Роторно-поршневой компрессор или вакуум-насос

Изобретение относится к компрессорному и вакуумному машиностроению. Компрессор или вакуум-насос роторно-поршневого типа содержит эпитрохоидный корпус с передней и задней боковыми крышками, ротор, расположенный внутри корпуса с образованием рабочих камер переменного объема. Для содержания смазки и крепления компрессора используется картер. Ведущая шестерня закреплена на валу, а ведомая - на оси, закрепленной в переднем или заднем фланце картера, с возможностью постоянного нахождения в масле. Ведомая шестерня служит для разбрызгивания масла и образования масловоздушной смеси, которая поступает в рабочие камеры через дозирующее осевое отверстие в задней крышке, средний коренной подшипник, роторный(ые) подшипник(и) и радиальные каналы, выполненные на рабочих поверхностях крышек. Для смазки переднего коренного подшипника в радиальном канале передней крышки выполнен осевой канал, а также радиальный канал в самой крышке и в центрирующем посадочном пояске крышки подшипника. В кольцевом зазоре между валом и задней крышкой установлено одно или два разрезных пружинных уплотнительных кольца. Изобретение направлено на обеспечение надежной работы компрессора, упрощение его конструкции, более полного использования объема картера. 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Изобретение касается компрессорного и вакуумного машиностроения и может быть использовано в воздушных, газовых, холодильных установках, кондиционерах.

Преимущество роторно-поршневых машин, в том числе компрессоров и вакуум-насосов (далее роторно-поршневых компрессоров), перед поршневыми состоит в отсутствии элементов с возвратно-поступательным движением, что позволяет обеспечить лучшие удельные показатели по массе и габаритам, снижение уровня вибраций и шума при сохранении долговечности, надежности и энергопотреблении на уровне лучших мировых образцов поршневых компрессоров аналогичного класса и назначения и, кроме того, более низкую стоимость изготовления, обслуживания и ремонта.

Известны роторно-поршневые компрессоры, состоящие из эпитрохоидного корпуса, закрытого с торцов передней и задней боковыми крышками, и внутри образованной полости размещен ротор, образующий с ними рабочие камеры переменного объема, (см., Р.М. Сухомлинов. Трохоидные роторные компрессоры. Харьков: «Вища школа», 1975, с. 69…75, [1] рис. 33, 35, 38, 39); (см. Б.Г. Нехорошев, В.И. Тараканов. Создание и испытание роторно-поршневых компрессоров. Холодильная техника, 1988, №6, [2] c. 43…47., рис. 1); авторские свидетельства (далее а. с.) SU: №№315800, 1231263 А1, 1751414 А1, 1343108 А1; присоединенный к задней боковой крышке картер патент UA 57671. Ротор установлен на эксцентриковой части вала, а эксцентриковый вал коренными шейками опирается на коренные подшипники, размещенные в расточках боковых крышек [1], рис. 33, 35 и картера а.с. SU №1548522 А1 или внутри неподвижной шестерни [2] и крышки картера (см. Б.Г. Нехорошев. Роторно-поршневой электрокомпрессор ЭВК 0,4/0,8 Труды Национального аэрокосмического университета им. Н.Е. Жуковского "ХАИ" 2015. - №10/27, с. 96…101. [3], с. 98, рис. 2. Синхронизация вращений эксцентрикового вала и ротора относительно эпитрохоидного корпуса обеспечивается парой синхронизирующих шестерен внутреннего зацепления, из которых неподвижная шестерня с наружными зубьями фланцем крепится к фланцу передней боковой крышки, выполненному внутри расточки под передний коренной подшипник (см. Б.Г. Нехорошев. К вопросу обоснования области применения роторно-поршневых компрессоров. Самолетостроение. Техника воздушного флота, 1986, выпуск 53. Объединение «Вища школа», 1986, с. 74…81. [4], с. 77, рис. 2 или вне ее - к нерабочей торцевой поверхности боковой крышки [2], с. 44, рис. 1. Подвижная шестерня с внутренними зубьями выполняется совместно с ротором а.с. SU №1548822 А1, а.с. SU №1800117 А1 или закреплена в нем [2], с. 44, рис. 1; а.с. SU №315800. Известна также система разбрызгивания смазки из масляной ванны картера с помощью ведомой (вспомогательной) шестерни, ось которой жестко закреплена в стенке картера, приводимой во вращение ведущей шестерней, жестко закрепленной на приводном валу (см. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя, книга 1, Москва, "Машиностроение", 1974, с. 384…387, рис. 18 и 12.), и уплотнение разрезными пружинными кольцами (см. П.И. Орлов. Основы конструирования. Справочно-методическое пособие, книга 3, Москва, "Машиностроение", 1977, Уплотнение разрезными пружинными кольцами, с. 97…98).

В качестве прототипа за основу взят патент UA 57671 и тождественный ему патент RU 2535307 С2 «Роторно-поршневой компрессор».

