Компресор

1. Компресор, що містить корпус, в якому розташовано елемент, що компресує, робочу порожнину, вікно усмоктування та вікно нагнітання, вал привода обертання, який від різняє ться тим , що ро бочу порожнин у роз та шо вано по колу, обмеженом у донно ю по ве р хн ею, бі чними по ве р хнями й по вер хнями о бмеж уючи х виступі в, а елеме н т, що компресує, виконано у вигляді гнучкої стрічки, кінці якої закріплені в корпусі компресора, гнучку стрічку розташо вано уздовж кола робочої порожнини з можливістю переміщення й контакту з бічними поверхнями робочої порожнини, поверхнями обмежуючих виступів і з можливістю контак ту з донною повер хнею на одній або декількох локальних ділянках, компресор має принаймні один елемент, що тисне, виконаний як тіло обертання і з'єднаний з валом привода обертання, який розташовано у центрі кола робочої порожнини або близькій до центра відстані, що притискує гн учку стрічку до донної частини робочої порожнини. 2. Компресор за п. 1, який відрізняє ться тим, що кінці гн учкої стрічки закріплені в корпусі шарнірно. 3. Компресор за п. 1, який відрізняє тьс я тим, що кінці гн учкої стрі чки закріплені в корпусі через пружний елемент. U 2 (19) 1 3 39529 таючий вентилятор з крильчаткою, що нагнітає газ в отвори всмоктування, один або декілька клапанів нагнітання. Компресор виконано з двома ступенями стискання газу, з який першим ступнем стискання є нагнітаючий вентилятор, крильчатка якого є шківом, з'єднаним зі шківом, уставленим на осі ротора. Шківи уставлені із зовнішнього боку торцевої кришки з отвором всмоктування та виконані з передаточним числом між ними, який помножує число обертів крильчатки щодо числа обертів ротора. Стискання газу в циліндрі є другим ступенем стискання, а нагнітання газу від крильчатки нагнітаючого вентилятора в отвори всмоктування порожнини стискання газу в циліндрі здійснено через порожнину, відділену від боку нагні тання крильчатки вентилятора перегородкою з одностороннім проходженням через неї газового потоку, яка є першим ресивером. Канал нагнітання виконано по осі ротора [RU № 2333393 С2, F04C18/44, 2008]. У зазначеном у компресорі, як і в попередньому анало гу, пла стини, устано влені в роторі, обертаються в робочій порожнині компресора й одночасно рухаються щодо ротора. При цьому пластини, своїми верхніми торцями, рухаються по дну робочої порожнини, а бічними поверхнями уздовж бічни х повер хонь робочої порожнини. У цьому випадк у верхні торці пластин стираються. Між бічних поверхонь ротора й пластин і бічних поверхонь робочої порожнини є зазори , через які пові тря пере тікає із зони на гні тання в зон у усмоктування . Між вікном усмок туван ня й вікном нагні тання є неробо чи й простір , що зменшує обсяг робочої порожнини. Це зменшує КПД компресора. Пластини, ротор і робочу порожнину компресора необхідно виконувати з великою точністю, що призводить до подорожчання компресора й зниження його ресурсу при експлуатації в запилених умовах. Рух пластин щодо ротора при його обертанні створює неврівноважені моменти інерції й отже підвищені вібрації компресора. