Компрессор

 

О П И С А Н И Е ()885604

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистическик

Республик (6I ) Дополнительное к авт. саид-ву— (22)Закалено 26.03.80 (21) 2899632/25-06 с присоединением заявки № (Sl)N. Кл.

F 04 В 37/12

Гоеударстееииый комитет

СССР (23) Приоритет, Опубликовано 30.11.81. Бюллетень № 44 по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.512 (088.8) Дата опубликования описания 30.11.81 (72) Авторы изобретения

А.С.Зверев и А.А.Иещеряков

Специальное конструкторское бюро .сцдроимпульсной техники Сибирского отделения АН СССР (71) Заявитель (54) КОМПРЕССОР

Ф

Изобрете ие относится к техник, сжатия газов, в частности к безмасляным поршневым компрессорам сверхвысокого давления, и может найти применение в качестве источника давления чистого газа для газодинамических установок, для установок газовой экструзии различных материалов, а также в порошковой металлургии и научноисследовательских работах для получения новых материалов.

1Î

Известен компрессор, содержащий корпус и размещенный в нем многослойный цилиндр с внутренней втулкой, снабженной кольцевым опорно-центрирую15 щим выступом, ступенчатый плунжер, поршневой гидрозатвор, образующий с цилиндром и втулкой нагнетательную полость, ресивер и сбросовый клапан (1) .

Недостатком известного компрессора является наличие высоких ударных многоцикличных нагрузок от соударения плунжера со стенкой ресивера, неэкономичный расход сжатого воздуха в ресивере, так как регулировка давления в нем производится периодическим сбросом давления при нерегулируемой подпитке и наличие высоких напряжений в зоне перехода втулки в опорно-центрирующий выступ, что ограничивает величину давления сжатия газа и снижает усталостную прочность втулки.

Цель изобретения - повышение ресурса путем снижения циклических напряжений в элементах конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что компрессор снабжен устройством для регулирования подпитки ресивера,, а сбросовый клапан установлен в корпусе и сообщен с ресивером и через обрат.ный клапан с устройством для регули-. рования подпитки.

Опорно-центрирующий выступ втулки выголнен многослойным.

Сбросовый клапан имеет корпус с входным, выходным и сливным отвер"

885604

35

45

55 стиями, установленные в корпусе подлружиненные ступенчатый запорный орган со сквозным осевым каналом и боек> расположенный относительно запорного органа с зазором и снабженI ный упором, введенным через входное отверстие в ресивер, причем высота участка упора; расположенного в ресивере, меньше зазора.

Устройство для регулирования под- 1о питки ресивера имеет корпус, расположенный в нем трехсекционный плунжер с подпружиненными друг к другу секциями, торцовым упором и сквозным осевым каналом, причем средняя секция снабжена поршнем, образующим с корпусом надпоршневую и подпоршневую полости, первая из которых сообщена со сбросовым клапаном и через дроссельный клапан с атмосферой, а ко о второй подключен источник сжатого воздуха, и в корпусе в зоне соединения секций плунжера выполнены дренажная и запиточная камеры.

На фиг. 1 изображен компрессор (привод не показан), общий вид; на фиг. 2 - сбросовый клапан; на фиг.3сечение А-А на фиг.2; на фиг. 4 устройство для регулирования подпитки. зо

Компрессор содержит корпус 1 и размещенный в нем многослойный цилиндр 2 с внутренней втулкой 3, снабженной кольцевым опорйо-центрирующим выступом 4, выполненным многослойным, ступенчатый плунжер 5, поршневой гидрозатвор 6, образующий с цилиндром 2 и втулкой 3 нагнетательную полость 7, ресивер 8 и сбросовый клапан 9, устройство 10 для регулирования подпитки ресивера. Сбросовый клапан 9 установлен в корпусе 1 и сообщен с ресивером 8 и через обратный клапан ll с устройством 10 для регулирования подпитки, Сбросовый клапан 9 имеет корпус

12 с входным, выходным и сливным QT верстиями 13- 15 установленные в корпусе подпружиненные при помощи пружин 16 и 17 ступенчатый запорный орган 18 со сквозным осевым каналом 19 и боек 20, расположенный относительно запорного органа 18 с зазором m и снабженный упором 21, введенным через входное отверстие

