Компрессор объемного действия

Авторы патента:

F16H21/02 - с объединением движений двух или более независимо движущихся элементов в единое движение

F04B35/01 - с механическими приводами

Владельцы патента RU 2463477:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУ ВПО "КубГТУ") (RU)

Изобретение относится к области машин объемного действия и может быть использовано при создании поршневых компрессоров, работающих за счет изменения объема рабочей полости. Содержит поршни, установленные с возможностью перемещения в своих цилиндрах с образованием рабочих камер. Поршни жестко связаны между собой штоком, совершающим возвратно-поступательное движение, и соединены с механизмом привода в виде кривошипно-коромыслового механизма, содержащего кривошип, шатун и коромысло. На цилиндрах расположены органы газораспределения в виде клапанов. Гайка неподвижно закреплена на коромысле. Шток, выполненный в виде винта с частично нарезанной многозаходной резьбой, образует с гайкой передачу винт-гайка. Устраняются боковые усилия, действующие на поршень, снижаются силы трения, возникающие в цилиндропоршневой группе. 1 ил.

Известна машина объемного действия [патент №2334877], содержащая, по крайней мере, один поршень и два кривошипа, которые установлены в пазу механизма привода, соединенного с поршнем, причем каждый кривошип соединен со своим двигателем, имеющим приводной вал, с которым соединен кривошип. Оба двигателя имеют общий единый корпус, вал одного двигателя имеет сквозное отверстие, через которое проходит вал второго двигателя.

К недостаткам аналога относятся:

- увеличенные массогабаритные показатели, обусловленные наличием в конструкции второго двигателя и второго кривошипа;

- постоянная длина рабочего хода поршней, определяемая двойной длиной кривошипа;

- недостаточное снижение боковых усилий, действующих на поршень и приводящих к его износу, обусловленное невозможностью абсолютной синхронизации двигателей, что приводит к перекосу кулисы.

Известен поршневой компрессор объемного действия, содержащий корпус, кривошипно-ползунный механизм привода, цилиндр, закрепленный в корпусе, в котором с возможностью перемещения размещен цилиндрический поршень, образующий со стенками цилиндра одну или несколько рабочих камер. Поршень соединен с механизмом привода. На цилиндре расположены органы газораспределения в виде самодействующих клапанов, которые взаимодействуют с газом, находящимся в цилиндрах рабочих камер [Поршневые компрессоры: Учеб. пособие для студентов, обучающихся по специальности «Холодильные и компрессорные машины и установки» / Б.С.Фотин, И.Б.Пирумов, И.К.Прилуцкий, П.И.Пластилин; под общ. ред. Б.С.Фотина. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1987. - С.4-7].

Недостатками этого компрессора являются:

- увеличенные массогабаритные показатели, обусловленные наличием кривошипно-ползунного механизма;

- постоянная длина рабочего хода поршней, определяемая двойной длиной кривошипа;

- боковые усилия, действующие на поршень и приводящие к его износу, обусловленные конструктивными особенностями кривошипно-ползунного механизма.

Известна машина объемного действия [Смелягин А.И. Теория механизмов и машин. Курсовое проектирование: Учебное пособие. - М.: ИНФРА-М; Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2006. - С.244-245.], содержащая шарнирный четырехзвенник (кривошипно-коромысловый механизм), к коромыслу которого присоединен коромыслово-ползунный механизм с поршнями, которые движутся в цилиндрах, являющихся одновременно направляющими.

По наибольшему количеству сходных признаков эта машина объемного действия является прототипом. К недостаткам прототипа относятся:

- увеличенные массогабаритные показатели, обусловленные наличием в конструкции дополнительного коромыслово-ползунного механизма;

- наличие боковых усилий, действующих на поршни и приводящих к их износу, обусловленных конструктивными особенностями коромыслово-шатунного механизма.

Задачей изобретения является создание компрессора объемного действия с улучшенными характеристиками.

Техническим результатом является устранение боковых усилий, действующих на поршень, снижение сил трения, возникающих в цилиндропоршневой группе, снижение материалоемкости машины.

Технический результат достигается компрессором объемного действия, содержащим поршни, установленные с возможностью перемещения в своих цилиндрах с образованием рабочих камер, поршни жестко связаны между собой штоком, совершающим возвратно-поступательное движение, и соединены с механизмом привода в виде кривошипно-коромыслового механизма, содержащего кривошип, шатун и коромысло, а на цилиндрах расположены органы газораспределения в виде клапанов, гайку, неподвижно закрепленную на коромысле. Шток, выполненный в виде винта с частично нарезанной многозаходной резьбой, образует с гайкой передачу винт-гайка.

