Ротационный компрессор

 

Использование: в системах, предназначенных для нагнетания газов, в частности в ротационных компрессорах. Цель: снижение вибрации компрессора. Сущность изобретения: компрессор содержит корпус с окнами всасывания и нагнетания, рабочей камерой синхронизации, размещенные в корпусе.концентричные валы, на каждом из которых закреплены поршни секторного типа , имеющие торцевые, цилиндрические и радиальные поверхности, .в камере синхронизации размещен механизм синхронизации валов, а по меньшей мере один из поршней выполнен пустотелым, при этом во внутренней полости пустотелого поршня размещен противовес, который жестко связан с поршнем и расположен с ним по разные стороны от оси вращения, причем центры тяжести поршня и противовеса лежат на одной прямой, перпендикулярной оси вращения валов и пересекающей ее, а их моменты инерции равны между собой. Противовес и поршень могут быть жестко связаны между собой посредством дополнительно установленных в компрессоре торцевых дисков. Положительный эффект: снижение вибрации компрессора. 1 з.п. флы. 4 ил. ел С

СО 03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 04 С 18/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

О

С (21) 4804502/29 (22) 20.03.90 (46) 15.01.93. Бюл. N. 2 (71) Омский политехнический институт (72) В,Л.Юша и С.1О.Пахртин (56) Авторское свидетельство СССР

N 1656165, кл. F 04 С 18/00, 1990. (54) РОТАЦИОННЫЙ КОМПРЕССОР (57) Использование: в системах. предназначенных для нагнетания газов, в частности в ротационных компрессорах. Цель. снижение вибрации компрессора, Сущность изобретения: компрессор содержит корпус с окнами всасыванию и нагнетания, рабочей камерой синхронизации, размещенные в корпусе концентричные валы. на каждом из которых закреплены поршни "екторного типа, имеющие торцевые. цил ндрические и

Изобретение относится к компрессоростроению и предназначено для сжатия и перемещения газа из области низкого давления в область высокого давления.

Известна конструкция ротационного компрессора, содержащего корпус с рабо чей камерой и окнами газораспределения, концентричные валы, размещенные в корпусе, пустотелые поршни секторного типа, установленные на валах с образованием в рабочей камере торообразных рабочих ячеек, и механизм привода поршней (Патент

США ¹ 2673027, кл. 418 — 38, 1954), Недостатком такого компрессора является то, что поршни являются неуравновешенными вращающимлся массами, что приводит к вибрации компрессора при его работе. Их уравнов. шивание возможно пу„, БЫ„„1788327 А1 радиальные поверхности,.в камере синхронизации размещен механизм синхронизации валов, а по меньшей мере один из поршней выполнен пустотелым, при этом во внутренней полости пустотелого поршня размещен противовес, который жестко связан с поршнем и расположен с ним по разные стороны от оси вращения, причем центры тяжести поршня и противовеса лежат на одной прямой, перпендикулярной оси вращения валов и пересекающей ее, а их моменты инерции «авны между собой.

Противовес и поршень могут быть жестко связаны между собой госредством дополнительно установленных в компрессоре торцевых дисков. П?ëожительный эффект: снижение вибрации компрессора. 1 з.п. флы. 4 ил, тем устанозки дополнительных противовесов на валэх, что приведет к увеличению массы и габаритов компрессооа.

Наиболее близкой является известная конструкция ротационного компрессора, содержащего корпус с рабочей камерой и окнами газораспределения,концентричные валя, размещенные в корпусе, пустотелые составные поршни секторного тйпа, содержащие несущую и покрывающую части и установленные на валах с образованием в рабочяей камере торообразных рабочих ячеек, и механизм синхронизации валов и поршней.По сравнению с аналогом в этой конструкции вибрационные нагрузки могут быть значительно снижены за счет того, что покрывающая часть поршней выполнена из легкого конструкционного материала (на1788327

55 пример, фторопласта). Однако полностью вибрация в этой конструкции не устранена, так как поршни остаются неуравновешенными, Целью изобретения является снижение вибрации.

Поставленная цель достигается тем, что ротационный компрессор содержит корпус с окнами всасывания и нагнетания, рабочей камерой и камерой синхронизации, размещенные в корпусе концентричные валы, на каждом из которых закреплены поршни секторного типа, имеющие торцевые, цилиндрические и радиальные поверхности, при этом в камере синхронизации размещен механизм синхронизации валов, а по меньшей мере один из поршней выполнен пустотелым, и компрессор снабжен противовесом, размещенным во внутренней полости пустотелого поршня, при этом противовес и поршень, расположенные по разные стороны от оси вращения, жестко связаны между собой, их центры тяжести лежат на одной прямой, перпендикулярной оси вращения валов и пересекающей ее, а их моменты инерции равны между собой.

В ротационном компрессоре противовес и поршень жестко связаны между собой посредством дополнительно установленных в компрессоре торцевых дисков.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемое техническое решение содержит ряд конструктивных признаков. связанных с устройством поршней, противовесов и валов, которых нет в прототипе. Это позволяет сделать вывод о том, что заявляемое техническое решение соответствует критерию

"новизна".

