УСТАНОВКА ДЛЯ СЖАТИЯ ГАЗОВ

Полезная модель относится к установкам для сжатия взрывоопасных и токсичных газов, в частности, заявляемая установка предназначена для заполнения газовых баллонов транспортных машин, работающих на газе.
Известна установка для сжатия газов, содержащая компрессор, имеющий картер, двигатель, трансмиссию и ресивер (см. Технологическое описание по эксплуатации УВК-2, 3/200; 000 "Фирма Сервисгаз", г. Евпатория, 2003 г., стр.77. Прототип прилагается).
В известной установке используют поршневой компрессор, коленчатый вал которого при помощи упругой муфты, размещенной на дисках мощного маховика, соединен с электродвигателем.
Недостатком известной установки является то, что она не имеет гарантированной защиты от прорыва и утечки сжатого газа через сальниковое уплотнение подшипника выходного вала. Даже при незначительных выбросах газа под большим давлением (от 200 атм) происходит резкое снижение температуры выходящего в атмосферу газа (ниже 0°С), в результате чего происходит разрушение резинового сальникового уплотнения вращающегося выходного конца коленчатого вала, при этом в атмосферу выбрасывается большой объем сжатого газа, который при контакте с воздухом образует взрывчатую смесь, а при сжатии токсичных газов, таких как аммиак, происходит отравление окружающей среды.
Указанный недостаток является общим для всех установок, в которых выходной конец вала соединен трансмиссией с двигателем, независимо от типа компрессора (поршневой, центробежный, осевой и др.)
В известной установке используют электродвигатель, при работе которого не исключено образование искры даже при взрывозащитном исполнении, что не отвечает условиям безопасной эксплуатации компрессора и, в свою очередь, правилам безопасности эксплуатации установок для сжатия взрывоопасных и токсичных газов, регламентирующих жесткие требования герметизации уплотнения узлов. В конкретном случае самым ненадежным и сложно герметизируемым является уплотнение выходного конца вала компрессора.
Недостатком известной установки является также и то, что предусмотренный в трансмиссии маховик требует сложной балансировки, а в результате постоянного износа упругих элементов муфты, закрепленной в маховике, происходит его разбалансировка, которая отрицательно влияет на нагрузочную характеристику подшипника выходного конца коленчатого вала компрессора.
В основу заявляемой полезной модели поставлена задача усовершенствования известной установки путем выполнения трансмиссии в виде зубчатой муфты, размещенной в дополнительном картере, два фланца с лабиринтным уплотнением которого закреплены на корпусе гидромотора, используемого в качестве двигателя, и картере компрессора соответственно.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является обеспечение безопасности работы установки при сжатии взрывоопасных и токсичных газов, надежной герметизации, а также повышения ресурса
работы установки за счет уменьшения вибрации и плавности включения двигателя.
Поставленная задача и технический результат достигаются тем, что в установке для сжатия газов, содержащей компрессор, имеющий картер, двигатель, трансмиссию и ресивер, особенность заключается в том, что в качестве двигателя используют гидромотор, а трансмиссия выполнена в виде зубчатой муфты, размещенной в дополнительном картере, два фланца с лабиринтным уплотнителем которого посредством эластичной прокладки, выполненной, например, из паронита, закреплены на корпусе гидромотора и картере компрессора соответственно, при этом дополнительный картер с одной стороны имеет посадочное гнездо для базовой направляющей корпуса гидромотора, а с другой - кольцевой выступ, входящий в отверстие картера компрессора с подшипником выходного вала.
Указанные признаки необходимы и достаточны для осуществления поставленной задачи и достижения указанного технического результата.
