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, 2012 г.), 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. Со стороны торцов корпус ограничен двумя плитами с гнездами под подшипники, на которые опирается распределительный вал, к этим же плитам с обеих сторон крепятся крышки с узлами для фиксации двух неподвижных осей; кроме того, к одной из торцевых плит крепится силовой кожух, внутри которого находится зубчатый перебор из трех шестерен, размещенных на концах роторов, при этом же кожухе смонтирован силовой привод указанной зубчатой передачи.
Недостатками прототипа являются увеличенные габариты из-за использования перебора из зубчатых шестерен, а также необходимость дополнительных уплотняющих устройств и технических жидкостей.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является создание компрессора, не требующего дополнительных уплотняющих устройств и технических жидкостей, обеспечение повышения ремонтопригодности и уменьшения массогабаритных характеристик.
Технический результат достигается тем, что компрессор, содержащий корпус в котором размещены параллельно друг другу, с образованием компримирующего 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, содержит приводной механизм встречно-синхронного вращения распределительного и основных роторов, в виде двухстороннего зубчатого ремня, с одной стороной которого взаимодействует шестерня, установленная на валу распределительного ротора, со второй стороной двухстороннего зубчатого ремня взаимодействуют шестерни, установленные на основных роторах, и натяжитель, закрепленный на торце корпуса. 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.1 приведен компрессор в разрезе. На фиг.2 приведен внешний вид компрессора. На фиг.3 приведен компрессор вид сверху. На фиг.4 приведено сечение А-А.
Компрессор содержит корпус 1, в котором размещены параллельно друг другу, с образованием компримирующего газового тракта, с возможностью синхронного вращения, обеспечивающего периодическое сжатие газа, распределительный ротор 2 и одинаковые первый основной ротор 3 и второй основной ротор 4. Оси вращения всех роторов расположены в одной плоскости. 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, и размещен на неподвижной оси 7, выполненной полой. Корпус компрессора 1 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. Компрессор содержит приводной механизм встречно-синхронного вращения распределительного 2 и основных роторов 3 и 4, в виде двухстороннего зубчатого ремня 8. Одной стороной двухсторонний зубчатый ремень 8 взаимодействует с шестерней 9, установленной на валу 10 распределительного ротора 2. Со второй стороной двухстороннего зубчатого ремня 8 взаимодействует шестерня 11, установленная на первом основном роторе 3, шестерня 12, установленная на втором основном роторе 4, и натяжитель 13, закрепленный на торце корпуса 1.
Компрессор работает следующим образом. Вал 10 распределительного ротора 2 с шестерней 9 приводит во вращение электродвигатель. Двухсторонний зубчатый ремень 8, одной стороной взаимодействующий с шестерней 9, приводит в действие (во вращение) каждый из основных роторов 3 и 4 соответственно от шестерней 11 и 12, с которыми он взаимодействует второй стороной, обеспечивая встречно-синхронное вращение распределительного ротора 2 и основных роторов 3 и 4. Натяжитель 13 обеспечивает возможность регулировки натяжения двухстороннего зубчатого ремня 8 для исключения провисания и возможного соскальзывания со шкивов. По полой оси первого основного ротора 3 газ (воздух) из внешней среды через радиальное отверстие поступает в наибольшую первую секцию первого основного ротора 3. Поступающий газ заполняет пространство между перемычками 6 и кольцевыми участками первой секции первого основного ротора 3. Эти полости переносят всасываемый газ к каналу, по которому он поступает в пространство между перемычками 6 и кольцевыми участками наибольшей первой секции второго основного ротора 4. В первой секции второго основного ротора происходит сжатие газа и подача его по каналу во вторую секцию первого основного ротора 3 (во вторую ступень сжатия). Поступающий через канал газ заполняет пространство между перемычками 6 и кольцевыми участками второй секции первого основного ротора 3. Эти полости переносят всасываемый газ к каналу, по которому он поступает в пространство между перемычками 6 и кольцевыми участками второй секции второго основного ротора 4. Во второй секции второго основного ротора происходит сжатие газа и подача его по каналу в следующую секцию первого основного ротора 3 (в 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 последней (наименьшей) секции первого основного ротора 3 газ далее по каналу поступает в пространство между перемычками 6 и кольцевыми участками последней (наименьшей) секции второго основного ротора 4. В последней секции второго основного ротора происходит окончательное сжатие газа и подача его 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.
Заявляемый компрессор, не требует дополнительных уплотняющих устройств и технических жидкостей. По сравнению с известными аналогами он более ремонтопригоден и обладает уменьшенными характеристиками по массе на 10-20% по габаритам на 10-15%.