сильфонный компрессор с приводом от электрического разряда

Формула изобретения

1. Сильфонный компрессор, содержащий два соосно соединенных между собой сильфона, разделенных подвижной перегородкой, отличающийся тем, что сильфоны расположены в цилиндре и закреплены своими неподвижными концами на основаниях цилиндра, в каждом из которых выполнено по два отверстия с впускным и выпускным клапанами, подвижная перегородка выполнена сплошной по меньшей мере на ее части, разделяющей полости сильфонов, и разделяет полости сильфонов и пространство между сильфонами и цилиндром, которое заполнено непроводящей жидкостью и в котором по разные стороны от перегородки введены по меньшей мере по одной паре электродов, с цилиндром посредством трубок с электроклапанами соединен бак с жидкостью, а компрессор снабжен блоком управления, соединенным с электродами и с электроклапанами с возможностью поочередного осуществления электрических разрядов на электродах и открытия и закрытия электроклапанов.

2. Компрессор по п.1, отличающийся тем, что на внутренней поверхности цилиндра имеются направляющие, выполненные с возможностью продольного перемещения перегородки, и упоры, расположенные по разные стороны от перегородки, ограничивающие ее ход.

3. Компрессор по п.1, отличающийся тем, что в части перегородки, которая контактирует с жидкостью, выполнены отверстия.

Описание изобретения к патенту

Устройство предназначено для использования в области компрессоростроения, может использоваться в качестве насоса, а также может найти применение в системах создания вакуума и других объектах техники.

Наиболее близкой по конструкции к предлагаемому техническому решению является конструкция сильфонного двухступенчатого безмасляного насоса (патент RU 2260712 С1, опубл. 20.09.2005), содержащего сильфонный элемент, на одном конце которого выполнено впускное отверстие с клапаном, а на другом - выпускное отверстие с клапаном. Сильфонный элемент состоит из двух соосно соединенных между собой сильфонов, разделенных перегородкой, на которой закреплен полый поршень, имеющий на противоположных торцах впускной и выпускной клапаны. Насос снабжен закрепленной на перегородке, по меньшей мере, одной кареткой, выполненной с возможностью перемещения по направляющей.

Недостатком известного технического решения являются невысокие степень откачки и производительность.

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание сильфонного компрессора с приводом от электрического разряда с более высокими степенью откачки (при использовании в качестве насоса) и производительностью, не требующего смазки и антифрикционных покрытий и имеющего большой срок службы.

Поставленная задача решается за счет того, что в сильфонном компрессоре, содержащем два соосно соединенных между собой сильфона, разделенных подвижной перегородкой, сильфоны расположены в цилиндре и закреплены своими неподвижными концами на основаниях цилиндра, в каждом из которых выполнено по два отверстия с впускным и выпускным клапанами, подвижная перегородка выполнена сплошной, по меньшей мере, на ее части, разделяющей полости сильфонов, и разделяет полости сильфонов и пространство между сильфонами и цилиндром, которое заполнено непроводящей жидкостью (например, дистиллированнолй водой) и в котором по разные стороны от перегородки введены, по меньшей мере, по одной паре электродов, с цилиндром посредством трубок с электроклапанами соединен бак с жидкостью, а компрессор снабжен блоком управления, соединенным с электродами и с электроклапанами с возможностью поочередного осуществления электрических разрядов на электродах и открытия и закрытия электроклапанов.

Смазкой между перегородкой и поверхностями, по которым она перемещается, является жидкость, в которой происходит разряд.

В предпочтительном варианте на внутренней поверхности цилиндра имеются направляющие, выполненные с возможностью продольного перемещения перегородки, и упоры, расположенные по разные стороны от перегородки и ограничивающие ее ход.

Перегородка в своей части, контактирующей с жидкостью, может иметь отверстия.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1, 2 показаны стадии работы сильфонного компрессора с приводом от электрического разряда.

Сильфонный компрессор состоит из цилиндра 1, бака 2 и блока управления 3. Внутри цилиндра 1 находятся два идентичных сильфона 4 и 5. Сильфон 4 (так же, как и сильфон 5) со стороны неподвижного конца имеет два отверстия с впускным 6 (8) и выпускным 7 (9) клапанами. Перегородка 10, разделяющая сильфоны 4 и 5 и жестко соединенная с ними со стороны подвижных концов, а также разделяющая пространство между сильфонами 4, 5 и цилиндром 1, перемещается вдоль направляющих 11, имеющих на концах упоры 12, 13, ограничивающие ход перегородки 10. Возвратно-поступательное перемещение перегородки 10 осуществляется посредством поочередных электрических разрядов на электродах 14, 15 в непроводящей жидкости 16, поступающей из бака 2 через трубки 17, 18, в которых находятся управляемые электроклапаны 19, 20. Управление электрическими разрядами на электродах 14, 15 и электроклапанами 19, 20 осуществляется от блока управления 3.

Работа компрессора осуществляется следующим образом.

На фиг.1 показано положение перечисленных функциональных элементов компрессора, когда перегородка 10 находится в крайнем правом положении. При этом в результате пониженного давления внутри растянутого сильфона 4 относительно давления всасывания и давления нагнетания впускной клапан 6 открыт, а выпускной клапан 7 закрыт, а в результате повышенного давления в сжатом сильфоне 5 относительно давления всасывания и нагнетания впускной клапан 8 закрыт, выпускной клапан 9 открыт. Электроклапан 20 открыт, электроклапан 19 закрыт.

Далее от блока 3 управления закрывается электроклапан 20, а элоктроклапан 19 открывается, и на электроды 15 подается импульс высокого напряжения, в результате которого между электродами происходит электрический разряд, под действием которого в зоне электродов 15 за счет большой плотности энергии происходит импульсное парообразование жидкости 16, приводящее к увеличению давления внутри полости II, что вызывает осевое перемещение перегородки 10 с сильфонами 4 и 5 таким образом, что сильфон 4 сжимается, а сильфон 5 растягивается, происходит выдавливание жидкости и пара из полости 1 через открытый электроклапан 19, трубку 17 в бак 2 и одновременно сжатие газа внутри сильфона 4, в результате чего закрывается впускной клапан 6 и открывается выпускной клапан 7, а в растягивающемся сильфоне 5 открывается впускной клапан 8 и закрывается выпускной клапан 9.

На фиг.2 показано положение перечисленных функциональных элементов компрессора, когда перегородка 10 находится в крайнем левом положении. При этом электроклапан 19 открыт, электроклапан 20 закрыт. Выпускной клапан 7 в сильфоне 4 открыт, а впускной клапан 6 закрыт, в сильфоне 5 выпускной клапан 9 закрыт, а впускной клапан 8 открыт.

Далее от блока управления 3 закрывается электроклапан 19, а электроклапан 20 открывается, и на электроды 14 подается импульс высокого напряжения, в результате которого между электродами происходит электрический разряд, под действием которого в зоне электродов 14 за счет большой плотности энергии происходит импульсное парообразование жидкости 16, приводящее к увеличению давления внутри полости I, что вызывает осевое перемещение перегородки 10 с сильфонами 4 и 5 таким образом, что сильфон 4 растягивается, а сильфон 5 сжимается, происходит выдавливание жидкости и пара из полости II через открытый электроклапан 20, трубку 18 в бак 2 и одновременно сжатие газа внутри сильфона 5, в результате чего закрывается впускной клапан 8 и открывается выпускной клапан 9, а в растягивающемся сильфоне 4 открывается впускной клапан 6 и закрывается выпускной клапан 7.

После чего рассмотренная последовательность повторяется.