Компресорна установка

Реферат: Компресорна установка містить ресивер, корпус з циліндром, з поршнем і штоком, кривошипношатунний механізм з приводом, впускний і випускний трубопровід, який зв'язаний з ресивером, і механізм зміни виробності. Механізм зміни виробності виконаний у вигляді додаткового порожнистого двоплечого важеля, установленого між штоком і корпусом, одне плече важеля шарнірно з'єднано зі штоком, друге плече - з корпусом, а середня частина через, установлений в його порожнині, другий рухомий фланець - з кривошипно-шатунним механізмом. У верхній частині порожнини розміщені пружина, взаємодіюча з другим рухомим фланцем і важелем, а в нижній частині - приймальний сильфон, один торець якого зв'язаний з першим, а другий торець - з другим нерухомим фланцем з дроселем, і перетворювач тиску. Останній виконаний у вигляді першого і другого сильфонів, зв'язаних одними торцями із спільним першим рухомим фланцем, а протилежними торцями - перший - з другим нерухомим фланцем, а другий - з другим рухомим фланцем, до якого приєднані, розміщені в другому сильфоні, напрямна і один торець третього сильфона, зв'язаного другим торцем з третім рухомим фланцем, що переміщується в напрямній і з'єднаний жорсткою тягою і з спільним першим рухомим фланцем. UA 104727 U (12) UA 104727 U UA 104727 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до енергетичних засобів створення в ізольованих резервуарах надлишкового тиску газоподібних тіл, і зокрема до поршневих компресорних установок з рідинним або повітряним охолодженням із змінною виробністю. Відома, найбільш близька за суттю, поршнева компресорна установка із змінною виробністю, містить ресивер, корпус з циліндром, до якого прикріплений нагнітальний, сполучений через клапан з ресивером, і впускний з клапаном трубопроводи, розміщений усередині корпуса поршень зі штоком, кривошипно-шатунний механізм з джерелом енергії, зв'язаний із штоком, мертвий простір і механізм змінювання виробності, виконаний у вигляді додаткової порожнини постійної або змінної ємності, приєднуваної до мертвого простору автоматично або вручну. Для здійснення плавного регулювання виробності додатковий об'єм мертвого простору виконується у вигляді варіатора об'єму - циліндра з поршнем (див. кн. Черкасский Т.М., Кауль Р.А. Насосы, компрессоры, вентиляторы. - М.-Л.: Госэнергоиздат, 1962, стор. 225-226). Однак, недоліками відомої компресорної установки є: великі габаритні розміри і складна конструкція, викликані наявністю додаткової порожнини шкідливого простору; знос циліндро-поршневої групи, спричинений зворотно-поступальним переміщенням поршня при відсутній потребі у стисненому повітрі і приєднаній до мертвого простору додаткової порожнини; зниження виробності компресора в результаті наявного витоку повітря у кінематичній парі поршень-циліндр при зносі їх тертьових поверхонь і неможливого зменшення його за рахунок підвищення поступальної дії швидкості руху поршня при постійній частоті обертання колінчастого вала; неможливе настроювання компресора на необхідну виробність і фіксації її на заданій величині протягом тривалого часу роботи; неможливий поточний контроль за виробністю компресора. Отже, відомий компресор складний за конструкцією, має нестабільну виробність через знос тертьових поверхонь циліндро-поршневої групи і незручний в роботі. У зв'язку з цим, поставлено задачу спростити конструкцію, зменшити знос тертьових поверхонь поршневого компресора, забезпечити стабільну його виробність, а також створити зручності в роботі. Тому, з метою спрощення конструкції, зменшення зносу тертьових поверхонь, забезпечення стабільної виробності і створення при цьому зручностей, пропонується удосконалення поршневого компресора, суттєві ознаки якого полягають в тому, що знос тертьових поверхонь циліндро-поршневої групи зменшується за рахунок перемінного ходу і швидкості руху поршня, а поточний контроль і настройка компресора на необхідну виробність забезпечується додатково установленими покажчиком виробності і краном-фіксатором її настройки. Поставлена задача вирішується тим, що компресорна установка, що містить ресивер, корпус з циліндром, з поршнем і штоком, кривошипно-шатунний механізм з приводом, впускний і випускний трубопровід, який зв'язаний з ресивером, і