Компрессор для текучей среды

СООЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУ БЛИН щ)5 Р 04 С 18/16 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯИ ПАТЕНТУ"110 М 1АЧ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Кабусики Кайся Тосиба (ЛР) (72) Тосикацу Инда и Такаеси Фудзивара (.ХР)(56) Патент СИА Р 2401189, кл. 418-220, опублик. 1946. (54) КОМПРЕССОР ДЛЯ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ (57) Изобретение относится к компрессорам роторного типа и позволяет упростить конструкцию и повысить эффективность сжатия. Внутри цилиндра (Ц) 1 эксцентрично установлен ротор (Р) 4, контактирующий с внутренней поверхностью Ц 1. Ограниченные поверхности Р 4, эластичной спиральной лопатки (Л) 8 с переменным шагом и внутренней поверхностью Ц 1 объемы.ЯО 1605931 А 3 2рабочих камер постепенно уменьшаются от торца всасывания к торцу нагнетанияВ опорах 5 и 6 Р 4 и Ц 1 выполнены всасывающий и нагнетательный проходы 2 и 3. Ротор 16 электродвигателя закреплен непосредственно на Ц 1. В Р 4 выполнен канал, сообщающий направляющий канал 10 с нижней частью канавки, в которой установлена Л 8. Канал 10 сообщается с маслом, расположенным в нижней части герметичного корпуса 13 под давлением нагнетания. Исполнение Л 8 с переменным шагом позволяет повысить степень сжатия компрессора и упростить конструкцию, исключив выпускной клапан. Также повышается степень сжатия за счет снижения перетечек в соседние рабочие камеры благодаря под- жатию Л 8 к внутренней поверхности Ц 1 и уплотнению зазоров маслом, что также позволяет снизить точность из-готовления и тем самым упростить конструкцию Л 8. 12 з.п. ф-лы, 6 ил.Изобретение относится к компрессоростроению,Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение эффективности5путем повышения степени сжатия,На Фиг. 1 изображен компрессордля текучей среды, продольный разрез; на фиг. 2 - ротор компрессора;на фиг, 3 - спиральная лопатка; нафиг. 4 - Фрагмент компрессора, продольный разрез; на Фиг 5 - то же,поперечный разрез; на Фиг. 6 - компрессор для текучей среды с ротором,соосно соединенным с валом электродвигателя.Компрессор для текучей среды содержит цилиндр 1 со всасывающей инагнетательной сторонами, имеющимисоответственно всасывающий 2 и нагнетательный 3 проходы. Ротор 4 расположен в цилиндре 1 с возможностьювращения относительно последнего иснабжен опорами 5 и 6 вращения. Осьцилиндра 1 параллельна оси вращенияротора 4 и отстоит от нее на эксцент-риситет еОсь вращения ротора 4 совпадает с его собственной осью, Наружная поверхность ротора 4 находится вконтакте с внутренней поверхностьюцилиндра 1На наружной поверхностиЗОротора 4 выполнена спиральная канавка 7, имеющая шаг, постепенно уменьшающийся от всасывающей стороны кнагнетательной, В канавке 7 располо "жена с возможностью скольжения врадиальном направлении ротора 4 спиральная лопатка 8, изготовленная изэластичного материала и контактирующая своей наружной поверхностью свнутренней поверхностью цилиндра 140по всему диаметру последней, Спиральная лопатка 8 разделяет полость между внутренней поверхностью цилиндра 1и ротором 4 на множество рабочих ка"мер 9 серповидной Формы переменного45объема. Толщиналопатки 8 равнаширине канавки 7. Компрессор снабженприводом относительно вращения цилиндра 1 и ротора 4 и средством созгдания давления в пространстве междулопаткой 8 и нижней частью канавки 7.Средство создания давления включаетнаправляющий канал 10 и канал 11, выполненный в роторе 4. Канал 11 однимконцом сообщается с каналом 10, а 55другим - с нижней частью канавки 7 научастке, расположенном от всасывающейстороны цилиндра 1 на расстоянии немного большем шага канавки, Средство создания давления представляетсобой средство ввода смазочного масла12 под давлением.Компрессор снабжен герметичнымкорпусом 13, охватывающим привод,цилиндр 1 и опоры 5 и 6, закрепленные на корпусе 13. Внутренняя полостькорпуса 13 сообщена с нагнетательнымпроходом 3. Смазочное масло 12 расположено в нижней части корпуса 13 иимеет уровень, обеспечивающий сообщение масла 12 с направляющим каналом 10. В случае отсутствия масла 12средство создания давления представляет собой средство подачи газа поддавлением, являющееся внутренней полостью корпуса 13, сообщающейся с направляющим каналом 10.