РОТОРНЫЙ КОМПРЕССОР

Полезная модель относится к компрессоростроению, в частности к автомобильным передвижным компрессорным станциям и к холодильно-компрессорным машинам.
Известен ротационно-пластинчатый компрессор, содержащий корпус, цилиндр, ротор, ось которого смещена относительно продольной оси цилиндра на величину «е», всасывающий и нагнетательный патрубки и рабочие пластины (см., например, в книге А.П. Мельник, В.Д. Васильев. Автомобильные передвижные компрессорные станции. Москва. Высшая школа. 1979, стр. 43-47).
Однако в этом компрессоре пластины интенсивно движутся в пазах ротора, что приводит к значительным износам и ограничению величины развиваемого давления. Кроме того, инерционные силы при движении пластин, не поддаются уравновешиванию, что ограничивает быстроходность.
Известен также оппозитный компрессор, содержащий раму, которая служит основным элементом корпуса, направляющие крейцкопфов, цилиндры, установленные друг против друга, противолежащие поршни, расположенные по обе стороны коленчатого вала и соединенные с валом при помощи шатунов и жестко связанных с поршнями штоков и крейцкопфов (см., например, в книге Н.Г. Кондрашевой, Н.Г Лашутиной. Холодильно-компрессорные машины и установки. Москва. Высшая школа, 1984, стр. 40-54, 73-75).
К недостаткам такого компрессора следует отнести высокую стоимость конструкции и большую массу.
Ближайшим аналогом, принятым за прототип, является роторный компрессор, содержащий всасывающий и нагнетающий патрубки ротор круглого сечения, расположенный в цилиндрическом корпусе по центру и имеющий радиальные отверстия, выполняющие назначения цилиндров, противолежащие поршни, расположенные по обе стороны вала и жестко связанные между собой по парам при помощи штоков и крейцкопфов, при этом ось вала смещена относительно продольной оси корпуса на величину «е» (см. например, описание полезной модели к патенту РФ №150118,2014 г. F04C 17/04)
Однако вал относится к числу наиболее ответственных напряженных и дорогостоящих деталей компрессора. Стоимость изготовления вала часто достигает 25-30% стоимости изготовления всего компрессора. Вал должен обладать высокой прочностью, жесткостью и износостойкостью трущихся поверхностей. При работе компрессора возникают крутильные колебания, которые могут привести к поломке вала. И наличие неудобных для монтажа и обслуживания плоскостей разъема снижает общую жесткость, прочность и надежность вала.
Задачей и проблемой является повышение жесткости, прочности и износостойкости вала и бесшатунного механизма и повышение моторесурса компрессора.
Это достигается тем, что вал изготовлен в виде общей отливки, а ротор имеет разъем.
На фиг. 1 представлен роторный компрессор - продольный разрез; на фиг. 2 - поперечный разрез по А-А; на фиг. 3, 4, 5, 6 - схема работы компрессора.
Роторный компрессор содержит корпус 1 с внутренней цилиндрической поверхностью, всасывающей 2 и нагнетательный 3 патрубки, ротор 4, противолежащие поршни 5, расположенные по обе стороны вала 6 и жестко связанные между собой по парам, крышки корпуса 7 и штуцер 8. Разъемный ротор 4 круглого сечения, расположенный в корпусе 1 по центру, имеет четыре радиальных отверстия 9, выполняющие назначения цилиндров, с углом развала между отверстиями 90°.
Отверстия 9 вместе с поршнями 5 и корпусом 1 образуют камеры А, Б, В и Г. Крейцкопфы 10 с противолежащими штоками 11 двутаврового сечения соединены болтами 12, а вал 6 изготовлен в виде общей отливки удобной для монтажа штоков 11 и крейцкопфов 10, содержит барабан 13 и направляющие крейцкопфов 14. Кроме того, ось вала 6 смещена относительно продольной оси корпуса на величину «е».
Рабочий процесс в роторном компрессоре осуществляется за два такта, чередование которых можно проследить на фиг. 3, 4, 5, 6.
Первый такт - всасывание. При вращении вала 6 и ротора 4 по часовой стрелке (фиг. 3, 4) в камере А начинается всасывание воздуха через патрубок 2. В результате вращения ротора 4 и поршня 5 камера заполняется воздухом. Продолжительность такта составляет почти в течение 180° угла поворота ротора 4.
Второй такт - сжатие и вытеснение. В камере В только что произошло всасывание и после разобщения ротором 4 всасываемого объема начинается сжатие воздуха. При дальнейшем вращении ротора 4 и с достижением требуемого давления (фиг. 5, 6) в камере В сжатый воздух вытесняется через нагнетательный патрубок 3, причем всасывание в камере А и нагнетание в камере В происходит одновременно. И в камерах Б и Г все операции повторяются в такой же последовательности.
При этом через штуцер 8 в рабочую полость подается масло под давлением, которое смазывает бесшатунный механизм и улучшает компрессию.
Таким образом достаточно простая конструкция вала, выполненного в виде общей отливки удобной для монтажа штоков и крейцкопфов, обеспечивает необходимую жесткость, прочность и износостойкость вала и бесшатунного механизма, поэтому затраты труда на изготовление, техническое обслуживание и ремонт этого компрессора могут быть меньше, а моторесурс может быть повышен, который по своему значению находится на одном уровне с параметром экономичности, и относится к техническим результатам.