Поршневой компрессор с автономным охлаждением цилиндра

Изобретение относится к области компрессоростроения и может быть использовано в поршневых компрессорах с автономным жидкостным охлаждением цилиндропоршневой группы. Компрессор содержит цилиндр 1 с поршнем 2 с образованием камеры сжатия 4, всасывающий клапан 6, нагнетательный клапан 11. Цилиндр 1 содержит рубашку 15 охлаждения, соединенную с источником охлаждающей жидкости 16 в виде поплавковой камеры 17 с подпружиненным пустотелым поплавком 19 с штоком 20 с выступами 21 и 22, воздействующими на подвижный элемент 23 золотника 24. Подвижный элемент 23 имеет две проточки 26 и 27 для фиксаторов 28. Один выход 29 золотника 24 соединен с атмосферой, а другой 30 - с камерой 4 через канал 31 и клапан 43. Камера 17 соединена каналом 33 с рубашкой 15 охлаждения и с теплообменником 34 каналами 38 и 39, в которых установлены группы разнонаправленных гидродиодов 40 и 41. Достигается полноценное, полностью автономное охлаждение цилиндра с минимальными затратами энергии, повышение КПД компрессора при снижении его габаритов и массы, обеспечивается возможность создания передвижных компрессоров с эффективным жидкостным охлаждением. 6 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Изобретение относится к области компрессоростроения и может быть использовано при создании экономичных поршневых компрессоров малой и средней производительности, в том числе передвижных машин, с автономным жидкостным охлаждением цилиндропоршневой группы.

Известен поршневой компрессор, содержащий цилиндр с установленным в нем поршнем со штоком или шатуном с образованием камеры сжатия, всасывающий клапан с запорным элементом и седлом, соединяющий линию всасывания с камерой сжатия через полость всасывания, нагнетательный клапан с запорным элементом и седлом, соединяющий линию нагнетания с камерой сжатия через полость нагнетания (см., например, книгу Б.С. Фотин, И.Б. Пирумов, И.К. Прилуцкий, П.И. Пластинин. «Поршневые компрессоры». - Л.: Машиностроение, 1987, стр. 5, рис. В1).

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является поршневой компрессор, содержащий цилиндр с установленным в нем поршнем со штоком или шатуном с образованием камеры сжатия, всасывающий клапан с запорным элементом и седлом, соединяющий линию всасывания с камерой сжатия через полость всасывания, нагнетательный клапан с запорным элементом и седлом, соединяющий линию нагнетания с камерой сжатия через полость нагнетания, причем цилиндр содержит рубашку охлаждения, соединенную с источником охлаждающей жидкости и теплообменником, отличающийся тем, что источник охлаждающей жидкости выполнен в виде поплавковой камеры, поплавок которой установлен с возможностью управления золотником, один выход которого соединен с окружающей средой, а другой - с камерой сжатия (см., например, книгу Б.С. Фотин, И.Б. Пирумов, И.К. Прилуцкий, П.И. Пластинин. «Поршневые компрессоры». - Л.: Машиностроение, 1987, стр. 185-185, рис. 6.32).

К недостатку первого варианта относится невозможность экономичного получения в одной ступени высокой степени повышения давления, т.к. при использовании воздушного охлаждения невозможно отвести от сжимаемого газа достаточно большое количество теплоты. Во втором случае, когда рабочая полость омывается охлаждающей жидкостью и имеется возможность увеличения степени повышения давления, конструкция компрессора становится громоздкой из-за необходимости иметь дополнительно механизм подачи охлаждающей жидкости, что увеличивает массу компрессорной установки и занимаемую ей площадь и объем производственного помещения, усложняет ее конструкцию, увеличивает стоимость и увеличивает общие затраты мощности на сжатие газа. Все это вместе взятое увеличивает приведенную стоимость сжатого газа и снижает общую эффективность компрессора.

Задачей изобретения является снижение приведенной стоимости сжатого газа и увеличение общей эффективности компрессора.

Поставленная задача решается тем, что в поршневом компрессоре, содержащем цилиндр с установленным в нем поршнем со штоком или шатуном с образованием камеры сжатия, всасывающий клапан с запорным элементом и седлом, соединяющий линию всасывания с камерой сжатия через полость всасывания, нагнетательный клапан с запорным элементом и седлом, соединяющий линию нагнетания с камерой сжатия через полость нагнетания, причем цилиндр содержит рубашку охлаждения, соединенную с источником охлаждающей жидкости и теплообменником, согласно данному изобретению источник охлаждающей жидкости выполнен в виде поплавковой камеры, поплавок которой установлен с возможностью управления золотником, один выход которого соединен с окружающей средой, а другой - с камерой сжатия.

