Компрессор для текучей среды

 

Изобретение относится к компрессорам роторного типа и позволяет упростить конструкцию и повысить эффективность сжатия. Внутри цилиндра (Ц) 1 эксцентрично установлен ротор (Р) 4, контактирующий с внутренней поверхностью Ц 1. Ограниченные поверхностями Р 4, эластичной спиральной лопатки (Л) 8 с переменным шагом и внутренней поверхностью Ц 1 объемы рабочих камер постепенно уменьшаются от торца всасывания к торцу нагнетания. В опорах 5 и 6 Р 4 и Ц 1 выполнены всасывающий и нагнетательный проходы 2 и 3. Ротор 16 электродвигателя закреплен непосредственно на Ц 1. В Р 4 выполнен канал, сообщающий направляющий канал 10 с нижней частью канавки, в которой установлена Л 8. Канал 10 сообщается с маслом, расположенным в нижней части герметичного корпуса 13 под давлением нагнетания. Исполнение Л 8 с переменным шагом позволяет повысить степень сжатия компрессора и упростить конструкцию, исключив выпускной клапан. Также повышается степень сжатия за счет снижения перетечек в соседние рабочие камеры благодаря поджатию Л 8 к внутренней поверхности Ц 1 и уплотнению зазоров маслом, что также позволяет снизить точность изготовления и тем самым упростить конструкцию Л 8. 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ БЛИН (51)5 F 04 С 18/16

44 %-О1 .- 11м

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ПАТЕНТУ

1И М1

Ю

СЛ

Ж

С4.

16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

llPH ГКНТ СССР (21) 4356235/25-29 (22) 20.07.88 (31) 62-191564 62-191565 (32) 31.07.87 (33) ЛР (46) 07.11.90. Бюп. Р 41 (71) Кабусики Кайся Тосиба (JP) (72) Тосикацу Инда и Такаеси

Фудзивара (JP) (53) 621. 514.52(088.8)

I (56) Патент СИА Р 2401189, кл. 418-220, опублик. 1946. (54) КОМПРЕССОР ДЛЯ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ (57) Изобретение относится к компрессорам роторного типа и позволяет упростить конструкцию и повысить эффективность сжатия. Внутри цилиндра (Ц) 1 эксцентрично установлен ротор (Р) 4, контактирующий с внутренней поверхностью Ц 1. Ограниченные поверхности Р 4, эластичной спиральной лопатки (Л) 8 с переменным шагом и внутренней поверхностью Ц 1 объемы

„„SU„„1605931 А 3

2 рабочих камер постепенно уменьшаются от торца всасывания к торцу нагнетания ° В опорах 5 и 6 Р 4 и Ц 1 выполнены всасывающий и нагнетательный проходы 2 и 3. Ротор 16 электродвигателя закреплен непосредственно на Ц 1. В Р 4 выполнен канал, сообщающий направляющий канал 10 с нижней частью канавки, в которой установлена Л 8. Канал 10 сообщается с маслом, расположенным в нижней части герметичного корпуса 13 под давлением нагнетания. Исполнение Л 8 с переменным шагом позволяет повысить степень сжатия компрессора и упростить конструкцию, исключив выпускной клапан. Также повышается степень сжатия за счет снижения перетечек в соседние рабочие камеры благодаря под- жатию Л 8 к внутренней поверхности

Ц 1 и уплотнению зазоров маслом, что также позволяет снизить точность из- готовления и тем самым упростить конструкцию Л 8. 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

1605931

Изобретение относится к компрессоростроению.

Цель изобретения — упрощение конструкции и повышение эффективности

5 путем повышения степени сжатия, На фиг. 1 изображен компрессор для текучей среды, продольный разрез; на фиг. 2 — ротор компрессора, на фиг. 3 — спиральная лопатка; на фиг. 4 — фрагмент компрессора, продольный разрез; на фиг„5 — то же, поперечный разрез; на фиг. 6 — компрессор для текучей среды с ротором, соосно соединенным с валом электродвигателя.

