КОМПРЕССОР С ГИДРОПРИВОДОМ

КОМПРЕССОР С ГИДРОПРИВОДОМ


RU (11) 2220323 (13) C1

(51) 7 F04B35/02 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 27.05.2008 - действует 

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

(21) Заявка: 2002110751/06 
(22) Дата подачи заявки: 2002.04.24 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2002.04.24 
(45) Опубликовано: 2003.12.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: GB 1359821 A, 10.07.1974.
SU 1783151 A1, 23.12.1992.
SU 761744 A, 07.09.1980.
US 6203696 B1, 20.03.2001.
US 5564912 A, 13.10.1976.
FR 2642796 A1, 10.08.1990. 
(71) Заявитель(и): Государственное унитарное предприятие "Производственное объединение "Баррикады"; Закрытое акционерное общество "Компомаш-ТЭК" 
(72) Автор(ы): Валитов М.З.; Федоров А.С.; Рунов Е.В.; Майданов Е.А.; Никитин П.А.; Моисеев В.А. 
(73) Патентообладатель(и): Государственное унитарное предприятие "Производственное объединение "Баррикады"; Закрытое акционерное общество "Компомаш-ТЭК" 
Адрес для переписки: 400071, г.Волгоград-71, ГУП ПО "Баррикады", отдел 417, патентное бюро 

(54) КОМПРЕССОР С ГИДРОПРИВОДОМ 

Устройство предназначено для использования в области машиностроения, в компрессорной технике для нагнетания газа под высоким давлением. Компрессор содержит оппозитно установленные, жестко соединенные цилиндры с впускными и выпускными клапанами. Поршни закреплены на общем штоке. На торцах цилиндров закреплены конечные выключатели, выполненные в виде штоков, соединенные между собой через исполнительный механизм распределительного устройства. Насос соединен через распределительное устройство с полостями цилиндров. При возвратно-поступательном движении поршней происходит поочередное переключение распределительного устройства из одного положения в другое, в результате чего обеспечивается перекачка газа из магистрали в магистраль под более высоким давлением. Упрощается конструкция и повышается надежность работы устройства. 6 з.п. ф-лы, 6 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области машиностроения, а именно к компрессорной технике для нагнетания газа под высоким давлением.

Известен компрессор с гидравлическим приводом, взятый за прототип, содержащий оппозитно установленные и жестко соединенные между собой цилиндры, включающие газовые и гидравлические полости с впускными и выпускными клапанами и поршни, закрепленные на концах общего штока, насос, соединенный через распределительное устройство с исполнительным механизмом с гидравлическими полостями, конечные выключатели, установленные с возможностью взаимодействия с поршнями в крайнем их положении (см. Автомобильные газонаполнительные компрессорные станции. Обзорная информация. Серия ХМ 5, ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, М., 1986).

Недостатком известного устройства является сложность конструкции вследствие использования электрогидравлической системы управления распределителем и с подводом дополнительной энергии для управления, что снижает надежность работы устройства.

Известен компрессор с гидроприводом, содержащий оппозитно установленные и жестко соединенные между собой цилиндры, включающие газовые и гидравлические полости с впускными и выпускными клапанами и поршни, закрепленные на концах общего штока, насос, соединенный через распределительное устройство с исполнительным механизмом с гидравлическими полостями, конечные выключатели, выполненные в виде штоков и установленные в сквозных отверстиях торцов цилиндров с возможностью взаимодействия с поршнями в крайнем их положении (GB 1359821 A, 10.07.1974).

Предлагаемым изобретением решается задача упрощения конструкции и повышения надежности работы устройства.

Для достижения этого технического результата компрессор с гидроприводом, содержащий оппозитно установленные и жестко соединенные между собой цилиндры, включающие газовые и гидравлические полости с впускными и выпускными клапанами и поршни, закрепленные на концах общего штока, насос, соединенный через распределительное устройство с исполнительным механизмом с гидравлическими полостями, конечные выключатели, установленные с возможностью взаимодействия с поршнями в крайнем их положении, согласно изобретению штоки выключателей жестко связаны между собой и исполнительным механизмом распределителя, расположенного отдельно от цилиндров.

Кроме того, штоки выключателей жестко связаны между собой и снабжены упором для взаимодействия с исполнительным механизмом распределителя.

Выключатели могут быть снабжены гидроцилиндрами, причем поршни гидроцилиндров соединены со штоками выключателей, а поршневые полости - с исполнительным механизмом распределителя.

Штоковые полости гидроцилиндров выключателей соединены с противоположными гидравлическими полостями компрессора, причем площадь сечения штока выключателя равна половине площади поршня.

Исполнительный механизм распределителя выполнен в виде двуполостного гидроцилиндра, соединенного полостями со смежными поршневыми полостями гидроцилиндров выключателей.

Штоки выключателей выполнены двухступенчатыми с образованием дополнительной штоковой полости, смежной с поршневой и сообщенной с атмосферой.