Предлагаемый компрессор объемного действия компактен за счет замены дополнительного коромыслово-ползунного механизма передачей винт-гайка, выполненной так, что в гайку, неподвижно соединенную с коромыслом, вставлен шток, с переменным профилем на который частично нарезана резьба (многозаходная). Применение передачи винт-гайка позволит устранить боковые усилия, действующие на поршень и приводящие к его износу. Снижение сил трения происходит за счет замены дополнительного коромыслово-ползунного механизма на шток с переменным профилем. Уменьшение массогабаритных показателей достигается за счет применения передачи винт-гайка (шарико-винтовой передачи).

На чертеже показан общий вид компрессора объемного действия. Компрессор содержит: шарнирный четырехзвенник, состоящий из кривошипа 1, шатуна 2, коромысла 3, гайку 4, неподвижно соединенную с коромыслом, в которую вставлен шток 5 с переменным профилем с частично нарезанной резьбой (многозаходной), направляющую 6. Шток с переменным профилем выполняет функцию винта, на концах которого закреплены поршни (диафрагмы) 7 и 8, совершающие возвратно-поступательное движение в цилиндрах 9 и 10, в которых установлены нагнетательные клапаны 11, 12 и всасывающие клапаны 13, 14.

Предлагаемый компрессор объемного действия работает следующим образом.

При вращении кривошипа 1 звенья 2 и 3 шарнирного четырехзвенника приходят в движение, причем звено 3 совершает возвратно-вращательное движение. При этом в гайке 4, неподвижно соединенной с коромыслом 3, с нарезанной резьбой перемещается шток 5, выполняющей функцию винта, имеющий переменный профиль с частично нарезанной резьбой (многозаходной) и движущийся возвратно-поступательно в направляющей 6. Возвратно-поступательное движение штока приводит в движение поршни (диафрагмы) 7 и 8, движущиеся в цилиндрах 9 и 10. Движение поршней 7 и 8 соответственно в цилиндрах 9 и 10 изменяет объем газа в рабочей камере, что приводит в открытию (закрытию) нагнетательных клапанов 11 и 12 и всасывающих клапанов 13 и 14, соответственно.

Компрессор объемного действия, содержащий поршни, установленные с возможностью перемещения в своих цилиндрах с образованием рабочих камер, поршни жестко связаны между собой штоком, совершающим возвратно-поступательное движение, и соединены с механизмом привода в виде кривошипно-коромыслового механизма, содержащего кривошип, шатун и коромысло, а на цилиндрах расположены органы газораспределения в виде клапанов, отличающийся тем, что дополнительно содержит гайку, неподвижно закрепленную на коромысле, а шток выполнен в виде винта с частично нарезанной многозаходной резьбой и образует с гайкой передачу винт-гайка.

Изобретение относится к машиностроению, может быть использовано для соединения деталей машин. .

Механизм преобразования вращательного движения в сложное движение // 2109998

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в устройствах, осуществляющих соединение монтажных проводов со штырем путем накрутки, в устройствах для финишной обработки (притирки, полировки) отверстий, валов и т.

Механизм для воспроизведения эквидистантных кривых // 1772486

Изобретение относится к машиностроению . .

Пространственный механизм с шестью степенями свободы // 1661528

Изобретение относится к машиностроению, в частности к робототехнике. .

Механизм для воспроизведения эквидистантных кривых // 1650988

Изобретение относится к шарнирно-рычажчым механизмам для воспроизведения эквидистантных кривых и может быть использовано в машиностроении. .

Механизм для преобразования вращательного движения в сложное // 1441127

Изобретение относится к машиностроению , а именно к механизмам для преобразования вращательного движения в сложное, состоящее из возвратно-поступательного и вращательного движений, и может быть использовано 3 различных отраслях техники.

Механизм для воспроизведения кривых,получаемых на поверхности тел вращения // 1392288

Изобретение относится к рычажным механизмам, в частности к устройствам для воспроизведения кривых на поверхности тел вращения. .

Механизм для преобразования вращательного движения в сложное // 1298464

Изобретение относится к механическим передачам, в которых вращательное движение преобразуется в возвратно-поступательное и вращательное с другой частотой. .

Рычажно-зубчатый механизм // 1273667

Изобретение относится к машиностроению , а именно к рычажным механизмам , может быть применено, в частности, в механизмах регулирования скорости автоматических клиноременных вариантов и дозволяет повысить КПД путем обеспечения постоянства передаточного числа рычага.Двуплечий рычаг состоит из двух размещенных в общем корпусе стержней с выполненными на их концах зубчатыми рейками, связанными между собой зубчатым , колесом.

Механизм для вертикального перемещения // 1100449

Мотор-компрессор для создания избыточного давления рабочего тела // 2337245

Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкциям поршневых компрессоров. .

Поршневой компрессор горизонтального типа // 2154190

Компрессорное устройство // 2139446

Изобретение относится к машиностроению и применяется для выработки сжатого воздуха. .