Компрессор для текучей среды содержит цилиндр 1 со всасывающей и нагнетательной сторонами, имеющими соответственно всасывающий 2 и нагнетательный 3 проходы. Ротор 4 расположен в нилиндре 1 с возможностью вращения относительно последнего и снабжен опорами 5 и 6 вращения. Ось цилиндра 1 параллельна Оси вращения ротора 4 и отстоит от нее на эксцент- риситет e ° Ось вращения ротора 4 совпадает с его собственной осью. Наружная поверхность ротора 4 находится в контакте с внутренней поверхностью цилиндра 1 ° На наружной поверхности

ЗО ротора 4 выполнена спиральная канавка 7, имеющая шаг, постепенно уменьшающийся от всасывающей стороны к нагнетательной. В канавке 7 располо " жена с возможностью скольжения в радиальном направлении ротора 4 спиральная лопатка 8, изготовленная из эластичного материала и контактирующая своей наружной поверхностью с внутренней поверхностью цилиндра 1

40 по всему диаметру последней. Спиральная лопатка 8 разделяет полость между внутренней поверхностью цилиндра 1 и ротором 4 на множество рабочих камер 9 серповидной формы переменного

45 объема. Толщина t лопатки 8 равна ширине канавки 7. Компрессор снабжен приводом относительно вращения цилиндра 1 и ротора 4 и средством создания давления в пространстве между лопаткой 8 и нижней частью канавки 7.

Средство создания давления включает направляющий канал 10 и канал 11, выполненный в роторе 4. Канал 11 одним концом сообщается с каналом 10, а 55 другим — с нижней частью канавки 7 на участке, расположенном от всасывающей стороны цилиндра 1 на расстоянии немного большем шага канавки. Средство создания давления представляет собой средство ввода смазочного масла

12 под давлением.

Компрессор снабжен герметичным корпусом 13, охватывающим привод, цилиндр 1 и опоры 5 и 6, закрепленные на корпусе 13. Внутренняя полость корпуса 13 сообщена с нагнетательным проходом 3. Смазочное масло 12 расположено в нижней части корпуса 13 и имеет уровень, обеспечивающий сообщение масла 12 с направляющим каналом 10. В случае отсутствия масла 12 средство создания давления представляет собой средство подачи газа под давлением, являющееся внутренней полостью корпуса 13, сообщающейся с направляющим каналом 10.

Привод относительного вращения может быть выполнен в двух вариантах.

В одном варианте привод включает электродвигатель и средство передачи вращающего усилия от цилиндра 1 к ротору 4, включающее углубление 14, образованное на наружной поверхности ротора 4, и штырь 15, закрепленный на внутренней поверхности цилиндра 1 и входящий в углубление 14 с возможностью перемещения в радиальном направлении. При этом ротор 16 электродвигателя прикреплен к наружной поверхности цилиндра 1, а статор 17 расположен снаружи ротора 16; опоры

5 и 6 вращения ротора 4 имеют поверхности, на которых установлены с возможностью вращения концы цилиндра 1; всасывающий проход 2 выполнен в опоре 5 со всасывающей стороны цилиндра

1 и сообщает последнюю с внешней стороной корпуса 13, а нагнетательный проход 3 выполнен в опоре 6 с нагнетательной стороны цилиндра 1 и сообщает последнюю с внутренней полостью корпуса 13, . В другом варианте привод включает электродвигатель, соосно соединенный с ротором 4 посредством вала

18, установленного в опоре 5. При этом внутренняя полость герметичного корпуса 13 перегорожена опорой 5, герметично разделяющей внутреннюю полость на полость низкого давления, в которой расположен электродвигатель, и полость высокого давления, в которой расположен цилиндр 1 с ротором 4. В обоих вариантах корпус снабжен впускным патрубком 19, сооб5931

Переменный шаг канавки 7 позволяет получить сжатый ras бes выпускного клапана, что упрощает конструкцию.