механізм зміни виробності, додатково оснащується покажчиком виробності, кран - фіксатором її настройки і двоплечим порожнистим важелем, який шарнірно зв'язаний одним плечем зі штоком, другим плечем - з корпусом, а середньою частиною через, установлений в порожнині, другий рухомий фланець - з кривошипно-шатунним механізмом з приводом. У верхній частині порожнини важеля розміщена пружина, одним торцем взаємодіюча з другим рухомим фланцем, а другим торцем - з важелем. В нижній частині порожнини установлений приймальний сильфон, один торець якого зв'язаний з першим нерухомим фланцем, а другий торець - з другим нерухомим фланцем з дроселем, а також перетворювач тиску, виконаний у вигляді першого і другого сильфонів, зв'язаних одними торцями із спільним першим рухомим фланцем, а протилежними торцями - перший сильфон - з другим нерухомим фланцем, а другий сильфон - з другим рухомим фланцем, до якого приєднані, і розміщені в другому сильфоні, напрямна і один торець третього сильфона, зв'язаного другим торцем з третім рухомим фланцем, який переміщується в напрямній і з'єднаній жорсткою тягою із спільним першим рухомим фланцем. Порожнина ресивера через гнучку пневмолінію і кран-фіксатор сполучена з камерою приймального сильфона і камерою другого сильфона перетворювача безпосередньо, з камерою першого сильфона - через дросель, а камера третього сильфона через отвори в другому рухомому фланці перетворювача - з атмосферою. Додатково компресорна установка оснащена покажчиком виробності зі шкалою, проградуйованою в одиницях виробності, і закріпленою на важелі, а також стрілкою, зв'язаною з другим рухомим фланцем перетворювача тиску. 1 UA 104727 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Запропоноване технічне рішення дає можливість автоматично підтримувати вручну настроєний і зафіксований хід поршня шляхом діючого, через другий рухомий фланець, на нього сумарного тиску повітря за сигналами, пропорційними змінюванню тиску в порожнині ресивера і швидкості його змінювання, сформованими в перетворювачі тиску, і таким чином безступенево підвищити швидкодію ручного керування і автоматичного регулювання виробності компресорної установки залежно від витрати стисненого повітря споживачами. При цьому підвищиться ефективність використання компресорної установки за рахунок зменшення потужності на її привод, зменшиться знос тертьових поверхонь деталей циліндро-поршневої групи з підвищенням їх надійності і довговічності, а також покращаться умови праці завдяки зменшенню шуму на перехідних режимах роботи і створяться зручності при настроюванні і підтриманні необхідної виробності компресорної установки. На представленому кресленні показаний загальний вигляд компресорної установки. Запропонована компресорна установка містить нерухомий циліндр 1 з поршнем 2, впускним 3 з впускним клапаном 4 і нагнітальним 5 трубопроводом з нагнітальним клапаном 6. Поршень 2 з'єднаний з одним кінцем штока 7, другий кінець якого зв'язаний з одним (верхнім) плечем додатково установленого порожнистого двоплечого важеля 8, друге (нижнє) плече його шарнірно з'єднано з корпусом 9, а середня частина - з шатуном 10. Останній зв'язаний з колінчастим валом 11 привода компресорної установки. Двоплечий важіль 8 має осьову порожнину з установленою у верхній частині пружиною 12, один кінець якої впирається у важіль, а протилежний кінець - в один бік рухомого фланця 13, шарнірно з'єднаного з шатуном 10, з можливістю переміщуватися вздовж порожнини важеля. В нижній частині важеля 8 розміщений перший нерухомий фланець 14, з яким зв'язаний одним торцем приймальний сильфон 15, а його протилежний торець - з другим нерухомим фланцем 16, а також установлений перетворювач тиску, виконаний у вигляді першого 17 і другого 18 сильфонів, зв'язаних одними торцями із спільним першим рухомим фланцем 19, а протилежними торцями - перший сильфон - з другим нерухомим фланцем 16, а другий сильфон - з другим рухомим фланцем 13. До фланця 13 приєднані, розміщені в другому сильфоні 18, напрямна 20 і один торець третього сильфона 21 перетворювача, зв'язаного другим торцем з третім рухомим фланцем 22, що переміщується в напрямній 20 і з'єднаний жорсткою тягою 23 із першим спільним рухомим фланцем 19. З порожниною ресивера 24 через гнучку