РОТОРНО-ШЕСТЕРЕНЧАТЫЙ КОМПРЕССОР

Изобретение относится к компрессоростроению, в частности к роторно-шестеренчатым компрессорам.
Известен оппозитный компрессор со встречньм движением поршней и противоположным расположением цилиндров, содержащий раму, цилиндры, поршни, штоки, крейцкопфы и коленчатый вал (см., например, Н.Г.Кондрашов, Н.Г.Лашутин «Холодильно-компрессорные машины и установки», М. «Высшая школа», 1984, стр.41-54). Однако в этом компрессоре частота вращения вала составляет не более 500 оборотов в минуту и повышение быстроходности компрессора связано со снижением экономичности и надежности. Причина, вынуждающая ограничивать частоту вращения вала, - самодействующие клапаны.
Известен также винтовой компрессор, содержащий корпус, два винта, представляющие собой цилиндрические косозубые крупномодульные шестерни с зубьями специального профиля, находящимися в синхронной связи (см., например, А.П.Мельник, В.Д.Васильев «Автомобильные компрессорные станции», М., «Высшая школа», 1979, стр.37-42). Основными недостатками винтовых компрессоров являются сложность формы роторов, изготовление которых требует специальной сложной оснастки, а также их массивность.
Ближайшим аналогом, принятым за прототип, является роторно-шестеренчатый компрессор типа Руте, содержащий синхронизирующую зубчатую передачу, впускное и выпускное окна, поперечно расположенные в корпусе и два одинаковых двухзубчатых ротора, равномерно вращающихся в противоположном направлении (см. «Двигатели внутреннего сгорания. Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей», М., «Машиностроение», 1980. стр.105-108). Однако в этом компрессоре в процессе переноса от впускного окна к выпускному воздух в рабочей полости не сжимается, то есть отсутствует так называемое внутреннее сжатие, поэтому роторно-шестеренчатые компрессоры работают достаточно эффективно лишь при умеренной степени повышения давления. Кроме того, к недостаткам рассматриваемых компрессоров относится также сильная зависимость коэффициента полезного действия от величины зазоров между рабочими органами компрессора.
2
1
3
2
1
1
Задачей заявляемого технического решения является повышение экономичности. Указанная цель достигается тем, что конический ротор круглого сечения, расположенный в коническом цилиндре по центру и плотно прижатый пружиной, имеет одно центральное и два диаметральных отверстия и соединен с коленчатым валом через механическую передачу с передаточным отношением 1:2, а противолежащие поршни, расположенные по обе стороны вала. жестко связанные между собой по парам через штоки, соединены непосредственно с коленчатым валом, при этом ось коленчатого вала О смещена относительно оси цилиндра O на величину «е» ось штоковой шейки О смещена относительно оси коленчатого вала О на величину «е» и при этом величина «e» равна величине «в».
На фиг.1 представлен роторно-шестеренчатый компрессор в продольном разрезе; на фиг.2 - поперечный разрез по сечению А-А; на фиг.3 - схема работы компрессора.
2
1
3
2
1
1
Заявляемый роторно-шестеренчатый компрессор содержит конический цилиндр 1, всасывающий 2 и нагнетательный 3 патрубки, крышки цилиндров 4 с отверстиями, в которые запрессованы втулки 5. К деталям бесшатунного механизма относятся механическая передача 6, конический ротор 7, прижатый к цилиндру 1 пружиной 8, противолежащие поршни 9, 10, 11 и 12, расположенные по обе стороны от коленчатого вала 13 и жестко связанные между собой по парам через штоки 14. Ротор 7 круглого сечения, расположенный по центру имеет одно центральное 15 и два диаметральных 16 и 17 отверстия. Диаметральные отверстия 16 и 17 вместе с поршнями 9, 10, 11 и 12 и цилиндром 1 образуют замкнутые объемы 18, 19, 20 и 21, в которых совершается рабочий цикл. На коленчатом валу 13 установлена шестерня 22. Коленчатый вал 13 содержит штоковые шейки 23. Механическая передача включает зубчатый венец 24, напрессованный на ротор 7, шестерни 25 и вал 26. Передаточное отношение механической передачи составляет 1:2. Кроме того, ось коленчатого вала О смещена относительно оси цилиндра O на величину «е» ось штоковой шейки О смещена относительно оси коленчатого вала О на величину «e» и при этом величина «e» равна величине «е».
Рабочий процесс в роторно-шестеренчатом компрессоре осуществляется за два такта, чередование которых можно проследить на фиг.З, при этом за два оборота коленчатого вала совершается один полный оборот ротора. При вращении коленчатого вала 13 и ротора 7 в направлении стрелки на фиг.3а, б, в,
г всасывающая камера 18 увеличивается и заполняется газом через всасывающий патрубок 2. Всасывание в камере 18 осуществляется в течение почти целого оборота коленчатого вала. Сжатие газа в камере 20 начинается после разобщения ротором 7 всасываемого объема и с достижением требуемого давления сжатый газ вытесняется через нагнетательный патрубок 3, причем всасывание в камере 18 и нагнетание в камере 20 происходит одновременно. При следующем обороте коленчатого вала в камере 18 начинается сжатие и вытеснение газа, а в камере 20 - заполнение. После одного полного оборота ротора в той же последовательности повторяются все процессы цикла.
Таким образом, в процессе переноса от впускного окна к выпускному газ в рабочей полости сжимается, при этом конструкция рабочих органов обеспечивает достаточную герметичность, поэтому экономичность этого компрессора может быть повышена.