Поршневой компрессор

Поршневой компрессор

Реферат

 

Использование: в поршневых холодильных компрессорах, устанавливаемых на транспортных средствах. Сущность изобретения: рабочая камера поршневого компрессора герметично отделена гибкими элементами от полости картера. Для обеспечения работоспособности компрессора при различных давлениях всасывания и в различных пространственных положениях он снабжен устройством для регулирования смазывающей жидкости картера, состоящим из стакана, разделенного герметично на две полости дополнительным гибким элементом, объем одной из этих полостей полностью заполнен смазывающей жидкостью, и в ней размещен механизм привода поршней и датчик дозаправки смазывающей жидкости, а во-второй полости - датчик расчетного количества смазывающей жидкости. Объем, занимаемый гибкими элементами в полости, заполненной смазывающей жидкостью, выполнен постоянным и независимым от угла поворота вала механизма привода. Дополнительный гибкий элемент снабжен ограничителями перемещения. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к компрессорам, а более конкретно к поршневым холодильным компрессорам, устанавливаемым на транспортных средствах различных назначений.

Известен герметичный поршневой компрессор, рабочие элементы которого и электрический двигатель размещены в общем герметичном корпусе (См. кн. Н.Н. Кошкин и др. Холодильные машимы. Под общей ред. д.т.н. И.А. Сакуна. Л. Машиностроение, 1985, с. 123).

Недостатками такого компрессора являются сравнительно большая их масса и габариты, что обусловлено наличием электрического двигателя и генератора переменного тока достаточно большой мощности.

Известен поршневой холодильный компрессор, который содержит шкив и управляющую элекромагнитную муфту, кинематически связанные с валом, размещенном в картере, полость которого частично заполнена смазывающей жидкостью, а частично хладагентом. Для предотвращения утечек смазывающей жидкости и хладагента вал снабжен вращающимся контактным уплотнением (См. кн. Б.К. Лэнгли. Холодильная техника и кондиционирование воздуха. Пер. с англ. М. Легкая и пищевая промышленность, 1981, с. 424). Его недостатками являются ненадежность работы вращающегося контактного уплотнения вала, т.к. оно не обеспечивает абсолютной герметичности, прямой контакт хладона со смазывающей жидкостью и неработоспособность в различных пространственных положениях. Эти недостатки приводят к ухудшению экологии окружающей среды, к необходимости учитывать свойства хладагента и смазывающей жидкости и возможной ее циркуляции (частичной) в рабочем контуре холодильной установки, к ограниченному применению компрессора.

Известен поршневой компрессор, в котором перечисленные недостатки частично устранены. Компрессор содержит поршни, размещенные в цилиндрах с образованием рабочей камеры, картер, полость которого частично заполнена смазывающей жидкостью, разделительные элементы, герметично отделяющие рабочую камеру от полости картера, выполненные в виде сильфонов с подвижными и неподвижными концами, и вал, размещенный в полости картера, кинематически связанный с подвижными концами гибких элементов и снабженный вращающимся контактным уплотнением. (Cм. кн. А.К. Грезин, B.C. Зиновьев. Микрокриогенная техника. М. Машиностроение, 1977, с. 105).

Недостатками такого компрессора являются ограниченная величина давления всасывания, обусловленная низкой прочностью разделительных элементов, низкая его надежность, вызванная утечкой смазывающей жидкости через контактное вращающееся уплотнение и отсутствием контроля за ее количеством, а также неработоспособность в различных пространственных положениях, что является следствием ограниченного количества смазывающей жидкости в полости картера, более полная же заливка свободного объема полости картера смазывающей жидкостью невозможна из-за изменения объема этой полости при перемещениях свободных концов разделительных элементов и вследствие температурных колебаний.

Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является разработка поршневого холодильного компрессора для транспортных установок, работоспособного при различных давлениях всасывания и в различных пространственных положениях с повышенной надежностью.

