КОМПРЕССОР

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована при изготовлении компрессорного оборудования, предназначенного для нагнетания, перекачивания и вакуумирования газа, в частности, в пневматических производственных и транспортных газовых системах.
Известен компрессор (патент на изобретение RU №2458251 C2, МПК F04C18/20, 2012г.), содержащий корпус, в котором выполнены входное и выходное отверстия, и два рабочих элемента, расположенных в корпусе, выполненных с возможностью синхронного вращения, обеспечивающего периодическое сжатие газа, первый рабочий элемент представляет собой сплошной цилиндр, на поверхности которого выполнено, по меньшей мере, два продольных паза, а второй рабочий элемент представляет собой полый цилиндр с симметричными продольными прорезями, образующими перемычки в количестве, равном количеству пазов первого рабочего элемента, при этом второй рабочий элемент расположен на неподвижном валу, в котором выполнен продольный вырез, конгруэнтный образующей первого рабочего элемента и обеспечивающий постоянное сопряжение первого рабочего элемента и неподвижного вала, а пазы первого рабочего элемента имеют форму, позволяющую обеспечить прием, сжатие и перенос газа при их взаимодействии с перемычками второго рабочего элемента.
Недостатками указанного компрессора являются существенные внутренние перетечки газа и связанный с этим высокий нагрев конструкции, значительные пульсации газа и постоянное воздействие давления нагнетания на роторы и подшипники, отсутствие возможности использования в схеме сжатия и нагнетания более двух роторов посредством создания принципиально новой, компактной и эффективной конструкции компрессора (газодувки).
Известен компрессор (патент на изобретение RU № 2621457 C2, МПК F04C18/20, 2016 г.), принятый за прототип, содержащий корпус с впускным и выпускным отверстиями, в котором размещены параллельно друг другу, с образованием компримирующего газового тракта, с возможностью синхронного вращения, обеспечивающего периодическое сжатие газа, один основной и один распределительный роторы, основной ротор выполнен в виде полого цилиндра с продольными прорезями, разделенными перемычками, и размещен на неподвижной оси, распределительный ротор выполнен в виде сплошного цилиндра с продольными пазами, снабжен по меньшей мере одним дополнительным основным ротором с образованием по меньшей мере одного дополнительного компримирующего газового тракта, при этом в оси каждого основного ротора выполнены два газовых канала, соединяющие мертвое пространство с зоной переноса всасываемого воздуха и расположенные на входе и выходе из указанного мертвого пространства, а дополнительный компримирующий газовый тракт имеет впускное и выпускное отверстия, выполненные в корпусе и соединенные таким образом, что образуют по меньшей мере одну ступень сжатия, при этом количество перемычек выбрано таким образом, чтобы между зоной всасывания и зоной сжатия находилась по меньшей мере одна зона переноса, ограниченная двумя перемычками, а количество основных роторов по меньшей мере на один больше количества распределительных роторов. Корпус компрессора разделен на по меньшей мере две неравные секции стенками, перпендикулярными осям роторов, одновременно на распределительном роторе выполнены проточки, а основной ротор имеет кольцевые участки, разделяющие ротор на соответствующие части, а на неподвижных осях выполнено соответствующее количество продольных вырезов, в каждой секции корпуса выполнены впускное и выпускное отверстия, при этом выходное отверстие каждой секции последовательно соединено каналом с входным отверстием последующей таким образом, что образуются по меньшей мере две ступени сжатия. Неподвижная ось выполнена полой, с возможностью присоединения ее концов к внешней системе жидкостного охлаждения. Пазы распределительного ротора и перемычки основного ротора выполнены цилиндрической формы.
Недостатками прототипа являются объемные потери из-за того что прием, перенос и сжатие основного объема газа осуществляется каждым основным ротором, а так же недостаточное гидравлическое сопротивление между зонами сжатия и всасывания и наличие внутренних перетечек газа из-за  близости зон всасывания и нагнетания.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является создание компрессора обеспечивающего увеличение достижимой степени повышения давления, повышение КПД и производительности за счет удаления зон всасывания и нагнетания друг от друга.
Технический результат достигается тем, что в компрессоре, содержащем корпус в котором размещены параллельно друг другу, с образованием компримирущего газового тракта, с возможностью синхронного вращения, обеспечивающего периодическое сжатие газа, два основных и один распределительный роторы, каждый основной ротор выполнен в виде полого цилиндра с продольными прорезями, разделенными перемычками, и размещен на неподвижной оси, выполненной полой, распределительный ротор выполнен в виде сплошного цилиндра с продольными пазами, корпус компрессора разделен стенками, перпендикулярными осям роторов, по меньшей мере, на две неравные секции, одновременно на распределительном роторе выполнены проточки, а основные роторы имеет кольцевые участки, разделяющие ротор на соответствующие части, число перемычек каждого основного ротора соответствует числу пазов распределительного ротора, одна из полых осей с радиальным отверстием в наибольшей секции является впускным газовым трактом, вторая полая ось с радиальным отверстием в наименьшей секции является выпускным газовым трактом, при этом секции последовательно соединены каналами, выполненными в корпусе, таким образом, что образуется, по меньшей мере, две ступени сжатия.
