Роторно-поршневой компрессор

 

380025

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических.Республик

Зависимый от патента №

Заявлено 25Х11!.1970 (№ 1471021 24-6)

Приоритет 26Х111.1969, № P 1943338.6, ФРГ

М. Кл. F 04с 17/18

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 20.1Ч.1973. Бюллетень ¹ 20

УДК 621.514(088.8) Дата опубликования описания 2Х11.1973

Автор изобретения

Иностранец

Фридрих Люкк (Федеративная Республика Германии) Иностранная фирма

«Борсиг ГмбХ и Ванкель ГмбХ» (Федеративная Республика Германии) 1

Заявитель

РОТОРНО-ПОРШНЕВОЙ КОМПРЕССОР

Изобретение относится к отрасли компрессоростроения, а именно, к конструкциям роторно-поршневых компрессоров.

Известен роторно-поршневой компрессор, содержаш ий неподвижный корпус с камерой впуска и внутренней трохоидной поверхностью и помещенный в корпусе с возможностью планета рного вращения многогранный поршень, установленный на эксцентрике рабочего вала.

В таком компрессоре выпуск газа осуществляется через размещенную в корпусе камеру выпуска, снабженную клапанам и, что усложняет конструкцию.

Цель изобретения — упрощение системы выпуска газа, уменьшение газодинамических потерь и снижение потерь давления.

Цель достигается тем, что поршень имеет в гранях выпускные отверстия, соединенные с размещенной в цапфе вала камерой выпуска при помощи предусмотренных в эксцентрике распределительного окна и внутреннего канала, поперечное сечение которого равно тримерно сечению эксцентрика в свету и выполнено со спиралевидным сужением в направлении камеры выпуска, что упрощает систему выпуска газа.

Предусмотрен вариант, в котором стенка эксцентр ика выполнена со спиралевидным утолщением в направлении от распределительного окна и имеет расположенный на продолжении спирали язычковый выступ для образования отделенной от внутреннего канала буферной емкости, что позволяет повысить экономичность компрессора.

Для уменьшения газодинамических потерь при выпуске газа предусмотрен вариант, в котором выпускное отверстие поршня на передней и задней по направлению вращения кромках имеет скосы, соответствующие углу спи10 рали стенки эксцентрика у распределительного окна.

Предложен вариант, в котором выпускное отверстие поршня размещено на его грани несимметрично относительно середины грани и

15 смещено по направлению вращения поршня или в обратную сторону, что позволяет снизить потери давления при выпуске газа во внутренний канал эксцентрика.

20 На фиг. 1 показан общий вид предложенного компрессора в разрезе; на фиг. 2 — поперечный разрез по А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — частичный поперечный разрез с друпим положением поршня; на фиг. 4 — частич25 ный поперечный разрез варианта компрессора со смещенным выпускным отверстием.

Описываемый компрессор содержит неподвижный корпус 1, внутренняя поверхность которого очерчена трохоидами для образова30 ния рабочих камер 2. В корпусе расположен

380 025

65 впускной канал 8, ведущий к боковым впускным окнам 4.

На подшипниках 5 и б в корпусе установлен рабочий вал 7, который состоит из ведущей цапфы 8, эксцентрика 9 и трубообразной цапфы 10. На эксцентрик 9 опирается трехгранный поршень 11. В бо|ковых гранях поршня имеются выпускные отверстия 12, соединенные с размещенной в цапфе 10 выпускной камерой 18 при помогци предусмотрен,.ых В эксцентрике 9 распределительного окна 14 и аггутреннего канала 15. Поперечное сечение канала 15 равно, примерно, сечению эксцентрика В сВету и Вы полнено со спиралеведнь:м сужением в направлении камеры выпуска 18.

Стрелкой 1б показана линия тока газа, Входящего в канал 15 и закручивающегося в нем по спирали. Поршень установлен в корпусе с возможностью планетарного вращения, что обеспечи вается зубчатым механизмом с передаточным отношением 2: 3, состоящим из присоединенной к корпусу шестерни 17 и закрепленного на поршне зубчатого колеса 18 с внутренними зубьями.

Стенка 19 эксцентрика 9 выполнена со спиралевидным утолщением В напраВлении От распределительного окна 14 и имеет расположенный на продолжении спирали язычкозый выступ 20 для образования отделенной От внутреннего канала 15 буферной емкости 21.

Утолщение стенки эксцентрика совмес-.но с противовесами 22 и 28 служит для уравнивания инерц,ионных сил.

На фиг. 4 показан вариант с несимметрично расположенными от" еостиями 12, причем отверстия смещены в направлении вращения поршня. Распределительное окно 14 эксцентрика так>ке перемещено, чтобы сохранить величину прохода для газа.

Компрессор работает следующим образом.

