ЦИЛИНДР КОМПРЕССОРА

Цилиндр компрессора
Область техники.
Заявляемое техническое решение относится к области компрессоростроения и предназначено для использования в цилиндропоршневых узлах поршневых компрессоров.
Предшествующий уровень техники.
Известен, например, цилиндр высшей ступени крейцкопфного дожимающего воздушного компрессора (Пластинин П.И. Поршневые компрессоры. Том 2. Основы проектирования. Конструкции. М.: КолосС, 2008, стр. 590-591, лист А 2.23, А 2.24). Как и в заявляемом техническом решении указанный аналог содержит корпус с осевым посадочным отверстием. При этом на первом торце корпуса выполнена посадочная поверхность под цилиндр предыдущей ступени. Также на первом торце указанного аналога выполнен центрирующий буртик, который устанавливается в цилиндре предыдущей ступени.
Центрирующий буртик предназначен для сопряжения цилиндров таким образом, чтобы их оси совпадали.
Недостатком указанного аналога является наличие центрирующего буртика, который усложняет выполнение тонкой механической обработки посадочной поверхности под цилиндр предыдущей ступени, например шлифования. Поэтому в серийном производстве эту поверхность обрабатывают грубо. Это приводит к возникновению зазора между посадочными поверхностями сопрягаемых цилиндров и к перекосу осей цилиндров.
Раскрытие заявляемого технического решения.
Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является исключение перекоса осей сопрягаемых цилиндров при одновременном обеспечении возможности выполнения тонкой механической обработки посадочной поверхности под цилиндр предыдущей ступени.
Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым техническим решением, является обеспечение точного центрирования цилиндров.
Сущность заявленного технического решения состоит в том, что цилиндр компрессора содержит корпус с осевым посадочным отверстием. При этом на первом торце корпуса выполнена посадочная поверхность под цилиндр предыдущей ступени. Отличается тем, что на посадочной поверхности под цилиндр предыдущей ступени выполнено центрирующее отверстие, соосное и сообщающееся с осевым посадочным отверстием, при этом диаметр центрирующего отверстия больше диаметра осевого посадочного отверстия.
Вышеуказанная сущность является совокупностью существенных признаков заявленного технического решения, обеспечивающих достижение заявленного технического результата «обеспечение точного центрирования цилиндров»
В частных случаях допустимо выполнять техническое решение следующим образом.
Осевое посадочное отверстие предпочтительно выполнено сквозным и ступенчатым. При этом диаметр упомянутого посадочного отверстия у второго торца корпуса больше диаметра этого отверстия со стороны первого торца корпуса.
В корпусе может быть выполнена уравнительная полость, которая сообщена с осевым посадочным отверстием и центрирующим отверстием у первого торца корпуса.
Автором заявленного технического решения изготовлен опытный образец этого решения, испытания которого подтвердили достижение технического результата.
Краткое описание чертежей.
На фигуре 1 показано аксонометрическое изображение цилиндра со стороны его первого торца; на фиг. 2 — аксонометрическое изображение цилиндра со стороны его второго торца; на фиг. 3 — вид на первый торец цилиндра; на фиг. 4 — вид на второй торец цилиндра; на фиг. 5 — разрез А-А фиг. 4; на фиг. 6 — разрез B-B фиг. 4; на фиг. 7 — вид на второй торец цилиндра по примеру  2; на фиг. 8 — вид на первый торец цилиндра по примеру 2.
Осуществление технического решения.
Цилиндр компрессора (фиг. 1, 2, 3, 4) содержит корпус (1), боковой поверхностью которого является криволинейная поверхность вращения.
На первом торце корпуса (1) выполнена посадочная поверхность (2) под цилиндр предыдущей ступени. На упомянутой посадочной поверхности (2) выполнены центрирующее отверстие (3) и отверстия (4) для присоединения к цилиндру предыдущей ступени.
