ПОРШНЕВОЙ КОМПРЕССОР

ПОРШНЕВОЙ КОМПРЕССОР


RU (11) 2244161 (13) C2

(51) 7 F04B39/00 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2007 - прекратил действие, но может быть восстановлен 

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

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2003105782/06 
(22) Дата подачи заявки: 2003.02.28 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2003.02.28 
(43) Дата публикации заявки: 2004.09.10 
(45) Опубликовано: 2005.01.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: ФРЕНКЕЛЬ М.И. Поршневые компрессоры. - Л.: Машиностроение, 1969, с.744. RU 2118766C1, 10.09.1998. SU 1624200A1, 30.01.1991. SU 620639A, 17.07.1978. US 5290154 A, 01.03.1994. 
(72) Автор(ы): Юша В.Л. (RU); Новиков Д.Г. (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Омский государственный технический университет (RU) 
Адрес для переписки: 644050, г.Омск, пр. Мира, 11, ОмГТУ, информационно-патентный отдел 

(54) ПОРШНЕВОЙ КОМПРЕССОР

Изобретение относится к области энергомашиностроения и предназначено для сжатия и перемещения газов. В поршневом компрессоре, содержащем цилиндр с всасывающими и нагнетательными клапанами, крышку цилиндра и поршень, размещенный в цилиндре с возможностью возвратно-поступательного движения, на крышке цилиндра выполнены ребра с внутренней стороны рабочей камеры. Ребра выполнены параллельно выходному сечению всасывающего клапана и перпендикулярно входному сечению нагнетательного клапана. Улучшается охлаждение рабочего газа, находящегося в рабочей камере, снижается потребляемая компрессором мощность. 2 ил.






ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к области энергомашиностроения и предназначено преимущественно для сжатия и перемещения газов.

Известен поршневой компрессор, содержащий рабочую камеру в виде цилиндра, клапанную коробку с всасывающими и нагнетательными клапанами и поршень, размещенный в цилиндре с возможностью возвратно-поступательного движения (СН 674399 А, 31.05.1990) [1].

При работе такого компрессора в результате уменьшения объема рабочей камеры увеличиваются температура и давление газа, находящегося в ней, а ограниченная площадь поверхностей, формирующих рабочую камеру, не позволяет осуществить эффективное охлаждение сжимаемого газа. (ПЛАСТИЛИН П.И. Поршневые компрессоры, том 1, М., Колос, 2000, с.456) [2]. 

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является поршневой компрессор, рабочая камера которого выполнена в виде цилиндра с всасывающими и нагнетательными клапанами, клапанной плиты и поршня, размещенного в цилиндре с возможностью возвратно-поступательного движения, причем на части поверхности рабочей камеры, а именно на внутренней цилиндрической поверхности цилиндра, вдоль которой движется поршень, выполнены ребра, при этом плоскость входного сечения нагнетательного клапана и выходное сечение всасывающего клапана не перпендикулярны ребрам (ФРЕНКЕЛЬ М.И. Поршневые компрессоры, Л., Машиностроение, 1969, с.744) [3].

Такая конструкция герметична и приводит к уменьшению механического трения, так как оребрение выполняет функцию лабиринтного бесконтактного уплотнения, однако при уменьшении объема рабочей камеры, когда температура и давление рабочего газа повышается, оребренная поверхность цилиндра перекрывается поршнем и не участвует в теплообмене, то есть эффективность охлаждения сжимаемого газа остается низкой, что приводит к повышению потребляемой компрессором мощности и теплонапряженности деталей рабочей камеры.

Задачей изобретения является улучшение охлаждения рабочего газа, находящегося в рабочей камере, снижение потребляемой компрессором мощности и теплонапряженности деталей рабочей камеры.

Поставленная задача достигается тем, что в известном поршневом компрессоре, содержащем цилиндр с всасывающими и нагнетательными клапанами, крышку цилиндра и поршень, размещенный в цилиндре с возможностью возвратно-поступательного движения, на крышке цилиндра выполнены ребра с внутренней стороны рабочей камеры, причем ребра выполнены параллельно выходному сечению всасывающего клапана и перпендикулярно входному сечению нагнетательного клапана.