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення конструкції компресора для підвищення ККД, спрощення і здешевлення виробництва, ремонту та експлуа тації, зменшення металоємності і ваги. Поставлену задачу вирішують тим, що в компресорі, який містить корпус, в якому розташовано елемент, що компресує, робочу порожнину, вікно усмоктування та вікно нагні тання, ва л привода обертання , згі дно з корисною моде ллю, робо чу порожнину розташовано по колу, обмеженому донною поверхнею, бічними поверхнями і поверхнями обмежуючих виступів, а елемент, що компресує, виконано у вигляді гнучкої стрічки, кінці якої закріплені в корпусі компресора, гнучку стрічку розташовано уздовж кола робочої по рожнини з можли ві стю перемі ще ння й ко н так ту з бі чними по ве р хнями р обо чо ї порожнини, поверхнями обмежуючих виступів і з можливістю контакту з донною поверхнею на одному або декількох локальних ділянках, компресор має, принаймні, один елемент, що ти сне , викона ний як тіло обер тання і з 'єднан ий з валом пр и вода обер тання , який розта шо вано у цен тр і кола ро бо чої п орожнини або близькій до цен тр а відстані , що при 4 тискує гнучк у стрічку до донної частини робочої порожнини. Кінці гнучкої стрічки можуть бути закріплені в корпусі шарнірно. Кінці гнучкої стрічки можуть бути закріплені в корпусі через пружний елемент. Гнучка стрічка може складатися з окремих металевих ланок, з'єднаних між собою шарнірно або гнучким зв'язком і покритих еластичним газонепроникним матеріалом. Торці гнучкої стрічки можуть мати ущільнювачі. Ущільнювачі гнучкої стрічки виконані знімними. Гнучку стрічку може бути виконано з пружного еластичного матеріалу для можливості повернення гнучкої стрічки в початкове положення. Висота робочої порожнини плавно зменшується до вікна нагнітання. Елемент, що тисне, може мати свій привод для забезпечення його обертання навколо своєї осі та обкатування навколо робочої порожнини. Коло робочої порожнини може бути розділено, принаймні, на дві частини, у кожній з яких є своє вікно усмоктування й вікно нагнітання, розташовані в діаметрально або близьких до діаметральнопротилежних ділянках, гн учка стрічка склада ється, щонайменше , з дво х незалежних частин, кінці яких закріплені в корпусі компресора в діаметрально або близьких до діаметрально-протилежних ділянках. У компресора, що заявляється, немає зони перетікання газу через відсутність щілин між стрічкою та корпусом, що сприяє підвищенню ККД. Точність виготовлення деталей менша у порівнянні з прототипом через те, що немає потреби робити маленькі зазори між ротором і корпусом. Це спрощує ви го товлення та здешевіє виробництво, ремонт та експлуатацію. Корисна модель пояснюється кресленнями. На Фіг. 1 зображено компресор у розрізі; на Фіг. 2 - розріз компресора по А-А Фіг. 1; на Фіг. 3 - гн учку стрічку, виконану з ланок; на Фіг. 4 - гнучку стрічку зі знімними ущільнювачами; на Фіг. 5 - розріз компресора із двома робочими порожнинами; Компресор містить корпус 1 (Фіг. 1 , Фіг. 5), в якому по колу з радіусом R1 виконано робочу порожнину 2. Робоча порожнина 2 має донну 3 поверхню, бічні 4 поверхні і опорні 5 поверхні обмежуючих виступів 6. У вер хній частині корпуса 1 виконано приплив 7, що має поверхню 8 з радіусом R2, уздовж якого вільно проходить елемент 9, що тисне. У припливі 7 розташовані гнізда для кріплення кінців 10, 11 гнучкої стрічки 12. Кінці 10, 11 гн учкої стрічки 12 на Фіг. 1 закріплені шарнірно з можливістю обмеженого повороту на осях 13, 14. Гнучка стрічка 12 має довжину, що більше довжини обмежуючих виступів 6 на величину прогину до донної 3 поверхні робочої порожнини 2 під дією елемента 9, що тисне. Гнучка стрічка 1 2 має ущільн ювачі 15. З боків прип ли ву 7 у корп усі 1 виконане вікно 16 усмоктування і вікно 17 нагнітання. Гн учка стрічка 12 розмі щена усере дині робочої порожнини 2 корпуса 1. Верхньою поверхнею 18 вона контактує з опорними 5 поверхнями 5 39529 обмежуючих виступів 6 і