RU181046U1 - Hydraulic compressor - Google Patents

Abstract

Гидроприводной компрессор содержит цилиндр гидродвигателя с поршнем, жестко закрепленным в средней части цилиндра, шток с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно поршня, на концах которого закреплены поршни оппозитно размещенных относительно цилиндра гидродвигателя компрессорных цилиндров с двумя рядами уплотнений по цилиндрам и штоку, крышки компрессорных цилиндров, гидропривод гидродвигателя, включающий насос, гидрораспределитель, механизмы переключения гидрораспределителя, линии нагнетания и слива, при этом поршни штока между рядами уплотнений на наружных и внутренних поверхностях снабжены кольцевыми канавками, соединенными радиальными каналами, шток выполнен пустотелым с радиальными каналами, соединяющими полость штока с внутренними кольцевыми канавками поршней, при этом концевые части штока размещены в соосных относительно оси штока отверстиях крышек с уплотнениями. Также на концах штока за радиальными каналами могут быть выполнены внутренние направляющие поверхности с уплотнениями для пустотелых плунжеров, установленных соосно штоку в отверстиях крышек с уплотнениями, при этом плунжеры размещены во внутренних направляющих поверхностях штока.The hydraulic compressor includes a hydraulic cylinder with a piston rigidly fixed in the middle part of the cylinder, a rod with the possibility of reciprocating movement relative to the piston, at the ends of which are fixed pistons of the compressor cylinders opposite to the hydraulic cylinder, with two rows of seals on the cylinders and the rod, covers of compressor cylinders, hydraulic drive of a hydraulic motor, including a pump, a control valve, switching mechanisms of a control valve, discharge and discharge lines, etc. moreover, the piston rods between the rows of seals on the outer and inner surfaces are provided with annular grooves connected by radial channels, the rod is hollow with radial channels connecting the cavity of the rod with the inner annular grooves of the pistons, while the end parts of the rod are placed in the holes of the covers coaxial with respect to the axis of the rod seals. Also, at the ends of the rod behind the radial channels, internal guide surfaces with seals for hollow plungers installed coaxially to the rod in the openings of the covers with seals can be made, while the plungers are placed in the inner guide surfaces of the rod.

Description

Полезная модель относится к компрессорной технике, более конкретно к устройствам для создания высоких давлений газа.The invention relates to compressor technology, and more particularly to devices for generating high gas pressures.

Известен компрессор с гидроприводом (см. патент RU 2220323), содержащий оппозитно установленные, жестко соединенные цилиндры с впускными и выпускными клапанами, поршни с двумя рядами уплотнений на наружной поверхности, закрепленные на общем штоке с возможностью возвратно-поступательного перемещения, насос, соединенный через распределительное устройство с полостями цилиндров, механизм переключения распределительного устройства.A known hydraulic compressor (see patent RU 2220323), containing opposed, rigidly connected cylinders with inlet and outlet valves, pistons with two rows of seals on the outer surface, mounted on a common rod with the possibility of reciprocating movement, a pump connected through a distribution device with cylinder cavities, switching mechanism of a switchgear.

Известен поршневой компрессор с гидравлическим приводом (см. авторское свидетельство SU 1783151 A1 F04B 35/02), содержащий оппозитно расположенные цилиндры, поршни с уплотнениями на наружной поверхности, установленные в цилиндрах с образованием рабочих и гидроприводных камер и связанные со стороны гидроприводных камер штоком, механизмы охлаждения поршней.A piston compressor with a hydraulic drive is known (see copyright certificate SU 1783151 A1 F04B 35/02), comprising opposed cylinders, pistons with seals on the outer surface, mounted in cylinders with the formation of working and hydraulic chambers and connected by a rod with hydraulic chambers, mechanisms cooling pistons.

Известен компрессор с гидроприводом (см. патент 2215186), содержащий оппозитно установленные и жестко соединенные между собой цилиндры с поршнями, закрепленными на общем штоке с образованием газовых и гидравлических полстей, насос, соединенный через распределитель с гидравлическими полостями, механизмы управления работой распределителя.A well-known hydraulic compressor (see patent 2215186), containing opposed cylinders and rigidly interconnected cylinders with pistons mounted on a common rod with the formation of gas and hydraulic cavities, a pump connected through a distributor with hydraulic cavities, control mechanisms for the operation of the distributor.