На втором торце корпуса (1) выполнена посадочная поверхность (5) под корпус клапана. Посадочная поверхность (5) под корпус клапана выполнена в виде квадратного фланца. На упомянутой поверхности (5) выполнены отверстия (6) для закрепления корпуса клапана. Отверстия (6) выполнены на равном расстоянии от оси корпуса (1) и снабжены резьбой.
В корпусе (1) цилиндра выполнено осевое посадочное отверстие (7), полость охлаждения (8) и уравнительная полость (9) (фиг. 5, 6).
Центрирующее отверстие (3) предназначено для сопряжения с выступающим буртом гильзы цилиндра предыдущей ступени. Посредством этого осуществляется центрирование двух цилиндров при их сборке. Выполнение центрирующего отверстия (3) внутри корпуса (1) позволяет производить тонкую механическую обработку посадочной поверхности (2) под цилиндр предыдущей ступени, за счет чего возможно точно центрировать цилиндры друг относительно друга. Центрирующее отверстие (3) соосно и сообщается с осевым посадочным отверстием (7). Диаметр центрирующего отверстия (3) больше диаметра осевого посадочного отверстия (7).
Отверстия (4) для присоединения к цилиндру предыдущей ступени расположены по окружности. При этом отверстия (4) расположены на равном расстоянии от оси корпуса (1) и проходят через его стенки. Оси отверстий (4) параллельны оси корпуса (1). На посадочной поверхности (2) также выполнены по крайней мере два резьбовых отверстия (10) для отжимных болтов. На боковой поверхности корпуса (1) под отверстия (4, 10) выполнены приливы (11).
Осевое посадочное отверстие (7) выполнено сквозным и ступенчатым. Упомянутое отверстие (7) предназначено для установки в него втулки, или втулки с гильзой. Диаметр отверстия (7) у второго торца корпуса (1) больше диаметра этого отверстия (7) со стороны первого торца корпуса (1), что упрощает установку втулки в заявляемом цилиндре.
Осевое посадочное отверстие (7) может проходить через полость охлаждения (8), а может быть отделено от нее стенками.
Полость охлаждения (8) снабжена по крайней мере одним переливным окном (13) и боковым отверстием (12) выхода охлаждающей жидкости. Переливное окно (13) является входом охлаждающей жидкости в цилиндр, а боковое отверстие (12) является выходом охлаждающей жидкости из цилиндра. Боковое отверстие (12) выхода охлаждающей жидкости выполнено в боковой стенке корпуса (1), а переливное окно (13) выполнено на первом торце корпуса (1). Ось бокового отверстия (12) выхода охлаждающей жидкости предпочтительно перпендикулярна оси осевого посадочного отверстия (7) корпуса (1). Боковое отверстие (12) выхода охлаждающей жидкости снабжено резьбой, по которой в это отверстие ввинчивается штуцер системы охлаждения. Кроме того под боковое отверстие (12) выхода охлаждающей жидкости на внешней поверхности корпуса (1) выполнен прилив (14). Это усиливает участок стенки корпуса (1) с боковым отверстием (12) выхода охлаждающей жидкости. Прилив (14) имеет цилиндрообразную форму, при этом торец прилива (14) выполнен плоским. На торце прилива (14) вокруг отверстия (12) выполнена кольцевая проточка (15).
Уравнительная полость (9) служит для выравнивания газовых сил, действующих на поршни сопрягаемых цилиндров.
Уравнительная полость (9) снабжена по крайней мере одним газовым отверстием (16), выполненным в боковой стенке корпуса (1). Газовое отверстие (16) служит для сообщения уравнительной полости (9) с источником газа межступенчатого давления, преимущественно со всасывающей полостью другого цилиндра. Наличие газового отверстия (16) позволяет соединять уравнительную полость (9) с удаленным источником межступенчатого давления.
Газовое отверстие (16) выполнено на одном из приливов корпуса (1), причем на этом же приливе выполнены отверстия (17) для крепления газопровода, которые расположены на равном расстоянии от центра газового отверстия (16). Ось газового отверстия (16) перпендикулярна оси осевого посадочного отверстия (7).
