×
27.01.2014
216.012.9c40

Результат интеллектуальной деятельности: САМОДЕЙСТВУЮЩИЙ КОМБИНИРОВАННЫЙ КЛАПАН ПОРШНЕВОГО КОМПРЕССОРА

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области компрессоростроения, а именно к самодействующим комбинированным клапанам для поршневых компрессоров. Комбинированный клапан для поршневой ступени компрессора содержит седло кольцевой формы с, по меньшей мере, одним всасывающим отверстием на периферии и нагнетательным отверстием. Кольцевая всасывающая пластина установлена между цилиндром поршневой ступени и седлом. Нагнетательный элемент связан с ограничителем хода. Всасывающая пластина выполнена с упругодеформируемыми лепестками. Указанные лепестки расположены по кольцу с образованием между лепестками пружинных участков с возможностью перекрытия лепестками всасывающих отверстий. Изобретение обеспечивает увеличение площади проходного сечения, уменьшение количества элементов клапана, упрощение технологии изготовления отдельных деталей, эффективную защиту от гидравлических ударов. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области компрессоростроения, а именно к самодействующим комбинированным клапанам поршневых компрессоров.

Известны комбинированные кольцевые клапаны (см. Холодильные компрессоры / А.В. Быков, Э.М. Бежанишвили, И.М. Калнинь и др.; под ред. А.В. Быкова. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Колос, 1992, стр.72-73). В их конструкции есть всасывающие кольцевые пластины с пружинами для закрытия клапана. Вход рабочего тела (РТ) в цилиндр происходит по внутреннему кольцевому поясу пластины. Нагнетательная кольцевая пластина с ограничителем хода такого клапана установлена по поясам седла и диска в составе устройства разгрузки от гидравлического удара.

Пружины в сборке клапана неоднородны по характеристикам, неравномерно нагружают пластину. В реальном клапане работа сопровождается трением пластин по направляющим, перекосом движения, и сопутствующим этому неравномерным износом уплотняющих поясов седла и кромок пластин, впоследствии нарушающих герметичность. Клапан всасывания придает рабочей камере ступени увеличенное мертвое пространство, снижающее производительность компрессора. Разгрузочное устройство клапана в режиме гидравлических ударов срабатывает с большими ударными нагрузками, которые приводят к стукам в машине.

Известны также комбинированные клапаны лепесткового типа всасывающих и нагнетательных пластин, в которых лепестки объединены по одному из диаметров (см. П.И. Пластинин Поршневые компрессоры, т.2.: Основы проектирования. - М.: Колос, 2008, стр.274).

В составе этих лепестковых клапанов применяется три различных типоразмера пластин: один на всасывании и два на нагнетании. Кроме того, размещение нагнетательных пластин клапана оставляет большой мертвый объем в каналах седла, из которого рабочее тело расширяется после нагнетания, уменьшая производительность компрессора. В конструкции комбинированного клапана не предусмотрена разгрузка от гидравлических ударов, возникающих при влажном ходе, поскольку предполагается наличие одного из известных способов защиты (поддержание значительной величины перегрева пара на всасывании; дозированная заправка рабочего агента; использование отделителей жидкости с системой автоматизации, предусматривающей аварийный останов компрессора при недопустимом уровне жидкости; выполнение трубопроводной обвязки с необходимыми уклонами).

Наиболее близким к предложенному является комбинированный клапан компрессора с кольцевой всасывающей пластиной, установленной между цилиндром компрессора и седлом с возможностью перекрытия кольцевого всасывающего отверстия между ними, и нагнетательным цилиндрическим элементом с уплотняющим поясом по наружному диаметру, контактирующим с уплотняющим поясом центрального нагнетательного отверстия седла, работающей совместно с устройством разгрузки от гидравлических ударов - ограничителем хода нагнетательного элемента, выполненного в виде пружины, установленной между нагнетательным элементом и крышкой клапана (см. US 6044862 (А), МПК F04B 39/10, F16K 15/14, F16K 15/00. Compressor reed valve / Schumann Stanley P, Wallis Frank Shue, Beresik Jason Patrick, и др., опубл. 04.04.2000).