Насос соединен непосредственно с входом и выходом распределителя, а на входе и выходе насоса установлены газогидравлические демпферы.

В предлагаемом устройстве отсутствует электрическая схема. Для управления распределительным устройством используют усилие, создаваемое в газовой полости при ее заполнении. Конечные выключатели выполнены разгруженными, усилие управления ими - минимальное.

На фиг. 1 представлена схема общего вида устройства с конечными выключателями в виде жестко соединенных штоков;

на фиг.2 представлена схема соединения полостей гидроцилиндров конечных выключателей с исполнительным механизмом распределителя;

на фиг.3 - схема соединения полостей гидроцилиндров конечных выключателей с гидравлическими полостями компрессора;

на фиг.4 - выносной элемент на фиг.2;

на фиг.5. - выполнение выключателя с двухступенчатым штоком;

на фиг.6 - вариант выполнения компрессора без бака с газовыми демпферами.

Компрессор содержит оппозитно установленные и жестко соединенные между собой цилиндры 1 и 2 (фиг.1), включающие газовые полости 3 и 4 и гидравлические полости 5 и 6 соответственно. Поршни 7 и 8 закреплены на концах общего штока 9. Гидравлические полости 5 и 6 соединены через распределительное устройство 10 с исполнительным механизмом 11 с насосом 12 и с баком 13. Конечные выключатели выполнены в виде штоков 14 и 15 и установлены в сквозных отверстиях смежных торцов 16 и 17 полостей 5 и 6 соответственно, с возможностью взаимодействия с поршнями 7 и 8 в их крайнем положении.

Штоки 14 и 15 жестко соединены между собой и снабжены упором 18, выполненным, например, в виде рукоятки, для взаимодействия с исполнительным механизмом 11 распределительного устройства 10.

Газовые полости 3 и 4 соединены через всасывающие клапаны 19 и 20 и нагнетательные клапаны 21 и 22 со всасывающей и нагнетательной магистралями 23 и 24 соответственно.

Для обеспечения возможности расположения распределительного устройства 10 (фиг.2) отдельно от цилиндров 1 и 2 конечные выключатели снабжены гидроцилиндрами 25 и 26, поршни 27 и 28 которых кинематически связаны со штоками 14 и 15. Поршневые полости 29 и 30 гидроцилиндров 25 и 26 соединены со смежными полостями 31 и 32 соответственно исполнительного механизма распределителя 10, выполненного, например, в виде двуполостного гидроцилиндра 33 с поршнем 34.

Для снижения усилия перемещения штоков 14 и 15 (фиг. 3 и 4) штоковая полость 35 гидроцилиндра 25 соединена с гидравлической полостью 6, а штоковая полость 36 гидроцилиндра 26 соединена с гидравлической полостью 5 компрессора.

Для снижения давления в полостях исполнительного механизма 33 (фиг. 5) при одновременном увеличении объема поршневых полостей 29 и 30 гидроцилиндров 25 и 26 штоки 14 и 15 выполнены двухступенчатые с образованием дополнительных штоковых полостей 37 и 38 соответственно, соединенных с атмосферой.

Для предотвращения возникновения пульсаций давления на выходе насоса 12 (фиг. 6) и вакуума на его входе при реверсе поршней 7 и 8 насос 12 непосредственно связан со входом и выходом распределителя 10 (на фиг.6 не указаны), а всасывающая и нагнетательная линии (на фиг.6 не указаны) насоса 12 снабжены газожидкостными демпферами (компенсаторами) 38 и 39 соответственно, газовые полости 40 и 41 которых предварительно заполняют рабочим газом, например природным.

Компрессор с гидроприводом работает следующим образом.

При включении насоса 12 жидкость подают, например, в полость 5. При этом поршень 7 перемещается в крайнее левое положение, увлекая поршень 8 на штоке 9. В это время газ под давлением 15-20 МПа из магистрали 23 через обратный клапан 19 поступает в газовую полость 3. При занятии поршнем 7 своего крайнего левого положения поршень 8 утапливает шток 15, переключая упором 18 исполнительный механизм 11 распределительного устройства 10. Затем жидкость насосом 12 подается в полость 6. При заполнении жидкостью полости 6 поршень 8 перемещается вправо, увлекая за собой шток 9 и поршень 7. В это время происходит всасывание газа под давлением 15-20 МПа из магистрали 23 через обратный клапан 20. Одновременно происходит сжатие газа в полости 3, в результате чего газ, закрывая клапан 19, из полости 3 через клапан 21 поступает под давлением 25-32 МПа в магистраль 24. При достижении поршнем 8 крайнего правого положения поршень 7 утапливает шток 14, взаимодействуя упором 18 с исполнительным механизмом 11 и переключая распределительное устройство 10.

Далее цикл повторяется.

