Устройство для сжатия газа посредством жидкого рабочего тела

Изобретение относится к устройствам для сжатия и перемещения газообразных сред и может быть использовано в различных отраслях для производства и нагнетания газа. Устройство содержит поршень в виде пленки из ферромагнитной жидкости, распылитель магнитной жидкости, формирователь поршня. На корпусе размещены индукционные катушки, подключенные к источнику импульсного напряжения. Поршень, в виде пленки из ферромагнитной жидкости, расположен с увеличивающейся толщиной от всасывания к нагнетанию, а на внутренней поверхности полости выполнена канавка, продольно расположенная от зоны всасывания к зоне нагнетания и имеющая форму профиля в виде «ласточкина хвоста». Повышается надежность работы в процессе сжатия газа путем устранения возможности разрушения поршня в виде разрыва пленки из ферромагнитной жидкости по мере возрастания давления путем увеличения толщины поршня при перемещении от всасывания к нагнетанию. 1 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для сжатия и перемещения газообразных сред и может быть использовано в различных отраслях для производства и нагнетания газа.

Известно устройство для сжатия газа посредством струйного компрессора (см. патент РФ №2184280, МПК F04F 5/54. Опуб. 2002 г.), включающего соосно расположенные входной патрубок с выходным соплом подвода рабочего тела, приемную камеру с боковым патрубком ввода газа и камеру смешения с диффузором, емкость с жидким рабочим телом и газом и сепаратор для отделения жидкого рабочего тела от газа, причем в качестве жидкого рабочего тела выбрана жидкость с удельным весом не ниже единицы. Однако малая производительность струйных компрессоров и низкий КПД, а также неудовлетворенная работа на переменных режимах не позволяют широкого использования данных компрессоров.

Известно устройство для сжатия газа посредством жидкого рабочего тела (см. патент РФ №2359153, МПК F04B 35/04. Опуб. 20.06.2009 г. Бюл. №17), содержащее поршень в виде пленки из ферромагнитной жидкости, набор последовательно расположенных пластин, имеющих соосно расположенные внутренние отверстия переменного сечения, уменьшающиеся от всасывания к нагнетанию, распылитель магнитной жидкости, формирователь поршня, на наружных поверхностях пластин размещены индукционные катушки, подключенные к источнику импульсного напряжения.

Недостатком является низкая надежность работы вследствие разрушения поршня посредством прорыва пленки из ферромагнитной жидкости (ФМЖ) по мере возрастания давления при сжатии газа от всасывания к нагнетанию из-за постоянства толщины образовавшегося поршня из ферромагнитной жидкости на стадии всасывания, а так же невозможность возврата ФМЖ к распылителю.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности работы в процессе сжатия газа в результате устранения возможности разрушения поршня в виде разрыва пленки из ферромагнитной жидкости по мере возрастания давления путем увеличения толщины поршня при перемещении от всасывания к нагнетанию, а также более полного возвращения ФМЖ к распылителю из зоны нагнетания.

Технический результат достигается тем, что устройство для сжатия газа посредством жидкого рабочего тела, содержащее поршень в виде пленки из ферромагнитной жидкости, распылитель магнитной жидкости, формирователь поршня, на корпусе размещены индукционные катушки, подключенные к источнику импульсного напряжения, причем, поршень, в виде пленки из ферромагнитной жидкости, расположен с увеличивающейся толщиной от всасывания к нагнетанию, а на внутренней поверхности полости выполнена канавка, продольно расположенная от зоны всасывания к зоне нагнетания и имеющая форму профиля в виде «ласточкина хвоста».

На чертеже представлен общий вид устройства для сжатия газа посредством жидкого рабочего тела с продольно расположенной от зоны нагнетания к зоне всасывания канавкой с профилем в виде «ласточкина хвоста».

Внутри корпуса 1 выполнен канал 2 переменного сечения с наибольшим сечением 3 со стороны зоны всасывания 4 газа (воздуха) и наименьшим сечением 5 со стороны зоны нагнетания 6 к потребителю 7. При этом в корпусе 1 перед зоной всасывания 4 расположен распылитель 8 ферромагнитной жидкости (ФМЖ), а в качестве формирователя 9 поршня 10 в виде пленки из ФМЖ использована катушка индуктивности на внешней поверхности корпуса 1 с заданным профилем намотки, изменяющийся в направлении от зоны всасывания 4 к зоне нагнетания 6 и подключенным к источнику импульсного напряжения (на фиг. не показан). При этом на внутренней поверхности 11 канала 2 выполнена канавка 12, продольно расположенная от зоны всасывания 4 к зоне нагнетания 6, с профилем в виде «ласточкина хвоста».

Устройство для сжатия газа посредством жидкого рабочего тела работает следующим образом.