Недостатком такой конструкции является ограниченность проходного сечения всасывающего и нагнетательного клапанов вследствие того, что у всасывающего клапана существует неравномерный ход пластины относительно уплотняющих поясов, а в нагнетательном клапане выход газа происходит только по наружному уплотняющему поясу диска. В устройстве разгрузки от гидравлических ударов не предусмотрено снижение ударных нагрузок в режимах влажного хода.

Техническим результатом изобретения является увеличение площади проходного сечения клапанов, уменьшение числа элементов, упрощение технологии изготовления и сборки отдельных деталей, эффективная защита от гидравлического удара, и, как следствие, повышение надежности и долговечности.

Технический результат изобретения достигается за счет того, что самодействующий комбинированный клапан для поршневого компрессора содержит седло кольцевой формы с, по меньшей мере, одним всасывающим отверстием на периферии и нагнетательным отверстием, кольцевая всасывающая пластина установлена между цилиндром поршневой ступени и седлом, а нагнетательный элемент связан с ограничителем хода, причем всасывающая пластина выполнена с упруго деформируемыми лепестками, расположенными по кольцу с образованием между лепестками пружинных участков с возможностью перекрытия лепестками всасывающих отверстий.

Выполнение всасывающей пластины с упруго деформируемыми лепестками позволяет увеличить проходное сечение всасывания (поскольку в этом случае крайнее положение лепестков практически параллельно по отношению к плоскости седла, в отличии от аналогов, имеющих консольно закрепленные лепестки) и обеспечить равномерный ход лепестков пластины относительно уплотняющих поясов вследствие отсутствия трения пластины о детали клапана.

Кроме того, нагнетательное отверстие имеет кольцевую форму и образовано седлом и диском, соединенным с ограничителем хода, а нагнетательный элемент выполнен в виде круглой пластины с, по меньшей мере, одним отверстием в зоне края диска, что позволяет увеличить проходное сечение нагнетания за счет того, что выход газа происходит не только по краю нагнетательной пластины, но и через отверстия в ней.

Причем кольцевой участок нагнетательной пластины в зоне нагнетательного отверстия предпочтительно выполнен выпуклым в сторону нагнетательного отверстия.

Кроме того, часть ограничителя хода нагнетательной пластины выполнена в виде поршня, расположенного в полости цилиндра, сообщенного отверстиями с камерой нагнетания с возможностью перекрытия отверстий поршнем при его перемещении по действием гидравлического удара.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показан разрез клапана; на фиг.2 изображена всасывающая пластина; на фиг.3 - местный разрез проточной части клапана по Г-Г на фиг.2 в масштабе 2:1; на фиг.4 - нагнетательная пластина; на фиг.5 - местный разрез проточной части клапана по Е-Е на фиг.4 в масштабе 2:1.

Самодействующий комбинированный клапан содержит кольцевую всасывающую пластину 1 и круглую нагнетательную пластину 2. Проточная часть всасывающей части клапана сформирована в седле 3. В центре седла 3 образован уплотняющий пояс нагнетательной части клапана. Второй уплотняющий пояс находится на диске 4, собранным с ограничителем 5 хода для нагнетательной пластины 2. Сборка диска 4 с ограничителем 5 хода, осуществляемая с помощью винта 6, является устройством разгрузки от гидравлических ударов. Положение диска 4. в сборке изменяется регулировочной шайбой 7, расположенной между ограничителем 5 и пластиной 2, поскольку в этом случае образуется монтажный зазор по внутреннему кольцевому поясу «А», уменьшающий в период приработки неравномерный износ кромок. Расположение шайбы между пластиной 2 и диском 4 недопустимо, поскольку нарушенная в этом случае герметичность наружного и внутреннего кольцевых поясов будет еще более ухудшена и в процессе работы из-за характерного неравномерного износа кромок. В верхней части ограничителя 5 хода выполнен поршень с возможностью перемещения внутри цилиндра, изготовленного заодно с крышкой 8. Поджатие ограничителя хода 5 к седлу 3 осуществляется буферной пружиной 9. Полости различного давления уплотняются прокладками 10.