Недостатком известных устройств является их невысокая надежность, вследствие того, что утечки газа через уплотнения поршней могут поступать в рабочую жидкость гидропривода и преждевременно выводить ее из строя. Утечки рабочей жидкости в свою очередь могут поступать в нагнетаемый газ и ухудшать его качество.A disadvantage of the known devices is their low reliability, due to the fact that gas leaks through the piston seals can enter the hydraulic fluid and prematurely disable it. Leaks of the working fluid, in turn, can enter the injected gas and impair its quality.

Известен модуль гидроприводного компрессора (см. патент 2342560), содержащий расположенные оппозитно друг другу гидравлические емкости для рабочей среды и газовые емкости для перекачиваемого газа. Гидравлические емкости посредством гидравлических магистралей имеют возможность соединения с нагнетательным насосом и сливом. Газовые емкости имеют возможность соединения посредством газовых магистралей с источником газа и его потребителем. Газовые емкости оппозитно друг другу размещены с возможностью перемещения в гидравлических емкостях, причем модуль снабжен плунжером, штоки которого размещены в газовых емкостях, при этом гидравлические емкости и плунжер смонтированы на общей раме. За счет исключения попадания рабочей жидкости в газовые полости повышается надежность работы модуля.A known hydraulic drive compressor module (see patent 2342560) containing opposed to each other hydraulic tanks for the working environment and gas tanks for the pumped gas. Hydraulic tanks through hydraulic lines have the ability to connect to a discharge pump and drain. Gas tanks have the ability to connect through gas lines to the gas source and its consumer. The gas tanks are opposed to each other and can be moved in hydraulic tanks, the module is equipped with a plunger, the rods of which are placed in gas tanks, while the hydraulic tanks and the plunger are mounted on a common frame. By eliminating the ingress of working fluid into the gas cavity, the reliability of the module increases.

Однако решение этой задачи привело к значительному усложнению конструкции модуля. При этом наличие большого количества подвижных соединений не способствует также достижению высокой надежности модуля.However, the solution to this problem led to a significant complication of the module design. Moreover, the presence of a large number of movable joints does not contribute to the achievement of high reliability of the module.

Известен компрессор с гидроприводом, взятый за прототип (см. патент RU 2215187), содержащий цилиндр гидродвигателя с поршнем, жестко закрепленным в средней части цилиндра, шток с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно поршня, на концах которого закреплены поршни оппозитно размещенных относительно цилиндра гидродвигателя компрессорных цилиндров с двумя рядами уплотнений по цилиндрам и штоку, крышки компрессорных цилиндров, гидропривод гидродвигателя, включающий насос, гидрораспределитель, механизмы переключения гидрораспределителя, линии нагнетания и слива.A known hydraulic compressor, taken as a prototype (see patent RU 2215187), containing a hydraulic motor cylinder with a piston rigidly fixed in the middle part of the cylinder, a rod with the possibility of reciprocating movement relative to the piston, at the ends of which are fixed the pistons of the compressor opposite to the hydraulic motor cylinder cylinders with two rows of seals on the cylinders and the rod, compressor cylinder covers, hydraulic motor hydraulic drive, including pump, hydraulic distributor, switching mechanisms directional valve, discharge and discharge lines.

Недостатком этого компрессора является его невысокая надежность, связанная с тем что утечки газа и рабочей жидкости через уплотнения поршней поступают соответственно в гидравлические и газовые полости, ухудшая качество рабочей жидкости и нагнетаемого газа.The disadvantage of this compressor is its low reliability, due to the fact that gas and working fluid leaks through the piston seals enter the hydraulic and gas cavities, respectively, impairing the quality of the working fluid and injected gas.

Задачей изобретения является повышение надежности компрессора за счет выведения утечек газа и рабочей жидкости через уплотнения поршней за пределы компрессора.The objective of the invention is to increase the reliability of the compressor by removing leaks of gas and working fluid through the piston seals outside the compressor.