Этот компрессор содержит эпитрохоидный корпус, закрытый с торцов передней и задней боковыми крышками, и размещенный в его полости ротор, расположенный на эксцентриковом валу; при этом корпус, боковые крышки и ротор образуют рабочие камеры переменного объема, систему смазки рабочих поверхностей компрессора, имеющую картер для содержания смазки, устройство распыления смазки в виде эжектора, сопло которого сообщено трубкой с донной частью картера, систему каналов, соединяющих эжектор с рабочими камерами, и устройство для дозирования подачи смазки, картер прикреплен к задней боковой крышке, эжектор установлен внутри картера, система каналов выполнена в виде радиального или наклонного отверстия в корпусе в зоне расширения и соединенного с ними через камеру большего диаметра отверстия, проходящего в осевом направлении через корпус, фланец задней боковой крышки и передний фланец картера, соединенного с эжектором, на рабочих поверхностях боковых крышек выполнены радиальные каналы для соединения через кольцевой зазор, образованный между эксцентриковым валом и задней боковой крышкой, полости картера с рабочими камерами в период протекания в них всасывания, а устройство для дозирования подачи смазки выполнено в виде подпружиненного клапана и разрезного пружинного кольца, из которых подпружиненный клапан установлен перед эжектором в упомянутой камере большего диаметра, а разрезное пружинное кольцо установлено в кольцевом зазоре между эксцентриковым валом и задней боковой крышкой, причем разрезным пружинным кольцом перекрыт этот кольцевой зазор и сформирован в месте его разреза зазор заданной дозирующей величины (частично перекрыт, потому что оставлен зазор заданной дозирующей величины). Над подпружиненным клапаном выполнен буферный объем.

Разрезное пружинное кольцо может быть установлено как в кольцевой канавке, выполненной в отверстии задней боковой крышки, так и в кольцевой канавке, выполненной в теле эксцентрикового вала.

В картере установлено дополнительное средство разбрызгивания смазки, выполненное в виде находящихся в зацеплении ведущей и ведомой шестерен, при этом ведущая шестерня жестко закреплена на эксцентриковом валу, а ось ведомой шестерни неподвижно закреплена в нижней части задней боковой крышки таким образом, чтобы часть этой шестерни была расположена ниже нижней отметки уровня масла.

Недостатки прототипа:

1) не предусмотрена подача смазки к переднему коренному подшипнику;

2) разрезное пружинное кольцо с зазором заданной дозирующей величины в месте разреза, установленное в кольцевом зазоре между задней боковой крышкой и эксцентриковым валом, усложняет конструкцию, поскольку для сохранения дозирования требует повышенной точности изготовления отверстия в этой крышке, наружного диаметра кольца и величины самого зазора, а также прочистку этого зазора. Кроме того, по мере проскальзывания (проворачивания) кольца, оно и задняя боковая крышка изнашиваются, в следствие чего дозирующий зазор увеличивается, дозирование ухудшается (теряется);

3) расположение оси ведомой шестерни в нижней части задней боковой крышки усложняет установку собранной с эксцентриковым валом и этой шестерней крышки в картер, т.к. шестерня не проходит по габаритам через передний фланец картера и поэтому в боковой стенке картера для ее размещения требуется выполнить дополнительный люк (проем), который необходимо уплотнить и закрыть крышкой, что усложняет изготовление, сборку и разборку, как и размещение оси в дополнительном приливе нижней части картера, как изображено в [3], на фиг. 2;

4) радиальный канал на рабочей поверхности задней боковой крышки, доведенный до кольцевого зазора между крышкой и валом, сокращает и без того малую ширину крышки в этом месте, в связи с чем ограничивается возможность установки разрезного(ых) пружинного(ых) кольца(ец) с плавной(ыми) входной(ыми) фаской(ами) необходимой ширины для облегчения монтажа кольца(ец) в зазор и входной фаски на самой крышке;

5) Радиальный канал, выполненный на рабочей поверхности передней боковой крышки и доведенный до отверстия, через которое проходит зубчатый венец неподвижной шестерни ограничивает (или исключает) просос масловоздушной смеси через передний коренной подшипник, т.к. смесь пойдет непосредственно по этому каналу, минуя подшипник и не смазывая его.

6) Размещение впускного окна радиально на эпитрохоидном корпусе приводит к ухудшению коэффициента подачи (производительности) и возрастанию удельной мощности (потребляемой мощности), поскольку узкие радиальные планки при прохождении по окну не препятствуют перетеканию газа из одной рабочей камеры в другую, тогда как ротор своим торцом, выполняющим роль как бы золотника, препятствует перетеканию;

7) поскольку эжектор не работает на малых режимах работы компрессора из-за недостаточного перепада давлений или густой смазке при низких температурах окружающего воздуха, его применение, а также подводящих к нему каналов и буферного объема с поршнем и пружиной теряет смысл, но усложняет конструкцию.

Кроме того, как показали испытания электрокомпрессора ЭВК 0,4/0,8 [3], унос масла в линию нагнетания и далее в атмосферу (или ресивер) лежит в допустимых пределах при частичном заполнении картера, однако при увеличении количества (уровня) масла, которую допускает емкость картера, унос начинает заметно увеличиваться, выходя за допустимые пределы (в статье это не отражено). Касается и всех прочих недостатков, приведенных в прототипе.