Сущность полезной модели поясняется чертежами. На фиг. 1а приведено поперечное сечение первая ступени сжатия заявляемого компрессора, на фиг. 1b приведено поперечное сечение второй ступени сжатия, на фиг. 1с приведено поперечное сечение последней ступени сжатия заявляемого компрессора. На фиг. 2 приведено изображение основного ротора для компрессора с тремя секциями.
Компрессор содержит корпус 1 в котором размещены параллельно друг другу, с образованием компримирущего газового тракта, с возможностью синхронного вращения, обеспечивающего периодическое сжатие газа, распределительный ротор 2 и одинаковые первый основной ротор 3 и второй основной ротор 4. Распределительный ротор 2 выполнен в виде сплошного цилиндра с продольными пазами 5. Каждый основной ротор 3 и 4 выполнен в виде полого цилиндра с продольными прорезями, разделенными перемычками 6. Число перемычек 6 каждого основного ротора 3 и 4 соответствует числу пазов 5 распределительного ротора 2. Первый основной ротор 3 размещен на первой неподвижной оси 7, выполненной полой. Второй основной ротор 4 размещен на второй неподвижной оси 8, выполненной полой. Корпус 1 компрессора разделен стенками, перпендикулярными осям роторов, по меньшей мере, на две неравные секции. Одновременно на распределительном роторе выполнены проточки, а каждый основной ротор имеет кольцевые участки 9, разделяющие ротор на соответствующие части. Первая полая ось 7 снабжена радиальным отверстием 10 в наибольшей секции и является впускным газовым трактом. Вторая полая ось 8 снабжена радиальным отверстием 11 в наименьшей секции и является выпускным газовым трактом. Секции последовательно соединены каналами, выполненными в корпусе 1, таким образом, что образуется, по меньшей мере, две ступени сжатия. Первая (наибольшая) секция первого основного ротора 3 соединенная каналом 12 с первой (наибольшей) секцией второго основного ротора 4, соединенной каналом 13 со второй секцией первого основного ротора 3 - образуют первую ступень сжатия (фиг.1а). Вторая секция первого основного ротора 3 соединенная каналом 14 со второй секцией второго основного ротора 4, соединенной каналом 15 с третьей секцией первого основного ротора 3 - образуют вторую ступень сжатия  и так далее. Последняя (наименьшая) секция первого основного ротора 3 соединенная каналом 16 с последней (наименьшей) секцией второго основного ротора 4 - образуют последнюю ступень сжатия (фиг.1с).
Компрессор работает следующим образом. Приводной механизм приводит распределительный ротор 2 и основные роторы 3 и 4 в синхронное вращение. По первой полой оси 7 газ (воздух) из внешней среды через радиальное отверстие 10 поступает в наибольшую первую секцию первого основного ротора 3. Поступающий через впускное радиальное отверстие 9 газ заполняет пространство между перемычками 6 и кольцевыми участками 9 первой секции первого основного ротора 3. Эти полости переносят всасываемый газ к каналу 12, по которому он поступает в пространство между перемычками 6 и кольцевыми участками 9 наибольшей первой секции второго основного ротора 4. В первой секции второго основного ротора происходит сжатие газа и подача его по каналу 13 во вторую секцию первого основного ротора 3 (во вторую ступень сжатия). Поступающий через канал 13 газ заполняет пространство между перемычками 6 и кольцевыми участками 9 второй секции первого основного ротора 3. Эти полости переносят всасываемый газ к каналу 14, по которому он поступает в пространство между перемычками 6 и кольцевыми участками 9 второй секции второго основного ротора 4. Во второй секции второго основного ротора происходит сжатие газа и подача его по каналу 15 в следующую секцию первого основного ротора 3 (во следующую ступень сжатия). Распределительный ротор 2 выполняет функцию золотника регулирующего фазы всасывания, переноса и сжатия. При переносе и нагнетании не весь сжимаемый газ уходит в пневмосистему, часть его остается в полостях между перемычками 6 основных роторов и стенками пазов 5 распределительного ротора. При дальнейшем вращении роторов эта остаточная порция сжатого газа перетекает в зону подачи газа основных роторов и осуществляет в ней предварительное сжатие. Поступающий в пространство между перемычками 6 и кольцевыми участками 9 последней (наименьшей) секции первого основного ротора 3 газ далее по каналу 16 поступает в пространство между перемычками 6 и кольцевыми участками 9 последней (наименьшей) секции второго основного ротора 4. В последней секции второго основного ротора происходит окончательное сжатие газа и подача его через радиальное отверстие 11 выпускного газового тракта в пневмосистему. Таким образом, сжатие газа в каждой ступени осуществляется в два этапа: прием и перенос объема газа первым основным ротором и сжатие газ вторы основным ротором, это снижает объемные потери, так как зоны всасывания и нагнетания удалены друг от друга, и приводит к значительному увеличению гидравлического сопротивления между зонами сжатия и всасывания и снижению перетекания потока. Удаление зон всасывания и нагнетания друг от друга, разделение зон всасывания и нагнетания зонами переноса газа позволяет достижимую степень повышения давления, КПД и производительность компрессора.