ЦИЛИНДР КОМПРЕССОРА

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к компрессоростроению. Заявляемый цилиндр компрессора предназначен для использования в цилиндропоршневых узлах высших ступеней многоступенчатых поршневых компрессоров.
Цилиндры компрессоров известны. Известен например, цилиндр (патент РФ №2371609 на изобретение, МПК F04B 53/14, F04B 39/00, 2009 [1]), в котором выполнена цилиндрическая проточка для поршня, головка с впускным и выпускным каналами, содержащая впускной и выпускной клапаны.
Недостатком указанного аналога является соединение пространства под поршнем с выходным каналом, что приводит к увеличению затрат энергии на перемещение поршня.
Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемой полезной моделью, является уменьшение работы приводного механизма, затрачиваемой на обратный ход поршня. Дополнительным техническим результатом является обеспечение возможности агрегатирования цилиндра в одном ряду с цилиндром одной из предыдущих ступеней компрессора.
Сущность полезной модели состоит в том, что цилиндр компрессора содержит корпус со сквозным осевым посадочным отверстием под гильзу. При этом корпус имеет параллельные друг другу первую и вторую посадочные поверхности и конусообразную боковую поверхность. При этом внутри корпуса выполнены:
- уравнительная полость, гидравлически связанная со второй посадочной поверхностью;
- полость охлаждения, при этом сквозное осевое посадочное отверстие внутри корпуса проходит через полость охлаждения;
- по крайней мере один измерительный канал, гидравлически соединяющий боковую поверхность корпуса с уравнительной полостью;
- по крайней мере один калиброванный канал смазки, гидравлически соединяющий боковую поверхность со второй посадочной поверхностью.
Корпус цилиндра может быть выполнен из чугуна, алюминиевого или магниевого сплава. Сквозное осевое посадочное отверстие целесообразно снабжать проточкой в области первой посадочной поверхности цилиндра. В указанное отверстие желательно устанавливать чугунную втулку, внутрь которой необходимо помещать стальную гильзу. При этом гильза и втулка выполнены со ступенчатым изменением диаметров их, соответственно, внешней и внутренней поверхностей. Корпус целесообразно выполнять сквозными отверстиями под крепежные элементы, параллельными оси цилиндра.
Сущность полезной модели поясняется следующими графическими материалами. На фигуре 1 показана схема цилиндра, продольный разрез (разрез Б-Б фиг.2), на фиг.2 - схема цилиндра, поперечный разрез (разрез А-А фиг.1), на фиг.3 - схема цилиндра по примерам 1, 2.
В многоступенчатых поршневых компрессорах, в которых ступени работают с одинаковой частотой и ходом поршня, цилиндры каждой последующей ступени выполняют меньшего диаметра в соответствии с увеличением давления ступени.
Для обеспечения агрегатирования заявляемого цилиндра в одном ряду с цилиндром одной из предыдущих ступеней, корпус 1 заявляемого цилиндра выполнен с конусообразной боковой поверхностью 2 и параллельными друг другу первой 3 и второй 4 посадочными поверхностями (фиг.1, 2).
При этом первая посадочная поверхность 3 предназначена для установки клапанной коробки с комбинированным клапаном, входным и выходным штуцером (не показаны). Вторая посадочная поверхность 4 большего размера предназначена для сопряжения заявляемого цилиндра с цилиндром одной из предыдущих ступеней (не показан).
Корпус 1 цилиндра выполнен из чугуна марок СЧ 20, СЧ 25, и рассчитан на давление около 6 МПа. С целью сокращения веса, повышения прочности и технологичности обработки корпус 1 цилиндра предпочтительно выполнять из алюминиевого или магниевого сплавов.
В корпусе 1 выполнено сквозное осевое посадочное отверстие 5 под гильзу.
С целью уменьшения работы приводного механизма, затрачиваемой на движение поршня, внутри корпуса выполнена уравнительная полость 6, гидравлически связанная со второй посадочной поверхностью 4.
Для охлаждения цилиндра внутри корпуса 1 выполнена полость охлаждения 7. При этом сквозное осевое посадочное отверстие 5 внутри корпуса 1 проходит через полость охлаждения 7.
С целью контроля давления в уравнительной полости 6 корпус снабжен по крайней мере одним измерительным каналом 8, гидравлически соединяющим боковую поверхность 2 корпуса 1 с уравнительной полостью 6.