елементом 9, що тисне, торцевими 19 поверхнями - з бічними 4 поверхнями робочої порожнини 2, нижньою 20 поверхнею - з донною 3 поверхнею у місцях розташування елемента 9, що тисне. У центрі робочої порожнини 2 установлено вал 21 привода обертання. На валу 21 установлене коромисло 22, на якому встановлено елемент 9, що тисне, з можливістю обертання його навколо осі 23. Елемент 9, що тисне, ділить робочу порожнину 2 на порожнину Ф1 усмоктування і порожнину Ф2 нагнітання. Радіус R1 (Фіг. 2) до дна робочої порожнини 2 менше за радіус R3 елемента 9 що тисне, на товщину S гнучкої стрічки 12. Радіус R2 дорівнює відстані до опорної 5 поверхні обмежуючих виступів 6 або трохи більше. Елемент 9, що тисне, має радіус R4 і утворює у місці контакту із гнучкою стрічкою 12 кут набігання α. Опорна 5 поверхня обмежуючих виступів 6 розташована на відстані Н від донної 3 поверхні і визначає обсяг робочої порожнини 2. Корпус компресора 1 може мати дві робочі порожнини 2 (Фіг. 5), що розташовані діаметрально протилежно одна до одної. Такий корпус має два вікна 16 усмоктування і два вікна 17 нагнітання. Він має дві гнучкі стрічки 12, кінці 10 і 11 яких розташовані у зоні вікон 17 нагнітання і можуть бути закріплені через пружні елементи 24. Елементів 9, що тиснуть виконано два. Вони можуть мати шестірні 25, 26, які з'єднані із провідною шестернею 27, установленою на валу при вода обер тання 21. Елементи 9 , що тисн уть, устано влені діаметрально або близько до діаметрально протилежних сторін що до вала 21 і мають можливість обертатися навколо своєї осі й переміщатися уздовж робочих порожнин 2. Гнучка стрі чка 12 складається з окремих ланок 28, 29, які закріплені між собою шарнірно за допомогою осі 30. Гнучка стрічка 12 покрита газонепроникним еластичним матеріалом 31 (Фіг. 4). Торці гнучкої стрічки 12 мають ущільнювачі 15, які можуть бути знімними. Обмежуючі 6 виступи (Фіг. 2) можуть бути виконані за принципом Архімедової спіралі й утворювати робочу порожнину 2, висота якої плавно зменшується до вікна 17 нагнітання. Для пі дви щення по туж ності можна викори сто вува ти декілька компре сорі в, установлених послідовно на одному валу. Компресор працює в такий спосіб. При обертанні вала 21 привода обертання (Фіг. 1, Фіг. 2, Фіг. 3) елементи 9, що тиснуть, переміщуються по зовнішній 18 поверхні гн учкої стрічки 12 і одночасно обертаються на своїх ося х 23. Раді ус R 3 елементів 9, що тисн уть, забезпечує при тискання нижньої 20 повер хні гн учк ої стрічки 12 до до нно ї 3 по вер хні р обо чо ї порож нини 2 корп уса 1 компресора, що має радіус R1. Проходячи за вікно 16 усмоктування елемент 9, що тисне, перекриває вікно 16 усмоктування і переміщує повітря, яке перебуває в робочій порожнині 2, уздовж порожнини Ф2 нагнітання і виштовхує його через вікно 17 нагнітання. При проходженні елемен та 9, що тисне, за вікно 16 усмоктування гн учка стрі чка 12, яка шарнірно закріплена своїми кінцями 10, 11 на осях 13, 14 у 6 припливі 7 корпуса 1, займає дотичне положення між елементом 9, що тисне , і опорною 5 поверхне ю обмежуючи х виступів 6 за рахунок її натягу. Довжина гнучкої стрічки 12 більше за довжину кола опорних 6 виступів на величину, що необхідна для прогину Н стрічки 12. При цьому утворюється порожнина Ф1 усмоктування . Вер хня 18 частина гн учкої стрі чки 12 притискається до опорної 5 поверхні обмежуючих виступів 6 (Фі г. 1 , Фіг. 2), створюючи порожнину Ф1 усмоктування більш герметичною. У порожнині Ф2 нагнітання стиснене повітря притискає ущільнювачі 15 гнучкої стрічки 