Из анализа существующей патентной и научно-технической литературы известно техническое решение, касающееся ротационного компрессора с концентричными роторами, в котором поршни секторного типа полностью уравновешены противовесами, закрепленными на роторах. B этом устройстве противовесы размещены во внутренних полостях роторов, поэтому его реализация связана с необходимостью существенного увеличения габаритов (диаметра) роторов. и, следовательно, массы и габаритов компрессора в целом при сохранении постоянного описанного объема рабочих ячеек, В отличие от известного устройства, в предлагаемом техническом решении противовесы размещены в полостях поршней секторного типа, что позволяет не изменять геометрию рабочей камеры и, следовательно, не ухудшать массо-габаритные параметры компрессора. То есть предлагаемая совокупность заявляемых конструктивных признаков для достижения поставленной цели в настоящее время не известна, что позволяет признаки, отраженные в формуле изобретения, считать существенными, На фиг.1, 2 показан заявляемый компрессор, в котором оба поршня выполнены пустотелыми, и к одному из поршней присоединены диски с противовесом; на фиг.3, 4 показан заявляемый компрессор с одним пустотелым поршнем и установленными на нем дисками с противовесом, состоящим из двух раздельных элементов, Ротационный компрессор (фиг.1, 2) содержит корпус 1 с рабочей камерой 2 и камерой синхронизации (условно не показана), окнами всасывания 3 и нагнетания 4, размещенные в корпусе 1 валы 5, 6, на которых закреплены поршни 7, 8, каждый из которых имеет две торцевые, две цилиндрические и две радиальные поверхности, а в камере синхронизации размещен механизм синхронизации валов (условно не показан), взаимодействующий с приводным валом 9 компрессора. В представленном на чертежах варианте конструкции оба поршня

7,8 выполнены пустотелыми. В полости поршня 7 размещен противовес 10, жестко соединенный с валом 6 и поршнем 8. При этом поршень 8 и противовес 10 имеют равные моменты инерции, а их центры тяжести лежат в одной плоскости. перпендикулярной оси вращения валов 5, 6, В полости поршня

8 размещен противовес 11, жестко соединенный с дисками 12, 13, которые, в свою очередь, жестко соединены с поршнем 7 и валом 5. При этом поршень 7 и противовес

11 имеют равные моменты инерции, а их центры тяжести лежат в одной плоскости, перпендикулярной оси вращения валов 5. 6 и на одной прямой, проходящей через эту ось, На фиг.3, 4 представлен вариант конструкции ротационного компрессора, в которой поршень 7 выполнен пустотелым, а поршень 8 — сплошным, При этом противовес поршня 7 состоит из двух раздельных элементов 14, 15, закрепленных на дисках

12, 13. Поршень 7 меет момент инерции, равный сумме моментов инерции элементов

14, 15; а приведенный центр тяжести элементов 14, 15 лежит в одной плоскости с центром тяжести поршня 7 и на одной прямой, проходящей через ось вращения валов

5, 6.

Ротационный компрессор (фиг.1, 2, 3, 4) работает следующим образом. При вращении приводного вала 9 крутящий момент через механизм синхронизации передается

1788327

Ю на валы 5, 6 и поршни 7, 8. При этом поршни

7, 8 вращаются в камере 2 с переменной угловой скоростью так, что образованные ими торообразные рабочий ячейки периодически изменяют свой объем от минимальной величины до максимальной и наоборот. При этом в камере 2 осуществляется цикл компримирования рабочего газа, при котором газ всасывается через окно 3 и выталкивается через окно 4. При вращении вала 6 на поршень 8 и противовес 10 действуют равные и противоположные направленные центробежные силы, уравновешивающие друг друга, вследствие чего на корпус 1 не передаются никакие знакопеременные нагрузки, что практически исключает вибрацию компрессора. То же самое происходит и при вращении взаимно уравновешенных поршня 7 и противовеса 11 (или составных частей

14 и 15 противовеса, рассмотренных во втором варианте конструкции). При этом важно отметить, что полная уравновешенность поршней 7, 8 и, следовательно, полная ликвидация вибрации компрессора обеспечивается без увеличения габаритов компрессора при неизменном объеме рабочей камеры, что выгодно отличает предлагаемое устройство от других схем уравновешивания поршней роторов.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет обеспечить снижение вибрации компрессора за счет уравновешивания поршней путем размещения противовесов в полостях этих поршней, По сравнению с прототипом вибрация компрессора может быть снижена на 100%.

Формула изобретения

1. Рота цион н ый комп рессор, содержащий корпус с окнами всасывания и нагнетания, рабочей камерой и камерой

10 синхронизации, размещенные в корпусе концентричные валы, на каждом из которых закреплены поршни секторного типа, имеющие торцевые, цилиндрические и радиальные поверхности, при этом в камере

15 синхронизации размещен механизм синхронизации валов, а по меньшей мере один из поршней выполнен пустотелым, о т л ич а ю щ и.й с я тем, что, с целью снижения вибрации, компрессор снабжен противове20 сом, размещенным во внутренней пблости пустотелого поршня. при этом противовес и поршень, расположенные по разные стороны от оси вращения. жестко связаны между собой, их центры тяжести лежат на одной

25 прямой, перпендикулярной оси вращения валов и пересекающей ее. а их моменты инерции равны между собой.

2. Компрессор no n.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что противовес и поршень жестко

30 связаны между собой посредством дополнительно установленных в компрессоре торцевых дисков.

1788327

А-А

1788327

Составитель В.Юша

Техред М.Моргентал

Редактор А.Пигина

Корректор M.Äåì÷èê

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

Заказ 64 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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