Багатоступінчаста поршнева кулісна машина

1. Багатоступінчаста поршнева кулісна машина, яка містить корпус із опозитно розташованими робочими циліндрами, що розрізняються між собою діаметрами й зв'язані системою перепускних каналів, установлені в циліндрах поршні, жорстко з'єднані зі спільною кулісою, й розташований у кулісі повзун, у якому розміщений кривошип приводного вала, яка відрізняється тим, що перепус C2 2 (19) 1 3 Прототипом до заявленого технічного рішення є компресор, описаний у заявці Японії №60-233379 [5]. Він містить корпус із опозитно розташованими робочими циліндрами, що розрізняються між собою діаметрами. У циліндрах установлені поршні, жорстко з'єднані зі спільною кулісою. По одну сторону куліси закріплений комбінований поршень першої й третьої ступеней стискання, а по іншу поршень другої ступені. У кулісі розміщений повзун, усередині якого розташований кривошип приводного вала. Робочі циліндри зв'язані між собою складною системою каналів (трубопроводів) газового тракту, розташованих у корпусі компресора. Однак, розміщення в корпусі складної системи трубопроводів, що зв'язують робочі циліндри, ускладнює конструкцію й збільшує габарити пристрою, погіршуючи його масо-габаритні характеристики. Задачею винаходу є спрощення конструкції и поліпшення масо-габаритних характеристик машини. Це досягається тим, що перепускні канали робочих циліндрів розміщені на поршнях, а нагнітальна порожнина циліндра першої ступені й нагнітальний клапан розташовані всередині його поршня. Причому, осі циліндрів першої й останньої ступеней зміщені одна відносно іншої на величину, не менш 0,1 діаметра меншого поршня, а зміщення меншого циліндра щодо більшого здійснено в напрямку приводного вала. У варіантах реалізації пристрою, перепускний канал виконаний у вигляді трубопроводу, встановленого зовні поршнів, і з'єднує їхні внутрішні простори в спільну порожнину проміжного тиску, що виконана герметичною щодо навколишнього простору кожуха, а усмоктувальна порожнина циліндра ступені високого тиску розміщена всередині його поршня. Або пропускний канал виконаний у вигляді отвору в бічній стінці поршня першої ступені й нагнітальний клапан другої ступені розміщений у стінці її робочого циліндра. Сутність пропозиції пояснюється кресленнями, де на Фіг.1 показаний приклад виконання двоступінчастого компресора з клапанним газорозподілом, на Фіг.2, 3 - варіанти трьохступінчастого компресора з без-клапанним газорозподілом впускних трактів циліндрів середнього й високого тисків. Компресор, показаний на Фіг.3, додатково забезпечений проміжним охолоджувачем газу, стиснутого в другій ступені. Заявлена поршнева кулісна машина містить корпус 1, у якому опозитно розташовані робочі циліндри 2 і 3, що розрізняються між собою величинами діаметрів. Циліндр 2, призначений для стискання газу низького тиску, має більший діаметр, а циліндр 3 високого тиску - менший. Поршні 4 і 5, розташовані всередині циліндрів, мають відповідні циліндрам діаметри й жорстко з'єднані з спільною кулісою 6. У кулісі розміщений повзун 7, усередині якого розташований кривошип 8 приводного вала 9. У варіантах, показаних на Фіг.1 і 2, між поршнями 4 і 5 установлений перепускний трубопровід 10, закріплений безпосередньо на поршнях, який з'єднує внутрішній простір 11 поршня 4 й внутрішній простір 12 поршня 5 у спільну 87859 4 порожнину 13 проміжного тиску. Остання виконана герметичною щодо навколишнього простору 14 кожуха 15. У компресорах, зображених на Фіг.2 і 3, представлені варіанти реалізації триступінчастих компресорів із безклапанним газорозподілом впускних каналів циліндрів середнього й високого тисків. При необхідності, на вході у впускні канали додатково можуть бути встановлені відповідні клапана. У цих пристроях робочий циліндр 2 виконаний комбінованим і складається з двох частин - гільзи 16 низького тиску й гільзи 17 середнього тиску. Відповідно, поршень 4, розміщений всередині останніх, виконаний ступінчастим і складається з двох частин: ступені 18 низького тиску й ступені 19 середнього тиску. З метою підвищення енергетичної ефективності робочого циклу, у