РОТОРНЫЙ КОМПРЕССОР

Полезная модель относится к компрессоростроению, в частности к автомобильным передвижным компрессорным станциям и к холодильно-компрессорным машинам.
Известен ротационно-пластинчатый компрессор, содержащий корпус, цилиндр, ротор, ось которого смещена относительно продольной оси цилиндра на величину «e», всасывающий и нагнетательный патрубки и рабочие пластины (см., например, в книге А.П. Мельник, В.Д. Васильев. Автомобильные передвижные компрессорные станции. Москва. Высшая школа. 1979, стр. 43-47).
Однако в этом компрессоре пластины интенсивно движутся в пазах ротора, что приводит к значительным износам и ограничению величины развиваемого давления. Кроме того, инерционные силы при движении пластин, не поддаются уравновешиванию, что ограничивает быстроходность.
Известен также оппозитный компрессор, содержащий раму, которая служит основным элементом корпуса, направляющие крейцкопфов, цилиндры, установленные друг против друга, противолежащие поршни, расположенные по обе стороны коленчатого вала и соединенные с валом при помощи шатунов и жестко связанных с поршнями штоков и крейцкопфов (см., например, в книге Н.Г. Кондрашевой, Н.Г Лашутиной. Холодильно-компрессорные машины и установки. Москва. Высшая школа, 1984, стр. 40-54, 73-75).
К недостаткам такого компрессора следует отнести высокую стоимость конструкции и большую массу.
Ближайшим аналогом, принятым за прототип, является роторный компрессор, содержащий всасывающий и нагнетательный патрубки, ротор круглого сечения, расположенный в цилиндрическом корпусе по центру и имеющий радиальные отверстия, выполняющие назначения цилиндров, кроме того ротор соединен с валом через противолежащие поршни, расположенные по обе стороны вала, при этом противолежащие поршни жестко связанные между собой по парам при помощи штоков и крейцкопфов, соединены с валом через направляющие крейцкопфов, а ось вала смещена относительно продольной оси корпуса на величину «e» (см., например, описание полезной модели к патенту Российской Федерации №61368, F04C 17/04, 2007. 14.9).
Недостатком этого компрессора является неуравновешенность вращающихся масс.
Задачей полезной модели является снижение неуравновешенности и уменьшение затрат труда на изготовление, техническое обслуживание и ремонт компрессора.
Это достигается тем, что крейцкопфы двутаврового сечения выполнены за одно целое со штоками и соединены с поршнями болтами, а разъемный вал содержит щеки и направляющие крейцкопфов.
На фиг. 1 представлен роторный компрессор - продольный разрез; на фиг. 2 - поперечный разрез по Α-A; на фиг. 3 - схема работы компрессора.
Роторный компрессор содержит корпус 1, всасывающий 2 и нагнетательный 3 патрубки, трубку подвода масла 4 и крышки корпуса 5. К деталям бесшатунного механизма относятся ротор 6 круглого сечения, расположенный в корпусе 1 по центру, противолежащие поршни 7, расположенные по обе стороны вала 8, жестко связанные между собой по парам. Ротор 6 имеет четыре радиально-расточенных отверстия 9, выполняющих назначения цилиндров, с углом развала между цилиндрами 90°. Цилиндры 9 вместе с поршнями 7 и корпусом 1 образуют камеры А, Б, В и Г. Крейцкопфы 10 двутаврового сечения выполнены за одно целое со штоками 11 и соединены с поршнями 7 болтами 12, а разъемный вал 8 содержит щеки 13 и направляющие крейцкопфов 14. Кроме того, ось вала 8 смещена относительно продольной оси корпуса 1 на величину «e».
Рабочий процесс в роторном компрессоре осуществляется за два такта, чередование которых можно проследить на фиг. 3.
Первый такт - всасывание. При вращении вала 8 и ротора 6 в направлении стрелки фиг. 3 а, б, в камере А начинается всасывание воздуха через патрубок 2. В результате вращения ротора 6 и поршня 7 камера А заполняется воздухом фиг. 3 в, г. Продолжительность такта составляет почти в течение 180° угла поворота вала 8.
Второй такт - сжатие и вытеснение. В камере В только что произошло всасывание и после разобщения ротором 6 всасываемого объема начинается сжатие воздуха фиг. 3 а, б. При дальнейшем вращении ротора 6 и с достижением требуемого давления фиг. 3 в, г в камере В сжатый воздух вытесняется через нагнетательный патрубок 3, причем всасывание в камере А и нагнетание в камере В происходит одновременно. И в камерах Б и Г все операции повторяются в такой же последовательности. Затем в камере А начинается второй такт - сжатие и вытеснение воздуха, а в камере В - заполнение, то есть рабочий процесс в компрессоре совершается за каждый оборот вала 8. При этом через трубку 4 в цилиндры 9 подается масло под давлением, которое, смешиваясь со сжимаемым воздухом, охлаждает его, смазывает трущиеся детали и улучшает компрессию, и образует масловоздушную смесь.
Таким образом в роторном компрессоре при равенстве сил инерции возвратно-поступательно движущихся и вращающихся масс, направленных в противоположные стороны, почти полностью отсутствуют инерционные усилия движущихся деталей, вследствие этого может быть увеличена частота вращения вала, кроме того у многоцилиндрового компрессора более частое повторение рабочих тактов обеспечивает более равномерное вращение вала.
Это позволяет применять более легкие маховики, снижает расход металла, уменьшает затраты труда на изготовление, техническое обслуживание и ремонт компрессора. При этом крейцкопфы, выполненные за одно целое со штоками, повышают общую жесткость, прочность и надежность и снижают их стоимость.