ЦИЛИНДР КОМПРЕССОРА

Область техники.
Заявляемое техническое решение относится к области компрессоростроения и предназначено для использования в цилиндропоршневых узлах поршневых компрессоров.
Предшествующий уровень техники.
Известен, например, цилиндр компрессора (Пластинин П.И. Поршневые компрессоры. Том 2. Основы проектирования. Конструкции. М.: КолосС, 2008 г. С. 131, рис. 3.1.16, [1]). Как и в заявляемом техническом решении указанный аналог содержит рабочую поверхность и клапанные гнезда, в которых установлены клапаны. При этом клапаны прижаты клапанными фонарями к упорным поверхностям гнезд.
У указанного аналога [1] клапанные фонари прижаты к клапанам болтами, которые установлены в крышках клапанов.
Недостатком указанного аналога [1] является выпадение клапанов и клапанных фонарей, при их закреплении в клапанных гнездах нижней части цилиндра.
Также известен горизонтальный цилиндр компрессора (Пластинин П.И. Поршневые компрессоры. Том 2. Основы проектирования. Конструкции. М.: КолосС, 2008 г. С. 121, рис. 3.1.60, стр. 172, 174 [2]). Как и в заявляемом техническом решении указанный аналог содержит рабочую полость и клапанные гнезда, в которых установлены клапаны. Клапаны прижаты клапанными фонарями к упорным поверхностям гнезд. При этом клапанные фонари имеют фиксирующие устройства, которые предотвращают выпадение клапанов и клапанных фонарей во время установки клапанных крышек при сборке.
У указанного аналога [2] клапанные фонари всасывающих клапанов прижаты к клапанам шпильками, которые установлены в крышках клапанов. Клапанные фонари нагнетательных клапанов прижаты к клапанам пружинами. При этом фиксирующие устройства клапанных фонарей выполнены в виде штифтов, установленных в боковых стенках гнезд.
Недостатком аналога [2] является то, что клапаны с клапанными фонарями зафиксированы от выпадения штифтами. Это усложняет установку клапанов в гнездах, так как в боковых стенках гнезд необходимо выполнять отверстия под штифты. Кроме усложняется извлечение клапанов из гнезд, так как перед этим необходимо вынимать штифты.
Указанный аналог [2] является по совокупности существенных признаков наиболее близким аналогом того же назначения к заявляемому техническому решению. Поэтому он принят в качестве прототипа.
Раскрытие заявляемого технического решения.
Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является повышение технологичности фиксации клапанов и клапанных фонарей в гнездах цилиндра.
Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым техническим решением, является упрощение фиксации клапанов и клапанных фонарей в гнездах цилиндра.
Сущность заявленного технического решения состоит в том, что цилиндр поршневого компрессора содержит рабочую поверхность и клапанные гнезда, в которых установлены клапаны. При этом клапаны прижаты клапанными фонарями к упорным поверхностям гнезд, причем по крайней мере один клапанный фонарь имеет фиксирующее устройство. Отличается тем, что фиксирующее устройство выполнено в виде тела с выступом, и закреплено на клапанном фонаре с возможностью поворота вокруг оси крепления, при этом выступ ориентирован в сторону стенки гнезда.
Вышеуказанная сущность является совокупностью существенных признаков заявленного технического решения, обеспечивающих достижение заявленного технического результата «упрощение фиксации клапанов и клапанных фонарей в гнездах цилиндра».
В частных случаях допустимо выполнять техническое решение следующим образом.
Фиксирующие устройства предпочтительно закреплены на клапанных фонарях, расположенных в нижней части цилиндра.
Фиксирующие устройства могут быть закреплены на клапанных фонарях шплинтами.
Авторами заявленного технического решения изготовлен опытный образец этого решения, испытания которого подтвердили достижение технического результата.
Краткое описание чертежей.
На фигуре 1 показан продольный разрез цилиндра компрессора; на фиг. 2 - разрез A-A фиг. 1; на фиг. 3 - вид B фиг. 1; на фиг. 4 - продольный разрез цилиндра компрессора по примеру 1; на фиг. 5 - вид C фиг. 4.
Осуществление технического решения.