Раскрытие сущности изобретения

Задачей предложенного изобретения является обеспечение работоспособности компрессора.

Также задачей предложенного изобретения является обеспечение гарантированной подачи смазки ко всем трущимся частям, в том числе к переднему коренному подшипнику, в необходимом дозированном количестве.

Также задачей предложенного изобретения является упрощение изготовления компрессора и его сборки.

Также задачей предложенного изобретения является увеличение эффективности использования емкости картера.

Известный роторно-поршневой компрессор или вакуум-насос, содержащий эпитрохоидный корпус, закрытый с торцов передней и задней боковыми крышками, и внутри образованной полости на эксцентриковой части вала с помощью подшипника(ов) установлен ротор, образующий с ними рабочие камеры переменного, циклически изменяющегося объема, систему смазки рабочих поверхностей компрессора, к задней боковой крышке прикреплен картер, служащий для содержания смазки, синхронизация вращений вала и ротора обеспечивается парой синхронизирующих шестерен внутреннего зацепления, из которых неподвижная синхронизирующая шестерня с наружными зубьями своим фланцем крепится к фланцу, выполненному во внутренней расточке передней боковой крышки, в которую устанавливается передний коренной подшипник, или к нерабочему торцу упомянутой крышки, подвижная синхронизирующая шестерня с внутренними зубьями выполняется непосредственно в роторе или закрепляется в нем, на рабочих поверхностях боковых крышек выполнены радиальные каналы для соединения через кольцевой зазор между эксцентриковым валом и задней боковой крышкой полости картера с рабочими камерами в период протекания процесса всасывания, при этом устройство для дозирования подачи смазки выполнено в виде разрезного пружинного кольца, установленного в кольцевом зазоре между эксцентриковым валом и задней боковой крышкой, в радиальной канавке, выполненной в теле эксцентрикового вала, или в теле задней боковой крышки, причем кольцом перекрыт упомянутый кольцевой зазор и в месте его разреза сформирован зазор заданной дозирующей величины, в роторе установлены радиальные и торцевые уплотнения, прижимаемые к рабочим (трущимся) поверхностям экспандерами, в картере установлено дополнительное дублирующее устройство разбрызгивания смазки, выполненное в виде находящихся в зацеплении ведущей и ведомой шестерен, при этом ведущая шестерня жестко закреплена на эксцентриковом валу, а ось ведомой шестерни неподвижно закреплена в нижней части задней боковой крышки или в дополнительном приливе в нижней части картера таким образом, что часть этой шестерни расположена ниже нижней отметки уровня смазки, коренные шейки вала опираются на три коренных подшипника, размещенные в расточках передней и задней боковых крышек и картере или в неподвижной синхронизирующей шестерне, задней боковой крышке и крышке картера, передний коренной подшипник в осевом направлении зафиксирован центрирующим посадочным пояском крышки подшипника, которым крышка подшипника вставляется в расточку передней боковой крышки или в неподвижную синхронизирующую шестерню, согласно предложенному изобретению, в радиальном канале, выполненном на рабочей поверхности задней боковой крышки в зоне среднего коренного подшипника просверлено осевое дозирующее отверстие - жиклер, служащий для соединения рабочих камер компрессора с картером в период протекания в них процесса всасывания, причем цилиндрическая часть отверстия переходит в коническую, расширяющуюся в направлении среднего коренного подшипника.

Также, согласно предложенному изобретению, при креплении неподвижной синхронизирующей шестерни фланцем к фланцу передней боковой крышки, выполненному внутри расточки, в которой установлен передний коренной подшипник, в радиальном канале на рабочей поверхности этой крышки просверлено сквозное осевое отверстие, доходящее до фланца крышки подшипника, и соединяющийся с ним радиальный канал, выполненный на нерабочем торце передней боковой крышки и центрирующем посадочном пояске крышки подшипника, который соединяет рабочие камеры с полостью картера через эти каналы, полость между крышкой подшипника и передним коренным подшипником, кольцевой зазор между неподвижной шестерней и эксцентриковым валом, роторным(ыми) подшипником(ами), жиклер, средний коренной подшипник и кольцо, установленное в задней боковой крышке.

Также, согласно предложенному изобретению, при креплении неподвижной синхронизирующей шестерни фланцем к фланцу, выполненному на нерабочей торцевой поверхности передней боковой крышки в радиальном канале, выполненном на рабочей поверхности упомянутой крышки и фланце упомянутой шестерни, выполнены сквозное осевое отверстие и соединяющийся с ним радиальный канал, выполненный во фланце упомянутой шестерни и центрирующем посадочном пояске крышки подшипника.

Также, согласно предложенному изобретению, ось ведомой шестерни жестко закреплена в переднем или заднем фланце картера.

Также, согласно предложенному изобретению перед средним коренным подшипником со стороны картера плотно (беззазорно) установлено кольцо, с зазором между ним и эксцентриковым валом.

Также, согласно предложенному изобретению, размеры и форма впускного окна, которое выходит на рабочую поверхность передней боковой крышки, лежат вне траектории движения набегающих концов торцевых уплотнений.