Всасывающая пластина 1 выполнена с лепестками 11, расположенными равномерно по кругу, а между смежными лепестками 11 образованы пружинные (упругие) участки (фиг.2).

Нагнетательная пластина 2 имеет круглую форму и отверстия в виде дугообразных прорезей 12 (фиг.4). Прорези, ближайшие к краю пластины 2, расположены вдоль края диска 4, образующего с седлом 3 нагнетательное отверстие.

Комбинированный клапан работает следующим образом. Всасывающая часть клапана открывается на этапе прямого хода поршня 13 компрессора от мертвой точки в конце внутреннего расширения РТ, оставшегося в мертвом объеме. Наполнение рабочей камеры компрессора происходит при срабатывании на перепад давления Δр упруго деформируемых лепестков 11 всасывающей пластины 1, которые отгибаясь, открывают каналы «В» седла 3. Перемещение лепестков 11 ограничивается углублениями 14 по контуру «Б» зеркала цилиндра компрессора, и далее проходное сечение увеличивается за счет пружинных участков прорезей между смежными лепестками 11, обеспечивая практически параллельное положение лепестков 11 по отношению к плоскости седла 3 (см. фиг.3). В исходное положение лепестки 11 пластины 1 возвращаются под действием собственной упругости. В обратном ходе поршня 13 выход РТ через нагнетательную часть клапана происходит по кольцевыми поясам «Д» (фиг.4) седла 3 и диска 4 при поднятии нагнетательной пластины 2.

Пластина 2 выполнена выпуклой между поясами «Д» и имеет вследствие этого кольцевой выступ величиной «Ж», который обеспечивает снижение гидравлических потерь и дополнительную центровку пластины 2 в потоке рабочего тела. Кроме того увеличивается момент сопротивления радиального сечения пластины 2, что снижает касательные напряжения и улучшает долговечность. Установка нагнетательной пластины 2 на диске 4 выполняется при помощи шайбы 6 с монтажным зазором по внутреннему кольцевому поясу «А», что уменьшает в период приработки неравномерный износ кромок.

При возникновении гидравлического удара происходит перекрытие отверстий поршнем ограничителя 5 хода в цилиндре крышки 8 и отсекание замкнутого пространства внутри цилиндра крышки 8, которое на режиме номинальной работы сообщено с камерой нагнетания клапана. В результате перемещения поршня внутри замкнутого пространства с повышением давления происходит демпфирование, смягчаются удары ограничителя хода 5 по крышке 8. Это происходит потому, что повышающееся давление внутри замкнутого пространства противодействует поршню, уменьшая скорость его движения и возможного удара, который возникает при влажном ходе (буферная пружина аналога в этом случае работает с большими ударными нагрузками.

Таким образом, предлагаемая конфигурация всасывающей пластины 1 обеспечивает увеличенное проходное сечение, что улучшает условие наполнения цилиндра. Форма нагнетательной пластины 2 с выступом улучшает ее динамику и снижает напряжения, возникающие при соударениях. В конструкции также предусмотрена эффективная защита от гидравлического удара. При этом в отношении аналогов уменьшается количество элементов; увеличиваются надежность и долговечность клапанного узла, в том числе вследствие установки нагнетательной пластины с монтажным зазором, а по сравнению с патентом США получено расширенное проходное сечение и эффективная защита от гидравлического удара.


