Роторно-шестеренчатый компрессор
Полезная модель относится к компрессоростроению, в частности к роторно-шестеренчатым компрессорам. Задачей заявляемого технического решения является повышение экономичности. Указанная цель достигается тем, что конический ротор круглого сечения, расположенный в коническом цилиндре по центру и плотно прижатый пружиной, имеет одно центральное и два диаметральных отверстия и соединен с коленчатым валом через механическую передачу с передаточным отношением 1:2, а противолежащие поршни, расположенные по обе стороны вала, жестко связанные между собой по парам через штоки, соединены непосредственно с коленчатым валом, при этом ось коленчатого вала О2 смещена относительно оси цилиндра O1 на величину «е» ось штоковой шейки О3 смещена относительно оси коленчатого вала О2 на величину «е1» и при этом величина «e 1» равна величине «е». На фиг.2 представлена схема работы компрессора. Рабочий процесс в роторно-шестеренчатом компрессоре осуществляется за два такта, при этом за два оборота коленчатого вала совершается один полный оборот ротора. При вращении коленчатого вала и ротора 7 в направлении стрелки на фиг.3а, б, в, г всасывающая камера 18 увеличивается и заполняется газом через всасывающий патрубок 2. Всасывание в камере 18 осуществляется в течение почти целого оборота коленчатого вала. Сжатие газа в камере 20 начинается после разобщения ротором 7 всасываемого объема и с достижением требуемого давления сжатый газ вытесняется через нагнетательный патрубок 3, причем всасывание в камере 18 и нагнетание в камере 20 происходит одновременно. При следующем обороте коленчатого вала в камере 18 начинается сжатие и вытеснение газа, а в камере 20 - заполнение. После одного полного оборота ротора в той же последовательности повторяются все процессы цикла. Таким образом, в процессе переноса от впускного окна к выпускному газ в рабочей полости сжимается, при этом конструкция рабочих органов обеспечивает достаточную герметичность, поэтому экономичность этого компрессора может быть повышена.
Изобретение относится к компрессоростроению, в частности к роторно-шестеренчатым компрессорам.
Известен оппозитный компрессор со встречньм движением поршней и противоположным расположением цилиндров, содержащий раму, цилиндры, поршни, штоки, крейцкопфы и коленчатый вал (см., например, Н.Г.Кондрашов, Н.Г.Лашутин «Холодильно-компрессорные машины и установки», М. «Высшая школа», 1984, стр.41-54). Однако в этом компрессоре частота вращения вала составляет не более 500 оборотов в минуту и повышение быстроходности компрессора связано со снижением экономичности и надежности. Причина, вынуждающая ограничивать частоту вращения вала, - самодействующие клапаны.
Известен также винтовой компрессор, содержащий корпус, два винта, представляющие собой цилиндрические косозубые крупномодульные шестерни с зубьями специального профиля, находящимися в синхронной связи (см., например, А.П.Мельник, В.Д.Васильев «Автомобильные компрессорные станции», М., «Высшая школа», 1979, стр.37-42). Основными недостатками винтовых компрессоров являются сложность формы роторов, изготовление которых требует специальной сложной оснастки, а также их массивность.
Ближайшим аналогом, принятым за прототип, является роторно-шестеренчатый компрессор типа Руте, содержащий синхронизирующую зубчатую передачу, впускное и выпускное окна, поперечно расположенные в корпусе и два одинаковых двухзубчатых ротора, равномерно вращающихся в противоположном направлении (см. «Двигатели внутреннего сгорания. Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей», М., «Машиностроение», 1980. стр.105-108). Однако в этом компрессоре в процессе переноса от впускного окна к выпускному воздух в рабочей полости не сжимается, то есть отсутствует так называемое внутреннее сжатие, поэтому роторно-шестеренчатые компрессоры работают достаточно эффективно лишь при умеренной степени повышения давления. Кроме того, к недостаткам рассматриваемых компрессоров относится также сильная зависимость коэффициента полезного действия от величины зазоров между рабочими органами компрессора.