Привод относительного вращения может быть выполнен в двух вариантах,В одном варианте привод включаетэлектродвигатель и средство передачивращающего усилия от цилиндра 1 к ротору 4, включающее углубление 14,образованное на наружной поверхностиротора 4, и штырь 15, закрепленныйна внутренней поверхности цилиндра 1и входящий в углубление 14 с возможностью перемещения в радиальном направлении. При этом ротор 16 электродвигателя прикреплен к наружной поверхности цилиндра 1, а статор 17расположен снаружи ротора 16; опоры5 и 6 вращения ротора 4 имеют поверхности, на которых установлены с возможностью вращения концы цилиндра 1;всасывающий проход 2 выполнен в опоре 5 со всасывающей стороны цилиндра1 и сообщает последнюю с внешнейстороной корпуса 13, а нагнетательный проход 3 выполнен в опоре 6 снагнетательной стороны цилиндра 1 исообщает последнюю с внутренней полостью корпуса 13,В другом варианте привод включает электродвигатель, соосно соединенный с ротором 4 посредством вала18, установленного в опоре 5. Приэтом внутренняя полость герметичногокорпуса 13 перегорожена опорой 5,герметично разделяющей внутреннююполость на полость низкого давления,в которой расположен электродвигатель, и полость высокого давления,в которой расположен цилиндр 1 с ротором 4. В обоих вариантах корпусснабжен впускным патрубком 19, сооб5931Переменный шаг канавки 7 позволяет получить сжатый газ без выпускногоклапана, что упрощает конструкцию.Уменьшение элементов конструкции достигается и тем, что ротор 16 электродвигателя не требует опор вращения, так как закреплен на цилиндре 1.Уменьшение перетечек между рабочимикамерами 9 позволяет повысить эффективность компрессора путем повышениястепени сжатия, Принудительное поджатие лопатки 8 к внутренней поверхности цилиндра 1 позволяет избежатьвысокой точности изготовления лопатки 8, требуемой для скольжения элас"тичной лопатки 8 в радиальном направлении по канавке 7. Спиральная формалопатки 8. приводит к распределению 5160 щающим всасывающий проход 2 с всасываемым газом, и выпускным патрубком 20, сообщающим нагнетательный проход 3 с линией нагнетания.Компрессор для текучей среды по первому варианту работает следующим образом.При подаче напряжения на обмотку электродвигателя ротор 1 б электродвигателя и жестко соединенный с ним цилиндр 1 приводятся во вращение. Посредством штыря 15, закрепленного на цилиндре 1 и входящего в углубление 14, выполненное на поверхности ротора 4, вращение цилиндра 1 приводит во вращение ротор 4. При этом наружная поверхность ротора 4 контактирует по линии с внутренней поверхностью цилиндра 1. Эксцентрич ность расположения ротора 4 в цилиндре 1 приводит к вращению ротора 4 относительно цилиндра 1.Вместе с ротором 4 вращается лопатка 8 таким образом, что ее наруж ная поверхность контактирует по всей внутренней поверхности цилиндра 1. Лопатка 8 входит в канавку 7 той стороной лопатки 8, которая приближается к контактному участку между ротором 4 и цилиндром 1, и выходит иэ канавки 7, когда отходит от контактного участка. Газ всасывается через впускной патрубок 19 и всасывающий проход 2 и попадает в рабочую камеру 9 со всасывающей стороны, При вращении ротора 4 газ передается в рабочую камеру 9 на нагнетательной стороне, сжимаясь вследствие уменьшающегося объема рабочей камеры 9.Сжатый газ выпускается через нагнетательный проход 3 во внутреннюю полость корпуса 13 и подается к потребителю по выпускному патрубку 20. Когда давление внутри корпуса 13 увеличивается, в полость между лопаткой 8 и нижней частью канавки 7 вводится смазка 12 через каналы 10 и 11.Таким образом, лопатка 8 постоянно поджата к внутренней поверхности цилиндра 1, что уменьшает перетечки между рабочими камерами 9.Работа компрессора согласно второ" му варианту конструкции аналогична первому с той лишь разницей, что вращение ротора 1 бэлектродвигателя пе редается непосредственно ротору 4, что позволяет упростить конструкцию и изменить габариты. масла по канавке 7 аналогично гидравлическому насосу и позволяет производить смазку и уплотнение подвижных частей. Цилиндр 1 и ротор 4 контактируют друг с другом, когда они вращаются в одном направлении, поэтому трение между этими элементами незначительно, так, что они могут вращаться плавно с небольшой вибрацией и шумом.В сравнении с конструкцией, имеющей постоянный шаг канавки 7, предлагаемая конструкция дает преимущества при равной длине ротора либо в повышении производительности за счет увеличения шага на всасывающей стороне цилиндра 1 при равном числе витков, либо в повышении степени сжатия при увеличенном числе витков за счет увеличения числа рабочих камер 9 и снижения перепада давления и перетечек . между соседними рабочими камерами 9.