САМОДЕЙСТВУЮЩИЙ КОМБИНИРОВАННЫЙ КЛАПАН ПОРШНЕВОГО КОМПРЕССОРА
САМОДЕЙСТВУЮЩИЙ КОМБИНИРОВАННЫЙ КЛАПАН ПОРШНЕВОГО КОМПРЕССОРА
САМОДЕЙСТВУЮЩИЙ КОМБИНИРОВАННЫЙ КЛАПАН ПОРШНЕВОГО КОМПРЕССОРА
САМОДЕЙСТВУЮЩИЙ КОМБИНИРОВАННЫЙ КЛАПАН ПОРШНЕВОГО КОМПРЕССОРА
САМОДЕЙСТВУЮЩИЙ КОМБИНИРОВАННЫЙ КЛАПАН ПОРШНЕВОГО КОМПРЕССОРА
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-9 of 9 items.
27.01.2013
№216.012.2154

Магнитный редуктор

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам, и электромагнитным механизмам и касается особенностей выполнения бесконтактных магнитных редукторов, которые могут быть использованы в качестве передаточного устройства в механических системах с большим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474033
Дата охранного документа: 27.01.2013
10.02.2013
№216.012.244f

Способ определения температуры газа в рабочей полости роторной машины

Изобретение относится к экспериментальной теплофизике и может быть использовано для определения температуры газа в рабочей полости роторной машины. Заявлен способ определения температуры газа в рабочей полости роторной машины путем измерения температуры газа с помощью датчиков температуры,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474797
Дата охранного документа: 10.02.2013
27.04.2013
№216.012.3ade

Вакуумный центробежный компрессор

Изобретение относится к области центробежного компрессоростроения, в частности к вакуумным циркуляционным компрессорам. Вакуумный центробежный компрессор, содержащий корпус сжатия, который разделен перегородкой на две секции, в секциях расположены два ротора с рабочими колесами на общем валу,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480631
Дата охранного документа: 27.04.2013
20.09.2013
№216.012.6c86

Скважинно-насосная установка

Изобретение относится к нефтехимической отрасли машиностроения и может быть использовано при проектировании скважинно-насосных установок. Скважинно-насосная установка содержит станок-качалку для установки рядом со скважиной, имеющую балансир с поворотной головкой, насос для установки в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493433
Дата охранного документа: 20.09.2013
27.09.2013
№216.012.6fdb

Зацепление винтовой машины

Изобретение относится к компрессорной технике, а именно к винтовым компрессорам, и может быть использовано в расширительных машинах. Зубчатое зацепление винтовой машины с асимметричным профилем зубьев ведущего и ведомого роторов, в котором профиль тыльной по ходу вращения части впадины,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494286
Дата охранного документа: 27.09.2013
20.11.2013
№216.012.82ca

Скважинно-насосная установка

Изобретение относится к нефтехимической отрасли машиностроения и может быть использовано при проектировании скважинно-насосных установок. Скважинно-насосная установка содержит станок-качалку для установки рядом со скважиной 3. Насос с плунжером 15 установлен в скважине 3. С верхней частью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499158
Дата охранного документа: 20.11.2013
10.01.2014
№216.012.951b

Уплотнение с активным электромагнитным регулированием зазора

Изобретение относится к области уплотнительной техники, в частности к уплотнению роторов. Уплотнение с активным электромагнитным регулированием зазора содержит установленный на роторе диск, размещенный в корпусе кольцевой электромагнит с обмоткой и, по меньшей мере, двумя полюсами,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503865
Дата охранного документа: 10.01.2014
20.05.2014
№216.012.c7d7

Беспроводная система измерения температуры опорных и упорных подшипников скольжения

Изобретение относится к области машиностроения и касается обеспечения контроля температуры подшипников скольжения с самоустанавливающимися колодками или цельной втулкой различного динамического оборудования, например центробежных компрессоров. Беспроводная система измерения температуры опорных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516918
Дата охранного документа: 20.05.2014
20.10.2015
№216.013.83f2

Способ определения температуры газа в рабочей полости роторной машины

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано для определения температуры газа в рабочей полости роторной машины, например компрессора, вакуум-насоса. Температура газа определяется в рабочей полости роторной машины, в полом корпусе которой размещены два ротора, каждый...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002565381
Дата охранного документа: 20.10.2015
Showing 11-20 of 39 items.
20.05.2013
№216.012.3fb5

