RU2067216C1 - Electromagnetic compressor - Google Patents

Abstract

FIELD: manufacture of compressors. SUBSTANCE: compressor has flexible diaphragm pinched in housing; this diaphragm forms working chamber of compressor together with its cover. Compressor is also provided with electromagnetic vibrator and suction and delivery valves which are mounted on compressor cover. Armature of vibrator is rigidly connected with disk having from of inner surface of compressor cover and with central portion of flexible diaphragm. Movable parts of suction and delivery valves perform the function of dynamic dampers of housing vibrations; they are made in form of spring-loaded masses vibrating in antiphase relative to armature. EFFECT: enhanced reliability. 1 dwg

Description

Изобретение относится к электромагнитным компрессорам. The invention relates to electromagnetic compressors.

Известны мембранные компрессоры гидроприводом (SU, авторские свидетельства, 312674, 395617, кл. F 04 B 45/00), содержащие защемленную в корпусе упругую мембрану, разделяющую внутреннюю полость корпуса на рабочую и полость гидропривода. Hydraulic actuated diaphragm compressors are known (SU, copyright certificates, 312674, 395617, class F 04 B 45/00) containing an elastic membrane clamped in the housing, dividing the internal cavity of the housing into a working cavity and a hydraulic drive cavity.

Общим недостатком известных мембранных компрессоров является сложность конструкции и низкая производительность из-за невысокой частоты вращения гидронасоса гидропривода. A common disadvantage of the known membrane compressors is the design complexity and low productivity due to the low speed of the hydraulic pump.

Известен электромагнитный компрессор (SU, авторское свидетельство 395615, кл. F 04 B 35/04, 1973), содержащий корпус с размещенным в цилиндре рабочим органом, связанный с подпружиненным якорем электромагнита. Known electromagnetic compressor (SU, copyright certificate 395615, class F 04 B 35/04, 1973), comprising a housing with a working body located in the cylinder, connected with a spring-loaded anchor of an electromagnet.

Недостатками известного электромагнитного компрессора являются потеря производительности из-за утечек из-за утечек в цилиндре и из-за запаздывания срабатывания всасывающего и нагнетательного клапанов, вследствие инерционности их подвижных частей, при высокой частоте колебаний якоря (6000 двойных ходов в минуту при питании от сети частотой 50 Гц), а также высокая виброактивность корпуса компрессора, обусловленная противофазными колебаниями массивного якоря и корпуса. The disadvantages of the known electromagnetic compressor are loss of performance due to leaks due to leaks in the cylinder and due to a delay in the actuation of the suction and discharge valves, due to the inertia of their moving parts, at a high oscillation frequency of the armature (6000 double strokes per minute when powered from a mains frequency 50 Hz), as well as the high vibrational activity of the compressor casing, due to the out-of-phase oscillations of the massive armature and casing.

Технической задачей изобретения является повышение производительности, упрощение конструкции и снижение виброактивности корпуса. An object of the invention is to increase productivity, simplify the design and reduce vibration activity of the housing.

Поставленная задача решается тем, что якорь электромагнитного вибратора жестко соединен с диском, имеющим форму внутренней поверхности крышки компрессора и центральной частью эластичной мембраны, чем исключаются утечки из рабочей полости и обеспечивается высокое число рабочих циклов (6000 в минуту при частоте питающей сети 50 Гц) и малый объем мертвого пространства, а подвижные части всасывающего и нагнетательного клапанов выполняют роль динамического гасителя колебаний корпуса компрессора, чем обеспечивается строгая противофазность колебаний подвижных частей клапанов и якоря, в результате чего при высокой частоте колебаний исключается запаздывание срабатывания клапанов вследствие инерционности их подвижных частей. The problem is solved in that the anchor of the electromagnetic vibrator is rigidly connected to a disk having the shape of the inner surface of the compressor cover and the central part of the elastic membrane, which eliminates leaks from the working cavity and ensures a high number of duty cycles (6000 per minute at a mains frequency of 50 Hz) and a small amount of dead space, and the moving parts of the suction and discharge valves act as a dynamic vibration damper of the compressor housing, which ensures strict antiphase to oscillations of the moving parts of the valves and the armature, as a result of which, at a high oscillation frequency, the actuation delay of the valves due to the inertia of their moving parts is eliminated.