После подачи на формирователь 9, представляющий собой катушку индуктивности с заданным напряжением, к распылителю 8 ФМЖ, расположенному на торце корпуса 1 в зоне всасывания 4 подводится ФМЖ, при этом в центре канала 2 в зоне всасывания 4 образуется поршень 10 в виде пленки из ферромагнитной жидкости с наибольшим сечением 3, который отделяет воздух, поступающий в зону всасывания 4 от распылителя 8 ФМЖ. Импульс напряжения передается по формирователю поршня 9, представляющим катушку индуктивности с заданным профилем намотки, причем количество витков намотки возрастает в направлении от зоны всасывания 4 к зоне нагнетания 6 (принцип бегущей волны) и поршня 10 с объемом газа (воздуха), определяемым зоной всасывания 4, перемещается по каналу 2 переменного сечения до зоны нагнетания 6. При этом вследствие плавного уменьшения площади канала 1 давления воздуха перед перемещающимся поршнем 10 из пленки ферромагнитной жидкости увеличивается пропорционально расстоянию от зоны всасывания 4 к зоне нагнетания 6.

Возрастание воздействия магнитного поля формирователя 9 по мере перемещения сжимаемого потока газа (воздуха) увеличивает толщину поршня 10 в виде пленки из ФМЖ, что устраняет вероятность разрыва пленки под воздействием избыточного давления, получаемого в процессе сжатия, т.е. обеспечивается надежная длительность эксплуатации устройства. В зоне нагнетания 6 сжатый газ (воздух) до заданного уровня давления отбрасывается потребителю 7, импульсно снимается напряжение с формирователя 9 поршня 10 и ФМЖ по наклонной внутренней поверхности 11 канала 2 из зоны нагнетания 6 в полости в виде «ласточкина хвоста» по канавке 12 истекает в зону всасывания 4 и далее к распылителю 8 ФМЖ.

Оригинальность предлагаемого изобретения заключается как в устранении недостатков поршневых компрессоров (пульсаций газа или воздуха и наличие колебательных сил, действующих на фундамент, а также излишний шум и вибрации), так и отсутствие необходимости отделения газа от распыляемой в зоне нагнетания ФМЖ, перед поступлением газа к потребителю, и более полному возврату ФМЖ к распылителю, что снижает затраты на сжатие газа (воздуха), т.к. часть ФМЖ с потоком газа (воздуха) поступало (по прототипу) к потребителю даже после отделения. И это значительно удорожало устройство.

Устройство для сжатия газа посредством жидкого рабочего тела, содержащее поршень в виде пленки из ферромагнитной жидкости, распылитель магнитной жидкости, формирователь поршня, на корпусе размещены индукционные катушки, подключенные к источнику импульсного напряжения, отличающееся тем, что поршень в виде пленки из ферромагнитной жидкости расположен с увеличивающейся толщиной от всасывания к нагнетанию, а на внутренней поверхности полости выполнена канавка, продольно расположенная от зоны всасывания к зоне нагнетания и имеющая форму профиля в виде «ласточкин хвост».



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу установки компрессорного блока на торец статора электродвигателя, содержащего расточку статора и ось статора, при котором опорную поверхность компрессорного блока устанавливают на контактный участок торца статора и соединяют компрессорный блок со статором, и может быть использовано в качестве холодильного компрессора в холодильниках.

Изобретение относится к линейному компрессору (1), содержащему корпус (2) поршня и двигающийся в нем вдоль оси (3) возвратно-поступательно поршень (4) компрессора. .

Изобретение относится к области компрессоростроения. .

Изобретение относится к устройству, содержащему линейный привод и линейный компрессор с изменяемой мощностью. .

Изобретение относится к линейному компрессору (1), содержащему корпус (2) поршня и двигающийся в нем вдоль оси (3) возвратно-поступательно поршень (4) компрессора. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для регулирования линейного привода линейного компрессора. .

Изобретение относится к способу эксплуатации линейного компрессора, в особенности для холодильного аппарата. .

Изобретение относится к области компрессоростроения и может быть использовано для вытеснения текучих сред, таких как нефть или природный газ. Компрессор содержит пару противоположных поршней 42, 44, расположенных в корпусе 41 и ограничивающих камеру 43 сжатия. Электромагнитный привод 20 приводит в действие перемещающиеся возвратно-поступательно поршни 42, 44 в корпусе совместно с аккумулятором силы. Аккумуляторы силы запасают силу во время первого возвратно-поступательного движения, замедляя поршни 42, 44, а также прикладывают силу в последующем возвратно-поступательном движении, ускоряя, тем самым, поршни. В одном варианте выполнения два электромагнитных привода приводят в действие поршни сжатия. В другом варианте выполнения один электромагнитный привод приводит в движение поршни сжатия. Сохраняется инерционная энергия, присущая узлу в течение первого хода, передавая эту запасенную энергию к узлу во время последующего хода, сохраняя, тем самым, энергию, присутствующую в узлах штока поршня/поршня сжатия в процессе возвратно-поступательного движения. 2 н. и 21 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к поршневым газовым компрессорам, содержащим устройство сохранения сил инерции. Компрессор 100 содержит поршень 116, расположенный в корпусе и посредством электромагнитного привода 132 приводимый в возвратно-поступательное движение в указанном корпусе. Компрессор, содержит поршень, расположенный в цилиндре с возможностью возвратно-поступательного перемещения. Подвижный узел соединен с поршнем. Электромагнитный привод выполнен с обеспечением возможности возвратно-поступательного перемещения подвижного узла. Содержит накопитель, соединенный с подвижный узлом. Накопитель выполнен с возможностью накопления кинетической энергии движения, образуемой при перемещении подвижного узла в первом направлении, и с возможностью отдачи кинетической энергии движения при перемещении подвижного узла во втором направлении. Уменьшается усилие, которое обеспечивает привод 132 для ускорения узла 140. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 20 ил.