Также, согласно предложенному изобретению, радиальные каналы на рабочих поверхностях боковых крышек лежат вне траектории движения набегающих концов торцевых уплотнений.

Также, согласно предложенному изобретению, разрезное(ые) пружинное(ые) уплотнительное(ые) кольцо(а) установлено(ы) в кольцевом зазоре между задней боковой крышкой и эксцентриковым валом в теле эксцентрикового вала и этим(и) кольцом(ами) перекрыт этот зазор.

Также, согласно предложенному изобретению, радиальный канал, выполненный на рабочей поверхности задней боковой крышки, не доходит до кольцевого зазора, образованного между эксцентриковым валом и задней боковой крышкой.

Также, согласно предложенному изобретению, радиальный канал, выполненный на рабочей поверхности передней боковой крышки, не доходит до отверстия, в которое посажена неподвижная шестерня.

Также, согласно предложенному изобретению, в разрезном пружинном уплотнительном кольце и задней боковой крышке выполнены плавные входные фаски.

Также, согласно предложенному изобретению, картер служит для содержания смазки и крепления компрессора, и к нему выставляются с помощью штифтов, а шпильками и гайками крепятся боковые крышки и эпитрохоидный корпус, которые образуют статор компрессора.

Поставленная цель достигается тем, что на рабочих поверхностях боковых крышек выполнены радиальные каналы, а в передней боковой крышке выполнены впускное окно и дополнительно осевой и радиальный каналы на нерабочей торцевой поверхности крышки и посадочном центрирующем пояске крышки переднего коренного подшипника, обеспечивающих через них прохождение масловоздушной смеси, дозирование которой осуществляется дозирующим отверстием - жиклером, выполненным в радиальном канале задней боковой крышки, ось ведомой шестерни закреплена в передней или задней стенке картера, для обеспечения более полного заполнения картера маслом и при этом поддержание дозирования масловоздушной смеси в допустимых пределах кольцевой зазор между задней боковой крышкой и эксцентриковым валом перекрыт одним или двумя разрезными пружинными уплотнительными кольцами, а на входе в средний коренной подшипник (со стороны картера) в заднюю крышку плотно (беззазорно) установлено дополнительное кольцо, имеющее гарантированный зазор с эксцентриковым валом, радиальная канавка на рабочей поверхности задней боковой крышки не доходит до кольцевого зазора между эксцентриковым валом и задней боковой крышкой; на разрезном(ых) пружинном(ых) уплотнительном(ых) кольце(ах) и внутренней поверхности задней боковой крышки в месте установки кольца(ец) на валу для облегчения сборки делается(ются) плавная(ые) входная(ые) фаска(и), эжектор со всеми каналами исключен из компрессора.

Изобретение поясняется чертежами, на которых схематично представлены:

фиг. 1 - продольный разрез компрессора;

фиг. 2 - поперечный вид компрессора со снятой передней крышкой;

фиг. 3 - вид на рабочую поверхность передней боковой крышки,

фиг. 4 - фрагмент(выносной элемент) I фиг. 1.

фиг. 5 - выносной элемент II фиг. 1.

фиг. 5 - сечение А-А фиг. 1.

Роторно-поршневой компрессор (фиг. 1 и 2) состоит из эпитрохоидного корпуса (далее корпуса) 1, закрытого с торцов передней 2 и задней 3 боковыми крышками и внутри образованной полости на эксцентриковой части вала 4 установлен ротор 5, образующий с ними рабочие камеры 6 и 7 переменного, циклически изменяющегося объема. Для содержания масла и крепления компрессора служит картер 8, который с крышкой 3 образуют масляную ванну. К картеру выставляются с помощью штифтов, а крепятся с помощью шпилек и гаек эпитрохоидный корпус 1 с боковыми крышками 2 и 3, образуя статор компрессора. Сапуна в картере (компрессоре) нет.

На фиг. 2 сплошными линиями ротор изображен в исходном положении, когда объем камеры 6 минимальный (вредный), камеры 7 максимальный (полный), а пунктирными линиями ротор изображен в промежуточном положении, когда его торцевой поверхностью начинает открываться впускное окно 9, выполненное в торце передней боковой крышки 2. На фиг. 2 окно 9 (самой простой цилиндрической формы) показано условно, так как оно находится на снятой крышке 2. Впускного клапана нет.

Взаимное, согласованное вращение вала 4 и ротора 5 относительно корпуса 1 обеспечивается парой синхронизирующих шестерен внутреннего зацепления. Рассматривается два варианта крепления неподвижной шестерни 10 с наружными зубьями: фланцем к фланцу, выполненному во внутренней расточке под передний коренной подшипник передней боковой крышки 2 (фиг. 1), и вне расточки - к ее нерабочей торцевой поверхности (фиг. 4). Подвижная шестерня с внутренними зубьями может быть выполнена в самом роторе, как показано на фиг. 1, или закреплена в нем.