пристрої, показаному на Фіг.3, зовні компресора додатково встановлений охолоджувач 20. Пропонована багатоступінчаста поршнева кулісна машина працює в такий спосіб. При обертанні приводного вала 9 кривошип 8 пересувається разом із повзуном 7 і, прослизаючи всередині куліси 6, повзун штовхає її разом з поршнями 4 і 5 у напрямку, обумовленому осями циліндрів. Рухаючись поступально в робочих циліндрах, поршні послідовно здійснюютьпроцес багатоступінчастого стискання газу. У пристрої, показаному на Фіг.1, компресор працює у двоступінчастому циклі. При зниженні тиску в робочому циліндрі 2, газ із порожнини 21 всмоктується через клапан 22 і, після стискання, нагнітається через клапан 23 у внутрішній простір 11 поршня 4. Звідки газ по трубопроводу 10 надходить у внутрішній простір 12 поршня 5. При зниженні тиску в робочому циліндрі 3, газ із внутрішнього простору 12 поршня 5 всмоктується через клапан 24 і, після стискання, нагнітається через клапан 25 у нагнітальну порожнину 26 кришки 27. Компресори, показані на Фіг.2 і 3, працюють у трьохступінчастому циклі. При зниженні тиску в гільзі 16 робочого циліндра 2, газ із порожнини 21 всмоктується через клапан 22 і, після стискання, нагнітається через клапан 23 у внутрішній простір (порожнину) 28 ступені 18 поршня 4. При зниженні тиску в робочому об'ємі гільзи 17 циліндра 2 після відкриття каналу 29 в стінці ступені 18 поршня, газ із порожнини 28 всмоктується через канал у робочий простір гільзи 17. Далі, в компресорі, показаному на Фіг.2, після стискання в робочому об'ємі гільзи 17 циліндра 2, газ нагнітається через клапан 30 у внутрішній простір 11 ступені 19 поршня 4. Звідки він по трубопроводу 10 надходить у внутрішній простір 12 поршня 5. При зниженні тиску в робочому циліндрі 3, газ із внутрішнього простору 12 поршня 5 всмоктується через канал 31 поршня й канал 32 циліндра 3 й, після стискання, нагнітається через клапан 25 у нагнітальну порожнину 26 кришки 27. В компресорі, показаному на Фіг.3, після стискання в робочому об'ємі гільзи 17 циліндра 2, газ нагнітається через клапан 33 у нагнітальну порожнину 34. Звідки він по трубопроводу 35 надходить у охолоджувач 20, у якому здійснюється зняття 5 перегріву, й далі по трубопроводу 36 газ надходить у впускний канал 37 циліндра високого тиску. При зниженні тиску в робочому циліндрі 3 після відкриття поршнем впускного каналу 37 в стінці циліндра, газ усмоктується з каналу й після стискання нагнітається через клапан 25 у нагнітальну порожнину 26 кришки 27. З метою підвищення компактності пристрою, вісь 38 циліндра останньої ступені разом із віссю куліси 6 зміщені щодо осі 39 циліндра першої ступені вбік приводного вала (див. Фіг.1), і зміщення Становить величину, не менш 0,1 діаметра меншого поршня Dmin, тобто Е³0,10´Dmin. Установка перепускних каналів безпосередньо на поршнях, а також розміщення нагнітальної порожнини циліндра й клапана першої ступені всередині його поршня, спростило конструкцію й поліпшило масо-габаритні характеристики машини. Зміщення куліси й циліндра останньої ступені вбік приводного вала дозволило спростити конструкцію перепускного трубопроводу, а також зменшити довжину кривошипа, що сприяє підвищенню його 87859 6 жорсткості й поліпшенню масо-габаритних показників, за рахунок зменшення розмірів кривошипа й противаги. Джерела інформації 1. Erich Adler, Offenbach. [Stempel-Hermetic G.m.b.H] Gekapselter Motor-kоmpressor, insbesondere fur Kleinkaltemaschinen. Пат. ФРН № 1137523, MKI: F 04 С (HKI: 27 b, 17). - 1962. 2. Takamatsu Hiroshi, Tanaka Hiroshi, Sugisaki Mutuo.[Honda Giken Kogyo k. k.] Fluid compressor: Пат. США № 4352640, MKI: F 04 В 1/04 (HKI: 417/273). -1982. 3. Пластинин П.И. Теория и расчет поршневых компресоров. -М.: ВО "Агропромиздат", - 1987 г. 4. Оцу Macao. [Токё Сібаура дэнкі к.к.]. Компресор. Пат. Японії № 43-3257, MKI: F 04 В (HKI: 63C13). - 1968. 5. Абэ Йосинорі. [Сьова кэйкі косьо к. к., Экуті к. к.] Поршневий компресор. Заявка Японії № 60-233379, MKI: F 04В 35/00. 1985. 7 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 87859 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601