Задачей заявляемого технического решения является повышение экономичности. Указанная цель достигается тем, что конический ротор круглого сечения, расположенный в коническом цилиндре по центру и плотно прижатый пружиной, имеет одно центральное и два диаметральных отверстия и соединен с коленчатым валом через механическую передачу с передаточным отношением 1:2, а противолежащие поршни, расположенные по обе стороны вала. жестко связанные между собой по парам через штоки, соединены непосредственно с коленчатым валом, при этом ось коленчатого вала О2 смещена относительно оси цилиндра O1 на величину «е» ось штоковой шейки О3 смещена относительно оси коленчатого вала О2 на величину «е1» и при этом величина «e 1» равна величине «в».
На фиг.1 представлен роторно-шестеренчатый компрессор в продольном разрезе; на фиг.2 - поперечный разрез по сечению А-А; на фиг.3 - схема работы компрессора.
Заявляемый роторно-шестеренчатый компрессор содержит конический цилиндр 1, всасывающий 2 и нагнетательный 3 патрубки, крышки цилиндров 4 с отверстиями, в которые запрессованы втулки 5. К деталям бесшатунного механизма относятся механическая передача 6, конический ротор 7, прижатый к цилиндру 1 пружиной 8, противолежащие поршни 9, 10, 11 и 12, расположенные по обе стороны от коленчатого вала 13 и жестко связанные между собой по парам через штоки 14. Ротор 7 круглого сечения, расположенный по центру имеет одно центральное 15 и два диаметральных 16 и 17 отверстия. Диаметральные отверстия 16 и 17 вместе с поршнями 9, 10, 11 и 12 и цилиндром 1 образуют замкнутые объемы 18, 19, 20 и 21, в которых совершается рабочий цикл. На коленчатом валу 13 установлена шестерня 22. Коленчатый вал 13 содержит штоковые шейки 23. Механическая передача включает зубчатый венец 24, напрессованный на ротор 7, шестерни 25 и вал 26. Передаточное отношение механической передачи составляет 1:2. Кроме того, ось коленчатого вала О2 смещена относительно оси цилиндра O1 на величину «е» ось штоковой шейки О3 смещена относительно оси коленчатого вала О2 на величину «e 1» и при этом величина «e1» равна величине «е».
Рабочий процесс в роторно-шестеренчатом компрессоре осуществляется за два такта, чередование которых можно проследить на фиг.З, при этом за два оборота коленчатого вала совершается один полный оборот ротора. При вращении коленчатого вала 13 и ротора 7 в направлении стрелки на фиг.3а, б, в,
г всасывающая камера 18 увеличивается и заполняется газом через всасывающий патрубок 2. Всасывание в камере 18 осуществляется в течение почти целого оборота коленчатого вала. Сжатие газа в камере 20 начинается после разобщения ротором 7 всасываемого объема и с достижением требуемого давления сжатый газ вытесняется через нагнетательный патрубок 3, причем всасывание в камере 18 и нагнетание в камере 20 происходит одновременно. При следующем обороте коленчатого вала в камере 18 начинается сжатие и вытеснение газа, а в камере 20 - заполнение. После одного полного оборота ротора в той же последовательности повторяются все процессы цикла.
Таким образом, в процессе переноса от впускного окна к выпускному газ в рабочей полости сжимается, при этом конструкция рабочих органов обеспечивает достаточную герметичность, поэтому экономичность этого компрессора может быть повышена.
Роторно-шестеренчатый компрессор, содержащий зубчатую передачу, впускное и выпускное окна, поперечно расположенные в корпусе и два одинаковых двухзубчатых ротора, равномерно вращающихся в противоположном направлении, отличающийся тем, что конический ротор круглого сечения, расположенный в коническом цилиндре по центру и плотно прижатый пружиной, имеет одно центральное и два диаметральных отверстия и соединен с коленчатым валом через механическую передачу с передаточным отношением 1:2, а противолежащие поршни, расположенные по обе стороны вала, жестко связанные между собой по парам через штоки, соединены непосредственно с коленчатым валом, кроме того, ось коленчатого вала О2 смещена относительно оси цилиндра O1 на величину "е" ось штоковой шейки О3 смещена относительно оси коленчатого вала O2 на величину "e1" при этом величина "e1" равна величине "е".
