Поршневой компрессор

 

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4949415/29 (22) 22.04.91 (46) 07.03.93. Бюл, t+ 9 (71) Производственное объединение "Тульский оружейный завод" (72) В.H.Áàáàõèí, M.Þ.Åëàãèí, B.Н.Карпов, Л.А,Кичаков, В.Ф.Матасов и С.А.Тереховкин (56) Патент США йг 1481727,. кл. F 02 В 75/22, 1920.

Патент США N 2407859, кл. F 16 Н 31/30, 1945. (54) ПОРШНЕВОЙ КОМПРЕССОР (57) Сущность изобретения: продольная ось направляющей поворотного приводного органа имеет форму овала Кассини. Штоки двух соосных оппозитных поршней связанЫ с направляющей соединительными элементами. Элементы размещены на диаметрально противоположных участках направляющей и соединены с концами штоИзобретение относится к холодильной технике, а более конкретно к устройству приводных органов поршневых компрессоров, Целью изобретения является повышение надежности работы и увеличение КПД поршневого компрессора.

На фиг.1 представлен общий вид приводНого органа в разрезе вертикальной плоскостью симметрии; на фиг,2 приведен общий вид приводного органа в разрезе по плоскости А — А; на фиг,3 приведено сечение

Б — Б.

Поршневой компрессор содержит поворотный приводной орган 1 с направляющим пазом 2, продольная ось которого 3 имеет. Ж 1800103 А1 (я)ю F 04 В 27/02, F 01 В 9/06, F 16 Н 21/30 ков. Продольные оси штоков перпендикулярны оси вращения приводного органа, выполненного в виде плоской шайбы.

Направляющая выполнена в виде профилированного паза. разделенного штоком на две части. Одна часть расположена в шайбе, другая в опорной плите, Каждый элемент выполнен в виде шарика, установленного в сквозном диаметральном отверстии в штоке с возможностью контакта со стенками паза шайбы и плиты. Поперечное сечение паза имеет форму равнобедренной трапеции с большим основанием со стороны шариков и углом между боковыми сторонами 59-61О.

Отношение диаметра шарика к расстоянию от оси вращения шайбы до ближайшей к ней точки контакта шарика с боковой стенкой паза в диапазоне 2.22-3,07. Отношение максимального диаметра продольной оси овала к минимальному 1,76-1,84. 4 з.п. ф-лы, 3 ил. форму овала Кассини, два соосных оппозитных поршня со штоками 4, в сквозных диаметральных отверстиях 5 которых установлены шарики 6, контактирующие с направляющим пазом 2 приводного органа 1 и направляющим пазом 7 подвижной опорной плиты 8, подпружиненной относительно неподвижной опорной плиты 9 плоской пружиной 10.

Поршневой компрессор работает следующим образом, При вращении приводного органа 1, жестко связанного с осью двигателя, наклонная рабочая грань направляющего паза 2 в точках контакта с шариками 6 производит давление на последние, результирующая

1800103

10 сила которого направлена под углом к осевой поршней штоков 4 и с одной стороны прижимает с определенным усилием шарики 6 к наклонной рабочей грани направляющего паза 7 подвижной опорной плиты 8, а с другой стороны перемещает шарики 6 и связанные с ними через сквозные диаметральные отверстия 5 соосные оппоэитные поршни со штоками 4 в противоположных направлениях. Под действием вертикальной проекции прижимного усилия, приложенного к наклонной рабочей грани направляющего паза 7 подвижной опорной плиты 8, превыша ощей по своей величине усилие поджатия плоской пружины 10, последняя перемещается вертикально вверх до упора в соответствующие элементы неподвижной опорной плиты 9. При этом раскрывается зазор между шариками 6 и неработающими гранями направляющих пазов 2 и 7, что способствует условию качения шариков 6. За один поворот приводного органа 1 соосные оппозитные поршни со штоками 4 совершак1т два рабочих хода. В конце работы поршневого компрессора под действием усилия плоской пружины 10 подвижнзя опорная влита 8 опустится вертикальноо вниз относительно неподвижной опорной плиты 9, выбирая зазор между шариками 6 и наклонными боковыми стенками направляющих пазов 2 и 7.