Для решения указанной технической задачи известный поршневой компрессор, содержащий корпус с камерами всасывания и нагнетания, цилиндры, установленные в них поршни с образованием рабочих камер и подпоршневых полостей, картер, полость которого заполнена смазывающей жидкостью и отделена от подпоршневых полостей разделительными элементами, вал, размещенный в полости картера и кинематически связанный с поршнями и разделительными элементами, согласно изобретению снабжен устройством для регулирования количества смазывающей жидкости картера, состоящим из стакана, герметично подсоединенного к картеру и дополнительного разделительного элемента, установленного подвижно в стакане с образованием масляной полости, сообщенной с полостью картера, и газовой полости стакана, подключенной к камере всасывания, при этом устройство для регулирования снабжено ограничителями минимального и максимального перемещения дополнительного разделительного элемента, в масляной полости стакана размещен датчик дозаправки смазывавшей жидкости, а в газовой полости стакана датчик расчетного количества смазывавшей жидкости. Наряду с этим, дополнительный разделительный элемент снабжен герметично соединенным с ним фланцем, установленным герметично между картером и стаканом, и цилиндрической опорой скольжения, установленной в стакане с возможностью передвижения вдоль его оси между ограничителями минимального и максимального перемещения указанного разделительного элемента, причем фланец этого элемента изготовлен заодно с ограничителем его минимального перемещения и в нем выполнен канал, посредствам которого масляная полость стакана гидравлически подключена к полости картера, а на указанном ограничителе установлен с возможностью взаимодействия с дополнительным разделительным элементом датчик минимального перемещения, который электрически подключен к электрическому вводу герметично и электрически изолированно размещенного на фланце. Кроме этого, ограничитель максимального перемещения дополнительного разделительного элемента выполнен в виде дна стакана, на котором установлен с возможностью взаимодействия с указанным разделительным элементом датчик расчетного количества смазывающей жидкости, электрически присоединенный к электрическому вводу, герметично и электрически изолированно размещенного на дне стакана.

Введение устройства для регулирования количества смазывающей жидкости картера, состоящего из стакана, герметично присоединенного к картеру, и дополнительного разделительного элемента, установленного подвижно в стакане с образованием масляной полости стакана сообщенной с полостью картера, и газовой полости стакана, подключенной к камере всасывания, а также ограничителей минимального и максимального перемещения дополнительного разделительного элемента с размещенными на них датчиками, дозаправки и расчетного количества смазывавшей жидкости, позволяют существенно расширить число веществ компремируемых в компрессоре, поскольку газовые и масляные его полости герметично отделены друг от друга и давление в камере всасывания определяется только прочностью картера и стакана, а не прочностью разделительных элементов как в прототипе. Наличие же ограничителей и датчиков повышают ресурс и надежность компрессора, так как предохраняется разрушение дополнительного разделительного элемента продуктами износа, переполнением или недозаправкой количества смаэывающей жидкости и ее недопустимой утечки в процессе эксплуатации компрессора. Кроме этого, на работу компрессора не оказывает влияние его пространственное положение, потому что полость его картера и масляная полость устройства для регулирования количества смазывающей жидкости заполнены ею полностью, что обеспечивает смазывание поверхности трения механизма движения компрессора в любом его положении, а предложенное конструктивное исполнение дополнительного разделительного элемента и его размещение существенно упрощает ремонт компрессора в случае повреждения указанного элемента, установку и настройку датчиков дозаправки и расчетного количества смазывающей жидкости.

На чертеже схематично изображен общий вид предлагаемого поршневого компрессора.

Компрессор содержит корпус 1, в котором размещены камеры всасывания 2 и нагнетания 3, цилиндры 4, установленные в них поршни 5 с образованием рабочих камер 6 и подпоршневых полостей 7, картер 8, полость которого 9 полностью заполнена смазывающей жидкостью и отделена сильфонами 10 от подпоршневых полостей 7 и камеры всасывания 2, вал 11, размещенный в полости картера 9 и кинематически связанный с поршнями 5 и подвижными концами сильфонов 10, устройство для регулирования количества смазывающей жидкости картера, состоящее из стакана 12 и дополнительного сильфона 13, установленного подвижно с образованием масляной полости 14, сообщенной посредством канала 15 с полостью картера 9, и газовой полости 16, гидравлически подключенной к камере всасывания 2 трубопроводами 17 и 18. Неподвижный конец сильфона 13 снабжен герметично соединенным с ним фланцем 19, герметично установленным между картером 8 и стаканом 12, а подвижный конец присоединен герметично к опоре скольжения 20, которая имеет возможность передвигаться вдоль оси стакана 12 между ограничителями минимального 21 и максимального 22 перемещения. Ограничитель 21 выполнен заодно с фланцем 19 и на нем закреплен датчик 23 дозаправки смазывающей жидкости, электрически подсоединенный к электрическому вводу 24, который герметично закреплен во фланце 19 и электрически от него изолирован. На ограничителе 22, являющимся дном стакана 12, установлен датчик 25 расчетного количества смазывающей жидкости, который электрически подключен к электрическому вводу 26, герметично установленному в ограничителе 22. Электрический ввод 26 электрически изолирован от ограничителя 21.

