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 (патент РФ №104980 на полезную модель, МПК F04B 39/00, 2011, [1]). Как и в заявляемом техническом решении указанный аналог содержит корпус с осевой поршневой полостью, всасывающей и нагнетательной газовыми камерами и полостью охлаждения.
У указанного аналога [1] стенки полости охлаждения граничат с поршневой полостью, всасывающей и нагнетательной камерами. На первом торце корпуса выполнена посадочная поверхность, которая предназначена для сопряжения заявляемого цилиндра с цилиндром одной из предыдущих ступеней. Полость охлаждения выполнена закрытой со стороны второго торца корпуса.
Недостатком указанного аналога является то, что полость охлаждения выполнена закрытой со стороны второго торца корпуса. Это усложняет технологию изготовления корпуса.
Раскрытие заявляемого технического решения.
Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым техническим решением, является упрощение технологии изготовления корпуса цилиндра.
Сущность заявленного технического решения состоит в том, что цилиндр компрессора содержит корпус, на первом торце которого выполнена посадочная поверхность под цилиндр одной из предыдущих ступеней. При этом в корпусе выполнены полость охлаждения, клапанные гнезда и глухое осевое цилиндрическое отверстие. Отличается тем, что:
- на втором торце корпуса выполнена посадочная поверхность под крышку и углубление, при этом посадочная поверхность под крышку выполнена вокруг углубления;
- полость охлаждения снабжена переливными окнами, при этом одно переливное окно выполнено в углублении второго торца корпуса.
Вышеуказанная сущность является совокупностью существенных признаков заявленного технического решения, обеспечивающих достижение заявленного технического результата.
В частных случаях допустимо выполнять техническое решение следующим образом.
На первом торце корпуса могут быть выполнены четыре переливных окна. При этом пары переливных окон расположены противоположно друг другу.
На втором торце корпуса в углублении предпочтительно выполнены два переливных окна, и они расположены противоположно друг другу у посадочной поверхности под крышку.
Авторами заявленного технического решения изготовлен опытный образец этого решения, испытания которого подтвердили достижение технического результата.
Краткое описание чертежей.
На фигуре 1 показан цилиндр компрессора (вид сбоку); на фиг. 2 - вид на первый торец корпуса цилиндра; на фиг. 3 - вид на второй торец корпуса цилиндра; на фиг. 4 - разрез А-А фиг. 3; на фиг. 5 - разрез В-В фиг. 4; на фиг. 6 - разрез С-С фиг. 4.
Цилиндр компрессора (фиг. 1) содержит корпус (1), который представляет собой чугунную отливку с последующей механической обработкой.
На первом торце корпуса (1) (фиг. 2) выполнена посадочная поверхность (2) под цилиндр одной из предыдущих ступеней и отверстия (3) для присоединения к цилиндру предыдущей ступени. Отверстия (3) для присоединения к цилиндру предыдущей ступени выполнены на равном расстоянии от оси корпуса (1), и проходят через его стенки, не сообщаясь с полостями внутри цилиндра. Оси отверстий (3) параллельны оси корпуса (1). На наружной поверхности корпуса (1) под отверстия (3) выполнены приливы.
На втором торце корпуса (1) (фиг. 3) выполнена посадочная поверхность (4) под крышку, глухие резьбовые отверстия (5) для присоединения крышки и углубление (6). Посадочная поверхность (4) под крышку выполнена вокруг углубления (6). Отверстия (5) для присоединения крышки выполнены на равном расстоянии от оси корпуса (1).
Боковая поверхность корпуса (1) содержит цилиндрический участок (7) и участок с овальным сечением (8), которые соединены между собой плавным переходом. При этом цилиндрический участок (7) выполнен вблизи первого торца корпуса (1), и площадь его поперечного сечения больше площади поперечного сечения участка с овальным сечением (8).
В корпусе (1) выполнено глухое осевое цилиндрическое ступенчатое отверстие (10) (фиг.4), на стенках которого последовательно от первого торца цилиндра ко второму выполнены участок центрирования (11), участок (12) под гильзу и глухой участок (13).
