Компрессор

СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 119) 01) 790 ш 4 Р 25 В 9/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР т ;":нзп,-,т;" ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Омский политехнический институт(56) Авторское свидетельство СССРУ 879194, кл. Р 25 В 9/00, 1980.(57) Изобретение м.б. использованодля сжатия и перемещения газов.Цель изобретения - увеличение степени сжатия компрессора. Для этогопоршень выполнен в виде двух стока нов 2 и 3, телескопически входящихоткрытыми торцами один в другой.Полость 5 расширения соединена с накопительной емкостью 11 посредствомобратного клапана 13. После того,как часть газа из полости 5 расширения через обратный клапан 13 перейдет в емкость 11, давление в полости 5 окажется ниже, чем давлениев горячей и холодной полостях 6 и 7цилиндра, на которые он разделенпоршнем. Поэтому дальнейшее уменьшение объема поршня происходит без подвода механической. энергии извне.Давление газа в полостях 6 и 7уменьшается. 1 ил.Изобретение относится к компрес соростроению, касается теплоиспользующих компрессоров и может исполь,зоваться для сжатия и перемещениягазов в микрокриогенных системах.Целью изобретения является увеличение степени сжатия компрессора.На чертеже изображена схема компрессора, работающего на максимальную степень сжатия (всасывающий инагнетательный клапаны закрыты, непоказаны).Компрессор содержит цилиндр 1,в котором находится поршень, выпол, ненный из двух телескопически входящих открытыми торцами один в другойстаканов 2 и 3, связанных с кривошипно-шатунным механизмом привода 4и образующих полость 5 расширения 20переменного объема. Поршень делитобъем цилиндра на горячую и холоднуюполости 6 и 7, сообщаемые между со,бой через холодильник 8, регенератор 9 и подогреватель 10. Накопительная емкость 11, в качестве которойслужит картер компрессора, соединенас холодной полостью 7 посредством газораспределительного устройства 12.Полость 5 расширения сообщена с накопитепьной емкостью 11 через обратный клапан 13.Компрессор работает следующимобразом,При движении поршня вниз холодныйгаз из полости 7 через холодильник 8, ., регенератор 9 и подогреватель 10 пе ретекает в полость 6, при этом в по; догревателе 10 к нему подводится тепло и температура газа увеличивается. 40Давление газа в полостях 6 и 7 компрессора возрастает. Давление газа вполости 5 расширения и накопительнойемкости 11 остается прежним. Вблизикрайнего нижнего положения стакана 3 45срабатывает газораспределительноеустройство 12, соединяя полость 7 снакопительной емкостью 11. Происходит выпуск части сжатого газа изполости 7 в емкость 11. Давление газа в полостях 6 и 7 понижается и вовсех объемах и полостях компрессоравыравнивается, становясь равным приблизительно первоначальному (предполагается, что объем накопительной ем кости 11 выбран достаточно большим),После выравнивания давлений гаэораспределительное устройство 12 разобщает полость 7 и емкость 11,После выравнивания давлений благодаря углу фазового сдвига в механизме движения в крайнем чижнем положении поршня начинается уменьшение его объема (стакан 3 остается приблизительно на месте, а стакан 2 продолжает движение вниз). Объем полости 5 уменьшается, а суммарный объем полостей 6 и 7 увеличивается, При уменьшении объема полости 5 часть газа через обратный клапан 13 перетекает в накопительную емкость 11. При этом давление газа в полостях 6 и 7 за счет увеличения их суммарного объема уменьшается, а в полости 5 и емкости 11 остается равным приблизительно первоначальному, Для уменьшения объема полости 5 расширения необходимо затратить некоторое количество механической энергии, которая подводится посредством механизма привода 4.При движении поршня уменьшенного объема вверх горячий гаэ из полости 6 перетекает через теплообменные аппараты 10, 9 и 8 в полость 7, при этом в холодильнике 8 от него отводится тепло и температура газа понижается. За счет понижения температуры газа давление в полостях 6 и 7 компрессора понижается еще более. Давление газа в полости 5 расширения и накопительной емкости 11 остаетсяпрежним,Благодаря углу фазового сдвига в механизме движения в крайнем верхнем положении поршня начинается увеличение его объема (стакан 3 остается приблизительно на месте, а стакан 2 продолжает движение вверх). Объем полости 5 увеличивается, а суммарный объем полостей 6 и 7 уменьшается. При этом давление газа в полостях 6 и 7 увеличивается эа счет уменьшения их объема, давление н полости 5 уменьшается эа счет увеличения ее объема, а давление в емкости 11 остается неизменным. В крайнем верхнем положении поршня для увеличения объема полости 5 расширения уже нет необходимости затрачивать механическую энергию, так как в верхнем положении поршня давление газа в полости 5 выше, чем давление в полостях 6 и 7.После восстановления первоначальных размеров поршня газораспределительное устройство 12 вновь соединя1449790 Формула изобретения Составитель Н.КирьяноваТехред Л.Сердюкова Редактор Н.Гунько Корректор Н.Король Заказ 6952/38 Тираж 482 ПодписноеВНИИШ 1 Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР,113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ет полость 7 с накопительной емкостью 11. Происходит впуск газа иземкости 11 в полость 7. Давлениегаза в полостях 7 и 6 увеличиваетсяеще более и становится равным давлению газа в емкости 11. Давлениегаза в полости расширения при этомоказывается ниже, чем в полостях 6и 7 (так как в нижнем положении поршня при уменьшении объема полости 5часть газа была выпущена из нее через обратный клапан 13 в накопительную емкость 11), После выравниваниядавлений в полостях 6, 7 и 11 газораспределительное устройство 12вновь разобщает полость 7 и емкость11 между собой, Поршень движетсявниз. При движении поршня вниз давление газа в полостях б и 7 растет за счет нагрева газа в подогревателе 10, В нижнем положении поршня происходит выпуск части газа из полости 7 в емкость 11 и давление газа в полостях б и 7 падает. При этом после того, как давление газа в полостях 6 и 7 сравняется с давлением газа в емкости 11 и газораспределительное устройство разобщит их, давление газа в полости 5 расширения окажется ниже, чем давление газа в полостях 6 и 7 (за счет произведенного ранее выпуска части газа из полости 5 через обратный клапан 13 в емкость 11). Поэтому дальнейшее уменьшение объема поршня происходит без подвода механической энергии извне. При этом давление газа в полостях 6 и 7 уменьшается. Далее все процессы повторяются. Таким образом, теоретически, предлагаемый компрессор может испольэовать для сжатия газа только теп"ловую энергию. Подвод механическойэнергии необходим только в пусковомпериоде, при первом обороте кривошипно-шатунного механизма. В реальныхусловиях на установившемся рабочем 10 режиме компрессор нуждается в механической энергии для преодоления силтрения, возникающих в подвижных уплотнениях, и гидравлического сопротивления газовых коммуникаций. Пот" 15 ребность в избыточной механическойэнергии при запуске, в реальных усло"виях, может быть удовлетворена либократковременной перегрузкой электродвигателя, либо изменением электри ческой схемы его включения (длятрехфазного электродвигателя, например, применением схем "звезды" и"треугольника"). Компрессор холодильной машины,содержащий цилиндр, разделенный полым поршнем, образующим полость рас ширения, на тепловую и холодную полости, сообщенные между собой посредством подогревателя, регенаратора итеплообменника, и накопительную емкость, имеющую связь с холодной поЗ 5 лостью, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью увеличения степенисжатия, поршень выполнен в виде двухстаканов, телескопически входящих от"крытыми торцами один в другой, а по лость расширения соединена с накопительной емкостью посредством обратного клапана.