Перед началом эксплуатации компрессора полость 9 его картера и масляную полость 14 устройства для регулирования количества смазывающей жидкости вакуумируют и затем эаполняют расчетным количеством смазывающей жидкости, на что будет указывать датчик 25, взаимодействуя с опорой скольжения 20 сильфона 13.

Работает компрессор следующим образом.

Во всасывающую камеру 2 по трубопроводу 17 подают газ низкого давления. Одновременно по трубопроводу 18 он подается в газовую полость 16. В результате этого давление в полостях 9, 14, 16 и в камере 2 будут близки, а небольшое их различие будет обусловлено только жесткостью сильфона 13. От внешнего двигателя приводят во вращательное движение вал 11 компрессора, при этом поршни 5 и подвижные концы сильфонов 10 совершают возвратно-поступательное движение, в результате чего в рабочих камерах 6 газ будет сжиматься и выталкиваться в камеру нагнетания 3, откуда отводится потребителю.

В процессе эксплуатации смазывающая жидкость постепенно вытекает через подвижные и неподвижные уплотнительные элементы, а опора скольжения 20 перемещается к ограничителю 22 и датчику 23 дозаправки смазывающей жидкости. При количестве смазывающей жидкости в полостях 9 и 14 меньше допустимой величины датчик 23 взаимодействует с опорой скольжения 20, выдает сигнал о необходимости дозаправки и, если это предусмотрено, по его сигналу, автоматически останавливается работа компрессора.

Формула изобретения

1. Поршневой компрессор, например холодильный, содержащий корпус с камерами всасывания и нагнетания, цилиндры, установленные в них поршни с образованием рабочих камер и подпоршневых полостей, картер, полость которого заполнена смазывающей жидкостью и отделена от подпоршневых полостей разделительными элементами, вал, размещенный в полости картера и кинематически связанный с поршнями и разделительными элементами, отличающийся тем, что он снабжен устройством для регулирования количества смазывающей жидкости картера, состоящим из стакана, герметично подсоединенного к картеру, и дополнительного разделительного элемента, установленного подвижно в стакане с образованием масляной полости стакана, сообщенной с полостью картера, и газовой полости стакана, подключенной к камере всасывания, при этом устройство для регулирования снабжено ограничителями минимального и максимального перемещениям дополнительного разделительного элемента, в масляной полости стакана размещен датчик дозаправки смазывающей жидкости, а в газовой полости стакана датчик расчетного количества смазывающей жидкости.

2. Компрессор по п.1, отличающийся тем, что дополнительный разделительный элемент снабжен герметично соединенными с ним фланцем, установленным герметично между картером и стаканом, и цилиндрической опорой скольжения, размещенной в стакане с возможностью передвижения вдоль его оси между ограничителями минимального и максимального перемещения дополнительного разделительного элемента.

3. Компрессор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что фланец дополнительного разделительного элемента изготовлен заодно с ограничителем минимального перемещения указанного элемента и в нем выполнен канал, посредством которого масляная полость стакана гидравлически подключена к полости картера, при этом на указанном ограничителе установлен датчик дозаправки смазывающей жидкости с возможностью его взаимодействия с разделительным элементом.

4. Компрессор по п. 1, отличающийся тем, что ограничитель максимального перемещения дополнительного разделительного элемента выполнен в виде дна стакана, на котором установлен датчик расчетного количества смазывающей жидкости с возможностью его взаимодействия с дополнительным разделительным элементом.

5. Компрессор по п. 3, отличающийся тем, что во фланце дополнительного разделительного элемента размещен электрический ввод, присоединенный электрически к датчику дозаправки смазывающей жидкости, причем электрический ввод установлен герметично и электрически изолированно от фланца.

6. Компрессор по п. 4, отличающийся тем, что в дне стакана установлен электрический ввод, подключенный электрически к датчику расчетной заправки смазывающей жидкости, причем электрический ввод установлен герметично и электрически изолированно от стакана.

РИСУНКИ

Рисунок 1