Поплавковая камера своей нижней частью может быть соединена с верхней частью рубашки охлаждения, а теплообменник может иметь по крайней мере два канала, соединенные между собой и с нижней частью рубашки охлаждения, причем в обоих каналах установлено по крайней мере по одному гидродиоду и гидродиоды в этих каналах имеют разнонаправленные диодности.

Один выход золотника может быть соединен с камерой сжатия через канал и пространство между запорным элементом всасывающего клапана и его седлом при открытом положении клапана или один выход золотника может быть соединен с камерой сжатия через канал, дополнительную полость всасывания или нагнетания и соответственно через дополнительный всасывающий или нагнетательный клапан, который может быть установлен в нижней части цилиндра на его боковой стенке выше положения поршня в нижней мертвой точке.

Поплавок может быть соединен со штоком, который имеет возможность воздействия на подвижный элемент золотника, установленного с возможностью перемещения вдоль своей оси в цилиндре, причем этот подвижный элемент имеет вдоль цилиндрической образующей две проточки, фиксирующие его в двух положениях с помощью по крайней мере одного фиксатора.

Золотник может иметь электромагнитный привод, катушка которого соединена с выходом схемы управления, два входа которой соединены с контактами, которые замыкаются с помощью штока, закрепленного на поплавке поплавковой камеры, при верхнем и нижнем положении поплавка.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 схематично изображено продольное (вдоль оси цилиндра) сечение компрессора с поплавковой камерой и золотником, один выход которого соединен с атмосферой, а другой - через канал со щелью между запорным элементом всасывающего клапана и его седлом.

На фиг. 2 показано крупно сечение золотника.

На фиг. 3 показано увеличенное сечение золотника в зоне отверстий, соединяющих полости над и под подвижным элементом золотника.

На фиг. 4 показан фрагмент цилиндропоршневой группы в зоне вхождения канала, соединяющего золотник с щелью между подвижным элементом запорного органа всасывающего клапана и его седлом.

На фиг. 5 показана аналогичная фиг. 1 схема, в которой один выход золотника соединен с камерой сжатия компрессора через дополнительный всасывающий клапан.

На фиг. 6 показан вариант конструкции с использованием части нагнетаемого газа через дополнительный нагнетательный клапан для прокачки жидкости через рубашку цилиндра.

На фиг. 7 и 8 показана схема конструкции при использовании электромагнита для перемещения подвижного элемента золотника.

Поршневой компрессор (фиг. 1-3) с автономным охлаждением цилиндра содержит цилиндр 1 с установленным в нем поршнем 2 со штоком 3 с образованием камеры сжатия 4, всасывающий клапан с запорным элементом 6 и седлом 7, соединяющий линию всасывания 8 с камерой сжатия 4 через полость всасывания 9, размещенную в клапанной коробке 10, нагнетательный клапан с запорным элементом 11 и седлом 12, соединяющий линию нагнетания 13 с камерой сжатия 4 через полость нагнетания 14, причем цилиндр 1 содержит рубашку 15 охлаждения, соединенную с источником охлаждающей жидкости 16, который выполнен в виде поплавковой камеры 17 и содержит подпружиненный пружиной 18 пустотелый поплавок 19, который жестко соединен со штоком 20 с выступами 21 и 22, которые воздействуют на подвижный элемент 23 золотника 24 и управляют его положением.

Подвижный элемент 23 (фиг. 2) имеет возможность перемещаться вдоль оси в цилиндре 25 и имеет вдоль цилиндрической образующей две проточки 26 и 27, которые необходимы для его фиксации в двух положениях с помощью подпружиненных фиксаторов 28.

Один выход 29 золотника 24 соединен с окружающей средой (атмосферой), а другой 30 - с камерой сжатия 4 через канал 31 и пространство (щель) 32 между запорным элементом 6 всасывающего клапана и его седлом 7 при открытом положении клапана.

Поплавковая камера 17 своей нижней частью соединена каналом 33, выполненным в виде теплообменника, с верхней частью рубашки 15 охлаждения, а теплообменник 34 имеет два оребренных канала 35 и 36, соединенные между собой трубками 37 и с нижней частью рубашки 15 охлаждения каналами 38 и 39, причем в обоих этих каналах установлены группы гидродиодов 40 и 41 и гидродиоды в каналах 38 и 39 имеют разнонаправленные диодности.