Изобретение относится к компрессорной системе для рельсового транспортного средства, включающей в себя приводимый в действие от электродвигателя (1) через приводной вал (2) компрессор (3) для производства сжатого воздуха для, по меньшей мере, одного резервуара (4) для сжатого воздуха, причем электродвигатель (1) выполнен с возможностью настройки, по меньшей мере, опосредованно посредством регулировочного устройства (5) для работы электродвигателя (1), по меньшей мере, с номинальной частотой (n) вращения, в пределах от максимальной частоты (m) вращения до минимальной частоты (i) вращения, причем далее в расположенном по ходу потока от компрессора (3) проводящем сжатый воздух трубопроводе (6) расположен, по меньшей мере, один датчик (7) давления для определения давления для регулировочного устройства (5). В соответствии с изобретением исполнительный орган (8) для непрерывного воздействия на частоту вращения электродвигателя (1) расположен между устройством (15) подачи электроэнергии и электродвигателем (1), причем настройка исполнительного органа (8) осуществляется через регулировочное устройство (5). 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области рельсовых транспортных средств. Компрессорная система включает в себя приводимый в действие от электродвигателя через приводной вал компрессор, резервуар для сжатого воздуха. Электродвигатель выполнен с возможностью настройки посредством регулировочного устройства, по меньшей мере, с одной частотой вращения, в пределах от максимальной частоты вращения до минимальной частоты вращения. В расположенном по ходу потока от компрессора, проводящем сжатый воздух трубопроводе расположен датчик давления для определения давления для регулировочного устройства. Исполнительный орган для непрерывного воздействия на частоту вращения электродвигателя расположен между устройством подачи электроэнергии и электродвигателем. Настройка исполнительного органа осуществляется в соответствии с сенсорным устройством, включающим в себя датчик для регистрации внешнего граничного условия рельсового транспортного средства, через регулировочное устройство. Достигается повышение эффективности компрессорной системы и понижение шума при ее работе. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к устройствам тормозных систем. Установка для подачи воздуха содержит приводимый в действие двигателем (1) компрессор (2) для производства сжатого воздуха, устройство (3) для осушки для удаления влаги из произведенного сжатого воздуха, электронный преобразователь (4) тока для зависящего от потребления управления компрессором и несколько аналоговых и/или цифровых датчиков (5) для генерации электрических сигналов. Электрические сигналы используются для управления электронным преобразователем (4) тока и для контроля работы и управления компрессором (2). При этом в электронном преобразователе (4) тока осуществляется переработка генерированных датчиками (5) электрических сигналов в сигналы к шине, подготовленные для анализа данных в интерфейсе (6) шины. Технический результат изобретения заключается в возможности установки для подачи воздуха как управлять частотой вращения, так и обрабатывать сигналы диагностирования компрессора. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к компрессорной системе для рельсового транспортного средства, включающей в себя приводимый в действие от электродвигателя (1) компрессор (3) для производства сжатого воздуха для резервуара (4), причем электродвигатель (1) выполнен с возможностью настройки посредством регулировочного устройства (5). Далее в расположенном по ходу потока от компрессора (3), проводящем сжатый воздух трубопроводе (6) расположен датчик (7) давления для определения давления для регулировочного устройства (5). Исполнительный орган (8) для непрерывного воздействия на частоту вращения электродвигателя (1) расположен между устройством (15) подачи электроэнергии и электродвигателем (1), причем исполнительный орган (8) выполнен с возможностью настройки посредством регулировочного устройства (5) и, причем в расположенном по ходу потока от компрессора (3), проводящем сжатый воздух трубопроводе (6) расположен пневматический выключатель (16) для контроля давления в резервуаре (4) для сжатого воздуха и для оказания воздействия на частоту вращения электродвигателя (1). 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к устройствам для сжатия и перемещения газообразных сред и может быть использовано в различных отраслях для производства и нагнетания газа. Устройство содержит поршень в виде пленки из ферромагнитной жидкости, распылитель магнитной жидкости, формирователь поршня. На корпусе размещены индукционные катушки, подключенные к источнику импульсного напряжения. Поршень, в виде пленки из ферромагнитной жидкости, расположен с увеличивающейся толщиной от всасывания к нагнетанию, а на внутренней поверхности полости выполнена канавка, продольно расположенная от зоны всасывания к зоне нагнетания и имеющая форму профиля в виде «ласточкина хвоста». Повышается надежность работы в процессе сжатия газа путем устранения возможности разрушения поршня в виде разрыва пленки из ферромагнитной жидкости по мере возрастания давления путем увеличения толщины поршня при перемещении от всасывания к нагнетанию. 1 ил.

Наверх