На чертеже представлен общий вид предложенного электромагнитного компрессора. The drawing shows a General view of the proposed electromagnetic compressor.

Электромагнитный компрессор содержит корпус 1, крышку компрессора 2, защемленную в корпусе эластичную мембрану 3, образующую вместе с крышкой компрессора 2 рабочую полость, электромагнитный вибратор, состоящий из статора 4 и подпружиненного упругими элементами 5 якоря 6, жестко соединенного с диском 7, имеющим форму внутренней поверхности крышки компрессора 2, и средней частью эластичной мембраны 3, а также установленные на крышке компрессора 2 всасывающий клапан 8 и нагнетающий клапан 9, подвижные части которых состоят из подпружиненных упругими элементами 10 грузиков 11 с эластичными элементами 12. The electromagnetic compressor comprises a housing 1, a compressor cover 2, an elastic membrane 3 pinched in the housing, forming a working cavity together with a compressor cover 2, an electromagnetic vibrator consisting of a stator 4 and an armature 6 spring-loaded with elastic elements 5, which is rigidly connected to the disk 7 having the shape of an internal the surface of the compressor cover 2, and the middle part of the elastic membrane 3, as well as the suction valve 8 and the discharge valve 9 mounted on the compressor cover 2, the moving parts of which consist of spring-loaded elastic elements 10 weights 11 with elastic elements 12.

Электромагнитный компрессор работает следующим образом. The electromagnetic compressor operates as follows.

При подключении обмотки возбуждения вибратора к сети переменного тока подпружиненный якорь 6 под действием периодической электромагнитной силы будет совершать возвратно-поступательные колебания с частотой, равной удвоенной частоте питающей сети. При этом статор 4 и жестко присоединенный к нему корпус 1 будет стремиться совершать возвратно-поступательные колебания в противофазе с якорем 6. Однако, ввиду наличия присоединенных к корпусу 1 настроенных динамических гасителей колебаний подпружиненных грузиков 11, масса которых равна жесткости упругих элементов 10, деленной на квадрат круговой частоты колебаний якоря 6 (m c/w²), происходит перераспределение колебательной энергии от корпуса к подвижным частям всасывающего 8 и нагнетательного 9 клапанов. В итоге грузики 11 начинают совершать колебания строго в противофазе с якорем 6, а колебания корпуса 1 гасятся. Притягиваясь к полюсам статора 4, якорь 6 движется вниз и отводит эластичную мембрану 3 от крышки компрессора 2, в результате чего образуется рабочая полость. В это время грузики 11 движутся в противоположную сторону, открывая при этом проходное отверстие всасывающего клапана 8 и закрывая проходное отверстие нагнетательного клапана 9, т.е. происходит процесс нагнетания. В процессе нагнетания диск 7 обеспечивает полное вытеснение воздуха из рабочей полости, причем его форма служит для достижения наименьшего мертвого объема, от которого существенно зависит степень повышения давления. При достижении подвижными частями клапанов верхнего положения в нагнетательном клапане 9 или нижнего положения во всасывающем клапане 8, грузики 11 не останавливаются мгновенно, а продолжают движение, деформируя эластичные элементы 12, чем обеспечивается достаточно продолжительное перекрытие проходных отверстий.When you connect the excitation winding of the vibrator to the AC network, the spring-loaded armature 6 under the influence of periodic electromagnetic force will make reciprocating oscillations with a frequency equal to twice the frequency of the supply network. In this case, the stator 4 and the housing 1 rigidly attached to it will tend to oscillate in antiphase with the armature 6. However, due to the presence of tuned dynamic vibration absorbers of the spring-loaded weights 11 connected to the housing 1, the mass of which is equal to the stiffness of the elastic elements 10 divided by squared circular frequency of oscillation of the armature 6 (mc / w ² ), there is a redistribution of vibrational energy from the body to the moving parts of the suction 8 and discharge 9 valves. As a result, the weights 11 begin to oscillate strictly out of phase with the anchor 6, and the vibrations of the body 1 are damped. Attracting to the poles of the stator 4, the armature 6 moves downward and leads the elastic membrane 3 away from the cover of the compressor 2, as a result of which a working cavity is formed. At this time, the weights 11 move in the opposite direction, while opening the passage opening of the suction valve 8 and closing the passage opening of the discharge valve 9, i.e. injection process occurs. In the process of injection, the disk 7 provides complete displacement of air from the working cavity, and its shape serves to achieve the lowest dead volume, on which the degree of pressure increase substantially depends. When the moving parts of the valves of the upper position in the discharge valve 9 or the lower position in the suction valve 8, the weights 11 do not stop instantly, but continue to move, deforming the elastic elements 12, which ensures a sufficiently long overlap of the passage openings.