Для достижения этого технического результата в компрессоре с гидроприводом, содержащем цилиндр гидродвигателя с поршнем, жестко закрепленным в средней части цилиндра, шток с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно поршня, на концах которого закреплены поршни оппозитно размещенных относительно цилиндра гидродвигателя компрессорных цилиндров с двумя рядами уплотнений по цилиндрам и штоку, крышки компрессорных цилиндров, гидропривод гидродвигателя, включающий насос, гидрораспределитель, механизмы переключения гидрораспределителя, линии нагнетания и слива, поршни штока между рядами уплотнений на наружных и внутренних поверхностях снабжены кольцевыми канавками, соединенными радиальными каналами, шток выполнен пустотелым с радиальными каналами, соединяющими полость штока с внутренними кольцевыми канавками поршней, при этом концевые части штока размещены в соосных относительно оси штока отверстиях крышек с уплотнениями, также на концах штока за радиальными каналами могут быть выполнены внутренние направляющие поверхности с уплотнениями для пустотелых плунжеров, установленных соосно штоку в отверстиях крышек с уплотнениями, при этом плунжеры размещены во внутренних направляющих поверхностях штока.To achieve this technical result, in a compressor with a hydraulic actuator comprising a hydraulic cylinder with a piston rigidly fixed in the middle part of the cylinder, a rod with the possibility of reciprocating movement relative to the piston, at the ends of which pistons are mounted opposite the hydraulic cylinder of the compressor cylinder with two rows of seals on to cylinders and a rod, covers of compressor cylinders, hydraulic drive of a hydraulic motor, including a pump, control valve, mechanisms are switched The valve, the discharge and discharge lines, the piston rods between the rows of seals on the outer and inner surfaces are provided with annular grooves connected by radial channels, the rod is hollow with radial channels connecting the rod cavity with the inner annular grooves of the pistons, while the end parts of the rod are placed in coaxial relative to the axis of the rod, the openings of the covers with seals, also at the ends of the rod behind the radial channels, internal guide surfaces with seals can be made A hollow plunger mounted coaxially in the rod holes caps with seals, wherein the plungers are arranged in the inner surfaces of the guide rod.

Устройство компрессораCompressor device

На Фиг. 1 и Фиг. 2 представлены два варианта предлагаемой конструкции гидроприводного компрессора.In FIG. 1 and FIG. 2 presents two options for the proposed design of a hydraulic compressor.

Гидроприводной компрессор на Фиг. 1 содержит цилиндр гидродвигателя 1 с неподвижным поршнем 2 в средней части и пустотелым штоком 3. На штоке 3 закреплены поршни 4 и 5 оппозитно размещенных и жестко соединенных с цилиндром гидродвигателя компрессорных цилиндров 6 и 7. Цилиндр гидродвигателя 1 и компрессорные цилиндры 6 и 7 выполнены с одинаковым внутренним диаметром. Шток 3 установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно поршня 2. С торцов компрессорных цилиндров установлены крышки 8.The hydraulic compressor in FIG. 1 contains a cylinder of a hydraulic motor 1 with a fixed piston 2 in the middle part and a hollow rod 3. On the rod 3 are fixed pistons 4 and 5 of opposed and rigidly connected to the cylinder of the hydraulic motor compressor cylinders 6 and 7. The cylinder of the hydraulic motor 1 and compressor cylinders 6 and 7 are made with the same inner diameter. The rod 3 is mounted with the possibility of reciprocating movement relative to the piston 2. From the ends of the compressor cylinders are installed caps 8.

Поршни 2, 4, 5 и крышки 8 образуют в цилиндрах 1, 6 и 7 гидравлические 9 и газовые 10 полости.Pistons 2, 4, 5 and caps 8 form hydraulic 9 and gas 10 cavities in the cylinders 1, 6 and 7.

Поршни 4 и 5 снабжены двумя рядами уплотнений Пи 12 соответственно по цилиндрам и штоку. На поршнях между рядами уплотнений выполнены кольцевые канавки 13 и 14, соединенные радиальными каналами 15. Полость штока 3 соединена с кольцевыми канавками на поршнях 4 и 5 радиальными отверстиями 16.Pistons 4 and 5 are equipped with two rows of Pi 12 seals along the cylinders and the rod, respectively. On the pistons between the rows of seals made annular grooves 13 and 14 connected by radial channels 15. The cavity of the rod 3 is connected with the annular grooves on the pistons 4 and 5 by radial holes 16.

Концевые части штока 3 находятся в осевых отверстиях крышек 8 с уплотнениями 17.The end parts of the rod 3 are located in the axial holes of the covers 8 with seals 17.

Таким образом, кольцевые канавки 13 и 14 через отверстия 15 и 16, полость штока 3 соединены с атмосферой.Thus, the annular grooves 13 and 14 through the holes 15 and 16, the cavity of the rod 3 are connected to the atmosphere.

По обе стороны поршня 2 размещены правые и левые механизмы переключения 18 гидрораспределителя 19, обеспечивающие переменную подачу жидкости от гидропривода в гидравлические полости 9 компрессора.On both sides of the piston 2 there are right and left switching mechanisms 18 of the control valve 19, providing a variable supply of fluid from the hydraulic drive to the hydraulic cavity 9 of the compressor.

