Многоцилиндровый поршневой бесшатунный компрессор

Изобретение предназначено для использования в области аэрокосмической и нефтегазовой промышленности, энергетики для сжатия газообразных сред и сред агрессивных газов. Механизм привода компрессора состоит из ведущего колеса, выполненного в виде двух цилиндров аксиального типа, большее из которых имеет обод трапецеидальной формы. Ведущее колесо соединено с поршнями при помощи направляющих, имеющих со стороны поршней головки, а со стороны ведущего колеса направляющий паз. Создано устройство, обладающее малой массой, малыми габаритами и имеющее малое количество подвижных частей за счет применения бесшатунного механизма с круговыми звеньями. Повышается мощность компрессора на единицу его массы, и уменьшаются его габариты. 6 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения аэрокосмической и нефтегазовой промышленности, энергетики, в частности, к поршневым компрессорам для сжатия газообразных сред и в том числе сред агрессивных газов.

Известен двигатель внутреннего сгорания с бесшатунным механизмом, содержащий рабочий вал с отбором мощности в его средней части и имеющий отверстие, смещенное на 1/4 хода поршня (см. патент РФ №2222704, 2004 г.), также известен двигатель внутреннего сгорания с бесшатунным механизмом, в котором расположен составной вал, включающий рабочий коленвал и расположенные на противолежащих его сторонах эксцентрические втулки с эксцентрическими шейками (см. патент РФ №2222705, 2004 г.).

Наиболее близким по технической сути к предлагаемому устройству является бесшатунный двигатель с двухсторонним рабочим процессом в цилиндрах (см. С.С.Баландин. Бесшатунные двигатели внутреннего сгорания изд. 2-е, доп. М., 1972 г., с.176. рис.15). Недостатком такого устройства являются значительные габариты, движение поршней происходит в различных плоскостях, значительное количество подвижных частей.

Техническая задача: создание устройства, обладающего небольшой массой, малыми габаритами и имеющего малое количество подвижных частей за счет применения бесшатунного механизма с круговыми звеньями.

Технический результат - повышение мощности компрессора на единицу его массы и уменьшение габаритов компрессора.

Технический результат достигается тем, что отсутствуют шатуны, механизм привода компрессора состоит из ведущего колеса, выполненного в виде двух цилиндров аксиального типа, большее из которых имеет обод трапецеидальной формы. Ведущее колесо соединено с поршнями при помощи направляющих, имеющих со стороны поршней головки, а со стороны ведущего колеса направляющий паз.

Вся конструкция механизма и его движение происходят в одной плоскости, а электродвигатель может располагаться внутри ведущего колеса.

На фиг.1 изображен многоцилиндровый поршневой бесшатунный компрессор, на фиг.2 - крепление направляющей к большому цилиндру колеса, на фиг.3 - крепление направляющей к поршню, на фиг.4 - направляющие, на фиг.5 - направляющая поршня, на фиг.6 - поршень.

Компрессор содержит корпус 1, поршень с кольцами 2, впускной и выпускной клапаны 3, направляющие поршня 4, ведущее колесо, выполненное в виде двух цилиндров аксиального типа 5, где 5.1 - малый цилиндр, приводимый в движение от привода, и 5.2 - больший цилиндр, приводимый в движение от малого цилиндра, внешняя часть которого выполнена в виде трапецеидального обода, направляющие поршня состоят из двух деталей 4.1 и 4.2, соединение этих деталей производится с помощью болтового соединения, при этом эти детали образуют направляющий паз 7.1 (см. фиг 5). Деталь 4.1 имеет головку 8, которая входит в контакт пазом 7.2, выполненным в поршне 2.

Устройство работает следующим образом.

Привод приводит колесо 5 в движение вокруг центральной оси О. Малый цилиндр 5.1 приводится в движение от привода, больший цилиндр 5.2 (большего диаметра) колеса 5 вращается вокруг оси О и своей внешней частью в виде трапецеидального обода входит в контакт с направляющими, которые состоят из двух деталей 4.1 и 4.2, заставляет направляющие поршня совершать поступательное движение (см. Тарг С.М. Краткий курс теоретической механики. Учебник для втузов. 11-е изд., испр. - М.: Высшая школа, 1995 г., с.117). Головкой 8 направляющие 4 контактируют с поршнем 2, имеющим в теле направляющий паз 7.2, заставляя поршень 2 совершать возвратно-поступательное движение.

Варианты исполнения привода.

1. Привод находится в самом механизме компрессора, в этом случае применяется смазка на магнитной основе, для этого необходимо с внешней стороны втулки закрепить постоянные магниты в виде параллелепипедов, что позволит уменьшить расход смазочного материала.

2. Привод находится вне компрессора, т.е. компрессор получает вращение от вала, в этом случае применяется обычная подача масла в картерном исполнении.

Компрессор имеет повышенную мощность на единицу массы и уменьшенные габариты по сравнению с традиционной кривошипно-шатунной схемой привода движения.

Положительный эффект достигается тем, что отсутствуют шатуны, вся конструкция механизма и его движение происходят в одной плоскости, а электродвигатель может располагаться внутри ведущего колеса.

Поршневой бесшатунный многоцилиндровый компрессор, содержащий корпус, впускные и выпускные клапаны, поршни с кольцами, отличающийся тем, что механизм привода компрессора состоит из ведущего колеса, выполненного в виде двух цилиндров аксиального типа, большее из которых имеет обод трапецеидальной формы, а ведущее колесо соединено с поршнями при помощи направляющих, имеющих со стороны поршней головки, а со стороны ведущего колеса направляющий паз.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к двигателестроению, в частности, к двигателям внутреннего сгорания с качающимися рабочими органами. .