Причинно-следственная связь между признаками полезной модели и достигаемым техническим результатом заключается в следующем:
- использование в заявляемой установке в качестве двигателя гидромотора позволяет исключить возможность искрообразования при работе двигателя, максимально снизить вибрацию и обеспечить плавность включения компрессора;
- выполнение трансмиссии в виде зубчатой муфты, которая допускает некоторую несоосность соединяемых валов, позволяет увеличить жесткость привода, исключить балансировку его деталей и снизить нагрузку на подшипник выходного вала компрессора;
- размещение зубчатой муфты в дополнительном картере, два фланца с лабиринтным уплотнителем которого закреплены на корпусе гидромотора и картере компрессора соответственно, позволяет создать герметичную камеру, обеспечивающую надежность и безопасность работы установки в целом;
- выполнение с одной стороны дополнительного картера посадочного гнезда для базовой направляющей корпуса гидромотора, а с другой - кольцевого выступа для входа в отверстие картера компрессора с подшипником выходного вала позволяет обеспечить жесткую соосную стыковку гидромотора и картера компрессора, фиксацию подшипника коленчатого вала, исключающую его осевые перемещения. Замена ненадежного сальникового уплотнения коленчатого вала на прокладки из паронита, которые при затяжке соединительных болтов заполняют лабиринтные канавки, позволяет обеспечить надежное лабиринтное уплотнение.
На фиг.1 показана схема установки для сжатия газа; фиг.2 -показана трансмиссия соединения выходных концов валов гидромотора и картера компрессора.
Установка для сжатия газа (фиг.1) содержит компрессор 1, гидромотор 2, трансмиссию 3 и ресивер 4. Компрессор 1 состоит из картера 5, цилиндров 6, каждый из которых имеет головку 7 с впускным клапаном 8 и выпускным клапаном 9. Впускные клапаны 8 соединены общей магистралью 10 с источником (не показан) подачи газа на сжатие. Выпускные клапаны 9 соединены общей магистралью 11с ресивером 4. В каждом цилиндре 6 установлен поршень 12, соединенный шатуном 13 с коленчатым валом 14, установленным в подшипниках 15 и 16 картера 5. Коленчатый вал 14 (фиг.2) компрессора 1 соединен с валом 17 гидромотора 2 трансмиссией 3 в виде зубчатой муфты 18, которая
размещена в дополнительном картере 19, снабженным посадочным гнездом 20 для входа в него базовой направляющей 21 корпуса гидромотора 2 и кольцевым выступом 22 для входа в отверстие картера 5 с подшипником 15 коленчатого вала 14. Дополнительный картер 19 фланцами 23 и 24 с лабиринтными канавками 25 соответственно присоединен к корпусу гидромотора 2 и картеру 5 компрессора 1. На фланцах 23 и 24 установлены эластичные прокладки 26, изготовленные, например, из паронита. При затяжке болтов 27 паронит заполняет лабиринтные канавки 25, создавая надежное лабиринтное уплотнение соединительных поверхностей дополнительного картера 19.
Установка работает следующим образом.
Предназначенный для сжатия взрывоопасный или токсичный газ (метан, аммиак и т.п.) от источника подачи (на чертеже не показан) по магистрали 10 и через впускные клапаны 8 поступает в головки 7 цилиндров 6. При вращении коленчатого вала 14 гидромотором 2 и трансмиссией 3 шатуны 13 последовательно перемещают поршни 12 вверх, при этом клапаны 8 соответствующих цилиндров 6 закрываются и поршни 12 сжимают газ в головках 7 цилиндров 6, клапаны 9 открываются и сжатый газ по магистрали 11 поступает в ресивер 4. В результате сжатия газа под большим давлением незначительная его часть через поршневую группу прорывается в картер 5 компрессора 1 и через подшипник 15 выходного конца коленчатого вала 14 проникает в дополнительный картер 19, где и удерживается.
При этом в посадочное гнездо 20 дополнительного картера 19 входит базовая направляющая 21 гидромотора 2, а кольцевые выступы 22 - в отверстие в картере 5 с подшипником 15, обеспечивая жесткую соосную стыковку гидромотора 2 и компрессора 1, а также фиксацию от
продольных перемещений подшипника 15 коленчатого вала 14. Возможное незначительное отклонение соосности вала 17 гидромотора 2 и коленчатого вала 14 компенсирует зубчатая муфта 18, которая работает в масляном тумане смазки, поступающей из картера 5 компрессора 1 через подшипник 15.
Применение полезной модели позволяет обеспечить надежную герметизацию работающей установки, исключить прорыв газа в атмосферу, повысить эксплуатационные характеристики трансмиссии компрессора, а также произвести модернизацию различных типов компрессоров (поршневых, центробежных, осевых и т.п.), имеющих привод от обособленного силового агрегата.