Перечисленные варианты конструкций не исчерпывают все возможные варианты. Так, например, компрессор может быть выполнен без герметичного корпуса 13, при этом патрубки 19 и 20 могут быть соединены непосредственно с всасывающим и нагнетательным проходами 2 и 3. Формула изобретения 1. Компрессор для текучей среды, содержащий цилиндр со всасывающей и нагнетательной сторонами, имеющими соответственно всасывающий и нагнетательный проходы, ротор, эксцентрично расположенный в цилиндре с возможностью вращения относительно последнего и имеющий опоры вращения, причем ось цилиндра параллельна оси вращения ротора, совпадающей с его собственной осью, а наружная поверхность ротора находится в контакте с внутренней поверхностью цилиндра, при этом ротор имеет спиральную канавку на своей наружной поверхности; спиральную лопатку, расположенную в канавке с возможностью скольжения в радиальном направлении ротора, контактирующую своей наружной поверхностью с внутренней поверхностью цилиндра по всему диаметру, последней и разделяющую полость между внутренней поверхностью цилиндра и ротором на множество рабочих камер, и . привод относительного вращения цилиндра и ротора, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения эффективности путем повышения степени сжатия, канавка имеет шаг, постепенно уменьшающийся от всасывающей с"ороны к нагнетательной стороне.2, Компрессор по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что он содержит средство создания давления в пространстве между лопаткой и нижней частью канавки.3. Компрессор по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что средство создания давления включает направляющий канал и канал, выполненный в роторе, одним концом сообщающийся с направляющим каналом, а другим - с нижней частью канавки.4. Компрессор по п. 3, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что средство создания давления представляет со" бой средство ввода масла под давлением.5. Компрессор по п. 4, о т л н ч а ю щ и й с я тем, что он снабжен герметичным корпусом, охватывающим привод и цилиндр, причем внутренняя полость герметичного корпуса сообщена с нагнетательным проходом, а средство ввода масла представляет собой смазочное масло, расположенное в нижней части герметичного корпуса и имеющее уровень, обеспечивающий сообщение смазочного масла с направляющим каналом. 6. Компрессор по п. 3, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что средствосоздания давления представляет собой средство подачи газа под давлением.7. Компрессор по п. 6, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что он снабжен герметичным корпусом, охватывающим привод .и цилиндр, а средство подачи газа представляет собой внутреннюю полость герметичного корпуса, сообщающуюся с направляющим каналом,8. Компрессор по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что привод включает электродвигатель вращения цилиндра н средство передачи вращающего усилия от цилиндра к ротору.9. Компрессор по п. 8, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что ротор электродвигателя прикреплен к наружной поверхности цилиндра, а статор расположен снаружи ротора электродвигателя.10. Компрессор по и, 9, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что опоры вращения ротора имеют поверхности, на которых установлены с возможностью вращения концы цилиндра,11. Компрессор по и. 10, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что он снабжен герметичным корпусом, охватывающим электродвигатель, цилиндр и опоры вращения ротора, причем всасывающий проход выполнен в опоре вращения ротора с всасывающей стороны цилиндра и сообщает последнюю с внешней стороной герметичного корпуса, а нагнетательный проход выполнен в опоре вращения ротора с нагнетательной стороны цилиндра и сообщает с внутренней полостью герметичного корпуса.12. Компрессор по п, 8, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что средствопередачи включает углубление, образо. ванное на наружной поверхности ротора, и штырь, закрепленный на внутренней поверхности цилиндра и входящий в углубление с возможностью перемещения в радиагьном направлении,13. Компрессор по п, 1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что привод включает электродвигатель, соосно соединенный с ротором посредством вала.1605931 ия,5 Редактор Е. Шевкун рект каз 34 ираж 496Подписное ВНИИПИ ударственного комитета но изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 СоставительТехред Л.Сер Калининкова фиВ.Р 6