На фиг.1 представлен поршневой компрессор, на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Компрессор содержит рабочую камеру, состоящую из цилиндра 1 с всасывающими клапанами 2 и нагнетательными клапанами 3, крышки цилиндра 4 и поршня 5. На поверхности 6 крышки цилиндра 4 с внутренней стороны рабочей камеры выполнены ребра. Газовая полость 7 соединяется с всасывающим клапаном 2 через выходное сечение 8, а с нагнетательным клапаном 3 - через входное сечение 9, причем ребра поверхности 6 крышки цилиндра 4 выполнены параллельно выходному сечению S всасывающего клапана 2 и перпендикулярно входному сечению 9 нагнетательного клапана 3.

Поршневой компрессор работает следующем образом. Поршень 5 совершает возвратно-поступательные движения, изменяя объем газовой полости 7. При увеличении объема рабочий газ с температурой всасывания - ТBC и давлением всасывания - РBC поступает через всасывающие клапаны 2 в газовую полость 7. При достижении максимального объема газовой полости 7 всасывание прекращается, всасывающие клапаны 2 закрываются, поршень 5 меняет направление своего движения и начинается процесс сжатия в газовой полости 7, давление и температура газа внутри цилиндра 1 повышаются. При достижении давлением газа величины РH - давление нагнетания нагнетательные клапаны 3 открываются, и дальнейшее уменьшение объема газовой полости 7 сопровождается выталкиванием рабочего газа через нагнетательные клапаны 3, которое прекращается при минимальном объеме.

В процессе всасывания температура стенок рабочей камеры выше температуры всасываемого газа, что ведет к подогреву газа в компрессоре. При поперечном течении между ребрами образуются застойные зоны, впадины ребер не участвуют в теплообмене с потоком всасываемого газа и всасываемый газ нагревается не слишком интенсивно, т.е. для снижения подогрева ребра поверхности 6 крышки цилиндра 4 расположены параллельно выходному сечению 8 всасывающего клапана 2 и поток всасываемого газа в этом случае направлен перпендикулярно ребрам, а количество теплоты, переданное от стенке к газу в процессе теплообмена, будет минимальным.

Процесс сжатия и нагнетания характеризуется по сравнению с процессом всасывания более высокой температурой рабочего газа, которую стремятся снизить. Так как количество тепла, отводимого от горячего газа к стенке рабочей камеры прямо пропорционально площади этой стенки, то оребренная поверхность 6 позволяет существенно увеличить площадь контакта, особенно в момент, когда объем газовой полости 7 минимален, и, следовательно, увеличить количество тепла, отводимое от сжимаемого и нагнетаемого газа. Преимущество предложенного поршневого компрессора в том, что взаимное расположение поверхности 6 крышки цилиндра 4 и нагнетательных клапанов 3 выполнено таким образом, что ребра поверхности 6 крышки цилиндра 4 перпендикулярны входному сечению 9 нагнетательного клапана 3, это позволяет направить поток нагнетаемого газа вдоль ребер, полностью омывая их поверхность, что также улучшает контакт газа с поверхностью и способствует лучшему теплоотводу от горячего газа.

Снижение температуры сжимаемого и нагнетаемого газа позволяет в свою очередь снизить теплонапряженность деталей поршневого компрессора, улучшить условия его работы и повысить экономичность за счет снижения потребляемой мощности.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Поршневой компрессор, содержащий цилиндр с всасывающими и нагнетательными клапанами, крышку цилиндра и поршень, размещенный в цилиндре с возможностью возвратно-поступательного движения, отличающийся тем, что на крышке цилиндра выполнены ребра с внутренней стороны рабочей камеры, причем ребра выполнены параллельно выходному сечению всасывающего клапана и перпендикулярно входному сечению нагнетательного клапана.





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