РОТОРНЫЙ КОМПРЕССОР

Полезная модель относится к компрессоростроению, в частности к автомобильным передвижным компрессорным станциям и к холодильно-компрессорным машинам.
Известен ротационно-пластинчатый компрессор, содержащий корпус, цилиндр, ротор, ось которого смещена относительно продольной оси цилиндра на величину «е», всасывающий и нагнетательный патрубки и рабочие пластины (см., например, в книге А.П.Мельник, В.Д.Васильев Автомобильные передвижные компрессорные станции. Москва, Высшая школа, 1979, стр.43-47).
К недостаткам такого устройства относится то, что наиболее нагруженными деталями компрессора являются рабочие пластины, которые интенсивно трутся и быстро изнашиваются, и одновременно изнашивается зеркало в цилиндре.
Известен также оппозитный поршневой крейцкопфный компрессор, содержащий раму, которая служит основным элементом корпуса, направляющие крейцкопфов, цилиндры, установленные друг против друга, противолежащие поршни, расположенные по обе стороны вала и соединенные с валом при помощи жестко связанных с поршнями штоков и крейцкопфов (см., например, в книге Н.Г.Кондрашевой, Н.Г.Лашутиной Холодильно-компрессорные машины и установки. Москва, Высшая школа, 1984, стр.40-54, 73-75).
К недостаткам такого компрессора следует отнести сложность и высокую стоимость конструкции и большую массу, кроме того, в этом компрессоре средняя скорость поршня составляет 4-6 м/сек, и повышение быстроходности компрессора связано со снижением экономичности. Причина вынуждающая ограничивать скорость - самодействующие клапаны.
2
1
Ближайшим аналогом, принятым за прототип, является роторно-шестеренчатый компрессор, содержащий всасывающий и нагнетательный патрубки, ротор круглого сечения, расположенный в цилиндрическом корпусе по центру и имеющий радиальные отверстия, выполняющие назначения цилиндров, противолежащие поршни, расположенные по обе стороны вала, жестко связанные между собой по парам через штоки и соединенные с валом, при этом ось вала О смещена относительно оси цилиндрического корпуса O на величину «е» (см., например, описание полезной модели к патенту Российской Федерации №42596, F 04 C 17/04, 2004.12.10). Однако наличие механической передачи усложняет конструкцию такого компрессора.
Задачей заявляемой полезной модели является снижение стоимости и массы.
Это достигается тем, что ротор соединен с валом через поршни, а поршни, жестко связанные между собой по парам при помощи штоков и разъемных крейцкопфов, соединены с валом через направляющие крейцкопфов.
На фиг.1 представлен роторный компрессор - продольный разрез; на фиг.2 - поперечный разрез по А-А; на фиг.3 - поперечный разрез по Б-Б; на фиг.4 - схема работы компрессора.
2
1
Роторный компрессор содержит цилиндрический корпус 1, всасывающие 2 и нагнетательные 3 патрубки, трубки подвода масла 4 и крышки корпуса 5. К деталям бесшатунного механизма относятся ротор 6 круглого сечения, расположенный в корпусе 1 по центру, противолежащие поршни 7, расположенные по обе стороны вала 8, жестко связанные между собой по парам через штоки 9 с разъемными крейцкопфами 10. Разъемные крейцкопфы 10 соединены с валом 8 через направляющие крейцкопфов 11. Ротор 6 имеет четыре радиально-расточенные отверстия 12, выполняющие назначение цилиндров, с углом развала между цилиндрами 90°. Буртик 13 является опорой штоков 9, а разъемные крейцкопфы 10 соединены болтами 14. Цилиндры 12 вместе с поршнями 7 и корпусом 1 образуют камеры А, С первой ступени и В, Д второй ступени. Кроме того, ось вала О смещена относительно оси корпуса O на величину «е».
Рабочий процесс в роторном компрессоре осуществляется за два такта, чередование которых можно проследить на фиг.4
Первый такт - всасывание. При вращении вала 8 и ротора 6 в направлении стрелки (фиг.4а, б) в камере А начинается всасывание воздуха через патрубок 2. В результате движения ротора 6 и поршня 7 камера А заполняется воздухом (фиг.4в, г). Продолжительность такта составляет почти в течение 180° угла поворота вала.
Второй такт - сжатие и вытеснение. В камере С только что произошло всасывание и после разобщения ротором 6 всасываемого объема начинается сжатие воздуха (фиг.4а, б). При дальнейшем вращении ротора 6 и поршня 7 и с достижением требуемого давления (фиг.4в, г) в камере С сжатый воздух вытесняется через нагнетательный патрубок 3, причем всасывание в камере А и нагнетание в камере С происходит одновременно. Затем в камере А начинается второй такт - сжатие и вытеснение воздуха, а в камере С - заполнение, то есть
рабочий процесс в компрессоре совершается за каждый оборот вала 8. При этом через трубку 4 в цилиндры 12 подается масло под давлением, которое, смешиваясь с сжимаемым воздухом, охлаждает его, смазывает трущиеся детали и улучшает компрессию, и образует масловоздушную смесь. Затем масловоздушная смесь, сжатая в цилиндрах первой ступени, нагнетается в цилиндры второй ступени, где сжимается до конечного давления.
Таким образом, главное отличие роторных компрессоров, где ротор соединен с валом через поршни, состоит в замене механической передачи крейцкопфным бесшатунным механизмом. Вследствие этого такой компрессор будет компактнее и легче, что обеспечивает снижение стоимости и массы компрессора.