13 в ресивер 8, причем высота h участка упора, расположенного в ресивере 8, меньше зазора m„

Устройство 10 для регулирования подпитки ресивера 8 имеет корпус 22 расположенный в нем трехсекционный плунжер с секциями 23-25, подпружиненными при помощи пружин 26 и 27 друг к другу торцовыми упорами 28 и 29 и сквозным осевым каналом 30, причем средняя секция 24 снабжена поршнем 31, образующим с корпусом 22 надпоршневую и подпоршневую полости 32 и 33, первая из которых сообщена со сбросовым клапаном 9 и через дроссельный клапан 34 с атмосферой (cbpo=), а ко второй подключен источник (не показан) сжатого воздуха Р, и в корпусе 22 в зоне соединения секций плунжера выполнены дренажная и запиточная камеры 35 и 36.

В корпусе l может быть установлено несколько сбросовых клапанов 9.

Корпус 22 устройства 10 над секцией 23 плунжера имеет канал 37, соединенный с ресивером 8, канал 38, .соединяющий камеру 35 с атмосферой, и канал 39, соединяющий камеру 36 с источником (не показан) воздуха низкого давления Рв .

Сторона поршня 31, обращенная к надпоршневой полости 32, дополнительно нагружена пружиной 40. В корпусе 1 выполнен канал 41 для подачи воздуха в камеру 42 сжатия, которая отсече,на от полости 7 нагнетательным клапаном 43.

В корпусе 12 сбросового клапана 9 выполнено дроссельное отверстие 44, соединяющее полости выходного и сливного отверстий 14 и 15.

Компрессор работает следующим образом.

Ресивер 8 в корпусе 1 запитан от источника воздуха низкого давления.Р через устройство 10 для регулирования подпитки. Каиера 42 сжатия постоянно подключена к источнику (не показан) рабочего воздуха через канал 41. При взводе плунжера приводом (не показан) компремируемый газ заполняет камеру

42 сжатия. Затеи плунжер 5 освобождается от взаимодействия с приводом и под действием сжатого воздуха в ресивере 8 плунжер получает энергию на компремирование газа. Плунжер 5 вытесняет газ в нагнетательную полость

7 через клапан 43, при этом с ростом давления многослойный цилиндр 2 расширяется, снижая непосредственное контактное усилие (от натяга) взаимо. действия с втулкой 3. Втулка с выс885604 тупом 4 одновременно пропорционально нагружается давлением газа. 8 результате при увеличении давления в камере сжатия, что находится в полости втулки 3, зазор между ней и плунжером .сохраняется в допустимых пределах.

Поршневой гидрозатвор 6 уплотняет полость 7.

16

Корректировка давления в ресивере

3 производится автоматически посредством сбросовых клапанов 9 и устройства 19 для регулирования подпитки.

Устройство 10 подключено к источнику воздуха низкого давления Р „)и к сбро-! 35 совым клапанам 9, при этом к секции

24 подведено давление Р, Обеспечивающее рабочее состояние устройства

10 регулирования подпитки, при котором секция 25 посажена на упор 29 пружиной 27. Между секциями 24 и 25 образован зазор и воздух из канала 39 корпуса 22 проходит в камеру 36, канал 30 и далее через канал 37 в ре- сивер 8.

8 случае избыточного давления в ресивере 8 плунжер 5 соударяется с упором 21 бойка 20 и проходит вместе с ним высоту h до стенки ресивера 8 не касаясь корпуса 12 клапана 9, при 30 этом боек 20 получает энергию, преодолевая усилие пружины 16, проходит зазор m и соударяется с запорным органом 18. Запорный орган 18 сдвигается, преодолевая сопротивление пружины 17 и открывая выход сжатому воздуху из ресивера через отверстие

l3 и через дроссельное отверстие 44 в атмосферу, при этом канал 19 исключает образование газовой подушки, р