12 до бічних поверхонь робочої порожнини 2, а верхню 18 частину гнучкої стрічки 12 до опорної 5 поверхні обмежуючих виступів 6, збільшуючи тим самим герме ти чні сть пор ожнини Ф 2 на гні тання . Між по рожнино ю Ф 1 усмок тування і порожниною Ф2 нагнітання на припливі 7 є поверхня переходу R2 уздовж якої елементи 9, що тиснуть, проходять вільно. Елемент 9 , що тисне, набігає на гнучку стрічку 12 під кутом а, який залежить від радіуса R1 робочої порожнини 2, радіуса R4 елемента 9, що тисне, і висоти Н робочо ї порожнини 2. Оптимальний кут ά обирається з умови необхідно ї продуктивності компресора і опору коченню елемента 9, що тисне. Для збільшення продуктивності компресора і зниження опору коченню елемента 9, що тисне, обмежуючий виступ 6 робочої порожнини 2 компресора виконують за принципом Ар хімедо во ї спіралі (Фі г. 1, Фі г. 2). У ньому висо та Н робо чої порожнини 2 плавно зменшується до вікна 17 нагнітання, а кут α набігання елемента 9, що тисне, має змінний характер і зменшується в міру збільшення тиску повітря в порожнині Ф2 нагнітання. Коли компресор має дві незалежні гнучкі стрічки 12 (Фіг. 5), корпус 1 має два вікна 16 усмоктування, два вікна 17 нагнітання, дві робочі порожнини 2, які розташовані в корпусі 1 діаметрально протилежно, при про ходженні елементі в 9 , що тисн уть , полегшується протягання гнучкої стрічки 12 для її прогину до дна робочих порожнин 2. Кінці 10, 11 гн учкої стрі чки 12 (Фіг. 5) можуть бути закріплені в корпусі 1 через пружний елемент 24. Пружний елемент 24 усуває надлишок довжини стрічки при тепловому подовженні та зм'якшує вібрації в процесі роботи компресора. Для зменшення опору коченню елементи 9, що тисн уть, можуть мати свій привід обертання. У цьому випадку елементи 9, що тиснуть, мають шестірні 25, 26, які входять у зчеплення із провідною шестернею 27, закріпленої на валу 21 привода обертання. При обер танні при вода прові дна ше стерня 27 обер та є е лемен ти 9, що ти сн уть , і вони переміщуються уздовж робочих порожнин 2 за рахунок власного обертання. Гнучка стрічка 12 може складатися з металевих ланок 28, 29 з'єднаних між собою шарнірно за допомогою осі 30 (Фіг. 3). При роботі стрічки 12 це забезпечує її міцність і можливість зміни геометрії (прогину). Гнучка стрічка 12 покривається еластичним газонепроникним матеріалом 31, що запобігає перетіканню газів через металеві ланки 28, 29. Металеві ланки 28, 29 можуть бути вмонтовані в гн учку стрічку 12 і мати зв'язок між собою за до 7 39529 помогою матеріалу гнучкої стрічки 12. У такій гнучкій стрічці 12 ланки збільшують її твердість при впливі на неї елемента 9 , що тисне, і впливі стисненого повітря (газ у) у порожнині Ф2 нагнітання. Торці гнучкої стрічки 12 можуть мати знімні ущільнювачі 15 (Фіг. 1, Фіг. 4), виконані із гнучкого еластичного матеріалу. Вони усувають перетікання повітря з робочої порожнини 2 компресора, а при їхньому зношуванні легко заміняються на нові. Гнучка стрічка 12 може бути виконана із пружного еластичного матеріалу. Вона має довжину, 8 рівну довжині обмежуючих 6 виступів і прилягає до них. При русі елемента 9, що тисне , гн учка стрічка 12 розтягується на величин у, необхі дн у для її прогину (торкання донної 3 поверхні робочої порожнини 2) за рахунок своєї пружності. Після проходження елемента 9, що тисне, вона відновлює свою форму і положення в робочій порожнині 2 компресора, утворюючи Ф1 порожнину усмоктування. 9 Комп’ютерна в ерстка І.Скворцов а 39529 Підписне 10 Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601