Отверстия 42 (фиг. 3) в подвижном элементе 23 соединяют между собой верхнюю и нижнюю полости цилиндра 25.

На фиг. 5 изображен вариант компрессора, в котором выход 30 золотника 16 соединен с камерой сжатия 4 через канал 31, дополнительную полость всасывания 42 и через дополнительный всасывающий клапан 43.

На фиг. 6 изображен вариант компрессора, в котором выход 30 золотника 16 соединен с камерой сжатия 4 через канал 31, дроссель 44, дополнительную полость нагнетания 45 и через дополнительный нагнетательный клапан 46.

На фиг. 7 изображен вариант компрессора с электромагнитным управлением положения подпружиненного пружиной 47 элемента 23, который соединен штоком 48 с электромагнитом 49, втягивающая катушка 50 которого соединена с выходом схемы управления 51, два входа (Вход 1 и Вход 2) которой соединены с двумя парами контактов 52 и 53, установленными в корпусе 54 с возможностью их замыкания элементом (пятой) 55 штока 20, закрепленного на поплавке 19 поплавковой камеры 17, при верхнем и нижнем положении поплавка 19. Схема управления 51 получает питание от сети переменного тока через преобразователь 56. Полость 57, расположенная над поплавком 19, соединена каналами 58 и 59 с золотником 24 соответственно на одном уровне с выходом 29 в атмосферу и выходом 30 в канал 31.

На фиг. 8 изображен вариант конструктивной схемы компрессора с электромагнитным управлением работы золотника 24 и положением дополнительного нагнетательного клапана 46 в нижней части цилиндра на его боковой стенке выше нижней мертвой точки (НМТ) положения поршня 2.

Компрессор работает следующим образом.

При возвратно-поступательном движении поршня 2 воздух из линии всасывания 8 через полость 9 всасывается через открытый клапан 6 в камеру сжатия 4, сжимается в ней при закрытых клапанах 6 и 11 и нагнетается потребителю через открытый клапан 11, полость 14 и линию нагнетания 13.

При ходе поршня 2 вниз в камере 4 создается разрежение, и под действием возникшего перепада давления между атмосферой (линия всасывания 8, полость 9) и камерой 4 клапан 6 открывается на некоторую величину. При этом между тарелкой клапана 6 и седлом 7 образуется щель 32, через которую воздух идет с большой скоростью. В соответствии с уравнением Бернулли статическое давление в щели 32 становится намного меньше атмосферного давления, и воздух начинает «подсасываться» через канал 31 и выход 30 из цилиндра 25, в связи с чем давление в этом цилиндре падает как над подвижным элементом 23 золотника 24, так и, благодаря наличию отверстий 42 (фиг. 2 и 3), в пространстве над поплавком 19. В то же время давление жидкости под поплавком в камере 17 равно атмосферному, т.к. она соединена через канал 33, рубашку 15 и каналы 38 и 39 с оребренными каналами 36 и 36 теплообменника 34, который открыт в атмосферу. В связи с появлением перепада давления на поплавке 19 (снизу больше, сверху меньше) он начинает двигаться вверх, всасывая жидкость в камеру 17 из каналов 35 и 36 через каналы 38 и 39. В связи с тем, что диодность группы диодов 40 направлена против потока жидкости, этот поток тормозится. В то же время диодность группы диодов 41 направлена попутно потоку, и они не оказывают заметного влияния на расход жидкости через канал 39. Поэтому расход жидкости в сторону рубашки 15 через канал 38 меньше, чем через канал 39, и для сохранения уровня жидкости в каналах 35 и 36 жидкость по трубкам 37 частично перетекает из канала 35 в канал 36.

Таким образом, пока клапан 6 открыт (поршень 2 идет вниз), совершается подъем жидкости в полости 17, ее движение по рубашке 15 и истечение жидкости из каналов 35 и 36 теплообменника 34 с одновременным перетеканием жидкости из канала 35 в канал 36.

При ходе поршня 2 вверх давление в камере 2 становится больше атмосферного, и клапан 6 закрывается, начинается сжатие воздуха в камере 4.

При закрытом клапане 6 поднятие жидкости в полости 17 останавливается, т.к. усилие пружины 18 и вес поплавка 19 противодействуют образовавшемуся в результате хода всасывания перепаду давления на поплавке 19.

В процессе сжатия при дальнейшем ходе поршня 2 вверх давление воздуха в камере 4 становится равным давлению нагнетания, и клапан 11 открывается, перепуская сжатый воздух через полость 14 и линию нагнетания 13 в направлении потребителя сжатого воздуха до тех пор, пока поршень 2 не достигнет крайнего верхнего положения - верхней мертвой точки, после чего клапан 11 закрывается, и поршень 2 снова движется вниз.