Таким образом, при возвратно-поступательном движении поршней 7 и 8 меняется положение исполнительного механизма 11 и осуществляется поочередное переключение распределительного устройства 10 из одного положения в другое, обеспечивая перекачку газа из магистрали 23 в магистраль 24 под более высоким давлением.

При снабжении выключателей гидроцилиндрами 25 и 26 поршень 7, перемещаясь вправо, в своем крайнем правом положении он взаимодействует со штоком 14, перемещая одновременно и поршень 27 гидроцилиндра 25, при этом жидкость полости 29 перетекает в полость 31 исполнительного механизма 33, перемещая поршень 34 вправо и переключая распределительное устройство 10. При перемещении поршня 8 влево он в своем крайнем левом положении взаимодействует со штоком 15, перемещая одновременно поршень 28 гидроцилиндра 26, при этом жидкость из полости 30 перетекает в полость 32 исполнительного механизма 33. При этом жидкость из полости 31 исполнительного механизма 33 поступает в поршневую полость 29 гидроцилиндра 25, перемещая поршень 27 со штоком 14 в исходное положение и переключая распределительное устройство 10.

Таким образом, при возвратно-поступательном движении поршней 7 и 8 меняется положение поршня 34 исполнительного механизма 33, в результате чего происходит переключение распределителя 10 из одного положения в другое, обеспечивая перекачку газа из магистрали 24 в магистраль 23 под более высоким давлением.

Рассмотрим работу компрессора с разгруженными гидроцилиндрами 25 и 26 (фиг.3 и 4).

При выполнении площади сечения штока 14 и 15 равной половине площади поршня 27 и 28 соответственно усилие на поршни 27 и 28 одинаково и складывается из усилия на штоки 14, 15 и на поверхность поршней 27, 28 со стороны штоковых полостей 35 и 36, поэтому для перемещения штоков 14 и 15 со стороны поршней 7 и 8 соответственно оно определяется лишь силой трения в уплотнительных элементах гидроцилиндров 25, 26 и 33.

Выполняя штоки 14 и 15 (фиг.5) двухступенчатыми, с образованием дополнительных штоковых полостей 37 и 38, сообщенных с атмосферой, уменьшают давление в поршневых полостях 29 и 30 с одновременным увеличением объема полостей 29, 30 и 31 и 32. Это снижает утечки жидкости и позволяет сохранять работоспособность конструкции при незначительных утечках.

При установке на всасывающей и нагнетательной линиях насоса 12 (фиг.6) газогидравлических демпферов 39 и 40 гидропривод компрессора может быть выполнен замкнутым без бака 13. Кроме того, при реверсе поршней 7 и 8, когда скорость штока 9 равна нулю, исключаются пульсации давления на выходе и кавитация на входе насоса 12. Газовые полости 41 и 42 демпферов 39 и 40 предварительно заполняются рабочей средой, например природным газом, что позволяет повысить надежность и безопасность работы компрессора.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет существенно упростить конструкцию и повысить надежность работы компрессора с гидроприводом. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Koмпpeccop с гидроприводом, содержащий оппозитно установленные и жестко соединенные между собой цилиндры, включающие газовые и гидравлические полости с впускными и выпускными клапанами и поршни, закрепленные на концах общего штока, насос, соединенный через распределительное устройство с исполнительным механизмом с гидравлическими полостями, конечные выключатели, выполненные в виде штоков, установленных в сквозных отверстиях торцов цилиндров, с возможностью взаимодействия с поршнями в крайнем их положении, отличающийся тем, что штоки выключателей жестко связаны между собой и исполнительным механизмом распределителя, расположенного отдельно от цилиндров.

2. Компрессор с гидроприводом по п.1, отличающийся тем, что штоки выключателей снабжены упором для взаимодействия с исполнительным механизмом распределителя.

3. Компрессор с гидроприводом по п.1, отличающийся тем, что выключатели снабжены гидроцилиндрами, причем поршни гидроцилиндров соединены со штоками выключателей, а поршневые полости - с исполнительным механизмом распределителя.

4. Компрессор с гидроприводом по п.3, отличающийся тем, что штоковые полости гидроцилиндров выключателей соединены с противоположными гидравлическими полостями компрессора, причем площадь сечения штока выключателя равна половине площади поршня.

5. Компрессор с гидроприводом по п.4, отличающийся тем, что исполнительный механизм распределителя выполнен в виде двуполостного гидроцилиндра, соединенного полостями со смежными поршневыми полостями гидроцилиндров выключателей.

6. Компрессор с гидроприводом по п.4, отличающийся тем, что штоки выключателей выполнены двухступенчатыми с образованием дополнительной штоковой полости, смежной с поршневой и сообщенной с атмосферой.

7. Компрессор с гидроприводом по п.1, отличающийся тем, что насос соединен непосредственно с входом и выходом распределителя, а на входе и выходе насоса установлены газогидравлические демпферы.




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