Путь пройденный запорным органом

l8, а следовательно, и количество пропущенного воздуха из ресивера пропорциональны скорости соударения плунжера с упором 21, т.е. избыточной энергии. Сжатый воздух из клапана 9 поступает также по отверстию 14 на управление устройством 10 регулиро, вания подпитки, где воздействует на поршень 31 со стороны его торца, М обращенного к надпоршневой полости 32 и сдвигает секцию 24 в сторону секции 29, отсекая канал 30, а следовательно, и ресивер 8 от источника воздуха низкого давления Р „. За некоторое число циклов работы стравливается избыточное давление из ресивера 8 через отверстия 15 сбросовых клапанов 9. Давление на поршень со стороны надпоршневой полости 32 регулируется клапаном 34, что обеспечивает работоспособность устройства 10 регулирования подпитки в широком диапазоне давлений в ресивере 8. Давление на поршень 31 постепенно сбрасывается через клапан 34, после чего под действием давления газа (Р) в подпоршневой полости 33 секция 24 сдвигается в сторону секции 23.

Секция 25 передвигается за секцией

24 до упора и з-тем между ними возникает зазор. Сжатый воздух под давлением Р > через канал 30 поступает в ресивер и т.д.

Сообщение устройства регулирования подпитки и сбросового клапана посредством обратного клапана 11 необходимо для сохранения управляющего давления в соответствующей полости устройства 10 после закрытия сбросового клапана 9.

После остановки привода компрессора отключают источник воздуха низкого давления Р и прекращают пода- чу газа к поршню. 31. Секция 24 под давлением пружины 40 смещается в сто" рону секции 25. Секция 23 -перемеща-. ется вместе с секцией 24 под действием пружины 26, после чего садится на упор 29, и между секциями 23 и 24 возникает зазор, через который воздух из ресивера 8 выходит в камеру 35 и по каналу 38 в атмосферу.

При оптимальном давлении в ресивере 8 плунжер 5 всю полученную энер" гию расходует на сжатие и вытеснение газа из камеры сжатия, и в контакт со стенкой ресивера приходит со скоростью, близкой к нулевой.

Отверстие lg сбросового клапана 9 служит для того, чтобы уравнять давление на внешней поверхности запорного органа 18 до атмосферного, при этом дроссельное отверстие 44 обеспечивает некоторый временный интервал, в течение которого сжатый воздух по отверстию 14 попадает в устройство 10 регулирования подпитки.

Такое выполнение обеспечит повышение ресурса компрессора за счет снижения ударных нагрузок, циклических напряжений в зоне высокого давления, вибрации компрессора, приведет к более экономичному использованию сжатого воздуха для компрессии газа, формула изобретения

1. Компрессор, содержащий корпус и размещенный в нем многослойный

88 цилиндр с внутренней втулкой, снабженной кольцевым опорно-центрирующим выступом, ступенчатый плунжер, поршневой гидроэатвор, образующий с цилиндром и втулкой нагнетательную полость, ресивер и сбросовый клапан, отличающийся тем, что, с целью повышения ресурса, компрессор снабжен устройством для регулирования подпитки ресивера, а сбросовый клапан установлен в корпусе и сообщен с ресивером и через обратный клапан с устройством для регулирования подпитки.

2. Компрессор по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что, опорно-центрирующий выступ втулки выполнен многослойным.

3, Компрессор по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что сбросовый клапан имеет корпус с входным, выходным и сливным отверстиями, установленные в корпусе подпружиненные ступенчатый запорный орган со сквозным осевым каналом и боек, расположенный относительно запорного органа с

5604 8 зазором и снабженный упором, введенным через входное отверстие в ресивер, причем высота участка упора, располо,женного в ресивере, меньше зазора.

4. Компрессор по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что устройство для регулирования подпитки ресивера имеет корпус, расположенный в нем трехсекционный плунжер с подпружиненными друг к другу секциями, торцовыми упорами и сквозным осевым каналом, причем средняя секция снабжена поршнем, образующим с корпусом надпоршневую и подпоршневую полости, первая иэ которых сообщена со сбросовым клапаном и через Дроссельный клапан с ат-. мосферой, а ко второй подключен источник сжатого воздуха и в корпусе в зоне соединения секций плунжера

ЗЭ выполнены дренажная и запиточная камеры.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство CCCP по заявке It 2599525/06, 04 В 37/12, 1967.

885604 ф.

Сдр

Pyt1 р.

+us;%

Составитель В. Савушкин . Техред Е. Харитончик Корректор Г.Огар

Редактор С.Тараненко

Тираж 715

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 10495/50

Подпи сное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4