндра во всасывающую магистраль на такте сжатия через золотниковый распределитель путем периодического открытия — закрытия окна распределителя, при этом открытие окна осуществляется перемещением золотника под действием давления нагнетания, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения

5 экономичности путем оптимизации периодов открытия — закрытия, закрытие окна распределителя осуществляют под действием давления сжатия путем обратного перемещения золотника.