При движении поршня вниз повторяется процесс всасывания с дальнейшим понижением давления в цилиндре 25.

Затем цикл повторяется, поплавок 19 постепенно от цикла к циклу движется вверх, перекачивая жидкость из теплообменника 34 и рубашку 15 в полость 17.

Такая работа гидропневматической системы продолжается до тех пор, пока поплавок 19 не поднимется настолько, что выступ 21 штока 20 не упрется в нижний торец подвижного элемента 23, и подъемная сила поплавка 19 не окажется достаточной, чтобы «сорвать» элемент 23 с фиксаторов 28, в результате чего элемент 23 переходит из положения, определяемого положением проточки 27, в положение, определяемое положением проточки 26.

При этом элемент 23 открывает выход 29, соединенный с атмосферой, в результате чего воздух с атмосферным давлением очень быстро проникает в полость цилиндра 25, и в канале 31 устанавливается атмосферное давление. Теперь при осуществлении процесса всасывания, когда клапан 6 открыт, в щель 32 попадает атмосферный воздух, и воздействие пониженного давления в этой щели не оказывает никакого влияния на работу источника жидкости 16.

В то же время под действием силы сжатой пружины 21 и веса поплавка жидкость из камеры 17 вытесняется через канал 33 назад в рубашку 15 и из нее по каналам 38 и 39 истекает в каналы 35 и 36. Причем гидравлическое сопротивление канала 39 протеканию по нему жидкости больше (группа диодов 41 тормозит поток), а гидравлическое сопротивление канала 38 меньше (группа диодов 40 практически не оказывает тормозящего действия), в связи с чем в канал 35 попадает больше жидкости, чем в канал 36. И снова для поддержания одинакового уровня жидкость перетекает из одного канала в другой по трубкам 37, но теперь - в обратном направлении - из канала 35 в канал 34.

Вытеснение жидкости из полости 17 при движении поплавка 19 вниз происходит до тех пор, пока выступ 22 не упрется в торец элемента 23, в результате чего под действием веса поплавка и усилия пружины 21 не произойдет «срыв» элемента 23 с фиксаторов 28 и переход его снова в нижнее положение, при котором выход 29 отсекается от атмосферы.

Затем процесс повторяется.

Таким образом, при возвратно-поступательном движении поршня 2 периодически происходит движение жидкости из теплообменника 34 через рубашку 15 в полость 17 и обратно при одновременном перемешивании жидкости в каналах 35 и 36 теплообменника 34. Это позволяет интенсифицировать отвод теплоты сжатия, которая поступает от сжимаемого воздуха к стенкам камеры сжатия 4, и передать ее стенкам и ребрам теплообменника 34, откуда она отводится в окружающую среду за счет естественной или принудительной конвекции (с использованием вентилятора, который на чертежах не показан) в окружающую среду.

Конструкция компрессора, фрагмент цилиндропоршневой группы которого показан на фиг. 4, работает аналогично вышеописанной. Отличие ее состоит в конструктивном решении подвода канала 31 к щели 32, которое более компактно, чем показанное на фиг. 1.

На фиг. 5 показана конструктивная схема компрессора, в котором создание пониженного по сравнению с атмосферным давление в цилиндре 25 организуется путем соединения его непосредственно с камерой 4 при ходе поршня вниз в процессе всасывания. Для этого канал 31 соединен с камерой 4 через полость 42 и дополнительный всасывающий клапан 43 с достаточно большим гидравлическим сопротивлением. В этом случае при ходе поршня 2 вниз разрежение в полости 42 и соответственно в цилиндре 25 будет несколько больше, чем в камере сжатия 4. Хотя и обычного падения давления в камере 5 на ходе всасывания уже достаточно для организации периодического возвратно-поступательного движения жидкости в гидравлической линии «теплообменник 34 - рубашка 15 - камера 17», которая является системой охлаждения цилиндра 1.

На фиг. 6 показан пример конструктивной схемы компрессора, в котором движение жидкости в системе охлаждения организовано путем подачи в цилиндр 25 золотника 24 повышенного по сравнению с атмосферным давления и камеры сжатия 4 в процессе сжатия - нагнетания, когда поршень 2 идет вверх. В связи с этим выход 30 золотника 24 помещен в нижней части цилиндра 25, а выход 29 - в верхней части цилиндра 25. Дроссель 44 служит для снижения давления, поступающего к золотнику 24 с тем, чтобы снизить затраты работы на перемещение жидкости, т.к. обычное для ступеней поршневых компрессоров давление нагнетания (4-6 бар и выше) избыточно большое для осуществления работы предложенной гидравлической системы охлаждения цилиндра. Дополнительных пояснений работа этой конструкции не требует.