пневмолінію 25 і кран-фіксатор 26 сполучена камера приймального сильфона 15 і камера другого сильфона 18 перетворювача через пневмолінію 27 безпосередньо, а камера першого сильфона 17 перетворювача - через дросель 28. Камера третього сильфона 21 через отвори в другому рухомому фланці 13 перетворювача постійно сполучена з атмосферою. З нагнітальним трубопроводом 5 компресора порожнина ресивера 24 сполучена пневмолінією 29. Надлишковий тиск з ресивера стравлюється в атмосферу через регульований клапан 30, а відбір стисненого повітря для споживачів здійснюється через пневмолінію 31. Для контролю за величиною тиску повітря у порожнині ресивера використовують манометр 32. Тиск повітря у камері приймального сильфона 15 фіксується краном-фіксатором 26. Для контролю за виробністю компресорної установки вона оснащена покажчиком, виконаним у" вигляді шкали 33 проградуйованої в одиницях виробності, закріпленої на важелі 8, і стрілки 34, закріпленої на другому рухомому фланці 13 перетворювача тиску. Компресорна установка працює наступним чином. При відсутності надлишкового тиску повітря у порожнині ресивера 24, абсолютний тиск в ній і в камерах сильфонів рівний атмосферному. При цьому пружина 12, долаючи зусилля жорсткості матеріалу стінок сильфонів приймального і перетворювача тиску, утримує рухомий фланець 13 у крайньому (нижньому) положенні, забезпечуючи найбільше відхилення верхнього плеча важеля 8, а отже, максимальний хід поршня 8 і виробність компресорної установки. Від обертання колінчастого вала 11 шатун 10 здійснює плоско-паралельний рух і при переміщенні його управо діє на середню частину двоплечого важеля 8 і повертає його також управо на певну величину. В результаті переміщення верхньої частини важеля 8 шток 7 разом із поршнем 2 переміститься управо, створюючи розрідження у безштоковій порожнині циліндра 1. Під дією атмосферного тиску повітря відкривається впускний клапан 4, через який по впускному трубопроводу 3 повітря із оточуючого середовища надходить у безштокову порожнину циліндра 1. Після проходження поршнем 2 правої мертвої точки і переміщення його уліво тиск у безштоковій порожнині підвищується, впускний клапан 4 закривається, а нагнітальний клапан 6 відкривається і стиснене повітря через нагнітальний трубопровід 5 і пневмолінію 29 надходить у порожнину ресивера 24, підвищуючи в ній тиск. При цьому компресорна установка працює в 2 UA 104727 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 режимі максимальної виробності, на що вкаже на шкалі 33 стрілка 34 покажчика, яка буде займати крайнє нижнє положення. З наповненням стисненим повітрям порожнини ресивера 24 і підвищення в ній тиску, під яким повітря через кран-фіксатор 26 і гнучку пневмолінію 25 надходитиме у приймальний сильфон 15, з якого через дросель 28-у перший сильфон 17 в пневмолінію 27 у другий: сильфон 18 перетворювача тиску, підвищуючи в них тиск. Однак, через наявність дроселя 28 тиск у сильфоні 17 наростатиме повільніше, ніж в сильфоні 18, внаслідок чого рухомий фланець 19 і, зв'язаний з ним через тягу 23, фланець 22 перемістяться униз, зменшуючи об'єм камери сильфона 18, і відповідно, збільшуючи в ній тиск. Таким чином, в перехідному процесі автоматичного регулювання виробності в сильфоні 18 перетворювача будуть додаватися два тиски: - перший, пропорційний змінюванню тиску в порожнині ресивера 24 і приймальному сильфоні 15 і другого, пропорційного швидкості його змінювання. Під дією результуючого тиску, рухомий фланець її 3, долаючи зусилля опору пружини 12, буде переміщуватись в бік верхнього плеча важеля 8, тим самим зменшуючи його передаточне відношення, і відповідно, переміщення штока 7 і поршня 2. Внаслідок різкого безступеневого зменшення ходу поршня різко зменшиться і виробність-компресорної установки, яка з і більшою точністю буде відповідати тій кількості повітря, яка надходитиме з порожнини ресивера до споживача, на що вкаже переміщення догори стрілки 34 по шкалі 33. З відбором частини стисненого повітря і пониження тиску у порожнині ресивері 24 і приймальному сильфоні 15 перетворювач тисків буде працювати аналогічно, лише з тією різницею, що рухомі його деталі будуть переміщуватись у зворотному напрямку безступенево різко збільшуючи при цьому передаточне відношення важеля 8 