На рабочих поверхностях боковых крышек 2 и 3 выполнены радиальные каналы 11, 12 (фиг. 1, 2, 3, 4, и 5) или, как вариант, 13 (показан пунктиром) (фиг. 3), соединяющие рабочие камеры 6 и 7 с масляной ванной картера 8 в период протекания в них процесса всасывания. При этом канал 11 не доходит до кольцевого зазора 14 между задней боковой крышкой 3 и эксцентриковым валом 4 (фиг. 5, выноска II), канал 12 - до внутреннего отверстия в боковой крышке 2, в которую установлена шестерня 10 (фиг. 4), а канал 13 соединен непосредственно со впускным окном 9 (фиг. 3).

В роторе установлены радиальные 15 и торцевые 16 уплотнения, поджимаемые к рабочим поверхностям камер 6 и 7 экспандерами, обеспечивающими их герметизацию.

Впускное окно 9 и радиальные каналы 11, 12 или 13 располагаются так, чтобы при вращении ротора они находились вне траектории движения набегающих концов торцевых уплотнений во избежание их поломки.

Нагнетательный клапан 17 установлен в радиальном колодце корпуса 1.

Внутри картера 8 размещена пара находящихся в зацеплении шестерен, из которых ведущая 18 жестко закреплена на эксцентриковом валу 4, ведомая 19 вращается на оси 20, неподвижно закрепленной в нижней части переднего фланца картера (фиг. 1) или заднего фланца (на фиг. 1 не показано) таким образом, чтобы часть ведомой шестерни постоянно находилась в масле.

Коренные шейки вала 4 опираются на коренные подшипники: передний 21, средний 22 и задний 23, которые устанавливаются в расточках боковых крышек и картера (фиг. 1) или в крышке картера 8, а подшипник 21 может устанавливаться и внутри неподвижной синхронизирующей шестерни 10 (фиг. 4), мотылевый(ые) (роторный(ые)) подшипник(и) 24 - на эксцентриковой части вала (фиг. 1). Подшипник 21 закрыт с торца и зафиксирован в осевом направлении центрирующим посадочным пояском крышки подшипника 25. На входе в подшипник 22 со стороны картера установлено плотно (беззазорно) посаженное в крышку 3 кольцо 26 для более полного использования емкости картера (более высокого уровня масла, как показано на фиг. 1). При этом между кольцом 26 и эксцентриковым валом 5 имеется гарантированный зазор.

В крышке 3 в зоне расположения подшипника 22 в канале 11 (фиг. 1, 5) просверлено осевое дозирующее отверстие - жиклер 27 комбинированной формы: на входе в канал 11 отверстие цилиндрическое (непосредственно жиклер), а к подшипнику 22 переходит в расширяющееся коническое. При этом осевую протяженность жиклера следует делать не более 0,5 мм (фиг. 5), чтобы в этом узком месте уменьшить или исключить отложение нагара, а также облегчить прочистку. Жиклер 27 можно выполнить в крышке 3 и вне канавки 11, но так, чтобы кольцевая полость между валом 4 и ротором 5, в которую устанавливается роторный подшипник 24, соединялась в период протекания процесса всасывания с радиальным каналом 11.

Для предотвращения неконтролируемого попадания в рабочие камеры масловоздушной смеси в обход жиклера 27 (фиг. 5) кольцевой зазор 14 перекрыт разрезным пружинным уплотнительным кольцом 28 с минимально возможным зазором в месте разреза, когда кольцо установлено в кольцевом зазоре между валом 4 и крышкой 3. При этом, поскольку радиальный канал 11 не доходит до кольцевого зазора 14 и поэтому не сокращает осевой размер крышки 3 (ширину) в этом узком месте, кольцо 28 выполняется с плавной входной фаской для облегчения его монтажа в кольцевом зазоре 14. Входная фаска выполняется и на внутренней поверхности крышки 3 (фиг. 5). Для более надежной герметизации зазора с входными фасками и меньшей точности его изготовления можно установить два кольца со входными фасками и разрезами, смешенными на 180 градусов и зафиксированными в таком положении.

В канале 12 или 13 крышки 2 (фиг. 1, 3 и 4) выполнено сквозное осевое отверстие 29 и радиальный канал 30, выполненный в крышке 2 и в посадочном пояске крышки подшипника 25 с выходом в полость 31 между подшипником и его крышкой, а полость 31 соединяется с картером через подшипник 21, зазор 32, роторный(ые) подшипник(и) 24, жиклер 27, средний коренной подшипник 22 и кольцо 26. В случае крепления шестерни 10 к нерабочей торцевой поверхности крышки 2 (фиг. 4) подшипник 21 устанавливается во внутренней расточке шестерни 10 и радиальный канал 30 выполняется во фланце шестерни 10, посадочном пояске крышки подшипника 25, а в случае необходимости, в самой крышке 25. Если проходного сечения зазора 32 окажется недостаточно, то во фланце шестерни 10 может быть выполнено отверстие 33 (фиг. 4).

