КОМПРЕССОР ПОРШНЕВОЙ ОППОЗИТНЫЙ ДВУХРЯДНЫЙ ДВУХСТУПЕНЧАТЫЙ

Область техники.
Заявляемая полезная модель относится к области машиностроения, а именно к компрессоростроению. Заявляемый компрессор поршневой оппозитный двухрядный двухступенчатый предназначен для сжатия газа, преимущественно воздуха, используемого в качестве энергоносителя в различных отраслях промышленности.
Предшествующий уровень техники.
Известна, например, моноблочная компрессорная установка 2ВМ2,5-12/9, состоящая из компрессора, приводного электродвигателя, аппаратуры, газовых коммуникаций и арматуры, систем охлаждения смазки и автоматики. Компрессор с электродвигателем и промежуточным холодильником выполняется в виде готового блока на заводе-изготовителе. Компрессор выполнен двухступенчатым, горизонтальным на двухрядной оппозитной унифицированной базе. В каждом ряду размещено по одному цилиндру двойного действия. Патрубок входа газа цилиндра первой ступени выполнен в нижней части цилиндра, причем ось патрубка пересекает ось цилиндра. Патрубок выхода газа цилиндра первой ступени выполнен в верхней части цилиндра, под развернутым углом к патрубку входа газа. Холодильники представляют собой аппараты кожухотрубного типа. Промежуточный холодильник смонтирован над компрессором, а концевой установлен под цилиндром второй ступени. При этом штуцер входа газа промежуточного холодильника выполнен радиальным и соединен с патрубком выхода газа цилиндра первой ступени (Б.С.Фотин, И.Б.Пирумов, И.К.Прилуцкий, П.И.Пластинин "Поршневые компрессоры", Издательство «Машиностроение», 1987 г., стр.325-328, рис.12.5, рис.12.6, [1]).
Первым недостатком аналога [1] является то, что штуцер входа газа промежуточного холодильника выполнен радиальным, а патрубок выхода газа цилиндра первой ступени размещен под развернутым углом к патрубку входа газа вышеуказанного цилиндра. При таких расположениях штуцера входа газа промежуточного холодильника и патрубка выхода газа цилиндра первой ступени, расстояние между выходом газа цилиндра первой ступени и входом газа промежуточного холодильника является наименьшим, поэтому газ поступает на вход холодильника и заполняет его межтрубное пространство с высокой скоростью. При прохождении газа по межтрубному пространству газоохладителя с высокой скоростью возникает его недоохлаждение. Кроме того при радиальном подводе газа в промежуточный холодильник, газовый поток ударяется о внутренние стенки холодильника, что увеличивает гидравлическое сопротивление движению газа. Вторым недостатком является размещение концевого холодильника под цилиндром второй ступени. При таком размещении увеличена высота фундамента под компрессором, что увеличивает габариты компрессора.
Раскрытие полезной модели.
Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемой полезной моделью, является уменьшение скорости прохождения сжатого газа в межступенчатом газоохладителе при одновременном снижении гидравлического сопротивления газу на входе межступенчатого газоохладителя. Также достигается уменьшение габаритов компрессора.
Сущность полезной модели состоит в том, что компрессор поршневой оппозитный двухрядный двухступенчатый содержит силовой привод, цилиндро-поршневую группу первой ступени, цилиндро-поршневую группу второй ступени, межступенчатый газоохладитель и концевой газоохладитель. При этом межступенчатый газоохладитель закреплен к цилиндрам первой и второй ступеней и расположен над ними. Кроме того:
- выход газа цилиндра первой ступени расположен под тупым углом ко входу газа и соединен с осевым входом газа межступенчатого газоохладителя изогнутым трубопроводом;
- концевой газоохладитель расположен сбоку межступенчатого газоохладителя со стороны силового привода и жестко закреплен на корпусе межступенчатого газоохладителя.
Концевой газоохладитель предпочтительно закреплен стальными скобами.
Вход газа цилиндра первой ступени предпочтительно расположен в нижней части цилиндра. При этом ось входа газа цилиндра первой ступени не пересекает ось цилиндра.
Силовой привод может быть выполнен в виде двухскоростного электродвигателя, ротор которого насажен на коленчатый вал компрессора.