Конструктивная схема компрессора, изображенного на фиг. 7, работает аналогично схеме, изображенной на фиг. 5, с той разницей, что управление положением золотника 23 осуществляется электромагнитом 49, соединенным с золотником 23 с помощью штока 48. Электромагнит 49 получает команды с «Выхода» схемы управления 51, которая, в свою очередь, обрабатывает сигналы, полученные при замыкании контактов 52 и 53.

Во время осуществления ходов всасывания, когда элемент 23 находится в верхнем положении (этот момент показан на фиг. 7) и в связи с образующимся разрежением в полости 57 поплавок 19 идет вверх, электромагнит 49 выключен, и напряжение на концах его обмотки 50 отсутствует. Происходит перекачивание жидкости из теплообменника 34 в камеру 17.

При достижении крайнего верхнего положения поплавка 19 пята 55 замыкает контакты 52, что в схеме управления 51 соответствует команде «пуск» (замыкание нормально разомкнутых контактов кнопки «пуск»), и на «Выход» системы управления 51 подается напряжение, которое передается на катушку 50, электромагнит 49 включается и через шток 48 притягивает элемент 23 вниз, сжимая пружину 47. При этом канал 58 соединяется через выход 29 с атмосферой, происходит заполнение полости 57 воздухом под атмосферным давлением, перепад давления на поплавке 57 исчезает, и под действием силы тяжести и усилия пружины 18 поплавок 19 движется вниз, перекачивая жидкость из камеры 17 в теплообменник 34. В течение всего этого времени с «Выхода» системы управления 51 на катушку 50 электромагнита 49 подается напряжение, и электромагнит 49 удерживает элемент 23 в нижнем положении, при котором канал 59 и выход 30 разобщены.

При достижении поплавком крайнего нижнего положения, пята 55 замыкает контакты 53, что соответствует команде «стоп» в системе управления 51 (замыкание нормально разомкнутых контактов электромеханического реле, размыкающего нормально замкнутые контакты кнопки «стоп»). При этом прекращается подача напряжения на «Выход» схемы управления 51, и электромагнит 49 отпускает шток 48 с элементом 23, который под действием пружины 47 переходит в крайнее верхнее положение, разобщая канал 58 с выходом 29 и сообщая канал 59 с выходом 30. Начинается создание разрежения в полости 57, поднятие поплавка 19 вверх и перекачивание жидкости из теплообменника 34 в камеру 17.

Затем цикл повторяется.

Устройство схемы управления 51 соответствует тривиальной схеме управления пуском электродвигателя и пояснения не требует.

На фиг. 8 изображен вариант конструктивной схемы компрессора с электромагнитным управлением работы золотника 24 и положением дополнительного нагнетательного клапана 46 в нижней части цилиндра на его боковой стенке и выше нижней мертвой точки (НМТ). Работа этой схемы отличается от предыдущей тем, что в ней перемещение поплавка 19 осуществляется, как и в схеме на фиг. 6, за счет сжатого в камере 4 воздуха. Однако в этом примере воздух, который используется для движения поплавка 19, в отличие от схемы на фиг. 6, сжимается до низкого давления - гораздо ниже, чем давление нагнетания (в схеме на фиг. 6 - до давления нагнетания), что позволяет тратить на прокачку жидкости через гидравлическую систему охлаждения существенно меньше механической работы. Единственный недостаток этой схемы состоит в необходимости установки дополнительного нагнетательного клапана 46 в стенке цилиндра 1 через рубашку охлаждения 15.

Дополнительных пояснений данная схема компрессора не требует.

Таким образом, предложенное техническое решение позволяет осуществлять полноценное и интенсивное жидкостное охлаждение цилиндропоршневой группы компрессора абсолютно автономно, без использования дополнительных жидкостных насосов и внешних источников охлаждающей жидкости, что обеспечивает снижение приведенной стоимости сжатого газа и увеличение общей эффективности компрессора.