і хід поршня 2, а отже, і виробність компресорної установки. У випадку, коли відбір стисненого повітря із порожнини ресивера 24 повністю припиниться, хід поршня 2 зменшиться настільки, що подача повітря у порожнину ресивера і також припиниться. Компресорна установка працюватиме на холостому режимі, на що вкаже на шкалі 33 стрілка 34 покажчика, яка буде займати крайнє верхнє положення. В описаних випадках роботи виробність компресорної установки, залежно від величини відбору із порожнини ресивера стисненого повітря, підтримується автоматично. Однак, при необхідності, є можливість ручного змінювання і фіксації виробності при будь-якому за величиною відборі стисненого повітря. Для і цього достатньо краном 26 зафіксувати у приймальному сильфоні 15 тиск повітря, а отже, хід поршня 2, який відповідатиме за показаннями стрілки 34 необхідній виробності. Таке технічне рішення, завдяки гнучкості ручного настроювання і автоматичного регулювання виробності, забезпечує можливість одержувати оптимальні режими експлуатації компресорної установки. Використання запропонованої установки порівняно з уже відомими дасть можливість: спростити конструкцію компресорної установки із змінною виробністю шляхом вилучення додаткової порожнини шкідливого простору; зменшити знос тертьових поверхонь, підвищити надійність і довговічність циліндропоршневої групи за рахунок зменшення величини ходу поршня; зменшити потужність на привод компресорної установки на режимах стравлювання надлишкового тиску в атмосферу; з підвищеною точність автоматично підтримувати рівність між виробленою і споживаною кількістю стисненого повітря, запобігаючи його втратам стравлюванням через регульований клапан із порожнини ресивера в атмосферу; вручну безступенево регулювати, настроювати і фіксувати виробність компресорної установки; зменшити витік (прорив) стисненого повітря із безштокової у штокову порожнину циліндра через з'єднання поршень-циліндр, завдяки можливому збільшенню поступальної швидкості руху поршня; покращити умови праці зменшенням шуму в зоні роботи завдяки усуненню режимів, пов'язаних із стравлюванням повітря із порожнини ресивера в атмосферу; створити зручності при поточному контролі і обліку виробності компресорних установок, що в цілому підвищить ефективність їх використання і дасть народному господарству певний економічний ефект. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 60 Компресорна установка, що містить ресивер, корпус з циліндром, з поршнем і штоком, кривошипно-шатунний механізм з приводом, впускний і випускний трубопровід, який зв'язаний з 3 UA 104727 U 5 10 15 ресивером, і механізм зміни виробності, яка відрізняється тим, що механізм зміни виробності виконаний у вигляді додаткового порожнистого двоплечого важеля, установленого між штоком і корпусом, одне плече важеля шарнірно з'єднано зі штоком, друге плече - з корпусом, а середня частина через, установлений в його порожнині, другий рухомий фланець - з кривошипношатунним механізмом, причому у верхній частині порожнини розміщена пружина, взаємодіюча з другим рухомим фланцем і важелем, а в нижній частині - приймальний сильфон, один торець якого зв'язаний з першим, а другий торець - з другим нерухомим фланцем з дроселем, і перетворювач тиску, виконаний у вигляді першого і другого сильфонів, зв'язаних одними торцями із спільним першим рухомим фланцем, а протилежними торцями - перший - з другим нерухомим фланцем, а другий - з другим рухомим фланцем, до якого приєднані, розміщені в другому сильфоні, напрямна і один торець третього сильфона, зв'язаного другим торцем з третім рухомим фланцем, що переміщується в напрямній і з'єднаний жорсткою тягою і з спільним першим рухомим фланцем, при цьому порожнина ресивера через гнучку пневмолінію і кран-фіксатор сполучена з камерою приймального сильфона і камерою другого сильфона перетворювача безпосередньо, з камерою першого сильфона - через дросель, а камера третього сильфона через отвори в другому рухомому фланці перетворювача - з атмосферою, а також додатково оснащена покажчиком виробності зі шкалою, проградуйованою в одиницях виробності, закріпленою на важелі, і стрілкою, зв'язаною з другим рухомим фланцем перетворювача тиску. 4 UA 104727 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5