Цилиндр компрессора (фиг. 1) выполнен двойного действия и содержит корпус (1), крышку (2) и гильзу (3).
Крышка (2) цилиндра закреплена шпильками на первом торце корпуса (1). При этом стык между корпусом (1) и крышкой (2) цилиндра уплотнен прокладкой.
В корпусе (1) и крышке (2) цилиндра выполнены клапанные гнезда (4), газовые полости всасывания и нагнетания (5, 6) и полость охлаждения (7) (фиг. 2). Кроме того, в корпусе (1) выполнены отверстие под сальник (8) и отверстие под гильзу (9).
Отверстие под сальник (8) выполнено со стороны второго торца корпуса (1) и предназначено для размещения в нем уплотнительных элементов сальника (10). При этом на втором торце корпуса (1) закреплен фланец сальника (11). Между фланцем сальника (11) и вторым торцом корпуса (1) расположено кольцо сальника (12). При этом стык между кольцом сальника (12) и вторым торцом корпуса (1) уплотнен прокладкой.
Рабочая поверхность цилиндра выполнена в гильзе (3), которая установлена в отверстии под гильзу (9) корпуса (1). Так как цилиндр выполнен двойного действия, то он имеет две рабочие полости, образованные внутренними стенками гильзы (3), цилиндра и поршнем. На наружной поверхности гильзы (3), у ее концов, выполнены бурты для центрирования гильзы относительно корпуса (1). Кроме того на концах гильзы выполнены выступы. При этом выступ конца гильзы (3), обращенный ко второму торцу корпуса (1), уплотнен резиновыми кольцами (13).
Клапанные гнезда (4) расположены радиально и предназначены для размещения в них клапанов (14) и клапанных фонарей (15). Гнезда всасывающих клапанов предпочтительно расположены противоположно гнездам нагнетательных клапанов. В корпусе (1) и крышке (2) может быть расположено по четыре клапанных гнезда (4) (фиг. 3). Клапанные гнезда (4) закрыты крышками (16), которые закреплены на боковой поверхности корпуса (1) и крышки (2) цилиндра.
Клапаны (14) прижаты клапанными фонарями (15) к упорным поверхностям гнезд (4). При этом клапанные фонари (15) прижаты к клапанам (14) шпильками, болтами, или винтами, которые установлены в крышках клапанов (16). Для предотвращения выпадения клапанов (14) и клапанных фонарей (15) из гнезд (4) при их монтаже, по крайней мере один клапанный фонарь (4) имеет фиксирующее устройство (17). Фиксирующие устройства (17) предпочтительно закреплять на клапанных фонарях (4), расположенных в нижней части цилиндра, так как клапаны (14) и клапанные фонари (15) верхней части цилиндра прижаты к гнездам (4) силой собственной тяжести. С целью упрощения фиксации клапанов (14) и клапанных фонарей (15), фиксирующие устройства (17) выполнены в виде тел с выступами, которые закреплены на клапанных фонарях с возможностью поворота вокруг оси крепления. При этом выступы ориентированы в сторону стенок гнезд (4). Клапаны (14) и крышки (16) клапанов (14) уплотнены в местах контакта с гнездами (4).
Газовые полости всасывания и нагнетания (5, 6) предназначены для подвода газа к клапанам (14) и, соответственно, его отвода. Газовые полости (5, 6) корпуса (1) и крышки (2) соединены между собой отверстиями. Кроме того газовая полость всасывания (5) корпуса (1) снабжена отверстием (18) подвода газа, а газовая полость нагнетания (6) корпуса (1) снабжена отверстием (19) отвода газа, выполненными в боковой стенке корпуса (1). Отверстия подвода и отвода газа (18, 19) могут быть расположены противоположно друг другу. Вокруг отверстий подвода и отвода газа (18, 19) выполнены отверстия, предназначенные для присоединения трубопроводов.
Цилиндр имеет один вход и один выход охлаждающей жидкости. При этом полости охлаждения корпуса (1) и крышки (2) корпуса (1) сообщены между собой переливными отверстиями (20), и образуют полость охлаждения (7) цилиндра. Во внешней торцевой стенке крышки (2) цилиндра выполнено отверстие (21), которое закрыто торцевой крышкой (22). При этом в месте контакта крышки (2) цилиндра и торцевой крышки (22) размещена прокладка.
