КОМПРЕССОР

Заявляемая полезная модель относится к компрессорам для получения сжатого воздуха, а именно, к компрессорам с электрическим приводом и может быть использована для нагнетания воздуха в камеры баллонов автомобилей, мотоциклов и т.п., а также в медицинской технике.
Известны поршневые компрессоры, содержащие клапанную пластину и поршень, связанный при помощи кривошипно-шатунного механизма с валом электродвигателя (см. например, патент РФ №2084699, МКИ F 04 В 35/04).
Поршневые компрессоры имеют ограниченную область применения, например, не могут быть использованы в медицинской технике, т.к. наличие трущихся элементов требует смазки, которая приводит к загрязнению нагнетаемого воздуха.
Известны мембранные компрессоры, в которых мембранный узел жестко связан с якорем электромагнитного вибратора (см. патент РФ №2067216 МКИ F 04 В 35/04).
Для мембранных компрессоров с использование электромагнитного вибратора характерно наличие ударных нагрузок, что ограничивает срок их службы.
Ближайшим по технической сущности и принятым за прототип является мембранный автомобильный компрессор «Катунь» ИЛКЮ 064251.001 производства ОАО «Алтайский приборостроительный завод «Ротор».
Известный компрессор содержит размещенный в корпусе коллекторный двигатель постоянного тока, эксцентрик, связанный с шатуном, на котором закреплена мембрана и расположен всасывающий клапан.
В компрессоре «Катунь» применен дорогостоящий, сложный в изготовлении квадрупольный электродвигатель, обеспечивающий 5000÷6000
об/мин, что необходимо для минимизации запаздывания срабатывания всасывающего и нагнетательного клапанов вследствие их инерционности. Однако использование квадрупольного двигателя не обеспечивает достаточного согласования механических и электрических характеристик, усложняет устройство, увеличивает его вес и стоимость.
Кроме того, компоновка узлов в корпусе не обеспечивает оптимальных условий эксплуатации, т.к. двигатель, массо-габаритные характеристики которого являются определяющими для компрессора, расположен перпендикулярно рукоятке в горизонтальной части П-образного корпуса.
Технической задачей, решаемой в заявляемой конструкции, является повышение производительности за счет возможности более точного согласования электрических и механических характеристик при одновременном снижении себестоимости и улучшении условий эксплуатации.
Указанная задача решается за счет того, что в компрессоре, содержащем укрепленные в корпусе коллекторный двигатель постоянного тока и шатун, на хвостовике которого размещен эксцентрик, а на головке закреплен мембранный узел, в качестве коллекторного двигателя постоянного тока использован биполярный двигатель, связанный с эксцентриком через редуктор и укрепленный в рукоятке Т-образного корпуса, при этом редуктор и хвостовик шатуна с эксцентриком размещены с одной стороны от рукоятки, а мембранный узел - с другой стороны в горизонтальной части корпуса.
Так как биполярный двигатель обеспечивает скорость вращения порядка 19000 об/мин, подбором передаточного числа редуктора i можно добиться оптимального совпадения скорости наполнения (сжатия) с инерционностью клапанов, благодаря чему получить максимально возможное механическое КПД.
Все это позволяет повысить производительность компрессора примерно на 30%.
Кроме того, биполярный двигатель прост в изготовлении, имеет небольшие габариты и требует минимальную номенклатуру оснастки, что снижает себестоимость компрессора, а размещение биполярного двигателя в рукоятке и распределенное симметрично относительно него положение основных механических узлов обеспечивает удобство эксплуатации.
Заявляемый компрессор представлен на чертеже.
В Т-образном корпусе 1 в его вертикальной части, являющейся рукояткой компрессора, закреплен биполярный двигатель постоянного тока 2, ось которого связана через редуктор 3 с эксцентриком 4, установленным в хвостовике шатуна 5. На головке шатуна 5 закреплен мембранный узел, включающий прижим 6, мембрану 7, всасывающий клапан 8, накладку 9, нагнетательный клапан 10, пружину 11, штуцер 12 и крышку 13. Мембрана 7 поджата к головке шатуна 5 накладкой 9 и крышкой 13.
Всасывающий клапан 8 расположен на шатуне 5, а нагнетательный клапан 10 - на накладке 9 в герметичной нагнетательной полости, герметичность которой обеспечивают мембрана 7, накладка 9, прокладка 14. Компрессор снабжен переключателем 15 и штуцером 16 для подключения двигателя к источнику постоянного тока, например, к прикуривателю.
Компрессор работает следующим образом. При включении питания вращение вала двигателя 2 передается посредством редуктора 3 на эксцентрик 4, который обеспечивает возвратно-поступательное движение шатуна 5. При движении шатуна 5 влево всасывающий клапан 8 открывается и происходит всасывание воздуха в герметичную нагнетательную полость. Когда шатун 5 движется в обратном направлении, давлением воздуха открывается нагнетательный клапан 10 и через штуцер 12 воздух поступает в накачиваемый объем. При числе оборотов биполярного двигателя 2, равном 19000 об/мин, передаточное число i, равное 5, 8, позволило обеспечить производительность 30-33 л/мин при накачивании до давления 1,8 атм.