Уменьшение элементов конструкции до5 стигается и тем, что ротор 16 электродвигателя не требует опор вращения, так как закреплен на цилиндре 1.

Уменьшение перетечек между рабочими камерами 9 позволяет повысить эффективность компрессора путем повышения степени сжатия. Принудительное поджатие лопатки 8 к внутренней поверхности цилиндра 1 позволяет избежать высокой TOBHOCTH изгOTOBJIeHHJI JIOIIaTки 8, требуемой для скольжения элас" тичной лопатки 8 в радиальном направлении по канавке 7. Спиральная форма лопатки 8 приводит к распределению

160 щающим всасывающий проход 2 с всасываемым газом, и выпускным патрубком

20, сообщающим нагнетательный проход

3 с линией нагнетания.

Компрессор для текучей среды по первому варианту работает следующим образом.

При подаче напряжения на обмотку электродвигателя ротор 1б электродвигателя и жестко соединенный с ним цилиндр 1 приводятся во вращение. Посредством штыря 15, закрепленного на цилиндре 1 и входящего в углубление 14, выполненное на поверхности ротора 4, вращение цилиндра 1 приводит во вращение ротор 4. При этом наружная поверхность ротора 4 контактирует по линии с внутренней поверхностью цилиндра 1. Эксцентрич- 20 ность расположения ротора 4 в цилиндре 1 приводит к вращению ротора 4 относительно цилиндра 1.

Вместе с ротором 4 вращается лопатка 8 таким образом, что ее наруж- 25 ная поверхность контактирует по всей внутренней поверхности цилиндра 1.

Лопатка 8 входит в канавку 7 той стороной лопатки 8, которая приближается к контактному участку между ротором 4 и цилиндром 1, и выходит из канавки 7, когда отходит от контактного участка. Газ всасывается через впускной патрубок 19 и всасывающий проход 2 и попадает в рабочую камеру

9 со всасывающей стороны. При вращении ротора 4 газ передается в рабочую камеру 9 на нагнетательной стороне, сжимаясь вследствие уменьшающегося объема рабочей камеры 9.

Сжатый газ выпускается через нагнетательный проход 3 во внутреннюю полость корпуса 13 и подается к потребителю по выпускному патрубку 20.

Когда давление внутри корпуса 13 увеличивается, в полость между лопаткой

8 и нижней частью канавки 7 вводится смазка 12 через каналы 10 и 11.

Таким образом, лопатка 8 постоянно поджата к внутренней поверхности цилиндра 1, что уменьшает перетечкн между рабочими камерами 9.

Работа компрессора согласно второму варианту конструкции аналогична первому с той лишь разницей, что вра щение ротора 1б электродвигателя пе- 55 редается непосредственно ротору 4, что позволяет упростить конструкцию и изменить габариты. масла по канавке 7 аналогично гидравлическому насосу и позволяет производить смазку и уплотнение подвижных частей. Цилиндр 1 и ротор 4 контактируют друг с другом, когда они вращаются в одном направлении, поэтому трение между этими элементами незначительно, так, что они могут вращаться плавно с небольшой вибрацией и шумом.

В сравнении с конструкцией, имеющей постоянный шаг канавки 7, предлагаемая конструкция дает преимущества при равной длине ротора либо в повышении производительности за счет увеличения шага на всасывающей стороне цилиндра 1 при равном числе витков, либо в повышении степени сжатия при увеличенном числе витков за счет увеличения числа рабочих камер 9 и снижения перепада давления и перетечек . между соседними рабочими камерами 9.

Перечисленные варианты конструкций не исчерпывают все возможные варианты. Так, например, компрессор может быть выполнен без герметичного корпуса 13, при этом патрубки 19 и 20 могут быть соединены непосредственно с всасывающим и нагнетательным проходами 2 и 3.