С целью поступления газа с межступенчатым давлением в полость, расположенную между рабочими полостями сопрягаемых цилиндров, уравнительная полость (9) сообщена с центрирующим отверстием (3) и осевым посадочным отверстием (7) у первого торца корпуса (1).
Для уменьшения износа поверхностей трения в корпусе (1) выполнен по крайней мере один канал смазки (18), гидравлически соединяющий боковую поверхность с посадочной поверхностью (2) под цилиндр предыдущей ступени. Выход (19) канала смазки (18) на посадочной поверхности (2) предпочтительно располагать так, чтобы при эксплуатации он находился над осевым посадочным отверстием (7).
Примеры конкретного выполнения.
Пример 1. С целью удаления влаги, нагара и масла из уравнительной полости (9), она снабжена отверстием (20) для продувки. Отверстие (20) для продувки выполнено на приливе корпуса (1). При этом ось отверстия (20) для продувки перпендикулярна оси осевого посадочного отверстия (7).
Пример 2. Отверстия (4) для присоединения к цилиндру расположены на двух окружностях, имеющих общий центр (фиг. 7, 8). При этом отверстия (4) каждой окружности расположены на равном расстоянии от оси корпуса (1) и проходят через его стенки.
Пример 3. Переливных окон (13) два, а отверстий (4) для присоединения к цилиндру предыдущей ступени восемь. При этом каждое переливное окно (13) расположено между двумя отверстиями (4) для присоединения к цилиндру предыдущей ступени.
Реализация заявляемого технического решения не ограничивается приведенными выше примерами.
Порядок использования.
При использовании заявляемого цилиндра компрессора в осевое посадочное отверстие (7) со стороны второго торца корпуса (1) устанавливают втулку или втулку с гильзой.
Полученную сборочную единицу крепят к цилиндру предыдущей ступени так, чтобы переливные окна (13) цилиндров сообщались. При этом выступающий бурт гильзы цилиндра предыдущей ступени устанавливают в центрирующем отверстии (3).
После этого крепежные элементы, например шпильки, вкручивают в отверстия цилиндра предыдущей ступени, а затем заявляемый цилиндр нанизывают на эти шпильки отверстиями (4) для присоединения к цилиндру предыдущей ступени. После этого цилиндр фиксируют гайками.
Затем внутрь упомянутых втулки или гильзы устанавливают узел шатунно-поршневой группы.
После этого на посадочной поверхности (5) под корпус клапана закрепляют клапанную коробку с комбинированным клапаном, входным и выходным штуцером. Указанные штуцеры подключают к трубопроводам подачи первичного газа и отвода сжатого газа.
Затем в боковое отверстие (12) выхода охлаждающей жидкости ввинчивают штуцер системы охлаждения, который затем соединяют с охлаждающей системой компрессора. Выполнение на поверхности корпуса (1) прилива (14) под боковое отверстие (12) выхода охлаждающей жидкости позволяет повысить надежность резьбового соединения бокового отверстия (12) со штуцером.
Газовое отверстие (16) уравнительной полости (9) соединяют газопроводом со всасыванием цилиндра одной из предыдущих ступеней.
Шатунно-поршневую группу приводят в движение через цепь передач от приводного двигателя. Подлежащий сжатию газ поступает через клапан в замкнутую рабочую полость цилиндра. Затем газ сжимается и через комбинированный клапан поступает в коммуникации компрессора.
При всасывании и нагнетании газа, давление в уравнительной полости (9) остается почти постоянным.
При охлаждении цилиндра и втулки, охлаждающая жидкость поступает через переливные окна (13) в полость охлаждения (8), омывает внутренние стенки цилиндра и поверхность втулки, а затем отводится из цилиндра через боковое отверстие (12) выхода охлаждающей жидкости.
Промышленная применимость.
Заявляемое техническое решение реализовано с использованием промышленно выпускаемых устройств и материалов, может быть изготовлено на любом машиностроительном предприятии и найдет широкое применение в области компрессоростроения.