Для подвода масла к рабочей поверхности гильзы в крышке цилиндра и гильзе выполнены масляные каналы (23), в области стыка которых размещен ниппель (24).
Примеры конкретного выполнения.
Пример 1. Клапанные гнезда (4) расположены наклонно, при этом в корпусе (1) и крышке (2) расположено по шесть клапанных гнезд (4) (фиг. 4, 5). Кроме того с рабочей полостью цилиндра сообщен регулятор производительности (25), который установлен углублении крышки (2) корпуса (1). Регулятор производительности (25) предназначен для уменьшения производительности поршневого компрессора путем увеличения мертвого пространства рабочего пространства цилиндра.
Пример 2. Корпус (1), крышка (2) и гильза (3) выполнены из чугуна.
Пример 3. Фиксирующие устройства (17) закреплены на клапанных фонарях (15) шплинтами. При этом шплинты выполнены по ГОСТ 397-79.
Реализация заявляемого технического решения не ограничивается приведенными выше примерами.
Описание работы.
При использовании заявленного цилиндра компрессора в корпус (1) устанавливают гильзу (3). Затем со стороны второго торца корпуса (1) в отверстие под сальник (8) устанавливают уплотнительные элементы сальника (10). На втором торце корпуса (1) закрепляют фланец сальника (11). При этом между фланцем сальника (11) и вторым торцом корпуса (1) размещают кольцо сальника (12). Стык между кольцом сальника (12) и вторым торцом корпуса (1) уплотняют прокладкой.
Полученную сборочную единицу крепят вторым торцом к фонарю станины или дистанционному фонарю.
Затем внутрь рабочей полости устанавливают узел шатунно-поршневой группы.
После этого на первом торце корпуса (1) закрепляют прокладку и крышку (2) таким образом, чтобы газовые полости (5, 6) и полости охлаждения корпуса (1) и крышки (2) были сообщены между собой.
Внутрь клапанных гнезд (4) устанавливают клапаны (14) и клапанные фонари (15). Затем клапанные гнезда (15) закрывают крышками клапанов (16), которые закрепляют на боковых поверхностях корпуса (1) и крышки (2) корпуса (1). Клапанные фонари (15) прижимают клапаны (14) к упорным поверхностям гнезд (4). Нажим на клапанные фонари (15) осуществляют шпильками, болтами, или винтами, которые проходят через крышки клапанов (16). Во время монтажа клапанов (14) и клапанных фонарей (15) фиксирующие устройства (17) препятствуют их выпадению. При этом выступ фиксирующего устройства (17) упирается во внутренние стенки или края гнезда (4). В отличие от прототипа [2], выполнение фиксирующего устройства в виде тела с выступом, закрепленного на клапанном фонаре с возможностью поворота вокруг оси крепления, позволяет избежать необходимости выполнения в гнезде отверстия под штифт при монтаже клапана. Кроме того при демонтаже клапана нет необходимости извлекать этот штифт. Таким образом упрощяется фиксация клапанов и клапанных фонарей в гнездах цилиндра.
Полость охлаждения (7) цилиндра закрывают торцевой крышкой (22), которую закрепляют на внешней торцевой стенке крышки (2) корпуса (1).
Шатунно-поршневую группу приводят в движение через цепь передач от приводного двигателя. Сжатие газа осуществляется обеими сторонами поршня, соответственно в двух рабочих полостях цилиндра. Охлаждающую жидкость подводят и отводят, используя один вход и один выход охлаждающей жидкости в цилиндре. При этом охлаждающая жидкость перетекает через переливные отверстия (20) из полости охлаждения крышки в полость охлаждения корпуса, или наоборот. Сжатый в цилиндре газ поступает в коммуникации компрессора.
Промышленная применимость.
Заявляемое техническое решение реализовано с использованием промышленно выпускаемых устройств и материалов, может быть изготовлено на любом машиностроительном предприятии и найдет широкое применение в области компрессоростроения.