ПОРШНЕВОЙ КОМПРЕССОР

ПОРШНЕВОЙ КОМПРЕССОР


RU (11) 2307953 (13) C1

(51) МПК
F04B 39/06 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2005141723/06 
(22) Дата подачи заявки: 2005.12.30 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2005.12.30 
(45) Опубликовано: 2007.10.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2244161 C2, 10.01.2005. SU 523190 A, 05.08.1976. SU 315791 А, 01.11.1971. SU 1495501 A1, 23.07.1989. ЕР 1643125 А, 05.04.2006. 
(72) Автор(ы): Юша Владимир Леонидович (RU); Бусаров Сергей Сергеевич (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" (RU) 
Адрес для переписки: 644050, г.Омск, пр. Мира, 11, ГОУ ВПО ОмГТУ, информационно-патентный отдел, О.И. Бабенко 

(54) ПОРШНЕВОЙ КОМПРЕССОР

Изобретение относится к поршневым компрессорам с охлаждением, работающим без смазки рабочей полости и предназначенным для сжатия и перемещения газов. Поршневой компрессор содержит цилиндр с всасывающими и нагнетательными клапанами. Крышка цилиндра и поршень размещены в цилиндре с возможностью возвратно-поступательного движения. Корпус цилиндра выполнен с внутренними и наружными ребрами, которые образуются группой пластин N, причем каждая из групп состоит из пластин N1, N 2, N3, N4, количество пластин в которой может быть различным, кроме того пластины N1 выполнены внутренним диаметром d1=dц и наружным диаметром D1=Dp, пластины N2 выполнены внутренним диаметром d2=dц+2h p и наружным диаметром D2=D p-2Hp, пластины N 3 выполнены внутренним диаметром d3 =dц и наружным диаметром D 3=Dp-2Нр, а пластины N4 выполнены внутренним диаметром d4=dц+2h p и наружным диаметром D4=D p, где N1, N2 , N3, N4 - одна из групп пластин, d1 - внутренний диаметр пластины N1, d2 - внутренний диаметр пластины N2, d 3 - внутренний диаметр пластины N3 , d4 - внутренний диаметр пластины N 4, dц - внутренний диаметр цилиндра, hp - высота внутренних ребер цилиндра, Нр - высота внешних ребер цилиндра, D 1 - наружный диаметр пластины N1, D2 - наружный диаметр пластины N 2, D4 - наружный диаметр пластины N4, Dp - внешний диаметр цилиндра по высоте внешних ребер Нр . Нижняя часть цилиндра на расстоянии L может быть выполнена без ребер таким образом, что d1=d 2=d3=d4=d ц. Увеличивается коэффициент внутреннего оребрения при малой высоте ребра за счет уменьшения расстояния между ребрами, позволяющего в значительной степени охлаждать сжимаемый газ без существенного увеличения мертвого объема. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к поршневым компрессорам с охлаждением, работающим без смазки рабочей полости и предназначенным для сжатия и перемещения газов.

Известен поршневой компрессор с воздушным охлаждением, содержащий оребренный цилиндр, головку со всасывающим и нагнетательным клапанами, в котором для интенсификации процесса теплоотвода внешняя поверхность цилиндра оребрена [Авторское свидетельство СССР №1229181, 27.03.68, F04В 39/06].

Такая конструкция позволяет охлаждать цилиндр, но не позволяет в достаточной мере охлаждать сжимаемый газ, т.к. внутренняя поверхность цилиндра гладкая, а следовательно, мала и площадь внутреннего теплообмена, что не дает возможности передавать достаточное количество тепла от сжимаемого газа к охлаждающей среде. Известен поршневой компрессор, содержащий цилиндр с всасывающими и нагнетательными клапанами, крышку цилиндра и поршень, размещенный в цилиндре с возможностью возвратно-поступательного движения, уплотнение между цилиндром и поршнем в которых осуществлено с помощью лабиринтного уплотнения [Френкель М.И. Поршневые компрессоры, Л.: Машиностроение, 1969, с.744].

В данной конструкции значение коэффициента оребрения, получающегося за счет лабиринта, не позволяет в достаточной степени охлаждать сжимаемый газ.