Компрессор работает следующим образом. Эксцентриковый вал 4 приводится во вращение от вала двигателя и от него передается ротору 5, который совершает планетарное движение, вращаясь с валом и проворачиваясь относительно него. При планетарном вращении ротора объем рабочих камер 6 и 7 циклически изменяется от минимального до максимально и наоборот, за счет чего осуществляется рабочий процесс. На фиг. 2 торцом ротора 5 начинает открываться впускное окно 9 - давление в камере становится ниже атмосферного и воздух (газ) засасывается в нее. В рабочей камере 7 протекает процесс сжатия, при достижении давления нагнетания открывается нагнетательный клапан 17 и сжатый воздух выталкивается из нее. После прихода ротора 5 в исходное положение рабочие камеры 6 и 7 поменялись местами, далее цикл повторяется.

Смазка компрессора (фиг. 1, 2, 3, 4, 5 и 6) осуществляется следующим образом.

Эксцентриковый вал вращается вместе с ведущей шестерней 18, вращая ведомую шестерню 19, погруженную в масло, которое ею разбрызгивается и смешивается с находящимся там воздухом (или другим газом), образуя масловоздушную смесь, которая во время протекания процесса всасывания в рабочих камерах 6 или 7 поступает в них через радиальный зазор между валом 4 и кольцом 26, средний коренной подшипник 22, жиклер 27. Далее поток масловоздушной смеси раздваивается: один идет по радиальному каналу 11 и поступает в рабочие камеры 6 или 7, смазывая их поверхности; другой просасывается в рабочие камеры через роторный(ые) подшипник(и) 24, кольцевой зазор 32 (а в случае необходимости еще и отверстие 33), передний коренной подшипник 21, полость 31, каналы 30, 29 и 12, смазывая по пути движения трущиеся поверхности, в том числе коренной подшипник 21.

В случае использования канала 13 (вместо канала 12) (фиг. 3) масловоздушная смесь просасывается тем же путем, но в рабочие камеры поступает через впускное окно 9. Для предотвращения неконтролируемого попадания в рабочие камеры масловоздушной смеси из масляной ванны картера 8 в обход жиклера 27 через кольцевой зазор 14, он перекрыт разрезным(и) уплотнительным(и) кольцом(ами) 28. Кольцо 26 дает возможность заправлять более высокий уровень масла в масляную ванну, лучше использовать ее объем, как изображено на фиг. 1, а также всасывать более дисперсную масловоздушную смесь, поскольку при вращении шестерни 19 более крупные капли масла отбрасываются на периферию.

Кроме того, во время протекания процесса сжатия через торцевые уплотнения, не обладающие абсолютной герметичностью, из рабочих камер в картер проникает воздух с повышенным давлением, а в период протекания процесса всасывания возвращается обратно с масловоздушной смесью, дополнительно гарантируя ее подачу к трущимся местам.

1. Роторно-поршневой компрессор или вакуум-насос, содержащий эпитрохоидный корпус, закрытый с торцов передней и задней боковыми крышками, и внутри образованной полости на эксцентриковой части вала с помощью подшипника(ов) установлен ротор, образующий с ними рабочие камеры переменного, циклически изменяющегося объема, систему смазки рабочих поверхностей компрессора, к задней боковой крышке прикреплен картер, служащий для содержания смазки, синхронизация вращений вала и ротора обеспечивается парой синхронизирующих шестерен внутреннего зацепления, из которых неподвижная синхронизирующая шестерня с наружными зубьями своим фланцем крепится к фланцу, выполненному во внутренней расточке передней боковой крышки, в которую устанавливается передний коренной подшипник, или к нерабочему торцу упомянутой крышки, подвижная синхронизирующая шестерня с внутренними зубьями выполняется непосредственно в роторе или закрепляется в нем, на рабочих поверхностях боковых крышек выполнены радиальные каналы для соединения через кольцевой зазор между эксцентриковым валом и задней боковой крышкой полости картера с рабочими камерами в период протекания процесса всасывания, при этом устройство для дозирования подачи смазки выполнено в виде разрезного пружинного кольца, установленного в кольцевом зазоре между эксцентриковым валом и задней боковой крышкой, в радиальной канавке, выполненной в теле эксцентрикового вала, или в теле задней боковой крышки, причем кольцом перекрыт упомянутый кольцевой зазор и в месте его разреза сформирован зазор заданной дозирующей величины, в роторе установлены радиальные и торцевые уплотнения, прижимаемые к рабочим поверхностям экспандерами, в картере установлено дополнительное дублирующее устройство разбрызгивания смазки, выполненное в виде находящихся в зацеплении ведущей и ведомой шестерен, при этом ведущая шестерня жестко закреплена на эксцентриковом валу, а ось ведомой шестерни неподвижно закреплена в нижней части задней боковой крышки или в дополнительном приливе в нижней части картера таким образом, что часть этой шестерни расположена ниже нижней отметки уровня смазки, коренные шейки вала опираются на три коренных подшипника, размещенные в расточках передней и задней боковых крышек и картере или в неподвижной синхронизирующей шестерне, задней боковой крышке и крышке картера, передний коренной подшипник в осевом направлении зафиксирован центрирующим посадочным пояском крышки подшипника, которым крышка подшипника вставляется в расточку передней боковой крышки или в неподвижную синхронизирующую шестерню, отличающийся тем, что в радиальном канале, выполненном на рабочей поверхности задней боковой крышки в зоне среднего коренного подшипника, просверлено осевое дозирующее отверстие - жиклер, служащий для соединения рабочих камер компрессора с картером в период протекания в них процесса всасывания, причем цилиндрическая часть отверстия переходит в коническую, расширяющуюся в направлении среднего коренного подшипника.