Способ работы поршневой машины и устройство для его осуществления // 2592661

Изобретение относится к области машин объемного действия поршневого типа. Способ заключается в том, что при возвратно-поступательном движении поршня происходит всасывание, сжатие и нагнетание газа потребителю с одновременным сжатием смазочно-охлаждающей жидкости в картере машины при ходе поршня вниз и ее подача в зазор между поршнем и цилиндром через питающие круговые щели в цилиндре и в сам цилиндр в конце хода всасывания и начале хода сжатия. В конце хода поршня вверх соединяют картер машины с атмосферой. Машина состоит из цилиндра 1 с установленным в нем с зазором поршнем 2 с механизмом движения, размещенным в частично заполненной смазочно-охлаждающей жидкостью 6 полости 7 картера 8. В цилиндр 1 запрессованы втулки 9, 10 и 11, которые при контакте образуют своими шероховатыми торцовыми поверхностями питающие круговые щели 12. Наружная окружность щелей 12 соединена с полостью 7 через обратный самодействующий клапан 13 и канал 14, подсоединенные к картеру 8 ниже уровня 15 жидкости. Цилиндр 1 имеет сквозное отверстие 29, которое служит для соединения свободной от жидкости полости 7 картера 8 с атмосферой при положении поршня 2 в верхней мертвой точке. Изобретение обладает высоким ресурсом безостановочной работы, высокой экономичностью. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

Устройство и способ приведения в действие клапанов // 2618363

Изобретение относится к устройствам и способам приведения в действие клапанов, используемых в поршневых компрессорах, в нефтяной и газовой промышленности. Клапанный узел 400 содержит исполнительный механизм 410, выполненный с возможностью обеспечения перемещения. Вал 430 выполнен с возможностью передачи указанного перемещения от исполнительного механизма к закрывающему элементу клапана поршневого компрессора. Механизм передачи перемещения соединен с валом и выполнен с возможностью увеличения указанного перемещения и/или силы, связанной с перемещением, создаваемым исполнительным механизмом, для приведения в действие закрывающего элемента клапана. Увеличивается перемещение и/или сила, связанная с перемещением исполнительного механизма для привода клапана. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 11 ил.

Поршневой компрессор с клапаном синхронизации и связанный с ним способ // 2622729

Изобретение относится к поршневым компрессорам для использования в нефтяной и газовой промышленности с клапаном синхронизации. Поршневой компрессор 100 имеет камеру 110, клапан 150 синхронизации, исполнительный механизм 160 и контроллер 170. Текучая среда, поступающая в камеру 110 через всасывающий клапан 130, сжимается внутри камеры и удаляется из камеры через нагнетательный клапан 140. Клапан синхронизации расположен между камерой и объемом текучей среды при давлении разгрузки, которое ниже, чем давление в камере, когда клапан синхронизации открыт. Исполнительный механизм выполнен с возможностью приведения в действие клапана синхронизации. Контроллер выполнен с возможностью управления исполнительным механизмом таким образом, чтобы открывать клапан синхронизации во время фазы расширения цикла сжатия и чтобы закрывать клапан синхронизации, когда давление разгрузки становится равным давлению в камере или когда всасывающий клапан открыт. Повышается кпд компрессора. 3н. и 7 з.п. ф-лы, 9 ил.

Поршневая гибридная энергетическая машина объемного действия с уравновешенным приводом // 2647011

Изобретение относится к поршневым энергетическим машинам объемного действия и может быть использовано при создании безвибрационных компрессоров, насосов, двигателей внутреннего сгорания, а также гибридных машин - насос-компрессоров и мотор - насос-компрессоров. Машина состоит из корпуса 1, в котором размещены газовые цилиндры 2 и 3 с рабочими поршнями 8 и 9 и с самодействующими всасывающими 4 и 5 и нагнетательными 5 и 6 клапанами. Через штоки 10 и 11 рабочие поршни 8 и 9 соединены с кривошипно-ползунным механизмом 12, который преобразует синхронное и противоположно направленное вращательное движение валов 19 и 20 в возвратно-поступательное движение поршней 8 и 9. С помощью реечного зацепления это движение передается дополнительным поршням 23 и 24, которые в цилиндрах 25 и 26 сжимают и подают жидкость сначала в рубашки охлаждения 51 и 52 цилиндров 2 и 3, а затем потребителю. Цилиндры 25 и 26 снабжены самодействующими всасывающими 35 и 36 и нагнетательными 37 и 38 клапанами. Дополнительные поршни 23 и 24 выполняют функции противовесов, полностью компенсирующих силы инерции движения поршней 8 и 9 с механизмом 12. Повышается удельная мощность машины за счет увеличения отношения мощности к массе машины. Уравновешивание сил инерции неравномерного движения основного или основных поршней достигается за счет использования дополнительных поршней, двигающихся в противофазе с основным или основными поршнями. Увеличивается производительность машины. 6 з.п. ф-лы, 10 ил.