Роторно-поршневой насос-компрессор
Роторно-поршневые насосы-компрессоры (РПНК) широко используются в различных областях народного хозяйства. Разработано множество конструкционных схем и типоразмеров РПНК с различными параметрами, которые в основном удовлетворяют требованиям промышленного, сельскохозяйственного и других производств. Однако развитие новой техники требует улучшения параметров существующих насосов и компрессоров. Так качество жилищного строительства диктует новый уровень инженерного оснащения. Высотная застройка, например, нуждается в уменьшении шума высоко напорных насосов для подачи воды в многоэтажные дома. Более высокие требования предъявляются и к повышению надежности насосов-компрессоров в процессе их эксплуатации.
Автором разработано несколько конструкционных схем насосов-компрессоров (патент РФ автора) с целью повышения их эксплуатационной надежности и уменьшения уровня шума. Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в различных областях промышленности и жилищно-коммунального хозяйства в качестве насосов или компрессоров.
Предлагаемое устройство отличается от известных новой конструкцией роторно-поршневой системы, новым, встроенным в конструкцию РПНК, клапанным устройством, а также более простой конструкцией устройства в целом с более высоким КПД.
В РПНК использован новый принцип взаимодействия поршней с вращающимися цилиндрами, позволяющий уменьшить трение между наружной поверхностью поршней и внутренней поверхностью цилиндров, что приводит к уменьшению износа деталей, продлению сроков эксплуатации РПНК и позволяет увеличить его КПД, а новое устройство клапанной системы позволяет снизить шум насоса-компрессора до минимума.
Устройство состоит из элементарных ячеек, каждая из которых представляет собой отдельный одно поршневой (фиг.1) насос-компрессор небольшой мощности. Элементарные ячейки легко монтируются в отдельные блоки, а блоки также легко монтируются в отдельные агрегаты различной мощности. Блоки РПНК могут быть выполнены из одной, двух (фиг.2) и более элементарных ячеек. На фиг.3 приведен вид крестообразного блока из 4-х элементарных ячеек. Для увеличения мощности устанавливают в параллель несколько блоков. Например, 4-х поршневой блок, собранный по крестообразной схеме, легко монтируется в 2-х или 3-х блочный РПНК, имеющий соответственно 8 или 12 поршней. При этом все поршни закрепляют на одном вале-эксцентрике. Возможность сборки РПНК из нескольких элементарных ячеек и блоков позволяет варьировать конструктивные особенности и производительность РПНК в широком диапазоне.
По сравнению с существующими предлагаемые насосы-компрессоры имеют следующие основные преимущества: более высокий КПД и напорные характеристики; низкий уровень шума; небольшие размеры и вес; более длительный срок эксплуатации; более широкую область применения.
Устройство одно поршневого и двух поршневого насоса-компрессора представлено на фиг.1 и фиг.2 соответственно, но у одно поршневого насоса-компрессора (фиг.1) (одна ячейка) имеется отличие. Это отличие в том, что привод 22 устанавливают на крышке 3 корпуса 1 через герметичный ввод вращения из керамических пластин 20, 21, соединительную муфту 19 и коромысло 27, во втулках которого свободно вращается вал-эксцентрик 13. У двух поршневого насоса-компрессора (фиг.2) привод 22 закрепляют на боковой поверхности вставки 2 корпуса 1 и соединяют с одной из осей вала-эксцентрика 13.
В режиме насоса или компрессора РПНК работает следующим образом. От привода 22 (фиг.1,2) в действие приводится вал-эксцентрик 13. Ведущая шестерня 11, жестко закрепленная на вале-эксцентрике, передает вращение рабочей камере 4 через ведомую шестерню 10. Одновременно поршень 6 приводится в возвратно-поступательное движение. При этом через отверстия клапанного устройства осуществляет всасывание и нагнетание рабочей среды.