НАСОС-КОМПРЕССОР

Полезная модель относится к устройствам, приспособленным для работы с особо текучими средами, а именно нагнетания жидкостей, находящихся в состоянии близком к точке кипения, и газов, может быть использована в тепловых машинах.
Известна конструкция радиально-поршневого насоса (патент РФ на изобретение №2647160, опубл. 14.03.2018, бюл. №8), состоящего из корпуса, содержащего радиально расположенные цилиндры, в которых установлены поршни с возможностью возвратно-поступательного движения, корпус насоса ограничивает центральное пространство, в котором размещается ротор, содержащий два направляющих диска, поршни имеют головки, снабженные оппозитными выступами, направляющие диски имеют кольцевые канавки, кольцевые канавки выполнены эксцентричными, на головках поршней выполнены оппозитные лыски, а на поверхности каждого направляющего диска, обращенной к поршням, расположена прокладка.
Недостатком описанной конструкции является интенсивный износ поверхностей цилиндров и поршней вследствие возникновения значительных сил трения, действующих в плоскости, перпендикулярной осям цилиндров.
Наиболее конструктивно близким, выбранным в качестве прототипа, является компрессор поршневой оппозитный двухрядный одноступенчатый (патент РФ на полезную модель №127414, опубл. 27.04.2013, бюл. №12), содержащий первую и вторую цилиндропоршневые группы, при этом в первом ряду размещен первый цилиндр, а во втором ряду размещен второй цилиндр, компрессор содержит общий для первого и второго цилиндров всасывающий трубопровод, при этом вход газа первого цилиндра соединен с первым выходом всасывающего трубопровода, а вход газа второго цилиндра соединен со вторым выходом всасывающего трубопровода.
Недостатком прототипа является сложность конструкции вследствие наличия в каждой цилиндропоршневой группе крейцкопфы, что, кроме того, приводит к увеличению габаритных размеров.
Задачами полезной модели является упрощение конструкции цилиндропоршневой группы и уменьшение габаритных размеров насоса-компрессора.
Технический результат достигается тем, что насос-компрессор содержит корпус, цилиндропоршневую группу, состоящую из цилиндра и поршня, впускной и выпускной трубопроводы, шатун и вал с кривошипом, установленные на подшипниках качения, а поршневые пальцы установлены во втулках. При этом шатуны установлены на вал с кривошипом консольного типа, отношение диаметра цилиндра к величине хода поршня больше 1. Полезная модель поясняется чертежами. На фиг. 1 представлен насос-компрессор, на фиг. 2 - горизонтальное сечение насоса-компрессора.
Насос-компрессор состоит из корпуса, внутри которого расположен вал 1 с кривошипом 2 консольного типа, установленный на подшипниках 3 качения. Между подшипниками 3 расположена распорная втулка. Шатуны 4 в сборе с подшипниками 5 качения установлены на кривошип 2 вала 1. Шатуны 4 сопрягаются с поршнями 6 пальцами 7, которые расположены во втулках 8. Поршни 6 образуют с цилиндрами 9 цилиндропоршневую группу. При этом отношение диаметра цилиндра к величине хода поршня должно быть больше одного. Цилиндры 9 расположены в корпусе под углом 180° относительно друг друга в горизонтальной плоскости на оси вала 1. Головки цилиндров, поршни 6 и цилиндры 9 образуют рабочую камеру 10. В головках цилиндров размещены клапанные узлы 11 впускных трубопроводов 12 и выпускных трубопроводов 13. Втулки 8 и юбки поршней 6 могут иметь антифрикционное покрытие на основе фторорганических полимерных материалов.
Насос-компрессор работает следующим образом. При вращении вала 1 на подшипниках 3 качения кривошип 2, установленный на нем, передает движение к шатунам 4, которые также установлены на подшипниках 5 качения. Шатуны 4 передают движение поршням 6. Поршни 6 совершают возвратно поступательные движения в цилиндрах 9. При движении каждого поршня 6 от верхней мертвой точки к нижней в рабочей камере 10 происходит разряжение, вследствие чего жидкость с паровой фазой поступает в камеру 10 через впускной трубопровод 12 и клапанные узлы 11. При движении поршня 6 от нижней мертвой точки к верхней происходит процесс упругого сжатия в камере 10 и возрастание давления. При этом жидкость без паровых фаз нагнетается через клапанные узлы 11 в выпускной трубопровод 13. Для предотвращения износа на юбки поршней 6 может быть нанесено антифрикционное покрытие на основе фторорганических полимерных материалов. Кроме того, аналогичное покрытие может наноситься на неподвижные относительно шатуна втулки 8 поршневых пальцев 7.
Положительный эффект достигается тем, что вал с кривошипом выполнен консольно. Консольное исполнение кривошипа позволяет разместить на нем сразу два шатуна, установленных на подшипниках качения, что существенно упрощает конструкцию цилиндропоршневой группы и уменьшает габаритные размеры насоса-компрессора. При отношение диаметра цилиндра к величине хода поршня больше 1 существенно уменьшается высота цилиндра при незначительном увеличении диаметра цилиндра, следовательно, общие габаритные размеры цилиндропоршневой группы также существенно уменьшаются, что приводит к уменьшению габаритных размеров насоса-компрессора.