1. Поршневой компрессор, содержащий цилиндр с установленным в нем поршнем со штоком или шатуном с образованием камеры сжатия, всасывающий клапан с запорным элементом и седлом, соединяющий линию всасывания с камерой сжатия через полость всасывания, нагнетательный клапан с запорным элементом и седлом, соединяющий линию нагнетания с камерой сжатия через полость нагнетания, причем цилиндр содержит рубашку охлаждения, соединенную с источником охлаждающей жидкости и теплообменником, отличающийся тем, что источник охлаждающей жидкости выполнен в виде поплавковой камеры, поплавок которой установлен с возможностью управления золотником, один выход которого соединен с окружающей средой, а другой - с камерой сжатия.

2. Поршневой компрессор по п. 1, отличающийся тем, что поплавковая камера своей нижней частью соединена с верхней частью рубашки охлаждения, а теплообменник имеет по крайней мере два канала, соединенные между собой и с нижней частью рубашки охлаждения, причем в обоих каналах установлено по крайней мере по одному гидродиоду и гидродиоды в этих каналах имеют разнонаправленные диодности.

3. Поршневой компрессор по п. 1, отличающийся тем, что один выход золотника соединен с камерой сжатия через канал и пространство между запорным элементом всасывающего клапана и его седлом при открытом положении клапана.

4. Поршневой компрессор по п. 1, отличающийся тем, что один выход золотника соединен с камерой сжатия через канал, дополнительную полость всасывания или нагнетания и соответственно через дополнительный всасывающий или нагнетательный клапан.

5. Поршневой компрессор по п. 1 и 4, отличающийся тем, что дополнительный нагнетательный клапан установлен в нижней части цилиндра на его боковой стенке выше положения поршня в нижней мертвой точке.

6. Поршневой компрессор по п. 1, отличающийся тем, что поплавок соединен со штоком, который имеет возможность воздействия на подвижный элемент золотника, установленного с возможностью перемещения вдоль своей оси в цилиндре, причем этот подвижный элемент имеет вдоль цилиндрической образующей две проточки, фиксирующие его в двух положениях с помощью по крайней мере одного фиксатора.

7. Поршневой компрессор по п. 1, отличающийся тем, что золотник имеет электромагнитный привод, катушка которого соединена с выходом схемы управления, два входа которой соединены с двумя парами контактов, установленных с возможностью их замыкания элементом штока, закрепленного на поплавке поплавковой камеры, при верхнем и нижнем положении поплавка.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области компрессоростроения и может быть использовано при создании экономичных поршневых машин для сжатия газа с независимым активным жидкостным охлаждением.

Изобретение относится к области энергетики и компрессоростроения и может быть использовано при создании поршневых компрессоров. Поршневая машина содержит цилиндр 1 с поршнем 2 с образованием рабочего объема 4, клапанную коробку 5 с полостью всасывания 6, линию всасывания 7, всасывающий клапан 8, полость нагнетания 11, линию нагнетания 12, нагнетательный клапан 13.

Изобретение относится к области компрессоростроения и может быть использовано при создании экономичных поршневых машин для сжатия газа с индивидуальным жидкостным охлаждением цилиндропоршневой группы.

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.

Изобретение относится к области компрессоростроения и может быть использовано в компрессорах с жидкостным охлаждением. Компрессорное устройство содержит компрессорный элемент 2 с камерой сжатия, с одним входом 8 охлаждающего агента и выходом 4 газа.

Изобретение относится к области машин объемного действия поршневого типа и может быть использовано при создании высокоэффективных поршневых машин малой и средней производительности с автономной жидкостной системой охлаждения.

Изобретение относится к области компрессоростроения и может быть использовано в компрессорах с автономным жидкостным охлаждением. Компрессор состоит из цилиндра 1 с поршнем 2 с образованием рабочего объема 4, полости нагнетания 5, нагнетательного клапана 6, полости всасывания 7, всасывающего клапана 8.

Изобретение относится к охлаждаемому воздухом поршневому компрессору для транспортных средств. Нагнетатель (2) имеет несколько цилиндров (1a, 1b), приводится в действие двигателем (3) и имеет вентилятор (4) для производства потока охлаждающего воздуха.

Изобретение относится к области компрессоростроения и может быть использовано преимущественно при создании поршневых компрессоров без смазки цилиндропоршневой группы средней и большой производительности.

Способ рекуперации энергии при сжатии газа компрессорной установкой (1), имеющей две или более ступеней сжатия. Каждая из ступеней образована компрессором (2, 3).