Устройство для отделения паров масла из газовых смесей

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к устройствам суфлирования маслобаков турбомашин. Устройство для отделения паров масла из газовых смесей состоит из входной 1 и выходной 3 камер, соединенных между собой сужающим патрубком 2, трубопровода 4, соединяющего сужающий патрубок...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481879
Дата охранного документа: 20.05.2013
20.05.2013
№216.012.4185

Предохранительная кулачковая муфта

Изобретение относится к предохранительным кулачковым муфтам. Предохранительная кулачковая муфта содержит установленные на валах ведущую и ведомую полумуфты с элементами сцепления в виде кулачков на обращенных друг к другу поверхностях и механизм рассоединения полумуфт при превышении предельного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482343
Дата охранного документа: 20.05.2013
20.05.2013
№216.012.4199

Стояночное уплотнение центробежного компрессора

Изобретение относится к стояночным уплотнениям центробежных компрессоров. Стояночное уплотнение центробежного компрессора содержит уплотнительную пару, включающую деталь роторной части компрессора с уплотняемой поверхностью и уплотнительный узел, установленный на статорной части компрессора и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482363
Дата охранного документа: 20.05.2013
10.06.2013
№216.012.494b

Уплотнение вала

Изобретение относится к области компрессоростроения, а именно к устройствам для уплотнения вала центробежного компрессора, и может найти применение в других областях машиностроения, использующих уплотнение с гидрозатвором. Уплотнение вала газовой машины содержит неподвижно установленные в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484343
Дата охранного документа: 10.06.2013
27.06.2013
№216.012.5160

Теплообменный аппарат

Теплообменный аппарат содержит корпус в виде цилиндра, на горцах которого закреплены плиты. Внутри корпуса вдоль его оси размещены грубы с зазорами между собой и внутренней поверхностью корпуса. Торцы труб и корпуса состыкованы с плитами с обеспечением герметичности. Во внутренней полости...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486425
Дата охранного документа: 27.06.2013
20.09.2013
№216.012.6c86

Скважинно-насосная установка

Изобретение относится к нефтехимической отрасли машиностроения и может быть использовано при проектировании скважинно-насосных установок. Скважинно-насосная установка содержит станок-качалку для установки рядом со скважиной, имеющую балансир с поворотной головкой, насос для установки в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493433
Дата охранного документа: 20.09.2013
27.09.2013
№216.012.6fdb

Зацепление винтовой машины

Изобретение относится к компрессорной технике, а именно к винтовым компрессорам, и может быть использовано в расширительных машинах. Зубчатое зацепление винтовой машины с асимметричным профилем зубьев ведущего и ведомого роторов, в котором профиль тыльной по ходу вращения части впадины,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494286
Дата охранного документа: 27.09.2013
27.09.2013
№216.012.6fe9

Торцевое уплотнение

Изобретение относится к области компрессоростроения и насосостроения, а именно к торцевым уплотнениям. Техническим результатом изобретения является возможность изготовления уплотнения пакетного типа, которое устанавливается на компрессор полностью собранным и не требует доработки под...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494300
Дата охранного документа: 27.09.2013
20.11.2013
№216.012.82ca

Скважинно-насосная установка

Изобретение относится к нефтехимической отрасли машиностроения и может быть использовано при проектировании скважинно-насосных установок. Скважинно-насосная установка содержит станок-качалку для установки рядом со скважиной 3. Насос с плунжером 15 установлен в скважине 3. С верхней частью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499158
Дата охранного документа: 20.11.2013
10.12.2013
№216.012.886f

Устройство для позиционирования оборудования

Изобретение относится к общему машиностроению и может быть использовано для позиционирования оборудования. Устройство для позиционирования оборудования содержит блок из трех расположенных одна над другой частей, на смежных поверхностях которых выполнены направляющие канавки для заключенных в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500609
Дата охранного документа: 10.12.2013
+ добавить свой РИД