2. Компрессор по п. 1, отличающийся тем, что при креплении неподвижной синхронизирующей шестерни фланцем к фланцу передней боковой крышки, выполненному внутри расточки, в которой установлен передний коренной подшипник, в радиальном канале на рабочей поверхности этой крышки просверлено сквозное осевое отверстие, доходящее до фланца крышки подшипника, и соединяющийся с ним радиальный канал, выполненный на нерабочем торце передней боковой крышки и центрирующем посадочном пояске крышки подшипника, который соединяет рабочие камеры с полостью картера через эти каналы, полость между крышкой подшипника и передним коренным подшипником, кольцевой зазор между неподвижной шестерней и эксцентриковым валом, роторным(ыми) подшипником(ами), жиклер, средний коренной подшипник и кольцо, установленное в задней боковой крышке.

3. Компрессор по п. 1, отличающийся тем, что при креплении неподвижной синхронизирующей шестерни фланцем к фланцу, выполненному на нерабочей торцевой поверхности передней боковой крышки в радиальном канале, выполненном на рабочей поверхности упомянутой крышки и фланце упомянутой шестерни, выполнены сквозное осевое отверстие и соединяющийся с ним радиальный канал, выполненный во фланце упомянутой шестерни и центрирующем посадочном пояске крышки подшипника.

4. Компрессор по п. 1, отличающийся тем, что ось ведомой шестерни жестко закреплена в переднем или заднем фланце картера.

5. Компрессор по п. 1, отличающийся тем, что перед средним коренным подшипником со стороны картера плотно установлено кольцо с зазором между ним и эксцентриковым валом.

6. Компрессор по п. 1, отличающийся тем, что размеры и форма впускного окна, которое выходит на рабочую поверхность передней боковой крышки, лежат вне траектории движения набегающих концов торцевых уплотнений.

7. Компрессор по п. 1, отличающийся тем, что радиальные каналы на рабочих поверхностях боковых крышек лежат вне траектории движения набегающих концов торцевых уплотнений.

8. Компрессор по п. 1, отличающийся тем, что разрезное пружинное уплотнительное кольцо установлено в кольцевом зазоре между задней боковой крышкой и эксцентриковым валом в теле эксцентрикового вала и этим кольцом перекрыт этот зазор.

9. Компрессор по п. 8, отличающийся тем, что компрессор содержит по меньшей мере одно дополнительное разрезное пружинное уплотнительное кольцо.

10. Компрессор по п. 1, отличающийся тем, что радиальный канал, выполненный на рабочей поверхности задней боковой крышки, не доходит до кольцевого зазора, образованного между эксцентриковым валом и задней боковой крышкой.

11. Компрессор по п. 1, отличающийся тем, что радиальный канал, выполненный на рабочей поверхности передней боковой крышки, не доходит до отверстия, в которое посажена неподвижная шестерня.

12. Компрессор по п. 1, отличающийся тем, что в разрезном пружинном уплотнительном кольце и задней боковой крышке выполнены плавные входные фаски.

13. Компрессор по п. 1, отличающийся тем, что картер служит для содержания смазки и крепления компрессора и к нему выставляются с помощью штифтов, а шпильками и гайками крепятся боковые крышки и эпитрохоидный корпус, которые образуют статор.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к подшипниковым узлам ротора винтового компрессора. Подшипниковый содержит последовательно установленные опорный роликовый подшипник (1) и радиально-упорные подшипники (2) качения с осевым предварительным натягом, а также два самоустанавливающихся элемента (3, 4), установленных с обеих сторон от радиально-упорных подшипников (2) качения.

Группа изобретений относится к насосам и способам перекачивания с помощью этих насосов. Насос 10 содержит по меньшей мере два устройства 40, 60 для перемещения текучей среды.

Изобретение относится к горизонтальному спиральному компрессору для использования в составе холодильных установок и систем кондиционирования воздуха на установках подвижного типа.

Изобретение относится к спиральным компрессорам системы охлаждения. Компрессор содержит нагнетательный парубок, корпус 1 с полостями 2 и 3 высокого и низкого давления, размещенные в корпусе 1 электродвигатель 4, связанную с его ротором подвижную спираль 5, связанную с корпусом 1 неподвижную спираль 6 и масляную систему.

Группа изобретений относится к компрессорному элементу винтового компрессора. Компрессорный элемент (2) содержит корпус (4) с входным и выходным отверстиями на входной и выходной сторонах (9, 11) соответственно и двумя роторными камерами (5), в которых установлены ведущий ротор (6) с приводом и ведомый ротор (7), приводимый в действие ротором (6) посредством синхронизирующих зубчатых колес (24 и 25).