Изобретение относится к области компрессоростроения и может быть использовано в поршневых компрессорах с автономным охлаждением цилиндропоршневой группы. Компрессор содержит цилиндр 1 с дифференциальным поршнем 2 и двумя рабочими объемами 4 и 5. Полости всасывания 6 и 7 соединены с источником газа и с рабочими объемами 4 и 5 через всасывающие клапаны 8 и 9. Полости нагнетания 10 и 11 соединены с потребителем газа и с рабочими объемами 4 и 5 через нагнетательные клапаны 12 и 13. Вокруг цилиндра 1 имеется жидкостная рубашка охлаждения 14. Полости всасывания 6 и 7 соединены с жидкостной рубашкой 14 через теплообменники 15 и 16, часть рабочего объема которых, подключенная к полостям всасывания, находится выше уровня охлаждающей жидкости в рубашке охлаждения. Теплообменники 15 и 16 являются сообщающимися через рубашку 14 сосудами. Постоянно движущаяся по теплообменникам 15 и 16 и в рубашке 14 жидкость отводит теплоту сжатия от цилиндра 1. Достигается уменьшение габаритов при использовании жидкостного охлаждения, упрощается его схема, снижаются удельные затраты на сжатие газа. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области компрессоростроения и может быть использовано при создании поршневых компрессоров, к которым предъявляются высокие требования по ресурсу работы, надежности и экономичности. Компрессор содержит газовый цилиндр 1 с основным поршнем 4, размещенным в цилиндре 1 с зазором 3. Содержит вспомогательный поршень 9 или плунжер с жидкостным цилиндром 10, соединенным с источником жидкости 14 и с жидкостной рубашкой 2, размещенной в газовом цилиндре 1, а через гидравлическую линию - с жидкостной полостью, размещенной в основном поршне 4. Оба поршня или поршень и плунжер, основной и вспомогательный, имеют один механизм привода, содержащий по крайней мере один кривошип 30. Часть гидравлической линии, соединяющей жидкостный цилиндр 10 с жидкостной полостью 2 основного поршня 4, размещена в теле кривошипа. Организуется тщательное охлаждение поршня и цилиндра, уплотнение поршня и смазка под давлением механизма привода. 4 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к поршневым компрессорам с охлаждением, работающим без смазки рабочей полости и предназначенным для сжатия и перемещения газов. Поршневой компрессор содержит цилиндр, крышку с всасывающим и нагнетательным клапанами. В цилиндре расположен поршень с поршневыми кольцами, выполненными из самосмазывающихся материалов, предназначенных для герметизации рабочей камеры. В крышке цилиндра перед нагнетательным клапаном в паз радиусом R1 установлены ребра. Ребра расположены перпендикулярно к торцу крышки, обращенному в сторону рабочей камеры поршневого компрессора. Ребра имеют полусферическую форму и выполнены радиусом R толщиной δ из металлических пластин. За счет исключения оребрения по всей внутренней поверхности цилиндра, уменьшения площади оребрения, наличия поршневых колец изобретение позволяет уменьшить утечки газа, увеличить теплоотдачу от газа к стенкам рабочей камеры в процессе нагнетания, уменьшить мертвый объем в камере компрессора. 1 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться в компрессорной технике. Поршневой компрессор содержит цилиндрический корпус 1 с двумя оппозитно установленными в нем компрессорным и приводным цилиндрами 2 и 3. В каждом цилиндре 2 и 3 размещены поршни 4 и 5, закрепленные на общем штоке 6. Содержит входные и выходные линии 7, 8 связи рабочих полостей 9, 10 цилиндра 2 и систему подачи рабочей среды в рабочие полости 11, 12 цилиндра 3. Содержит источник 13 рабочей среды с напорной и сливной линиями 14, 15, распределительное устройство 16 и теплообменное устройство 17. Корпус 1 выполнен с рубашкой 18 охлаждения. Содержит плунжерный микронасос 19, который представляет собой рабочую полость, образованную крышкой 20 корпуса 1 и концом 21 общего штока 6, являющимся плунжером микронасоса 19. Его другой конец 22 механически связан с распределительным устройством 16. Теплообменное устройство 17 установлено в напорной линии 14 связи с возможностью преобразования рабочей среды в парообразное состояние. В сливной линии 15 установлено дополнительное теплообменное устройство 24 с возможностью преобразования парообразной рабочей среды, например фреона, в жидкое состояние. Сливная линия 15 через подпорный клапан 25 соединена с источником 13 рабочей среды в виде бака, который через линию 26 всасывания подключен к микронасосу 19. В напорной линии 14 на входе в теплообменное устройство 17 установлен обратный клапан 28. Изобретение позволяет снизить механические потери при работе за счет тепла, вырабатываемого компрессором, и преобразовать это тепло в механическую энергию работы элементов компрессора. