Вільнопоршневий компресор з електромагнітним приводом
Номер патенту: 52957
Опубліковано: 15.01.2003
Автори: Коміссаров Сергій Сергійович, Ахтямов Альберт Мінахметович
Формула / Реферат
1. Вільнопоршневий компресор із електромагнітним приводом, який містить два співвісно розташованих циліндрових блоки, що включають в себе по два опозитно розташованих циліндри із розміщеним між ними додатковим циліндром і встановленими в них із утворенням робочих камер поршнями, жорстко зв'язаними між собою, по дві співвісні привідні електромагнітні котушки, замкнені у кільцевий магнітопровід і обхоплювальний додатковий циліндр, середні та крайні із котрих попарно електрично зв’язані між собою, при цьому додаткові циліндри мають у порівнянні із опозитними циліндрами більший діаметр та обладнані тонкостінними гільзами із антифрикційного матеріалу, поршні додаткових циліндрів та магнітопроводи виконані із магнітом'якого феромагнітного матеріалу, а циліндри та поршні опозитних циліндрів - із немагнітного матеріалу, блок живлення і систему керування, який відрізняється тим, що в одному із циліндрових блоків у середній по його осі і перпендикулярній їй площині виконано з одного боку радіальний отвір із виходом у порожнину додаткового циліндра, у якому розміщено стержень із немагнітного матеріалу, підпружинений до циліндрового блока та взаємодіючий із ним по ковзній посадці, а поршень додаткового циліндра обладнано двома кільцевими канавками, розташованими у площинах, що збігаються із площиною розташування радіального отвору у циліндровому блоці при крайньому лівому та крайньому правому положеннях поршня, при цьому стержень своїм кінцем, спрямованим у порожнину циліндра, взаємодіє із поршнем додаткового циліндра по його твірній у межах, визначених відстанню між середніми торцевими перерізами кільцевих канавок на поршні, а другим кінцем взаємодіє із електромагнітним перемикачем живлення середніх та крайніх електромагнітних котушок, причому перемикання кола їх живлення відбувається у момент опускання стержня у ту чи іншу кільцеву канавку поршня.
2. Вільнопоршневий компресор із електромагнітним приводом за п. 1, який відрізняється тим, що стержень на кінці, що взаємодіє із поршнем, обладнано стальною кулькою, утворюючою із стержнем сферичну кінематичну пару, через яку стержень взаємодіє із поршнем.
Текст
1 Вільнопоршневий компресор із електромагнітним приводом, який містить два СПІВВІСНО розташованих циліндрових блоки, що включають в себе по два опозитно розташованих циліндри із розміщеним між ними додатковим циліндром і встановленими в них із утворенням робочих камер поршнями, жорстко зв'язаними між собою, по дві СПІВВІСНІ привідні електромагнітні котушки, замкнені у кільцевий магнітопровід і обхоплювальний додатковий циліндр, середні та крайні із котрих попарно електрично зв'язані між собою, при цьому додаткові циліндри мають у порівнянні із опозитними циліндрами більший діаметр та обладнані тонкостінними гільзами із антифрикційного матеріалу, поршні додаткових циліндрів та магнітопроводи виконані із магнітом'якого феромагнітного матеріалу, а циліндри та поршні опозитних циліндрів - із немагнітного матеріалу, блок живлення і систему керування, який відрізняється тим, що в одному із циліндрових блоків у середній по його осі і перпендикулярній їй площині виконано з одного боку радіальний отвір із виходом у порожнину додаткового циліндра, у якому розміщено стержень із немагнітного матеріалу, підпружинений до циліндрового блока та взаємодіючий із ним по ковзній посадці, а поршень додаткового циліндра обладнано двома кільцевими канавками, розташованими у площинах, що збігаються із площиною розташування радіального отвору у циліндровому блоці при крайньому лівому та крайньому правому положеннях поршня, при цьому стержень своїм кінцем, спрямованим у порожнину циліндра, взаємодіє із поршнем додаткового циліндра по його твірній у межах, визначених відстанню між середніми торцевими перерізами кільцевих канавок на поршні, а другим кінцем взаємодіє із електромагнітним перемикачем живлення середніх та крайніх електромагнітних котушок, причому перемикання кола їх живлення відбувається у момент опускання стержня у ту чи іншу кільцеву канавку поршня 2 Вільнопоршневий компресор із електромагнітним приводом за п 1, який відрізняється тим, що стержень на КІНЦІ, що взаємодіє із поршнем, обладнано стальною кулькою, утворюючою із стержнем сферичну кінематичну пару, через яку стержень взаємодіє із поршнем 1 ю ю Винахід відноситься до компресоробудування і може бути використаний у вільнопоршневих компресорах з електромагнітним приводом Відомо вільнопоршневий компресор із електромагнітним приводом, який містить два СПІВВІСНО розташовані циліндрових блоки, що включають в себе по два опозитно розташованих циліндра із розміщеним між ними додатковим циліндром і встановленими в них з утворенням робочих камер поршнями, що жорстко зв'язані між собою, по дві СПІВВІСНІ привідні електромагнітні котушки, замішені у