Группа изобретений относится к компрессору или вакуумному насосу. Компрессор или вакуумный насос содержат корпус (2), имеющий впуск (3) и выпуск (4) охлаждающего газа, вентилятор, установленный на впуске (3), камеру сжатия, в случае компрессора, или вакуумную камеру, в случае вакуумного насоса (1), приводной модуль и глушитель.

Изобретение относится к винтовой компрессорной установке, предназначенной для компримирования углеводородных газов. Система маслообеспечения установки содержит линию возврата масла 22 в маслоотделитель 8 с установленным на ней регулирующим клапаном 23.

Группа изобретений относится к системам перекачивания текучей среды и к способам управления таким перекачиванием. Система содержит насос с регулируемой частотой вращения и/или регулируемым крутящим моментом для перекачивания текучей среды, по меньшей мере один узел пропорционального регулирующего клапана, исполнительный механизм, приводимый в действие текучей средой для управления нагрузкой, и устройство управления, устанавливающее частоту вращения и/или крутящий момент насоса, и положение по меньшей мере одного узла пропорционального регулирующего клапана.

Группа изобретений относится к системе маслозаполненного винтового компрессора и к способу для ее модификации. Система включает в себя первую систему подачи смазочного масла к винтовым частям и вторую систему подачи на подшипник.

Настоящее изобретение относится к винтовому компрессору. Компрессор состоит из компрессорного элемента (2) с корпусом (4), в котором установлены на подшипниках винтовые роторы, и редуктора (3) с корпусом (14), имеющим установочную поверхность, прикрепленную к установочной поверхности корпуса (4).

Изобретение относится к горизонтальному спиральному компрессору для использования в составе холодильных установок и систем кондиционирования воздуха на установках подвижного типа.

Изобретение относится к горизонтальному спиральному компрессору для использования в составе холодильных установок и систем кондиционирования воздуха на установках подвижного типа.

Группа изобретений относится к устройству определения уровня масла и способу управления им. Устройство содержит датчик 500 уровня масла, сигнальный процессор и контроллер.

Изобретение относится к винтовой компрессорной установке, предназначенной для компримирования углеводородных газов. Система маслообеспечения установки содержит линию возврата масла 22 в маслоотделитель 8 с установленным на ней регулирующим клапаном 23.

Изобретение относится к винтовой компрессорной установке, предназначенной для компримирования углеводородных газов. Система маслообеспечения установки содержит линию возврата масла 22 в маслоотделитель 8 с установленным на ней регулирующим клапаном 23.

Группа изобретений относится к системе маслозаполненного винтового компрессора и к способу для ее модификации. Система включает в себя первую систему подачи смазочного масла к винтовым частям и вторую систему подачи на подшипник.

Группа изобретений относится к системе маслозаполненного винтового компрессора и к способу для ее модификации. Система включает в себя первую систему подачи смазочного масла к винтовым частям и вторую систему подачи на подшипник.

Настоящее изобретение относится к винтовому компрессору. Компрессор состоит из компрессорного элемента (2) с корпусом (4), в котором установлены на подшипниках винтовые роторы, и редуктора (3) с корпусом (14), имеющим установочную поверхность, прикрепленную к установочной поверхности корпуса (4).

Настоящее изобретение относится к винтовому компрессору. Компрессор состоит из компрессорного элемента (2) с корпусом (4), в котором установлены на подшипниках винтовые роторы, и редуктора (3) с корпусом (14), имеющим установочную поверхность, прикрепленную к установочной поверхности корпуса (4).

Группа изобретений относится к способу и устройству управления температурой масла в компрессорной установке с впрыском масла или в вакуумном насосе и компрессорной установке или вакуумному насосу, снабженным таким устройством.

Изобретение касается компрессоростроения. Одноступенчатый роторно-поршневой компрессор содержит оребренный корпус 1, закрытый с торцов оребренными передней и задней боковыми крышками 2 и 3, ротор 4, установленный в образованной ими полости, вентилятор 12, закрытый дефлектором 13, впускное окно и впускной патрубок 15.

Изобретение относится к компрессорному и вакуумному машиностроению. Компрессор или вакуум-насос роторно-поршневого типа содержит эпитрохоидный корпус с передней и задней боковыми крышками, ротор, расположенный внутри корпуса с образованием рабочих камер переменного объема. Для содержания смазки и крепления компрессора используется картер. Ведущая шестерня закреплена на валу, а ведомая - на оси, закрепленной в переднем или заднем фланце картера, с возможностью постоянного нахождения в масле. Ведомая шестерня служит для разбрызгивания масла и образования масловоздушной смеси, которая поступает в рабочие камеры через дозирующее осевое отверстие в задней крышке, средний коренной подшипник, роторный подшипник и радиальные каналы, выполненные на рабочих поверхностях крышек. Для смазки переднего коренного подшипника в радиальном канале передней крышки выполнен осевой канал, а также радиальный канал в самой крышке и в центрирующем посадочном пояске крышки подшипника. В кольцевом зазоре между валом и задней крышкой установлено одно или два разрезных пружинных уплотнительных кольца. Изобретение направлено на обеспечение надежной работы компрессора, упрощение его конструкции, более полного использования объема картера. 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

Наверх