ЦИЛИНДР ПОРШНЕВОГО КОМПРЕССОРА

Область техники.
Заявляемое техническое решение относится к области компрессоростроения и может быть использовано в цилиндропоршневых узлах поршневых компрессоров.
Уровень техники.
Ближайшим аналогом заявляемого технического решения является цилиндр компрессора (патент РФ на ПМ №104980, МПК F04B 39/00, 2011, [1]). Как и в заявляемом техническом решении, указанный аналог [1] содержит корпус, на первом торце которого выполнена посадочная поверхность, предназначенная для сопряжения заявляемого цилиндра с цилиндром одной из предыдущих ступеней. Корпус содержит цилиндрическую осевую поршневую полость, полость охлаждения и уравнительную полость. Поршневая полость с одного торца выполнена открытой и сообщается с посадочной поверхностью по всему диаметру полости. Стенки полости охлаждения граничат с поршневой полостью. Уравнительная полость гидравлически связана с посадочной поверхностью.
Технической проблемой, решение которой обеспечивается при осуществлении заявляемого технического решения, является то, что аналог [1] имеет большие размеры.
У ближайшего аналога [1] часть корпуса со стороны посадочной поверхности, содержащая осевое посадочное отверстие, расположена внутри корпуса и не выходит за его пределы. При этом наружная поверхность вышеуказанной части корпуса имеет цилиндрическую форму. В этом случае при уменьшении размеров цилиндра уменьшаются объемы уравнительной полости и полости охлаждения. Следовательно, при уменьшении размеров цилиндра не обеспечиваются эффективное охлаждение и движение поршня. Это препятствует решению технической проблемы.
Раскрытие сущности технического решения.
Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым техническим решением, является уменьшение размеров цилиндра поршневого компрессора.
Сущность заявленного технического решения состоит в том, что цилиндр поршневого компрессора содержит корпус, на первом торце которого выполнена первая посадочная поверхность. При этом корпус содержит осевое посадочное отверстие, по крайней мере одну полость охлаждения и по крайней мере одну уравнительную полость. Отличается тем, что часть корпуса у первого торца, содержащая осевое посадочное отверстие, выступает над первой посадочной поверхностью и имеет конусообразную форму наружной поверхности.
Вышеуказанная сущность является совокупностью существенных признаков заявленного технического решения, обеспечивающих достижение заявленного технического результата «уменьшение размеров цилиндра поршневого компрессора».
В частных случаях допустимо выполнять техническое решение следующим образом.
В осевом посадочном отверстии преимущественно установлена втулка, в которой установлена гильза.
Осевое посадочное отверстие предпочтительно выполнено сквозным.
На первом торце корпуса могут быть выполнены два переливных окна полости охлаждения и два газовых окна уравнительной полости.
Авторами заявленного технического решения изготовлен опытный образец этого решения, испытания которого подтвердили достижение технического результата.
Краткое описание чертежей.
На фиг. 1 показана схема цилиндра поршневого компрессора, 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. 2; на фиг. 5 - разрез В-В фиг. 2, фиг. 6 - разрез С-С фиг. 4.
Осуществление технического решения.
Цилиндр поршневого компрессора (фиг. 1) содержит корпус (1), втулку (2) и гильзу (3).
На первом торце корпуса (1) выполнена первая посадочная поверхность (4) (фиг. 2), предназначенная для сопряжения с цилиндром одной из предыдущих ступеней. На втором торце корпуса (1) выполнена вторая посадочная поверхность (5) (фиг. 3), предназначенная для сопряжения с корпусом клапанов (не показано).
В корпусе (1) выполнено осевое посадочное отверстие (6) (фиг. 4, 5), по крайней мере одна полость охлаждения (7) (фиг. 6) и по крайней мере одна уравнительная полость (8).
Осевое посадочное отверстие (6) выполнено сквозным и ступенчатым. В осевом посадочном отверстии (6) установлена втулка (2), в которой установлена гильза (3). Внутренняя поверхность гильзы (3) является рабочей поверхностью цилиндра.