Компрессор преимущественно содержит систему охлаждения.
Компрессор преимущественно содержит систему смазки механизма движения и систему смазки цилиндров и сальников.
Компрессор преимущественно содержит шкаф управления.
Краткое описание чертежей.
На фигуре 1 показана схема компрессора поршневого оппозитного двухрядного двухступенчатого (вид спереди), на фиг.2 - схема компрессора (вид сбоку).
Осуществление полезной модели.
Компрессор поршневой оппозитный двухрядный двухступенчатый (фиг.1) содержит силовой привод (1), базу, цилиндро-поршневую группу первой ступени, цилиндро-поршневую группу второй ступени, всасывающие и нагнетательные клапаны, межступенчатый газоохладитель (14), концевой газоохладитель (16), систему охлаждения, систему смазки механизма движения, систему смазки цилиндров и сальников, шкаф управления.
Силовой привод (1) предназначен для привода компрессора и выполнен в виде двухскоростного электродвигателя, ротор которого насажен на коленчатый вал компрессора.
База компрессора содержит станину (2), коленчатый вал (3), шатуны (4) и крейцкопфы (5).
Цилиндро-поршневая группа первой ступени расположена в первом ряду и содержит цилиндр первой ступени (6), поршень первой ступени (7) и шток поршня первой ступени (8). Цилиндро-поршневая группа второй ступени расположена во втором ряду и содержит цилиндр второй ступени (9), поршень второй ступени (10) и шток поршня второй ступени (11).
Цилиндры первой и второй ступеней (6, 9) выполнены двойного действия. Каждый из цилиндр содержит вход и выход газа, полости всасывания и нагнетания, рабочую полость и окна для всасывающий и нагнетательных клапанов. Выход газа (13) цилиндра первой ступени (6) расположен под тупым углом ко входу газа (12) (фиг.2).
Всасывающие клапаны (не показано) предназначены для того, чтобы пропускать газ в рабочую полости цилиндров первой и второй ступеней (6, 9) в одном направлении в определенные периоды времени, и не пропускать его в обратном направлении в течении остального рабочего цикла. Нагнетательные клапаны (не показано) предназначены для того, чтобы пропускать газ из рабочих полостей цилиндров (6, 9) в полости нагнетания и не пропускать его из полостей нагнетания в рабочие полости.
Межступенчатый газоохладитель (14) предназначен для охлаждения газа между первой и второй ступенями сжатия. Вход газа межступенчатого газоохладителя (14) выполнен осевым и соединен с выходом газа (13) цилиндра первой ступени (6) изогнутым трубопроводом (15). Выход газа межступенчатого газоохладителя (14) соединен со входом газа (16) цилиндра второй ступени (9).
Концевой газоохладитель (17) предназначен для охлаждения газа предназначен для охлаждения газа после второй ступени сжатия. Вход концевого газоохладителя (17) соединен с выходом газа (18) цилиндра второй ступени (9). Концевой газоохладитель (17) расположен сбоку межступенчатого газоохладителя (14) со стороны силового привода (1) и жестко закреплен на корпусе межступенчатого газоохладителя (14) стальными скобами (фиг.2).
Межступенчатый (14) и концевой (17) газоохладители предпочтительно выполнены кожухотрубчатыми. При этом трубное пространство газоохладителей предназначено для охлаждающей жидкости, а межтрубное для охлаждаемого сжатого газа.
Система охлаждения компрессора выполнена жидкостной, циркулирующей и предназначена для отвода выделяющейся при сжатии газа теплоты от цилиндров (6, 9), межступенчатого (14) и концевого (17) газоохладителей компрессора.
Смазка компрессора осуществляется двумя независимыми системами: циркуляционной системой смазки механизмов движения и системой смазки цилиндров и сальников.
Система смазки цилиндров и сальников (не показано) выполнена принудительной, дозированной от станции смазочной многоотводной.
Система смазки механизма движения (не показано) предназначена для смазки трущихся поверхностей механизма движения, а именно коленчатого вала (3), шатунов (4) и крейцкопфов (5). Вышеупомянутая система смазки выполнена циркуляционной, от шестеренного насоса.
Шкаф управления (не показано) предназначен для управления работой компрессора.
Примеры конкретного выполнения.