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к энергетическим машинам и может быть использовано при создании высокоэкономичных автономно работающих двухступенчатых компрессоров и гибридных машин - насос-компрессоров с жидкостным охлаждением компрессорных полостей первой и второй ступени. Поршневая двухступенчатая машина состоит из картера 1 с механизмом привода, приводящим в движение поршень 4, который с общим цилиндром образует газовые полости первой ступени 5 и второй ступени 6, а также жидкостную дополнительную ступень 11. Все ступени снабжены всасывающими и нагнетательными клапанами, вокруг газовых ступеней имеются рубашки охлаждения 9, 10. При возвратно-поступательном движении поршня 4 происходит всасывание газа в полость 5 первой ступени, его сжатие и подача во вторую ступень 6, где газ дожимается и подается потребителю. Жидкость всасывается в полость 5 через рубашку 10, сжимается и прокачивается через рубашку 9, чем достигается охлаждение первой 5 и второй 6 ступени и уплотнение зазоров между поршнем и цилиндрами газовых ступеней. Достигается автономное охлаждение машины при сжатии газов, бесконтактное уплотнение поршня и повышение экономичности машины. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано при создании экономичных поршневых компрессоров малой и средней производительности с автономным жидкостным охлаждением. Способ работы компрессора заключается в том, что величину дополнительного объема, напрямую соединенного с полостью нагнетания машины и частично заполненного охлаждающей жидкостью, уменьшают при увеличении давления нагнетания и наоборот увеличивают - при уменьшении давления нагнетания. Компрессор состоит из цилиндра 1 с поршнем 2, рабочей камеры 4, полостей всасывания 6 и нагнетания 9 с клапанами 5 и 8. Полость нагнетания 9 соединена каналом 16 с дополнительным объемом 14, который через нагнетательный клапан 12 соединен с рубашкой охлаждения 11 и через всасывающий клапан 18 - с питающей емкостью 20. При повышении давления нагнетания сверх нормативного плунжер 24 опускают в объем 14 и наоборот. Достигается максимально возможное движение жидкости через систему охлаждения на всех режимах работы машины, что повышает отвод теплоты от цилиндра 1 и повышает экономичность работы компрессора. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области энергетических машин и касается поршневых машин и систем их охлаждения, и может быть использовано при создании поршневых компрессоров с повышенной экономичностью за счет организации автономной энергосберегающей системы охлаждения цилиндропоршневой группы. Компрессор состоит из цилиндров 1, 2 с рубашкой охлаждения 14, поршней 15, 16, которые приводятся в движение коленчатым валом 19 через шатуны 17, 18. Газ всасывается в полости 7, 8 цилиндров 1, 2 через линию всасывания 12, общую для цилиндров полость всасывания 9 и обратные самодействующие клапаны 3, 4, сжимается и нагнетается потребителю через обратные самодействующие клапаны 5, 6, полости нагнетания 10, 11 и линию нагнетания 13. Рубашка 14 соединена через теплообменники 28, 29 и обратные клапаны 26, 27 с герметичной емкостью 24, соединенной каналом 25 с полостью 9, а также через канал 30 с емкостью 1, сообщенной с атмосферой отверстием 32. Повышается экономичность компрессора без дополнительных затрат энергии. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области компрессоростроения и может быть использовано в поршневых компрессорах с автономным жидкостным охлаждением цилиндропоршневой группы. Компрессор содержит цилиндр 1 с поршнем 2 с образованием камеры сжатия 4, всасывающий клапан 6, нагнетательный клапан 11. Цилиндр 1 содержит рубашку 15 охлаждения, соединенную с источником охлаждающей жидкости 16 в виде поплавковой камеры 17 с подпружиненным пустотелым поплавком 19 с штоком 20 с выступами 21 и 22, воздействующими на подвижный элемент 23 золотника 24. Подвижный элемент 23 имеет две проточки 26 и 27 для фиксаторов 28. Один выход 29 золотника 24 соединен с атмосферой, а другой 30 - с камерой 4 через канал 31 и клапан 43. Камера 17 соединена каналом 33 с рубашкой 15 охлаждения и с теплообменником 34 каналами 38 и 39, в которых установлены группы разнонаправленных гидродиодов 40 и 41. Достигается полноценное, полностью автономное охлаждение цилиндра с минимальными затратами энергии, повышение КПД компрессора при снижении его габаритов и массы, обеспечивается возможность создания передвижных компрессоров с эффективным жидкостным охлаждением. 6 з.п. ф-лы, 8 ил.

Наверх