Участок центрирования (11) предназначен для установки в него выступающего центрирующего бурта гильзы цилиндра одной из предыдущих ступеней.
Участок под гильзу (12) предназначен для установки в него гильзы заявляемого цилиндра, внутренней поверхностью которой является рабочая поверхность цилиндра. Диаметр участка под гильзу (12) меньше диаметра участка центрирования (11). На ступени между участком центрирования (11) и участком под гильзу (12) выполнены глухие отверстия (14) для закрепления фланца гильзы. Вышеупомянутый фланец фиксирует гильзу в цилиндре. При этом отверстия (14) выполнены на равном расстоянии от оси корпуса (1).
Диаметр глухого участка (13) меньше диаметра участка под гильзу (12). При этом торец гильзы упирается в ступени изменения диаметра между участком под гильзу (12) и глухим участком (13).
В корпусе (1) выполнено предпочтительно два радиальных клапанных гнезда (15, 16). В клапанных гнездах (15, 16) размещаются всасывающий и нагнетательный клапаны и фонари, которые прижимают клапаны к упорным поверхностям гнезд (15, 16). Клапанные гнезда (15, 16) сообщены с осевым отверстием (10) и расположены противоположно друг другу у второго торца корпуса (1). На боковой поверхности корпуса (1) вокруг каждого клапанного гнезда (15, 16) выполнен квадратный прилив (17) с четырьмя резьбовыми глухими отверстиями для крепления крышки клапана.
С клапанными гнездами (15, 16) сообщены всасывающая и нагнетательная газовые полости (18, 19) (фиг. 6), которые предназначены для подвода газа к всасывающему клапану и отвода газа от нагнетательного клапана. В наружной стенке корпуса (1) всасывающая полость (18) снабжена отверстием подвода газа (20), а нагнетательная полость (19) снабжена отверстием отвода газа (21). Отверстия подвода и отвода газа (20, 21) расположены в одной плоскости, параллельной большой оси овала. Отверстия подвода и отвода газа (20, 21) расположены в одной плоскости, параллельной большой оси овала. Это позволяет упростить обработку цилиндра и увеличить проходные сечения отверстий подвода и отвода газа (20, 21) всасывающей и нагнетательной полостей (18, 19). На корпусе (1) вокруг отверстий подвода и отвода газа (20, 21) выполнены квадратные приливы (не показано). На каждом приливе выполнено по четыре резьбовых глухих отверстия для крепления фланцев нагнетательного и всасывающего патрубков. Клапанное гнездо (15) под всасывающий клапан выполнено перпендикулярно отверстию подвода газа (20), а клапанное гнездо (16) под нагнетательный клапан выполнено перпендикулярно отверстию отвода газа (21).
Также в корпусе (1) выполнена уравнительная полость (22), которая служит для выравнивания газовых сил, действующих на поршни сопрягаемых цилиндров. Уравнительная полость (22) снабжена в первом торце корпуса (1) окнами (23), которые объединяют уравнительную полость (22) с полостью всасывания ответного цилиндра. Окна (23) уравнительной полости (22) расположены на равном расстоянии от оси корпуса (1) и их выполнено предпочтительно шесть. При этом каждое окно (23) уравнительной полости (22) расположено между двух отверстий (3) для присоединения к цилиндру предыдущей ступени.
Для охлаждения цилиндра жидкостью внутри корпуса (1) выполнена полость охлаждения (24), которая образована сообщенными между собой кольцевой полостью вокруг участка под гильзу (12) и полостями вокруг всасывающей и нагнетательной полостей (18, 19). Полость, охлаждения снабжена переливными окнами (25, 26), которые выполнены в торцах корпуса (1).
На первом торце корпуса (1) выполнено по крайней мере два переливных окна (25), и они объединяют полость охлаждения (24) заявляемого цилиндра с полостью охлаждения ответного цилиндра.
На втором торце корпуса (1) в углублении (6) выполнено по крайней мере одно переливное окно (26), и оно объединяет полости охлаждения (24) верхней и нижней частей заявленного цилиндра. За счет этого охлаждающая жидкость равномерно омывает стенки клапанных гнезд (16) и полостей всасывания и нагнетания (18, 19).