Проведены теоретико-экспериментальные исследования заявляемого механизма с целью определения его оптимальных геометрических параметров из условий прочности его наиболее нагруженных звеньев, минимального износа рабочих поверхностей, максимально возможной величины

КПД и минимальных габаритов механизма управляющего движением поршней со штоками. При этом установлен следующий диапазон изменения основных геометрических параметров; угол между боковыми стенками направляющих пазов 59...61, отношение диаметра шарика к расстоянию от оси вращения шайбы до ближайшей к ней точки контакта шарика с соответствующей боковой стенкой направляющего паза 2,22.„3,07, отношение максимального диаметра продоль ной оси овала Кассини к минимальному

1,76...1,84.

Результаты экспериментальных исследований приведены в табл, f+ 1 и 2;

В результате проведенных исследований установлен следующий диапазон изменения основных геометрических параметров механизма: угол между боковыми стенками направляющих пазов 59-61 ;

50 отношение максимального диаметра продольной оси овала Кассини к минимальному 1,76-1,84; отношение диаметра шарика к расстоянию от оси вращения шайбы до ближайшей к ней точки контакта шарика с боковой стенкой паза 2,22„.3,07, Применение предлагаемой конструкции позволит увеличить КПД компрессора на 15...20 .

Формула изобретения

1. Поршневой компрессор, содержащий поворотный приводной орган с направляющей, продольная ось которой имеет форму овала Кассини, и два соосных оппозитных поршня со штоками. связанными с направляющей посредством соединительных элементов. размещенных на диаметрально противоположных участках направляющей и соединенных с концами штоков, причем продольные оси последних перпендикулярны оси вращения приводного органа, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе и увеличения КПД, компрессор снабжен опорной плитой, приводной орган выполнен в виде плоской шайбы, направляющая — в виде профилированного паза, разделенного штоком на две части, одна из которых расположена в шайбе, а другая — в опорной плите, а каждый из соединительных элементов — в виде шарика, установленного в сквозном диаметральном отверстии в штоке с возможностью контакта со стенками паза шайбы и опорной плиты, при этом поперечное сечение паза, выполненного в шайбе, имеет форму равнобедренной трапеции с большим основанием со стороны шариков и углом между ее боковыми сторонами, лежащими в диапазоне 59 — 61, отношение диаметра шарика к расстоянию от оси вращения шайбы до ближайшей к ней точки контакта шарика с боковой стенкой паза лежит в диапазоне 2,22 — 3,07, а отношение максимального диаметра продольной оси овала Кассини к минимальному — в диапазоне 1,76-1,84, 2, Компрессорпоп,1,отл ичающийс я тем, что опорные плиты выполнены из двух частей, одна из которых неподвижна, а другая подвижна в направлении, перпендикулярном плоскости шайбы, и подпружинена относительно неподвижной части, при этом шарики установлены с возможностью контакта с неподвижной частью.

3. Компрессор по п,2, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что неподвижная часть опорной плиты .снабжена направляющими, в которых размещена подвижная часть.

1800103

Таблица 1

Влияние угла наклона боковых стенок направляющих пазов а на износ опорных поверхностей

58

61

64 а,г а износ, 4

Таблица 2

Влияние отношения макисмального диаметра продольной осН овала Кассини к минимальному К на величину КПД механизма (мощность двигателя йд ) 1,66

1,76

1,84

1.96

2,06

N в,Вт

186

180

180

188

192

4, Компрессор по п.2 или 3, о т л и ч а юшийся тем, что пружина выполнена плоской.

5, Компрессор пои 4, отл и ч а ю щ и йс я тем, что пружина поджата к подвижному элементу опорной плиты через опору качения.

1800103

Составитель В. Рязанов

Редактор С. Кулакова Техред М.Моргентал Корректор M. Андрушенко

Заказ 1148 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