кільцевий магнітопровід і охоплювальні додатковий циліндр, середні та крайні із котрих попарно електрично зв'язані між собою, при цьому додаткові циліндри мають у порівнянні із опозитними циліндрами більший діаметр та обладнані тонкостінними гільзами із антифрикційного матеріалу, поршні додаткових циліндрів та магніто-проводи виконані із магнітом'якого феромагнітного матеріалу, а циліндри та поршні опозитних циліндрів - із немагнітного матеріалу, блок живлення і систему керування Даний компресор прийнято за прототип /див а с СРСР № 1610068 МПК 7 Р 04 В 35/04 Опубл ЗО 11 90, бюл № 44/ Недоліком даного вільнопоршневого компресора із електромагнітним приводом є низька продуктивність і підвищене споживання електроенергії Це пояснюється довільним, нічим не обгрунтованим вибором частоти подання напруги живлення на електромагнітні котушки приводу 52957 компресора Для кожного моменту роботи вільнопоршневого компресора з електромагнітним приводом існує оптимальна частота ходів поршнів і при цій частоті поршні повинні виконувати повний хід, тобто переміщатися із одного крайнього положення у друге, а після завершення ходу миттєво почати переміщення у зворотному напрямку Ця частота нестала і залежить від зміни опору переміщенню поршнів та величини сили тяги електромагнітних котушок При завданні за допомогою системи регулювання частоти ходів, котра для даного моменту часу більше оптимальної, поршні будуть змінювати напрямок руху, не досягти крайнього положення, тобто не завершивши хід і не витіснивши із порожнин циліндрів належний об'єм газу, що призводить до зниження продуктивності компресора При завданні частоти ходів менше оптимальної поршні, завершивши хід, будуть весь час залишатися нерухомими, спричинюючи непродуктивне споживання компресором електроенергії та нагрів електромагнітних котушок Отже, задавати частоту переключення подання напруги живлення на середні та крайні котушки взагалі не можна, оскільки імовірність її збігу із оптимальною частотою дуже мала В основу винаходу поставлено задачу удосконалення вільно-поршневого компресора із електромагнітним приводом шляхом автоматичної безперервної підтримки оптимальної частоти переключення напруги живлення на середні та крайні електромагнітні котушки, що приведе до підвищення продуктивності компресора та зниження питомої споживаної потужності Поставлена задача досягається тим, що у вільнопоршневому компресорі із електромагнітним приводом, який містить два СПІВВІСНО розташованих циліндрових блоки, що включають в себе по два опозитно розташованих циліндри із розміщеним між ними додаткавим циліндром і установленими у них із утворенням робочих камер поршнями, жорстко зв'язашшміж собою, по дві СПІВВІСНІ приводні електромагнітні котушки, замкнені у кільцевий магніто-провід і охоплювальні додатковий циліндр, середні та крайні із котрих попарно електричне зв'язані між собою, при цьому додаткові циліндри мають у порівнянні із опозитними циліндрами більший діаметр та обладнані тонкостінними гільзами з антифрикційного матеріалу, поршні додаткових циліндрів та магнітопроводи виконані із магнітом'якого феромагнітного матеріалу, а циліндри та поршні опозитних циліндрів - із немагнітного матеріалу, блок живлення і систему керування, згідно з винаходом, для утворення системи автоматичного керування в одному із циліндрових блоків у середній по його осі і перпендикулярній їй площині виконано з одного боку радіальний отвір із виходом у порожнину додаткового циліндра, у якому розміщено підпружинений до циліндрового блока, взаємодіючий із ним по ковзній посадці стержень із немагнітного матеріалу, а поршень додаткового циліндра обладнано двома кільцевими канавками, розташованими у площинах, що збігаються із площиною розташування радіального отвору у циліндровому блоці при крайньому лівому та крайньому правому положеннях поршня, при цьому стержень своїм кінцем, спрямованим у по рожнину циліндра, взаємодіє із поршнем додаткового циліндра по його твірній у межах, визначених відстанню між середніми торцевими перерізами кільцевих канавок на поршні, а другим кінцем взаємодіє із електричним перемикачем живлення середніх та крайніх електромагнітних котушок, причому перемикання кола їх живлення відбувається у момент опускання стержня у ту чи іншу кільцеву канавку поршня, при цьому взаємодіючий із поршнем кінець стержня обладнано утворюючою із стержнем сферичну кінематичну пару стальною кулькою, через яку стержень взаємодіє із поршнем Якщо у прототипі частота ходів поршнів вільнопоршневого компресора з електромагнітним приводом, яка задається за допомогою системи керування, ніколи не може бути оптимальною, то у компресорі, що пропонується, в результаті саморегулювання завжди забезпечується оптимальна частота ходів, завдяки чому підвищується продуктивність компресора і знижується питома споживана потужність Сутність винаходу пояснюється кресленням, де зображено лівий циліндровий блок вільнопоршневого компресора з електромагнітним приводом без з'єднувальних