При сборке полость охлаждения (24) закрывается со стороны второго торца корпуса (1) плоской крышкой. Такая конструкция корпуса (1) упрощает изготовление цилиндра.
На боковой поверхности корпуса (1) полость охлаждения (24) снабжена отверстием входа жидкости (27), вокруг которого выполнен эллиптический прилив. На приливе выполнены два резьбовых глухих отверстия для крепления фланца патрубка подвода воды. На цилиндрическом участке (7) корпуса (1) полость охлаждения (24) снабжена сквозным резьбовым отверстием (28) для слива воды.
Для уменьшения износа поверхностей трения в корпусе (1) выполнены два L-образных канала смазки (29, 30).
Вход первого канала смазки (29) выполнен на боковой поверхности цилиндрического участка (7) корпуса (1), а выход на посадочной поверхности (2) под цилиндр предыдущей ступени.
Вход второго канала смазки (30) выполнен на боковой поверхности участка с овальным сечением (8) корпуса (1), а выход на поверхности осевого отверстия (10), а именно на ступени между участком под гильзу (12) и глухим участком (13). Таким образом обеспечивается подача масла на гильзу заявленного цилиндра.
Примеры конкретного выполнения.
Пример 1. На первом торце корпуса выполнено четыре переливных окна (25). При этом пары переливных окон (25) расположены противоположно друг другу.
Пример 2. На втором торце корпуса (1) в углублении (6) выполнены два переливных окна (26), и они расположены противоположно друг другу у посадочной поверхности (4) под крышку. При этом крышка представляет собой плоскую круглую пластину, закрепленную шпильками в отверстиях (5).
Реализация заявляемого технического решения не ограничивается приведенными выше примерами.
Порядок использования.
При использовании цилиндра в осевое отверстие (10) устанавливают гильзу.
В клапанном гнезде (15) закрепляют всасывающий клапан и фонарь, а в клапанном гнезде (16) закрепляют нагнетательный клапан и фонарь. Затем клапанные гнезда (15, 16) закрывают клапанными крышками.
Затем полученную сборочную единицу крепят к цилиндру одной из предыдущих ступеней так, чтобы сообщались переливные окна (25) цилиндров, и сообщались окна (23) уравнительной полости (22) заявляемого цилиндра с окнами полости всасывания ответного цилиндра. После этого крепежные элементы, например шпильки, вкручивают в отверстия цилиндра предыдущей ступени, а затем заявляемый цилиндр нанизывают на эти шпильки отверстиями (3) для присоединения к цилиндру предыдущей ступени. После этого цилиндр фиксируют гайками.
Затем внутрь упомянутой гильзы устанавливают узел шатунно-поршневой группы.
После этого на посадочной поверхности (4) под крышку закрепляют крышку.
Всасывающую и нагнетательную полости (18, 19) подключают соответственно к трубопроводам подачи газа с более низким давлением и отвода сжатого газа с более высоким давлением.
Полость охлаждения (24) соединяют с охлаждающей системой компрессора, при этом на эллиптическом приливе закрепляют фланец патрубка подвода воды. Охлаждающая жидкость поступает через отверстие входа жидкости (27) в полость охлаждения (24), и заполняет ее. За счет выполнения во втором торце корпуса (1) по крайней мере одного переливного окна (26), охлаждающая жидкость равномерно омывает клапанные гнезда (15, 16) и полости всасывания и нагнетания (18, 19).
В дальнейшем охлаждающая жидкость выходит в полость охлаждения (24) ответного цилиндра через переливные окна (25) первого торца корпуса (1).
Шатунно-поршневую группу приводят в движение через цепь передач от приводного двигателя. Подлежащий сжатию газ поступает через всасывающий клапан в замкнутую рабочую полость цилиндра. Затем газ сжимается и через нагнетательный клапан поступает в коммуникации компрессора.
В первый и второй каналы смазки (29, 30) подается масло, которое поступает на внутренние стенки гильз заявляемого цилиндра и цилиндра предыдущей ступени.
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.