Часть корпуса (9) у первого торца, содержащая осевое посадочное отверстие (6), выступает над первой посадочной поверхностью (4). При этом наружная поверхность части корпуса (9), содержащей осевое посадочное отверстие (6), имеет конусообразную форму. За счет такого исполнения уменьшены размеры цилиндра.
Полость охлаждения (7) цилиндра выполнена вокруг осевого посадочного отверстия (6). На первом торце корпуса (1) выполнены два переливных окна (10) полости охлаждения (7). На боковой стенке выполнено отверстие отвода жидкости (11).
Уравнительная полость (8) предназначена для уменьшения работы приводного механизма, затрачиваемой на движение поршня. На первом торце корпуса выполнены два газовых окна (12) уравнительной полости (8).
Корпус содержит группу сквозных крепежных отверстий (13), группу глухих крепежных отверстий (14).
Группа сквозных крепежных отверстий (13) расположена вблизи боковой поверхности корпуса (1). Отверстия (13) этой группы предназначены для закрепления заявляемого цилиндра на цилиндре одной из младших ступеней.
Группа глухих крепежных отверстий (14) расположена вблизи осевого посадочного отверстия (6). Отверстия (14) этой группы предназначены для закрепления на заявляемом цилиндре корпуса клапанов.
Отверстия (13, 14) в каждой группе равноудалены от центра корпуса (1).
Для уменьшения износа поверхностей трения в корпусе (1) выполнен по крайней мере один канал смазки (16).
Примеры конкретного выполнения.
Пример 1. Боковая поверхность корпуса (1) содержит конусообразный участок с большими размерами и призматический участок с меньшими размерами, между которыми выполнен плавный переход. При этом группа сквозных крепежных отверстий (13) выполнена в конусообразном участке.
Пример 2. Корпус (1) выполнен из чугуна СЧ25.
Пример 3. В глухих крепежных отверстиях (14) закреплены шпильки (15).
Пример 4. Между упорным буртом втулки (2) со стороны второго торца корпуса (1) и корпусом (1) установлена прокладка.
Пример 5. На втулке (2) установлены уплотнительные кольца.
Реализация заявляемого технического решения не ограничивается приведенными выше примерами.
Описание работы.
При использовании заявленного цилиндра компрессора в осевое посадочное отверстие (6) со стороны второго торца корпуса (1) устанавливают втулку (2) таким образом, чтобы упорный бурт втулки (2) упирался во внутренние стенки корпуса (1). Затем во втулку устанавливают гильзу (3).
Полученную сборочную единицу крепят к цилиндру предыдущей ступени так, чтобы переливные и газовые окна цилиндров сообщались.
При этом сначала крепежные элементы, например шпильки, вкручивают в отверстия цилиндра предыдущей ступени, а затем заявляемый цилиндр нанизывают на эти шпильки крепежными отверстиями (13). После этого цилиндр фиксируют гайками.
Затем внутрь упомянутой гильзы (3) устанавливают узел шатунно-поршневой группы.
После этого на второй посадочной поверхности (5) корпуса (1) закрепляют корпус клапанов.
Канал смазки (16) соединяют с системой смазки компрессора.
Шатунно-поршневую группу приводят в движение через цепь передач от приводного двигателя. Подлежащий сжатию газ поступает в замкнутую рабочую полость цилиндра. Затем газ сжимается, при этом повышаются его давление и температура.
Охлаждающая жидкость поступает в полость охлаждения (7) через переливные окна (10), и омывает внутренние стенки цилиндра. Затем охлаждающая жидкость отводится через отверстие отвода жидкости (11).
Наличие уравнительной полости (8) обеспечивает больший объем газа в подпоршневом пространстве - пространстве, расположенном с обратной стороны поршня относительно рабочей камеры. Это приводит к снижению энергии, которую необходимо затратить на прямое и обратное движение поршня.
Сжатый газ через клапаны поступает в коммуникации компрессора.
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.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ.
1. Цилиндр компрессора [текст]: патент РФ на ПМ № 104980: МПК F04B 39/00 / И.В. Ворошилов, В.Ю. Богатиков, № 2011101349/06; заявл. 13.01.2011, опубл. 27.05.2011, бюл. № 15.