трубопроводів і ресиверів, котрих сутність винаходу не обходить Лівий циліндровий блок 1, розташований співвісно із не показаним на кресленні правим циліндровим блоком Він МІСТИТЬ ОПОЗИТНО розташовані циліндри 2 і 3 та розміщений між ними додатковий циліндр 4, в котрих встановлені жорстко зв'язані між собою поршні 5, 6, 7 Додатковий циліндр 4 обладнано тонкостінною гільзою 8 з антифрикційного матеріалу, котра охоплюється кільцевим магнітопроводом 9 із замкненими у ньому котушками, одна із котрих /котушка 10/ відноситься до середніх, а друга /котушка 11/ - до крайніх котушок Середні котушки двох циліндрових блоків, так само як і крайні, попарно електричко зв'язані між собою Магнітопровід 9 і поршень 7 виконані із магнітом'якого матеріалу із мінімально можливою коерцитивною силою Циліндри 2, 3, 4, гільза 8, поршні 5, б виконані із немагнітного матеріалу У середньому торцевому перерізі магнітопровода 9 виконано радіальний отвір 12 із виходом у порожнину циліндра 4 У отворі 12 розміщено по ковзній посадці стержень 13 із немагнітного матеріалу, котрий за допомогою кронштейна 14 та пружини 15 підпружинено до лівого циліндрового блоку 1 Стержень 13 на його долішньому КІНЦІ обладнано стальною кулькою, утворюючою із стержнем сферичну кінематичну пару, яка дозволяє зменшити сили тертя та стирання поверхні при взаємодії стержня 13 із поршнем 7 Верхній кінець стержня 13 взаємодіє із рухомим штифтом 17, підпружиненим до корпуса електричного перемикача 16 живлення котушок 10, 11, Перемикач 16 жорстко закріплений на кронштейні 14 Сила пружності пружини 15 достатня для подолання опору руху штифта 17 та забезпечення сотого притискання стержня ІЗ через кульку до поверхні поршня 7 На поршні 7 виконані дві кільцеві канавки 18 та 19 таким чином, щоб стержень ІЗ попадав у одну із них при крайньому лівому положенні поршня 7, а в другу - при крайньому правому положенні цього поршня« Глибина канавок 18 та 19 визначається ходом стержня 13, 52957 необхідним для надійного спрацьовування перемикача 16 Одна із фаз джерела постійного струму - випрямного блока 20 підключена до усіх електромагнітних котушок, у тому числі за допомогою проводу 21 до котушок правого блока циліндрів Друга фаза від випрямного блока 20 підведена до перемикача 16, При кожному натисканні на штифт 17 перемикача 16 останній забезпечує вимкнення одних електрично зв'язаних між собою електромагнітних котушок / на* приклад, крайніх/ і підключення інших /середніх/ та навпаки* За допомогою проводу 22 забезпечується підключення до джерела постійного струму середньої котушки, а за допомогою проводу 23-крайньоі котушки правого циліндрового блока Вільнопоршневий компресор з електромагнітним приводом працює таким чином При вмиканні в коло живлення крайніх або середніх котушок поршень 7 разом із поршнями 5, 6 під дією електромагнітного поля починає переміщатися ВІДПОВІДНО ліворуч або праворуч» У порожнинах циліндрів 4, 2, 3 здійснюються процеси всмоктування та нагнітання газу При досягненні поршнями крайнього положення стержень 13 із коткою по поверхні поршня 7 кулькою під дією пружини 15 опуска ється у кільцеву канавку 18 або 19 Натискання стержня 13 на штифт 17 викликає спрацьовування перемикача 16, внаслідок чого одні із котушок вимикаються, а ІНШІ підключаються до кола живлення Поршні починають переміщатися у зворотному напрямку, здійснюючи процеси всмоктування та нагнітання газу, до досягнення другого крайнього положення Оскільки крайні та середні котушки лівого і правого циліндрових блоків попарно з'єднані між собою, то описані раніше процеси відбуваються і у правому циліндровому блоці Поршні лівого та правого циліндрових блоків переміщаються або назустріч один одному, або віддаляючись один від одного Таким чином, у вільнопоршневому компресорі з електроманітним приводом, який пропонується, забезпечується, по-перше, здійснення повних ходів поршнів і, по-друге, миттєва зміна напрямку руху поршнів після повного завершення ходу, тобто автоматично встановлюється оптимальна частота ходів поршнів у будь-якому навантажувальному режимі компресора, завдяки чому підвищується його продуктивність і зменшується питома споживана потужність ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюFree-piston compressor with electromagnetic drive
Автори англійськоюAkhtiamov Albert Minakhmetovych
Назва патенту російськоюСвободнопоршневой компрессор с электромагнитным приводом
Автори російськоюАхтямов Альберт Минахметович
МПК / Мітки
МПК: F04B 35/00
Мітки: електромагнітним, вільнопоршневий, компресор, приводом
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/3-52957-vilnoporshnevijj-kompresor-z-elektromagnitnim-privodom.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Вільнопоршневий компресор з електромагнітним приводом</a>
Попередній патент: Прямолінійно направляючий механізм
Наступний патент: Гальмова система транспортного засобу
Випадковий патент: Пристрій для зрізування гички та очищення головок коренеплодів цукрових буряків