Компрессорный агрегат
COMPRESSOR UNIT

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в насосных системах, компрессорной и холодильной технике.
Известно изобретение (АС 442314, опубл. 15.12.74) поршневой компрессор с гидравлическим приводом, содержащим цилиндр с торцевыми крышками и оппозитно расположенными дифференциальными поршнями, между которыми расположены аккумулирующие пневмокамеры, а золотник управления, размещен в одном из поршней.
Недостаток заключается в низком КПД, связано это с наличием пневмокамер, где энергия тратится на сжатие и расширение одного и того же воздуха, в сложном ремонте компрессора и низкой удельной производительности.
Наиболее близким решением является (RU 2215186 опубл. 27.10.2003) компрессор, содержащий оппозитно установленные и жестко соединенные между собой цилиндры с поршнями, закрепленными на общем штоке с образованием газовых и гидравлических полостей. Насос соединен через распределитель с гидравлическими полостями. Конечные выключатели связаны с поршнями в их крайнем положении. Каждая из гидравлических полостей снабжена телескопическими втулками, наружной и внутренней, подпружиненными относительно торца цилиндра и установленными с возможностью ограниченного осевого перемещения. Торец поршня выполнен с кольцевым выступом, взаимодействующим с торцом внутренней втулки с образованием камеры переменного объема. Наружная втулка установлена с возможностью взаимодействия торцом с конечным выключателем. Внутренняя втулка подпружинена относительно наружной втулки. Наружные втулки снабжены радиальными отверстиями, а цилиндры-каналами для сообщения гидравлической полости с камерой переменного объема. Радиальные отверстия выполнены с возможностью частичного перекрытия сообщения с каналами. Снижается время переключения распределителя, предотвращая тем самым возникновение пульсации на выходе и кавитации на входе насоса.
Недостаток прототипа заключается в сложной и ненадежной системе переключения, что связано с большим количеством конструктивных элементов распределителя и подвижных сопряжений между ними.
В предлагаемой конструкции за счет применения простого распределителя потоков, встроенного в агрегат, система управления агрегатом более надежна, технологична и более компактна.
Компрессорный агрегат содержит оппозитно установленные и жестко соединенные между собой цилиндры 1 и 2 с поршнями 3 и 4, закрепленными на общем штоке 5 с образованием рабочих полостей 6, 7, и приводных полостей 8, 9, разделенных перегородкой 10. В перегородке 10 размещен распределитель потоков, обеспечивающий переключение направления движения системы поршень 3 - шток 5 - поршень 4 и включающий в себя каналы высокого давления 11, 12, 13 и каналы низкого давления 14, 15, 16, 17, а также золотник-переключатель 18 с возможностью осевого перемещения, на торцах которого с обоих сторон выполнены толкатели, установленный в сквозное отверстие 19, и золотник-распределитель 20, установленный с возможностью осевого перемещения в камере 21 и имеющий проточки 22, 23. Также на золотнике 18 установлена пружина 24. Агрегат работает следующим образом.
При движении поршней 3,4 вправо (фиг.1) золотник 18 выдвинут в сквозном отверстии 19 влево, рабочее тело поступает по каналу 12 в отверстие 19 и далее в камеру 21, сдвигая золотник 20 до упора влево, при этом каналы 11 и 15 перекрыты золотником 18, через канал 13 и проточку 23 рабочее тело А поступает в полость 9, двигая систему поршень 3 -шток 5 - поршень 4 вправо. При этом в полости 7 происходит сжатие, в полости 6 всасывание рабочего тела Б, а рабочее тело А выходит из полости 8 через канал 16 и проточку 22. При приближении поршней 3,4 к крайнему правому положению поршень 3 воздействует на пятку золотника 18, перемещая его в сквозном отверстии 19 вправо. При этом возможно положение золотника 18 (фиг.2) при котором каналы 11, 12, 14, 15 перекрыты, но при этом поршни 3,4 продолжают движение, поскольку рабочее тело А под давлением продолжает поступать в полость7 по каналу 13 и проточке 23. Далее канал 12 перекрывается и открывается канал 11, по которому рабочее тело А под давлением поступает в камеру 21 золотника 20, сдвигая его вправо до упора в камере 21. Рабочее тело через канал 13 и проточку 22 теперь поступает в полость 8, воздействуя на поршень 3, то есть система поршень 3 - шток 5 -поршень 4 начинает двигаться влево, происходит переключение направления движения поршней 3,4. При этом в полости 6 происходит сжатие, а в полости 7 - всасывание рабочего тела Б (фиг.3). В данном положении рабочее тело А выходит из полости 9 через канал 17 и проточку 23. При достижении поршнями 3,4 крайнего левого положения поршень 4 воздействует на пятку золотника 18, перемещая его влево, и процесс повторяется вновь. Таким образом, обеспечивается попеременное движение системы поршень 3 - шток 5 - поршень 4 влево и вправо.
При неработающем агрегате возможна фиксация золотника 18 в положении, когда каналы 11, 12, 14, 15 одновременно перекрыты (фиг.2) и золотник 20 также находится в нейтральном положении (например, перекрыты оба канала 22 и 23 золотника 20 (условно не показано). Тогда движение поршней 3,4 и штока 5 невозможно. Для исключения этого в левой или (правой) части золотника 18 установлена пружина 24, обеспечивающая гарантированный возврат золотника 18 в крайнее положение для обеспечения запуска агрегата.
Рабочим телом А, подаваемым в приводные полости, может быть газ, или пар, или жидкость; а рабочим телом Б, подаваемым в рабочие полости, может быть газ или пар. Рабочие тела А и Б могут быть как разными химическими веществами, так и одним химическим веществом.
Работу агрегата поясняют рисунки:
на Фиг. 1 представлен агрегат при движении поршней вправо;
на Фиг. 2 представлен агрегат при возможной остановке в промежуточном положении золотника-переключателя;
на Фиг. 3 представлен агрегат при движении поршней влево.