Для уменьшения износа поверхностей трения в корпусе 1 выполнен по крайней мере один калиброванный канал смазки 9, гидравлически соединяющий боковую поверхность 2 со второй посадочной поверхностью 4. Выход канала смазки 9 на второй посадочной поверхности 4 предпочтительно располагать так, чтобы при эксплуатации он находился над осевым посадочным отверстием 5 под гильзу.
Примеры конкретного выполнения.
Пример 1. Сквозное осевое посадочное отверстие 5 снабжено проточкой 10 в области первой посадочной поверхности 3 цилиндра (фиг.3).
Пример 2. В сквозное осевое посадочное отверстие 5 установлена чугунная втулка 11, в которую установлена стальная гильза 12. С целью фиксирования гильзы 12 внутри втулки 11 гильза 12 и втулка 11 выполнены со ступенчатым изменением диаметров их, соответственно, внешней и внутренней поверхностей.
Пример 3. Корпус содержит сквозные отверстия под крепежные элементы, параллельные оси цилиндра.
Реализация конструктивных элементов заявляемой полезной модели не ограничивается приведенными выше примерами.
При использовании заявляемой полезной модели гильзу (или гильзу со втулкой) устанавливают в сквозное осевое посадочное отверстие 5. Затем крепят полученную сборочную единицу к цилиндру одной из предыдущих ступеней так, чтобы уравнительная полость 6 сообщалась со всасывающей полостью этой ступени. При этом внутрь упомянутой гильзы устанавливают поршень, связанный штоком с поршнем упомянутой предыдущей ступени.
При этом упомянутый цилиндр предыдущей ступени предпочтительно конструктивно выполнять так, чтобы уравнительная полость была таковой и для цилиндра этой предыдущей ступени.
Охлаждающую полость 7 соединяют с охлаждающей системой компрессора.
Затем на первой посадочной поверхности 3 закрепляют клапанную коробку с комбинированным клапаном, входным и выходным штуцером. Указанные штуцеры подключают к трубопроводам подачи первичного газа и отвода сжатого газа. К выходу измерительного канала 8 на боковой поверхности 2 заявляемого цилиндра закрепляют датчик давления. Вход канала смазки 9 на боковой поверхности 2 заявляемого цилиндра соединяют с системой смазки компрессора.
Поршень цилиндра приводят в движение через шток, который через цепь передач соединен с приводным двигателем. При этом в полости охлаждения 7 осуществляется циркуляция охлаждающей жидкости. В канал смазки 9 подается масло, которое через калибровочное отверстие поступает на внутренние стенки гильз заявляемого цилиндра и цилиндра предыдущей ступени. При этом давление газа в уравнительной полости 6 измеряется датчиком давления.
Наличие уравнительной полости 6 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.
В заявляемом цилиндре компрессора заявляемый технический результат: «уменьшение работы приводного механизма, затрачиваемой на обратный ход поршня» достигается за счет того, что цилиндр компрессора содержит корпус со сквозным осевым посадочным отверстием под гильзу. При этом внутри корпуса выполнены:
-уравнительная полость, гидравлически связанная со второй посадочной поверхностью;
- полость охлаждения, при этом сквозное осевое посадочное отверстие внутри корпуса проходит через полость охлаждения.
В заявляемом цилиндре компрессора заявляемый технический результат: «обеспечение возможности агрегатирования цилиндра в одном ряду с цилиндром одной из предыдущих ступеней компрессора» достигается за счет того, что цилиндр компрессора содержит корпус со сквозным осевым посадочным отверстием под гильзу, и при этом имеет параллельные друг другу первую и вторую посадочные поверхности и конусообразную боковую поверхность. При этом внутри корпуса выполнены:
- уравнительная полость, гидравлически связанная со второй посадочной поверхностью;
- полость охлаждения, при этом сквозное осевое посадочное отверстие внутри корпуса проходит через полость охлаждения.
- по крайней мере один измерительный канал, гидравлически соединяющий боковую поверхность корпуса с уравнительной полостью;
- по крайней мере один калиброванный канал смазки, гидравлически соединяющий боковую поверхность со второй посадочной поверхностью.
Авторами полезной модели изготовлен опытный образец заявляемого цилиндра, испытания которого подтвердили достижение технического результата.
Заявляемый цилиндр компрессора реализован с применением промышленно выпускаемых устройств и материалов, может быть изготовлен на машиностроительном предприятии найдет широкое применение в области компрессоростроения.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ.
1. Патент РФ №2371609 на изобретение, МПК F04B 53/14, F04B 39/00, опубл. 2009 г.