МЕМБРАННЫЙ ШАРОВОЙ КОМПРЕССОР
MEMBRANE BALL COMPRESSOR

Изобретение относится к области компрессоростроению и касается мембранных компрессоров, используемых в резервуарах с аэрируемой жидкостью при очистке воды или других жидкостей от растворенных газов или растворения в жидкости воздуха и/или других газов.
Из уровня техники общеизвестны компрессоры с плоской мембраной, в которых круглая гибкая мембрана зажата по периметру между крышкой и цилиндром, приводится в колебательное движение (например, Алтухов С.М. Мембранные компрессоры. М.: Машиностроение, 1967, с. 81, рис. 57; SU 1638364 А1 от 30.03.91 Бюл. №12).
Прототипом заявленного устройства является мембранный шаровой компрессор, состоящий из основания, к которому по периметру закреплена эластичная мембрана-шар, см. патент DE 2702123, 27.07.1978
Недостатком известных выше указанных решений является сложность (а порой невозможность) применения конструкций в резервуарах с аэрируемой жидкостью, в составе плавающих аэрационных систем.
Техническим результатом заявленного изобретения является повышение плавучести, компактности, удельной производительности и расширение области применения конструкции компрессора.
Изобретение поясняется следующими чертежами.
на Фиг. 1 схематично изображен предлагаемый компрессор, продольный разрез;
на А), Б) Фиг. 2 показаны варианты крепления сферической мембраны к основанию;
на А), Б) Фиг. 3 представлен заявленный компрессор в крайних положениях штока соленоида;
на Фиг. 4 иллюстрирован пример применения шарового компрессора для продувки резервуара с водой (башни Рожновского).
На чертеже схематично изображен предлагаемый компрессор, продольный разрез, см. Фиг. 1.
Мембранный шаровой компрессор состоит из основания (1) к которому по периметру закреплена эластичная мембрана-шар (2), см. Фиг. 1. На основании (1) внутри эластичной мембраны-шара (2) размешается якорь соленоида (3) с подвижным штоком (4). С внешней стороны к основанию (1) подводятся по меньшей мере следующие коммуникации: силовой кабель (5), подводящий патрубок (6) через впускной клапан (7), отводящий патрубок (8) через выпускной клапан (9).
Эластичная мембрана-шар (2) выполняет функцию рабочего органа, а также является частью корпуса заявленного компрессора.
Эластичная мембрана-шар (2) может быть выполнена, например, из этиленпропиленовых каучуков.
Форма, размер, материал и герметичность эластичной мембраны-шара (2) обеспечивает плавучесть и компактность конструкции заявленного изобретения.
Крепление эластичной мембраны-шара (2) к основанию (1) герметично и осуществляется при помощи прижимного кольца, см. А) Фиг. 2, или вставляется с натяжением в паз, см. Б) Фиг. 2.
Мембранный шаровой компрессор работает следующим образом.
От силового кабеля (5) приводится в действие якорь соленоида (3) с подвижным штоком соленоида (4). При ходе вниз подвижного штока соленоида (4) происходит всасывание газа (воздуха) из внешней среды через подводящий патрубок (6). Крайнее нижнее положение штока соленоида (4) представлено на Б) Фиг. 3. Ограничение хода регулируется высотой штока и характеристиками материала / формы / размера эластичной мембраны-шара (2). При ходе вверх подвижного штока соленоида (4) происходит стравливание воздуха из внутренней полости эластичной мембраной-шара (2) через отводящий патрубок (8). Крайнее верхнее положение штока соленоида (4) представлено на А) Фиг. 3. Подвод и отвод воздуха регулируется впускным (7) и выпускным (8) клапанами.
Такой принцип работы обеспечивает высокую удельную производительность компрессора.
Способ использования заключается в обеспечении передачи воздуха и/или газа из окружающей среды и/или по меньшей мере одного резервуара в окружающую среду и/или по меньшей мере один резервуар.
Пример применения заявленного изобретения.
На Фиг. 4 представлена водонапорная башня (10), в которой на поверхности воды плавающая аэрационная система. В составе системы используется мембранный шаровой компрессор (12). Компрессор (12) обеспечивает забор воздуха из окружающей среды и далее нагнетания воздуха в толщу жидкости в водонапорной башне через аэратор (11).
Сравнительные характеристики заявленного устройства с общеизвестным представлены в таблице 1.
Как видно из таблицы, заявленное устройство обеспечивает повышение производительности компрессора при одинаковой мощности, т.е. достигается повышение коэффициента полезного действия компрессора за счет снижения потерь на трение и рассеяние энергии сил упругости в результате перехода в тепловую энергию.