Компрессор поршневой с кулачковым рабочим механизмом

ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2132485

Область деятельности(техники), к которой относится описываемое изобретение

Ноу-хау разработки, а именно данное изобретение автора относится к компрессорным машинам объемного типа.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Наиболее близким аналогом является поршневой компрессор с кулачковым рабочим механизмом, содержащий картер, размещенный в нем механизм привода, выполненный в виде вала и закрепленного на нем кулачка-маховика с торцевым пазом, имеющим замкнутую криволинейную форму, цилиндры, расположенные диаметрально противоположно, и помещенные в них поршни с толкателями, установленными в направляющие и снабженные роликами, размещенными в пазу кулачка-маховика (SU, 1142656 A, 1995).

Недостаток известного компрессора заключается в том, что его механизмы динамически неуравновешены. Это вызывает вибрацию компрессора.

Задачей изобретения является полное динамическое уравновешивание рабочего механизма, повышение его надежности, обеспечение закона движения поршней, необходимого для минимальных потерь энергии в клапанах и увеличение КПД компрессора.

Техническое решение поставленной задачи заключается в том, что кулачок-маховик состоит из двух одинаковых симметрично расположенных относительно плоскости толкателей частей, охватывающих толкатели с роликами и содержащих одинаковые профильные рабочие канавки, обеспечивающие симметричность нагружения оси роликов на толкателе; направляющая толкателя размещена в рабочем цилиндре и выполнена в виде плавающей опоры, состоящей из четырех подшипников качения и двух одинаковых корпусов, имеющих цилиндрические поверхности с общей осью в собранном состоянии, совпадающей с осью соответствующего рабочего цилиндра; толкатель соединен с поршнем с помощью плавающего подпружиненного шарнира, уменьшающего силы трения в паре цилиндр - поршень и гасящего удары при знакопеременных осевых нагрузках.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен чертеж кулачка компрессора; на фиг. 2 - чертеж опоры кулачка компрессора; на фиг. 3 - вид А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - чертеж поршневого подпружиненного шарнира.

чертеж кулачка компрессора

Кулачок-маховик (фиг. 1) состоит из двух одинаковых симметрично расположенных относительно плоскости толкателей частей 1, 2, содержащих одинаковые профильные рабочие канавки 3, обеспечивающих установку толкателей 4 при сборке компрессора и жестко соединенных между собой с помощью болтов 5. При этом обеспечивается симметричность нагружения оси кулачковых роликов 6, что, в свою очередь, не создает изгибающего момента на толкателе в плоскости, перпендикулярной плоскости вращения кулачка. Фиксирование положения рабочих поверхностей одной половины относительно другой осуществляется с помощью двух штифтов 7 и шлицевого соединения с приводным валом 8. Эти элементы фиксирования первоначально используются при изготовлении профильных канавок 3 (рабочих поверхностей кулачка) на фрезерном станке с ЧПУ (высокий класс чистоты обработки профиля не требуется). Кулачок-маховик расположен внутри корпуса компрессора, при этом предусмотрена возможность регулирования его положения вдоль оси вращения вала.

чертеж опоры кулачка компрессора

Опора толкателя (фиг. 2) имеет четыре роликовых подшипника качения 9, воспринимающих попарно знакопостоянную в течение цикла нагрузку. Опора (фиг. 3) состоит из двух одинаковых корпусов 10 с цилиндрическими поверхностями, соединенных с помощью штифтов 11 и подшипниковых осей 12. Оси цилиндрических поверхностей опоры толкателя и соответствующего рабочего цилиндра совпадают. Опора может проворачиваться по оси цилиндра, обеспечивая при этом самоустановку кулачковых роликов 6 в рабочих канавках 3 кулачка в процессах сборки и работы компрессора. При сборке компрессора через опору легко проходит толкатель 4 с кулачковыми роликами 6. Расчет подшипников опоры и кулачковых подшипников по максимальным нагрузкам, которые определяются в результате динамического расчета компрессора, позволяет применить одинаковые подшипники качения, что упрощает комплектование компрессора готовыми изделиями. Применение в компрессоре подшипников качения делает необязательным использование жидкостной смазки, возможно использование консистентной смазки, что, в свою очередь, исключает загрязнение сжимаемого газа парами масел. Реактивный момент от опорных нагрузок будет замыкаться через корпус электродвигателя на вал компрессора и лишь незначительная его часть будет передаваться на фундаментные болты.

чертеж опоры кулачка компрессора

Поршневой подпружиненный шарнир, соединяющий толкатель 4 с поршнем (фиг. 4), обеспечивает перемещение шарнирного конца толкателя 4 перпендикулярно оси цилиндра. Незначительный прогиб толкателя делает задачу статически определимой. Плавающая пята 13 находится в поджатом состоянии с помощью пружинной пластины 14 во избежание ударов при изменении направления движения поршня. Применение плавающего шарнира позволяет существенно уменьшить массу поршня, а следовательно, и сил инерции первого рода, что в итоге скажется на увеличении КПД компрессора. Уменьшение силы трения в паре цилиндр - поршень, которое будет иметь место в данном случае, также желательно для компрессора, т. к. уменьшается износ стенок цилиндра и в итоге увеличивается КПД компрессора. В случае использования консистентной смазки подшипников качения в поршне необходимо устанавливать самосмазывающиеся уплотнительные кольца.

Поршневой подпружиненный шарнир

Имя изобретателя: Горюнов Сергей Владимирович
Имя патентообладателя: Горюнов Сергей Владимирович
Почтовый адрес для переписки: 103064, Москва, ул.Машкова, д.26, кв.16, Горюнову Сергею Владимировичу
Дата начала отсчета действия патента: 1997.04.17

Разместил статью: svg777r
Дата публикации:  17-02-2006, 16:47

html-cсылка на публикацию		⇩ Разместил статью ⇩ Горюнов Сергей Владимирович  Его публикации  Нужна регистрация Отправить сообщение
BB-cсылка на публикацию
Прямая ссылка на публикацию

Огромное Спасибо за Ваш вклад в развитие отечественной науки и техники!