ПОРШНЕВОЙ НАГНЕТАТЕЛЬ ГАЗА

Полезная модель относится к области компрессоростроения, а именно к устройствам поршневого типа для нагнетания газа (пара) и может быть использовано в нефтегазодобывающей, химической, пищевой и в других отраслях промышленности.
Известен компрессор (см. книгу Б.С.Фотина, И.Б.Пирумова, И.К.Прилуцкого, П.И.Пластинина «Поршневые компрессоры». Л., Машиностроение, 1987 г., с.314-316 рис.12.1.), содержащий картер, подшипниковый узел, вал с кривошипом и присоединенными к нему шатунами, шкив, маховик, вентилятор, холодильник, клапанную систему и регулятор.
Компрессор работает следующим образом.
Электродвигатель через ременную передачу приводит во вращение шкив, установленный на оси коленчатого вала. Вращательное движение коленчатого вала преобразуется через шатун в возвратно-поступательное движение поршня. При движении поршня вниз через входной клапан в цилиндр поступает газ. А при движении поршня вверх газ сжимается и через выходной клапан поступает в нагнетательную полость. В дальнейшем цикл повторяется.
Недостатками компрессора являются малая производительность, большая металлоемкость, сложность конструкции и обслуживания, низкий КПД.
Малая производительность обусловлена небольшим объемом рабочего цилиндра, в котором перемещается поршень.
Большая металлоемкость обусловлена наличием в конструкции масляной системы, холодильника, кривошипно-шатунного механизма.
Сложность конструкции обусловлена наличием большого количества деталей, требующих высокой точности изготовления и сборки. А низкий КПД - наличием большого количества трущихся деталей.
Известен также поршневой нагнетатель газа, содержащий цилиндр с открытым торцом, расположенную соосно цилиндру нагнетательную емкость с входным отверстием, сообщенным с цилиндром со стороны его открытого торца, и размещенный в цилиндре поршень (см. А.с. СССР №1216423, МПК F04B 31/00, Б.И. №9, 1986 г.).
Недостатком прототипа является необходимость использования механизма перемещения поршня с электродвигателем, что обуславливает сложность конструкции, большую металлоемкость и большие энергозатраты.
Задачей полезной модели является упрощение конструкции, снижение металлоемкости и энергозатрат, путем замены механизма перемещения поршня с электродвигателем индуктором.
Задача достигается тем, что в поршневом нагнетателе газа, содержащем цилиндр с открытым торцом, расположенную соосно цилиндру нагнетательную емкость с входным отверстием, сообщенным с цилиндром со стороны его открытого торца, и размещенный в цилиндре поршень, согласно полезной модели, поршень выполнен в виде закрытой с обоих торцов гофрированной металлической трубы, присоединенной одним торцом к закрытому торцу цилиндра, а на цилиндре коаксиально на участке, расположенном напротив поршня, установлен индуктор.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором схематично изображен поршневой нагнетатель газа, продольный разрез.
Поршневой нагнетатель газа содержит цилиндр 1 с открытым торцом 2, расположенную соосно цилиндру 1 нагнетательную емкость 3 с входным отверстием 4, сообщенным с цилиндром 1 со стороны его открытого торца 2, размещенный в цилиндре 1 поршень 5, и индуктор 6, установленный на цилиндре 1 коаксиально на участке, расположенном напротив поршня 5. Открытый торец 2 цилиндра 1 расположен относительно нагнетательной емкости 3 с зазором 7.
Поршень 5 выполнен в виде закрытой с обоих торцов гофрированной металлической трубы, присоединенной одним из закрытых торцов к закрытому торцу 8 цилиндра 1.
Нагнетатель работает следующим образом.
При подаче на индуктор 6 электрического импульса поршень 5 совершает в цилиндре 1 колебательное движение, при этом его торец 9 остается неподвижным, а закрытый торец 10 совершает возвратно-поступательное движение. При перемещении торца 10 поршня 5 в сторону открытого торца 2 открытого цилиндра 1 гофры 11 растягиваются, а газ выбрасывается из цилиндра 1 через торец 2 в отверстие 4, попадая в нагнетательную емкость 3. В цилиндре 1 после выброса из него газа создается разряжение и при обратном ходе закрытого торца 10 поршня 5 гофры 11 сжимаются, а в цилиндр 1 через зазор 7 поступает газ из вне. При резонансе, когда частота колебаний закрытого торца 10 поршня 5 совпадает с частотой собственных колебаний нагнетаемого газа имеет место резонанс и в цилиндре возникают периодические ударные волны, обладающие огромной кинетической энергией.
Технико-экономическая эффективность от использования от использования полезной модели достигается за счет:
- упрощения конструкции, в результате то, что при использовании в нагнетателе индуктора и поршня в виде гофрированной металлической трубы с закрытыми торцами отпадает необходимость использования электродвигателя с шарнирно-рычажным механизмом;
- снижения металлоемкости, благодаря использованию индуктора вместо двигателя с шарнирно-рычажным механизмом;
- снижения энергозатрат благодаря использованию в нагнетателе индуктора.