Электромагнитный компрессор может иметь другие примеры выполнения, в частности, могут использоваться электромагнитные вибраторы другого типа, например, поляризационные или с поворотным якорем. The electromagnetic compressor may have other examples, in particular, other types of electromagnetic vibrators, for example, polarizing or with a rotary armature, can be used.

Предложенный электромагнитный компрессор имеет высокую производительность за счет исключения запаздывания клапанов при высокой частоте колебаний якоря и за счет исключения утечек из рабочей полости, низкую виброактивность за счет динамического гашения колебаний корпуса и простую конструкцию. The proposed electromagnetic compressor has high performance due to the elimination of valve lag at a high oscillation frequency of the armature and due to the exclusion of leaks from the working cavity, low vibration activity due to the dynamic damping of the housing oscillations and a simple design.

Claims (1)

Электромагнитный компрессор, содержащий корпус и крышку компрессора, электромагнитный вибратор, рабочий орган, размещенный в корпусе и жестко связанный с подпружиненным якорем электромагнитного вибратора, а также установленные на крышке компрессора всасывающий и нагнетающий клапаны, отличающийся тем, что рабочий орган выполнен в виде диска, имеющего форму внутренней поверхности крышки компрессора, и жестко связан со средней частью эластичной мембраны, защемленной в корпусе, а подвижные части клапанов - гасители колебаний корпуса выполнены в виде подпружиненных масс, присоединенных к корпусу компрессора с возможностью совершения колебаний, противофазных колебаниям якоря, при этом в торце подвижных масс клапанов установлены эластичные прокладки, перекрывающие проходные отверстия клапанов, а жесткость пружин выбирается из соотношения
C = mω²,
где С жесткость пружин клапанов;
m масса подвижных частей клапанов;
ω круговая частота колебаний якоря.An electromagnetic compressor comprising a compressor housing and cover, an electromagnetic vibrator, a working member located in the housing and rigidly connected to a spring-loaded armature of an electromagnetic vibrator, as well as suction and discharge valves mounted on the compressor cover, characterized in that the working member is made in the form of a disk having the shape of the inner surface of the compressor cover, and is rigidly connected with the middle part of the elastic membrane pinched in the body, and the moving parts of the valves are vibration dampers of the housing flaxen in the form of spring-loaded masses attached to the compressor housing with the possibility of oscillations, antiphase vibrations of the armature, while elastic gaskets are installed at the end of the movable masses of the valves that overlap the valve openings, and the spring stiffness is selected from the ratio
C = mω ² ,
where C is the stiffness of the valve springs;
m is the mass of the moving parts of the valves;
ω circular frequency of the armature.