Рабочий вал 7 приводится во вращение по на правлению часовой стрелки. При этом поршень 11 совершает планетарное вращение вокруг оси вала. Колесо 18, обкатываясь по шестерне 17, сообщает поршню дополнительное вращение вокруг его оси против часовой стрелки. В результате поршень совершает движение по часовой стрелке относительно корпуса, при котором происходит последовательное изменение объема рабочей камеры 2.

При увеличении объема камеры 2 газ всасывается в эту камеру через впускное окно 4.

П ри уменьшении объема камеры 2 газ выталкивается из нее через отверстие 12, ок но

14 и канал 15 в выпускную камеру 18. Спиралевидная форма канала 15 служит для придания газу вращательного движения, совмещенного с движением эксцентрика, Газ проходит в таком движении через цилиндрическую камеру выпуска 18, что обеспечивает выпуск газа из камеры 2 без вредного Вихреобразования.

Вращательное движение газа в камере .8

/8 сохраняется, хотя и в более слабой форме, в течение того периода, когда выпуск ие произ5

40 води ся. Поэтомy IlpY ОчсреДном Выпуске Газа нет необходимости ускорять последний.

Язычковый выступ 20 предотвращает вредные циркуляционные течения газа в полости эксцентрика. Буферная емкость 21 обеспечивает гашение колебаний, вызванных пульсациями давления при выпуске. Спиралевидная стенка 19, помимо этого, способствует рекуперации потерь давления, так как кинетическая энергия выходящего из окна 14 газа используется для вращения рабочего вала.

На фиг. 2 поршень показан в положении, которое соответствует началу выпуска. Поскольку выпускные отверстия 12 имеют скосы на передней и задней кромках, обеспечивается ввод газа внутрь эксцентрика под углом, соответствующим углу спирали стенки эксцентрика у распределительного окна.

На фиг. 3 поршень показан в положении, которое соответствует концу выпуска. При этом эксцентрик поворачивается на угол 60 по сравнению с поло>пением, показанным»а фиг. 2, поршень поворачивается на угол 40 в обратную сторону, таким образом, поворот поршня относительно корпуса происходит на

20". Входящий В канал 15 газ получает вращатель,;ое движение, которое сохраняется до нового выпуска.

На фиг. 4 показан выпуск газа В компрессоре, имеющем несимь:етрично размещенные выпускные отверстия 12,,которые смещены в данном случае в опережаю:цую часть поршня.

Поскольку поток направляется внутрь эксцентрика преимущественно пз увеличенной заднен астн камеры 2, то получает более тангенцнальное направление, чем это имеет место при симметричном расположении отВерстий 12. Смещение отверстий 12 в отстающую часть грани поршня придает потоку более радиальное направление. Оптимальное расположение выпускных отверстий определяется конструктивными параметрамн машины.

Предмет изобретения

1. Роторно-поршневой компрессор, содер>кащий неподвижный кор;.ус с камерой впуска и внутренней трохоидной поверхностью, помещенный в корпусе с возможностью планетарного вращения многогранный поршень, установленный на эксцентрике рабочего вала, отличающийся тем, что, с целью упрощения системы выпуска газа, поршень имеет в гранях выпускные отверстия, соединенные с размещенной в цапфе гала камерой Выпуска при помощи предусмотренных в эксцентрике распределительного окна и внутреннего канала, поперечное сечение которого равно, примерно, сечению эксцентрика в свету и выполнено со спиралевидным сужением в направлении камеры выпуска.

2. Компрессор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности, стен ка эксцентрика выполнена со спиралевидным утолщением в направлении от распредели380025

2 7Фд

12 фи

21

ГО!

9 J

zo

Составитель Г. Вайнштейн

Техред T. Ускова

Редактор Л. Мазуронок

Корректор Е. Михеева

Заказ 1797/15 Изд. ¹ !144997 7 ТТиНр аж 678 Подписное

ЦНИИПИ Комитс.а по делам изобретений и открытий при Совете 51инистров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 тельно.о окна и имеет расположенный на продолжении спирали язычковый выступ для образования отделенной от внутреннего канала буферной емкости.

3. Компрессор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью уменьшения газодинамических потерь, выпускное отверстие поршня на передней и задней по направлению вращения кромках имеет скосы под углом, соответствующим углу спирали стенки эксцентрика у распределительного окна.

4. Компрессор по пп. 1, 2 и >, отличающийся тем, что, с целью сннже!;пя потерь давления, выпускное отверстие поршня размещено на его грани несимметрично относительно се5 редины грани

5. Компрессор по п. 4, отличающийся тем, что выпускное отверстие смещено по направлению вращения поршня.

6. Компрессор по п. 4, отличающиися тем, 10 что выпускное отверстие смещено в сторону, обратную направлению вращения поршня.