При работе гидроприводной компрессор со стороны крышек 8 подключен через всасывающие клапаны к газовой системе низкого давления и через нагнетательные клапаны к газовой системе высокого давления (на рисунке не представлены).During operation, the hydraulic drive compressor on the side of the covers 8 is connected through the suction valves to the low pressure gas system and through the discharge valves to the high pressure gas system (not shown).

На Фиг. 2 представлен вариант предлагаемой конструкции гидроприводного компрессора с уменьшенными размерами по длине.In FIG. 2 shows a variant of the proposed design of a hydraulic compressor with reduced length.

В этом варианте компрессора в крышках 8 соосно штоку 3 закреплены с уплотнениями 20 полые плунжеры 21. Концевые части плунжеров размещены в направляющих поверхностях штока 3 с уплотнениями 22, выполненных на внутренней поверхности концевых частей штока за радиальными канавками 16.In this embodiment of the compressor, in the covers 8, hollow plungers 21 are fixed coaxially to the stem 3 with seals 20. The end parts of the plungers are located on the guide surfaces of the stem 3 with seals 22 made on the inner surface of the end parts of the stem behind the radial grooves 16.

Таким образом, и в этом случае кольцевые канавки 13 и 14 через отверстия 15 16, полость штока 3 и полости плунжеров 21 соединены с атмосферой.Thus, in this case, the annular grooves 13 and 14 through the holes 15 16, the cavity of the rod 3 and the cavity of the plungers 21 are connected to the atmosphere.

Удаление утечек газа и рабочей жидкости из кольцевых канавок на наружной поверхности поршней через систему каналов и полостей в деталях компрессора в двух направлениях связано с необходимостью иметь одинаковое исполнение компрессорных цилиндров. В этом случае за цикл работы компрессора объем газа, подаваемого в газовую систему высокого давления каждым компрессорным цилиндром, будет одинаковым. Это исключает появление вибраций в газовой системе.The removal of gas and working fluid leaks from the annular grooves on the outer surface of the pistons through a system of channels and cavities in the compressor parts in two directions is associated with the need to have the same compressor cylinder design. In this case, during the compressor cycle, the volume of gas supplied to the high pressure gas system by each compressor cylinder will be the same. This eliminates the appearance of vibrations in the gas system.

Гидроприводной компрессор работает следующим образом.Hydraulic compressor operates as follows.

При включении компрессора (см. Фиг. 1) в первый момент газ низкого давления через всасывающие клапаны поступает в левые и правые газовые полости 10. Рабочая жидкость от гидропривода под давлением через гидрораспределитель 19 поступает, например, в левую гидравлическую полость 9. Поршни 4 и 5 со штоком 3 под действием давления жидкости в левой гидравлической полости 9 и давления газа в правой газовой полости 10 перемещаются влево. При этом поршень 4 вытесняет газ из левой газовой полсти через открытый нагнетательный клапан при закрытом всасывающем клапане в газовую систему высокого давления. В правую газовую полость поступает газ из газовой системы низкого давления через всасывающий клапан при закрытом нагнетательном клапане.When the compressor is turned on (see Fig. 1) at the first moment, low-pressure gas through the suction valves enters the left and right gas cavities 10. The hydraulic fluid from the hydraulic drive under pressure through the valve 19, for example, enters the left hydraulic cavity 9. Pistons 4 and 5 with the rod 3 under the influence of fluid pressure in the left hydraulic cavity 9 and gas pressure in the right gas cavity 10 are moved to the left. In this case, the piston 4 displaces the gas from the left gas cavity through the open discharge valve with the suction valve closed to the high-pressure gas system. Gas from the low pressure gas system enters the right gas cavity through the suction valve with the discharge valve closed.

При достижении крайнего левого положения поршень 5 взаимодействует с правым механизмом переключения 18 распределителя 19. Происходит переключение подачи рабочей жидкости в правую гидравлическую полость 9. При этом поршни 4 и 5 со штоком 3 перемещаются вправо. Вытеснение газа из правой газовой полости 10 в газовую систему высокого давления происходит через нагнетательный клапан под действием суммарного давления газа, поступающего в левую газовую полость 10 через всасывающий клапан, и давления жидкости в правой гидравлической полости 9 при закрытых нагнетательном клапане левой газовой полости и всасывающем клапане правой газовой полости.Upon reaching the extreme left position, the piston 5 interacts with the right switching mechanism 18 of the distributor 19. The fluid supply to the right hydraulic cavity 9 is switched over. In this case, the pistons 4 and 5 with the rod 3 move to the right. The gas is displaced from the right gas cavity 10 into the high-pressure gas system through the discharge valve under the action of the total gas pressure entering the left gas cavity 10 through the suction valve and the liquid pressure in the right hydraulic cavity 9 with the left gas discharge valve and the suction valve closed right gas cavity.