Наиболее близким техническим решением является поршневой компрессор, содержащий цилиндр с всасывающими и нагнетательными клапанами, крышку цилиндра и поршень, размещенный в цилиндре с возможностью возвратно-поступательного движения [Патент на изобретение №2244161 от 01.10.2005, F04В 39/00].

Внутренняя поверхность крышки оребрена, что позволяет увеличить интенсивность отвода тепла от сжимаемого газа к охлаждаемому воздуху. Однако в данной конструкции при механической обработке невозможно получить значительный коэффициент внутреннего оребрения, позволяющего в достаточной степени охлаждать сжимаемый газ, т.к. высота ребер, получаемых при такой технологии, мала, при этом расстояние между ребрами - большое.

Задачей изобретения является увеличение коэффициента внутреннего оребрения при малой высоте ребра за счет уменьшения расстояния между ребрами, позволяющего в значительной степени охлаждать сжимаемый газ без существенного увеличения мертвого объема.

Указанный технический результат достигается тем, что в поршневом компрессоре, содержащем цилиндр с всасывающими и нагнетательными клапанами, крышку цилиндра и поршень, размещенный в цилиндре с возможностью возвратно-поступательного движения, корпус цилиндра выполнен с внутренними и наружными ребрами, которые образуются группой пластин N, причем каждая из групп состоит из пластин N1, N 2, N3, N4, количество пластин в которой может быть различным, кроме того пластины N1 выполнены внутренним диаметром d1=dц и наружным диаметром D1=Dp, пластины N2 выполнены внутренним диаметром d2=dц+2h p и наружным диаметром D2=D p-2Нр, пластины N 3 выполнены внутренним диаметром d3 =dц и наружным диаметром D 3=Dp-2Нр, а пластины N4 выполнены внутренним диаметром d4=dц+2h p и наружным диаметром D4=D p, где

N1, N 2, N3, N4 - одна из групп пластин,

d1 - внутренний диаметр пластины N1,

d 2 - внутренний диаметр пластины N2 ,

d3 - внутренний диаметр пластины N3,

d4 - внутренний диаметр пластины N4,

d ц - внутренний диаметр цилиндра,

h p - высота внутренних ребер цилиндра,

Н р - высота внешних ребер цилиндра,

D 1 - наружный диаметр пластины N1,

D2 - наружный диаметр пластины N 2,

D4 - наружный диаметр пластины N4,

Dp - внешний диаметр цилиндра по высоте внешних ребер Нр , 

кроме того, нижняя часть цилиндра на расстоянии L может быть выполнена без ребер таким образом, что d 1=d2=d3=d 4=dц.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен предложенный поршневой компрессор, на фиг.2 - группа оребренных пластин, на фиг.3 - группа не оребренных пластин.

Поршневой компрессор (фиг.1) состоит из крышки 1, нагнетательных 2 и всасывающих 3 клапанов, поршня 4 и цилиндра 5, выполненного с внутренними и наружными ребрами, которые образуются группой пластин N, причем каждая из групп состоит из пластин 6 (N1), 7 (N 2), 8 (N3), 9 (N4 ) (фиг.2), количество пластин в которой может быть различным, кроме того пластины 6 (N1) выполнены внутренним диаметром d1=dц и наружным диаметром D1=D p, пластины 7 (N2) выполнены внутренним диаметром d2=dц+2h p и наружным диаметром D2=D p-2Нр, пластины 8 (N 3) выполнены внутренним диаметром d3 =dц и наружным диаметром D 3=Dp-2Нр, а пластины 9 (N4) выполнены внутренним диаметром d4=dц+2h p и наружным диаметром D4=D p, где

N1, N 2, N3, N4 - одна из групп пластин,

d1 - внутренний диаметр пластины N1,

d 2 - внутренний диаметр пластины N2 ,

d3 - внутренний диаметр пластины N3,

d4 - внутренний диаметр пластины N4,

d ц - внутренний диаметр цилиндра,

h p - высота внутренних ребер цилиндра,

Н р - высота внешних ребер цилиндра,

D 1 - наружный диаметр пластины N1,

D2 - наружный диаметр пластины N 2,

D3 - наружный диаметр пластины N3,

Dp - внешний диаметр цилиндра по высоте внешних ребер Нр ,

кроме того, нижняя часть цилиндра 5 на расстоянии L может быть выполнена без ребер таким образом, что d 1=d2=d3=d 4=dц (фиг.3).