Формула изобретения

1. Компрессор для текучей среды, содержащий цилиндр со всасывающей и нагнетательной сторонами, имеющими соответственно всасывающий и нагнетательный проходы, ротор, эксцентрично расположенный в цилиндре с возможностью вращения относительно по1605931 следнего и имеющий опоры вращения, причем ось цилиндра параллельна оси вращения ротора, совпадающей с его собственной осью, а наружная поверхность ротора находится в контакте с внутренней поверхностью цилиндра, при этом ротор имеет спиральную канавку на своей наружной поверхности; спиральную лопатку, расположенную в канавке с возможностью скольжения в радиальном направлении ротора, контактирующую своей наружной поверхностью с внутренней поверхностью цилиндра по всему диаметру, последней и разделяющую полость между внутренней поверхностью цилиндра и ротором на множество рабочих камер, и . привод относительного вращения цилиндра и ротора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения эффективности путем повышения с гепени сжатия, канавка имеет шаг, постепенно уменьшающийся от всасывающей с.ороны к нагнетательной стороне.

2. Компрессор по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что он содержит средство создания давления в пространстве между лопаткой и нижней частью канавки.

3. Компрессор по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что средство создания давления включает направляющий канал и канал, выполненный в роторе, одним концом сообщающийся с направляющим каналом, а другим - с нижней частью канавки.

4. Компрессор по п. 3, о т л и— ч а ю шийся тем, что средство создания давления представляет собой средство ввода масла под давле.— нием.

5. Компрессор по п. 4, и т л н ч а ю шийся тем, что он снабжен герметичным корпусом, охватывающим привод и цилиндр, причем внутренняя полость герметичного корпуса сообщена с нагнетательным проходом, а средство ввода масла представляет собой смазочное масло, расположенное в нижней части герметичного корпуса и имеющее уровень, обеспечивающий сообщение смазочного масла с направляющим каналом.

6. Компрессор по п. 3, о т л ич а ю шийся тем, что средство создания давления представляет собой средство подачи газа под давлением.

7. Компрессор по п. 6, о т л и— ч а ю шийся тем, что он снабжен герметичным корпусом, охватывающим привод .и цилиндр, а средство подачи газа представляет собой внутреннюю полость герметичного корпуса, сообщающуюся с направляющим каналом.

8. Компрессор по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что привод

I включает электродвигатель вращения цилиндра н средство передачи вращающего усилия от цилиндра к ротору.

9. Компрессор по п. 8, о т л и— ч а ю шийся тем, что ротор электродвигателя прикреплен к наружной поверхности цилиндра, а статор расположен снаружи ротора электродвигателя.

10. Компрессор по и, 9, о т л и— ч а ю шийся тем, что опоры вращения ротора имеют поверхности, на которых установлены с возможностью вращения концы цилиндра.

11. Компрессор по и. 10, о т л и— ч а ю шийся тем, что он снабжен герметичным корпусом, охватывающим электродвигатель, цилиндр и опоры вращения ротора, причем всасывающий проход выполнен в опоре вращения ротора с всасывающей стороны цилиндра и сообщает последнюю с внешней стороной герметичного корпуса, а нагнетательный проход выполнен в опоре вращения ротора с нагнетательной стороны цилиндра и сообщает с внутренней полостью герметичного корпуса.

12. Компрессор по п. 8, о т л и— ч а ю шийся тем, что средство передачи включает углубление, образованное на наружной поверхности ротора, и штырь, закрепленный на внутренней поверхности цилиндра и входящий в углубление с возможностью перемещения в радиагьном направлении.

13. Компрессор по п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что привод включает электродвигатель, соосно соединенный с ротором посредством вала.

1605931

10 фиг,5

Составитель С. Калинин

Техред Л.Сердюкова

Редактор Е. Папп

Корректор С, Шевкун

Заказ 3459

Тираж 496

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета но изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101