При достижении крайнего правого положения поршень 4 взаимодействует с левым механизмом переключения 18 распределителя 19. Происходит переключение подачи рабочей жидкости в левую гидравлическую полость 9.When reaching the extreme right position, the piston 4 interacts with the left switching mechanism 18 of the distributor 19. There is a switching of the supply of working fluid in the left hydraulic cavity 9.

Далее цикл работы компрессора повторяется.Next, the compressor cycle is repeated.

При этом все утечки газа и рабочей жидкости через уплотнения поршней 4 и 5 поступают в наружные кольцевые канавки 13 поршней. Поскольку эти канавки через радиальные отверстия 15 в поршнях, внутренние канавки 14 в них, радиальные отверстия штока 3, полость штока соединены с атмосферой, то все утечки газа и жидкости удаляются за пределы компрессора. Это уменьшает возможность поступления газа в рабочую жидкость гидропривода и преждевременного выхода ее из строя. Уменьшается также возможность поступления рабочей жидкости в нагнетаемый газ и, следовательно, ухудшения его качества. В результате повышается надежность работы компрессора.In this case, all gas and working fluid leaks through the piston seals 4 and 5 enter the outer annular grooves 13 of the pistons. Since these grooves through the radial holes 15 in the pistons, the internal grooves 14 in them, the radial holes of the rod 3, the rod cavity are connected to the atmosphere, all gas and liquid leaks are removed outside the compressor. This reduces the possibility of gas entering the hydraulic fluid of the hydraulic drive and its premature failure. Also reduces the possibility of the working fluid entering the injected gas and, consequently, the deterioration of its quality. The result is increased compressor reliability.

Аналогичным образом осуществляется работа гидроприводного компрессора, представленного на Фиг. 2.The hydraulic drive compressor shown in FIG. 2.

Наличие осевых полостей у плунжеров 21 обеспечивает удаление из канавок 13 поршней 4 и 5 утечек газа и рабочей жидкости за пределы компрессора.The presence of axial cavities in the plungers 21 ensures the removal of grooves of the pistons 4 and 5 from the grooves 13 of the gas and working fluid leaks outside the compressor.

Claims (2)

1. Гидроприводной компрессор, содержащий цилиндр гидродвигателя с поршнем, жестко закрепленным в средней части цилиндра, шток с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно перемещения относительно поршня, на концах которого закреплены поршни оппозитно размещенных относительно цилиндра гидродвигателя компрессорных цилиндров с двумя рядами уплотнений по цилиндрам и штоку, крышки компрессорных цилиндров, гидропривод гидродвигателя, включающий насос, гидрораспределитель, механизмы переключения гидрораспределителя, линии нагнетания и слива, отличающийся тем, что поршни штока между рядами уплотнений на наружных и внутренних поверхностях снабжены кольцевыми канавками, соединенными радиальными каналами, шток выполнен пустотелым с радиальными каналами, соединяющими полость штока с внутренними кольцевыми канавками поршней, при этом концевые части штока размещены в соосных относительно оси штока отверстиях крышек с уплотнениями.1. A hydraulic drive compressor comprising a hydraulic motor cylinder with a piston rigidly fixed in the middle part of the cylinder, a rod with the possibility of reciprocating movement relative to movement relative to the piston, at the ends of which pistons are mounted opposite the hydraulic cylinder of the compressor cylinder with two rows of seals on the cylinders and rod , covers of compressor cylinders, hydraulic drive of a hydraulic motor, including a pump, hydraulic distributor, switching mechanisms i, discharge and discharge lines, characterized in that the piston rods between the rows of seals on the outer and inner surfaces are provided with annular grooves connected by radial channels, the rod is hollow with radial channels connecting the rod cavity with the inner annular grooves of the pistons, while the rod end parts placed in coaxial relative to the axis of the rod holes of the covers with seals. 2. Гидроприводной компрессор по п. 1, отличающийся тем, что на концах штока за радиальными каналами выполнены внутренние направляющие поверхности с уплотнениями для пустотелых плунжеров, установленных соосно штоку в отверстиях крышек с уплотнениями, при этом плунжеры размещены во внутренних направляющих поверхностях штока.2. Hydraulic drive compressor according to claim 1, characterized in that at the ends of the rod behind the radial channels there are internal guide surfaces with seals for hollow plungers installed coaxially to the rod in the openings of the covers with seals, while the plungers are placed in the inner guide surfaces of the rod.

Images