Чередование пластин 6, 7, 8, 9 позволяет получить внешнее и внутреннее оребрение цилиндра одновременно. Для уменьшения подогрева газа при всасывании нижняя часть цилиндра на расстоянии L может быть выполнена без ребер, таким образом, что d1=d 2=d3=d4=d ц, теплоотдающая поверхность мала, а основной процесс теплоотдачи происходит в конце процесса сжатия и при нагнетании, в этот момент коэффициент теплоотдачи воздуха из-за большого давления велик, а нижняя часть получается отсеченной от сжимаемого воздуха поршнем 4 и фактически не участвует в теплообмене.

Поршневой компрессор работает следующим образом. Поршень 4 совершает возвратно-поступательные движения, изменяя объем газовой полости цилиндра 5. При увеличении объема рабочий газ с температурой всасывания - Т вс и давлением всасывания - Рвс поступает через всасывающий клапан 3 в газовую полость цилиндра 5. При достижении максимального объема газовой полости всасывание прекращается, всасывающий клапан 3 закрывается, поршень меняет направление своего движения и начинается процесс сжатия в газовой полости, давление и температура газа внутри цилиндра 5 повышаются. При достижении давлением газа величины Рн - давление нагнетания, нагнетательный клапан 2 открывается, и дальнейшее уменьшение объема газовой полости в цилиндре 5 сопровождается выталкиванием рабочего газа, которое прекращается при минимальном объеме.

В процессе всасывания температура стенок рабочей камеры Твс>температуры всасываемого газа Тг, что ведет к подогреву газа в компрессоре. Для снижения подогрева нижняя часть цилиндра на расстоянии L может быть выполнена без ребер, что уменьшает площадь внутренней стенки цилиндра 5, а следовательно, и тепловой поток, подводимый к газу, пропорциональный площади этой стенки.

Таким образом, в предложенном поршневом компрессоре процесс сжатия и нагнетания характеризуется по сравнению с процессом всасывания более высокой температурой рабочего газа, которую стремятся снизить, и более высоким давлением. Так как количество тепла, отводимого от горячего газа к стенке рабочей камеры цилиндра 5, прямо пропорционально площади этой стенки и коэффициенту теплоотдачи, который растет с ростом давления, то оребренная поверхность цилиндра позволяет существенно увеличить площадь контакта, особенно в период, когда велико давление газа, а следовательно, увеличить количество тепла, отводимое от сжимаемого и нагнетаемого газа.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Поршневой компрессор, содержащий цилиндр с всасывающими и нагнетательными клапанами, крышку цилиндра и поршень, размещенный в цилиндре с возможностью возвратно-поступательного движения, отличающийся тем, что корпус цилиндра выполнен с внутренними и наружными ребрами, которые образуются группой пластин N, причем каждая из групп состоит из пластин N1, N2, N3, N 4, количество пластин в которой может быть различным, кроме того, пластины N1 выполнены внутренним диаметром d1=dц и наружным диаметром D1=D p, пластины N2 выполнены внутренним диаметром d2=dц+2h p и наружным диаметром D2=D p-2Hp, пластины N 3 выполнены внутренним диаметром d3 =dц и наружным диаметром D 3=Dp-2Нр, а пластины N4 выполнены внутренним диаметром d4=dц+2h p и наружным диаметром D4=D p, где N1, N2 , N3, N4 - одна из групп пластин,

d1 внутренний диаметр пластины N1;

d2 - внутренний диаметр пластины N2;

d3 - внутренний диаметр пластины N 3;

d4 - внутренний диаметр пластины N4;

dц - внутренний диаметр цилиндра;

hp - высота внутренних ребер цилиндра;

Нр - высота внешних ребер цилиндра;

D1 - наружный диаметр пластины N1;

D2 - наружный диаметр пластины N 2;

D4 - наружный диаметр пластины N4;

Dp - внешний диаметр цилиндра по высоте внешних ребер Нр .

2. Поршневой компрессор по п.1, отличающийся тем, что нижняя часть цилиндра на расстоянии L может быть выполнена без ребер таким образом, что d1=d 2=d3=d4=d ц.





ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Насосы и компрессорное оборудование






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+центробежный -насос".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "насос" будут найдены слова "насосы", "насосом" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("насос!").



Рейтинг@Mail.ru