Изобретение относится к области машиностроения. .

Изобретение относится к холодильной технике. .

Изобретение относится к машиностроению, в том числе к моторостроению, компрессоростроению, насосостроению и т.д., и может быть использовано в объемных машинах, преобразующих энергию рабочей среды - жидкости или газа, например, в роторно-поршневых двигателях внутреннего сгорания с циклами типа Отто, Дизеля или в трохоидных двигателях типа Ванкеля.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в различных машинах и механизмах, в частности в бесшатунных поршневых двигателях, компрессорах, а также в планетарных, в том числе дифференциальных, передачах различного назначения.

Изобретение относится к компрессорным машинам объемного типа. .

Изобретение относится к компрессорным машинам объемного типа. .

Изобретение относится к энергетическим машинам и может быть использовано в качестве компрессоров, насосов, детандеров, двигателей. .

Изобретение относится к поршневым компрессорам и к другим поршневым машинам объемного вытеснения газов, например к ДВС

Изобретение относится к области компрессоростроения, а именно к поршневым многоцилиндровым компрессорам возвратно-поступательного конструктивного исполнения с бесшатунным механизмом

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к поршневым ротативным машинам объемного вытеснения для производства сжатого газа, и может быть использовано в качестве компрессорной ступени вместо динамического компрессора в составе газотурбинных установок. Ротативный компрессор включает кольцевой блок цилиндров, размещенные в цилиндрах поршни, механизм взаимного возвратно-поступательного перемещения поршней и цилиндров и клапанное устройство. Клапанное устройство обеспечивает подачу и отвод газа из полостей, образованных между цилиндрами и поршнями. Поршни и цилиндры выполнены в виде полых стаканов, имеющих дно и обечайку, при этом поршни помещены своими открытыми торцами внутрь цилиндров с гарантированным зазором между обечайками поршней и цилиндров. Указанный зазор и частично указанная полость заполнены жидкостью. При вращении блока цилиндров жидкость компенсирует разницу давления газа внутри поршня и давления на поверхности жидкости в зазоре за счет разницы статических давлений столбов жидкости в полостях и в зазорах. Изобретение позволяет повысить эффективность работы компрессора за счет уменьшения потерь на трение и приближения процесса сжатия газа к изотермическому процессу. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания, поршневых компрессорах, насосах, а также в механизмах преобразования вращательного движения приводного вала в возвратно-поступательное движение поршней и наоборот. Оппозитный кривошипно-планетарный поршневой механизм бесшатунного типа, включает в себя картер (7) с цилиндрами (11), в котором размещены штоки (9) с поршнями (11) и приводной вал с ведущей шестерней. Ведущая шестерня находится в зацеплении с ведомой шестерней, жестко установленной в корпусе кривошипов. В механизме имеются оппозитно установленные кривошипы (5) преобразующие вращательное движение приводного вала в возвратно-поступательное перемещение штоков (9) с поршнями (10) в цилиндрах (11). Раскрыт вариант выполнения оппозитного кривошипно-планетарного поршневого механизма бесшатунного типа и система оппозитных кривошипно-планетарных поршневых механизмов бесшатунного типа. Технический результат заключается в упрощении конструкции и в повышении производительности. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к системам и способам гашения пульсаций, создаваемых оборудованием с возвратно-поступательным движением. Содержит демпфер пульсаций для сведения к минимуму неблагоприятного воздействия пульсирующих волн, создаваемых поршневым компрессором в технологической текучей среде. Демпфер пульсаций может быть установлен вблизи источника пульсирующих волн и вне основного пути движения технологической текучей среды, сжимаемой внутри поршневого компрессора. В некоторых вариантах осуществления демпфером пульсаций может являться клапанная камера для гашения пульсаций, в которой по меньшей мере частично помещается клапанное устройство поршневого компрессора. Клапанная камера для гашения пульсаций может быть заполнена гасящим пульсации материалом, таким как проволочная сетка, вязкоупругий материал, эластомер или их сочетание. Снижается расход энергии поршневым компрессором. За счет использования клапанных камер для гашения пульсаций снижена общая стоимость поршневого компрессора с установкой. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области воздушных компрессоров, выполненных с возможностью использования на рельсовых транспортных средствах. Компрессор включает составной корпус. Первый поршневой цилиндр поддерживается в первом отверстии в корпусе компрессора. Второй поршневой цилиндр поддерживается во втором отверстии в корпусе компрессора и соединен по текучей среде с первым поршневым цилиндром. Составной узел коленчатого вала поддерживается посредством корпуса компрессора. Узел коленчатого вала соединен с поршнями первого и второго поршневых цилиндров посредством соответствующих шатунов. Шатуны соединяются с поршневым пальцем, связанным с каждым из поршней. Поршневые пальцы поддерживаются посредством втулки с сухой смазкой на соответствующем поршне. Корпус компрессора может содержать по меньшей мере первую часть корпуса и вторую часть корпуса. Первая часть корпуса и вторая часть корпуса могут образовать соответствующие половины корпуса компрессора, которые скреплены вместе механическими крепежными средствами. Снижается стоимость изготовления, упрощены сборка и изготовление. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 13 ил.
Наверх