Поршневий компресор

Винахід відноситься до компресоробудування і може бути використаний в одноступінчастих поршневих компресорах або у перши х ступенях поршневих компресорів з будь-яким числом ступенів стиску. Відомо поршневий компресор, що містить циліндр, поршень, шатун, колінчастий вал, камери всмоктування і нагнітання, всмоктуючий і нагнітальний клапани (див. Поршневые компрессоры: Учеб. пособие для студентов вузов, обучающи хся по специальности «Холодильные и компрессорные машины и установки» /Б. С. Фотин, И. Б. Пирумов, И. К. Прилуцкий, П. И. Пластилин, Под общ ред. Б. С. Фотина. - Л: Машиностроение, 1987. - 372с., с.5). Цей поршневий компресор обрано за прототип. Недоліком відомого компресора є те, що не весь хід поршня при його русі від клапанів до колінчастого вала використовується для заповнення порожнини циліндра свіжим газом. Це спричинюється наявністю в компресорі мертвого простору - об'єму, зайнятого газом, що залишився під тиском наприкінці процесу нагнітання. У зв'язку з цим зменшується об'єм всмоктуваного газу, тому що всмоктування нової його порції починається не їда початку ходу поршня в напряму від клапанів до колінчастого вала, а наприкінці процесу розширення об'єму газу, що залишився в мертвому просторі, тобто об'єм всмоктуваного псу завжди менший за робочий об'єм циліндра. Газ у мертвому просторі мас високу температуру, внаслідок чого, навіть після розширення, змішуючись з всмоктуваним газом, викликає підвищення його середньої температури, що, по-перше, приводить до зниження маси газу в порожнині циліндра, підготовленого до здійснення процесу стиску, і, по-друге, до погіршення теплового режиму компресора. Таким чином, розширення газу з мертвого простору с шкідливим, оскільки знижує продуктивність компресора і приводить до підвищення його температури. В основу винаходу поставлено задачу удосконалення поршневого компресора шляхом забезпечення випуску газу з мертвого об'єму компресора, що дозволить підвищити його продуктивність і зменшити температуру нагрівання. Поставлена задача досягається тим, що в поршневому компресорі, який містить циліндр, поршень, шатун, колінчастий вал, камери всмоктування і нагнітання, всмоктувальний і нагнітальний клапани, відповідно до винаходу, у стінці циліндра на відстані від осі колінчастого вада, що відповідає положенню торця поршня наприкінці процесу нагнітання, виконано отвір, зв'язаний з нормально закритим клапаном, тиск відкривання якого вище за тиск нагнітання компресора. Завдяки ознакам, властивим винаходу, що заявляється, у кожнім циклі роботи одноступінчастого компресора або першого ступеня поршневого компресора з будь-яким числом ступеню стиску газ з мертвого простору викидається в атмосферу або у відвідний канапі практично із самого початку руху поршня в напряму від клапанів до колінчастого вала здійснюється всмоктування в циліндр свіжої порції газу. Збільшується маса стискуваного газу, тобто зростає продуктивність компресора. Разом з газом з мертвого простору відводиться тепло, що в ньому міститься, завдяки чому компресор менше нагрівається. Сутність винаходу пояснюється кресленням, на якому зображена схема поршневого компресора. У циліндрі І розміщено поршень 2, що рухомо з'єднаний із шатуном 3, також рухомо з'єднаним з колінчастим валом 4. Циліндр 1 обладнано всмоктувальним 5 і нагнітальним 6 клапанами, через ям сполучається, відповідно, з камерами всмоктування 7 і нагнітання 8. У стінці циліндра 1 на відстані від осі колінчастого вала 4, що відповідає положенню торця поршня 2 наприкінці процесу нагнітання, виконано отвір 9, зв'язаний з нормально закритим клапаном 10, що складається з кульки 11 і пружини 12, яка підпружинює кульку її до циліндра 1. Розрахункове значення тиску відкривання нормально закритого клапана 10 вище за тиск відкривання нагнітального клапана 6, тобто затиск нагнітання компресора. Поршневий компресор працює наступним чином. Обертальний рух колінчастого вала 4 за допомогою шатуна 3 перетворюється в зворотно-поступальний рух поршня 2 у циліндрі 1. При русі поршня 2 у напрямку від колінчастого вала 4 до клапанів 5 і 6 відбувається процес стиску газу, оскільки всі клапани циліндра 1 закриті. При досягненні поршнем 2 визначеного положення тиск газу стане достатнім для відкривання нагнітального клапана 6. Стиснутий газ крізь клапан 6 буде витіснятись в камеру нагнітання 8. Відбувається процес нагнітання, який продовжується до кінця ходу поршня 2. При досягненні поршнем 2 крайнього верхнього положення він, взаємодіючи з кулькою 11, відкриває нормально закритий клапан 10, у результаті чого газ, що залишився невитиснутим, з мертвого простору викидається в атмосферу або у відвідний канал, тиск у циліндрі 1 падає, і нагнітальний клапан 6 закривається. З початком зворотного ходу поршня 2 закривається клапан 10, у циліндрі 1 створюється розрідження, відкривається всмоктувальний клапан 5, і з камери всмоктування 7 у порожнину циліндра 1 починає надходити свіжий газ. До кінця зворотного ходу поршня 2 свіжий газ заповнює усю порожнину циліндра 1. На цьому цикл роботи поршневого компресора завершується. Таким чином, запропонований поршневий компресор, на відміну від відомого пристрою, має більшу продуктивність і меншу температуру нагрівання.