КОМПРЕССОР ОБЪЕМНОГО ДЕЙСТВИЯ
DISPLACEMENT COMPRESSOR

Изобретение относится к области машин объемного действия и может быть использовано при создании поршневых компрессоров, работающих за счет изменения объема рабочей полости.
Известна машина объемного действия [патент №2334877], содержащая, по крайней мере, один поршень и два кривошипа, которые установлены в пазу механизма привода, соединенного с поршнем, причем каждый кривошип соединен со своим двигателем, имеющим приводной вал, с которым соединен кривошип. Оба двигателя имеют общий единый корпус, вал одного двигателя имеет сквозное отверстие, через которое проходит вал второго двигателя.
К недостаткам аналога относятся:
- увеличенные массогабаритные показатели, обусловленные наличием в конструкции второго двигателя и второго кривошипа;
- постоянная длина рабочего хода поршней, определяемая двойной длиной кривошипа;
- недостаточное снижение боковых усилий, действующих на поршень и приводящих к его износу, обусловленное невозможностью абсолютной синхронизации двигателей, что приводит к перекосу кулисы.
Известен поршневой компрессор объемного действия, содержащий корпус, кривошипно-ползунный механизм привода, цилиндр, закрепленный в корпусе, в котором с возможностью перемещения размещен цилиндрический поршень, образующий со стенками цилиндра одну или несколько рабочих камер. Поршень соединен с механизмом привода. На цилиндре расположены органы газораспределения в виде самодействующих клапанов, которые взаимодействуют с газом, находящимся в цилиндрах рабочих камер [Поршневые компрессоры: Учеб. пособие для студентов, обучающихся по специальности «Холодильные и компрессорные машины и установки» / Б.С.Фотин, И.Б.Пирумов, И.К.Прилуцкий, П.И.Пластилин; под общ. ред. Б.С.Фотина. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1987. - С.4-7].
Недостатками этого компрессора являются:
- увеличенные массогабаритные показатели, обусловленные наличием кривошипно-ползунного механизма;
- постоянная длина рабочего хода поршней, определяемая двойной длиной кривошипа;
- боковые усилия, действующие на поршень и приводящие к его износу, обусловленные конструктивными особенностями кривошипно-ползунного механизма.
Известна машина объемного действия [Смелягин А.И. Теория механизмов и машин. Курсовое проектирование: Учебное пособие. - М.: ИНФРА-М; Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2006. - С.244-245.], содержащая шарнирный четырехзвенник (кривошипно-коромысловый механизм), к коромыслу которого присоединен коромыслово-ползунный механизм с поршнями, которые движутся в цилиндрах, являющихся одновременно направляющими.
По наибольшему количеству сходных признаков эта машина объемного действия является прототипом. К недостаткам прототипа относятся:
- увеличенные массогабаритные показатели, обусловленные наличием в конструкции дополнительного коромыслово-ползунного механизма;
- наличие боковых усилий, действующих на поршни и приводящих к их износу, обусловленных конструктивными особенностями коромыслово-шатунного механизма.
Задачей изобретения является создание компрессора объемного действия с улучшенными характеристиками.
Техническим результатом является устранение боковых усилий, действующих на поршень, снижение сил трения, возникающих в цилиндропоршневой группе, снижение материалоемкости машины.
Технический результат достигается компрессором объемного действия, содержащим поршни, установленные с возможностью перемещения в своих цилиндрах с образованием рабочих камер, поршни жестко связаны между собой штоком, совершающим возвратно-поступательное движение, и соединены с механизмом привода в виде кривошипно-коромыслового механизма, содержащего кривошип, шатун и коромысло, а на цилиндрах расположены органы газораспределения в виде клапанов, гайку, неподвижно закрепленную на коромысле. Шток, выполненный в виде винта с частично нарезанной многозаходной резьбой, образует с гайкой передачу винт-гайка.
Предлагаемый компрессор объемного действия компактен за счет замены дополнительного коромыслово-ползунного механизма передачей винт-гайка, выполненной так, что в гайку, неподвижно соединенную с коромыслом, вставлен шток, с переменным профилем на который частично нарезана резьба (многозаходная). Применение передачи винт-гайка позволит устранить боковые усилия, действующие на поршень и приводящие к его износу. Снижение сил трения происходит за счет замены дополнительного коромыслово-ползунного механизма на шток с переменным профилем. Уменьшение массогабаритных показателей достигается за счет применения передачи винт-гайка (шарико-винтовой передачи).
На чертеже показан общий вид компрессора объемного действия. Компрессор содержит: шарнирный четырехзвенник, состоящий из кривошипа 1, шатуна 2, коромысла 3, гайку 4, неподвижно соединенную с коромыслом, в которую вставлен шток 5 с переменным профилем с частично нарезанной резьбой (многозаходной), направляющую 6. Шток с переменным профилем выполняет функцию винта, на концах которого закреплены поршни (диафрагмы) 7 и 8, совершающие возвратно-поступательное движение в цилиндрах 9 и 10, в которых установлены нагнетательные клапаны 11, 12 и всасывающие клапаны 13, 14.
Предлагаемый компрессор объемного действия работает следующим образом.
При вращении кривошипа 1 звенья 2 и 3 шарнирного четырехзвенника приходят в движение, причем звено 3 совершает возвратно-вращательное движение. При этом в гайке 4, неподвижно соединенной с коромыслом 3, с нарезанной резьбой перемещается шток 5, выполняющей функцию винта, имеющий переменный профиль с частично нарезанной резьбой (многозаходной) и движущийся возвратно-поступательно в направляющей 6. Возвратно-поступательное движение штока приводит в движение поршни (диафрагмы) 7 и 8, движущиеся в цилиндрах 9 и 10. Движение поршней 7 и 8 соответственно в цилиндрах 9 и 10 изменяет объем газа в рабочей камере, что приводит в открытию (закрытию) нагнетательных клапанов 11 и 12 и всасывающих клапанов 13 и 14, соответственно.