3
Пример 1. С целью обеспечения производительности компрессора равной значениям 34,65÷37,35 м/мин при его работе с начальным атмосферным давлением, основные размеры и параметры компрессора составляют следующие величины (табл.1)
Таблица 1
Основные параметры и характеристики компрессора
Наименование параметра
Значение
Потребляемая мощность на валу компрессора, кВт, не
210
более
Частота вращения коленчатого вала (3), об/мин
980
Температура всасывания, °С, не более
-25÷35
Температура нагнетания по ступеням сжатия, °С, не более
170
Давление нагнетания первой ступени, кгс/см<sup>2</sup>
2,0÷2,5
Давление нагнетания второй ступени, кгс/см<sup>2</sup>
8,0
Диаметр цилиндра первой ступени (6), мм
450
Диаметр цилиндра второй ступени (9), мм
250
Ход поршня, мм
150
Габариты компрессора, м: длина × ширина × высота
3,0×1,59×2,1
Пример 2. Межступенчатый газоохладитель (14) выполнен двухходовым.
Реализация конструктивных элементов заявленной полезной модели не ограничивается приведенными выше примерами.
Описание работы.
Газ, преимущественно воздух, поступает в цилиндр первой ступени (6) компрессора, где в рабочей полости происходит его сжатие. С выхода газа (13) цилиндра первой ступени (6) сжатый газ по изогнутому трубопроводу (15) поступает на вход газа межступенчатого газоохладителя (14). С выхода газа межступенчатого газоохладителя (14) сжатый газ поступает в цилиндр второй ступени (9), где сжимается до конечного давления. Затем сжатый газ охлаждается в концевом газоохладителе (16) и поступает к потребителю.
При монтаже компрессора, концевой газоохладитель (17) жестко закрепляют к корпусу межступенчатого газоохладителя (14) преимущественно стальными скобами. При этом закрепление концевого газоохладителя (17) осуществляют сбоку межступенчатого газоохладителя (14), со стороны силового привода (1).
Таким образом, из вышеизложенного следует, что в заявляемом компрессоре поршневом оппозитном двухрядном двухступенчатом заявляемый технический результат: «уменьшение скорости прохождения сжатого газа в межступенчатом газоохладителе при одновременном снижении гидравлического сопротивления газу на входе межступенчатого газоохладителя» достигается за счет того, что компрессор поршневой оппозитный двухрядный двухступенчатый содержит силовой привод, цилиндро-поршневую группу первой ступени, цилиндро-поршневую группу второй ступени, межступенчатый газоохладитель и концевой газоохладитель. При этом межступенчатый газоохладитель закреплен к цилиндрам первой и второй ступеней и расположен над ними. Кроме того:
- выход газа цилиндра первой ступени расположен под тупым углом ко входу газа и соединен с осевым входом газа межступенчатого газоохладителя изогнутым трубопроводом.
В отличие от прототипа [1] выход газа (13) цилиндра первой ступени (6) расположен под тупым углом ко входу газа (12) и соединен со входом газа межступенчатого газоохладителя (14) изогнутым трубопроводом (15). За счет этого время прохождения сжатого газа от выхода газа (13) цилиндра первой ступени (6) до входа газа межступенчатого газоохладителя (14) увеличивается. Это снижает скорость поступления газа в межступенчатый газоохладитель (14) и скорость прохождения газа внутри газоохладителя (14). Это в свою очередь улучшает охлаждение газа. При этом выполнение входа газа межступенчатого газоохладителя (14) осевым снижает гидравлическое сопротивление газу, так как газ не ударяется о внутренние стенки газоохладителя (14).
Технический результат «уменьшение габаритов компрессора» достигается за счет того, что компрессор поршневой оппозитный двухрядный двухступенчатый содержит силовой привод, цилиндро-поршневую группу первой ступени, цилиндро-поршневую группу второй ступени, межступенчатый газоохладитель и концевой газоохладитель. При этом межступенчатый газоохладитель закреплен к цилиндрам первой и второй ступеней и расположен над ними. Кроме того:
- концевой газоохладитель расположен сбоку межступенчатого газоохладителя со стороны силового привода и жестко закреплен на корпусе межступенчатого газоохладителя.
В отличие от прототипа [1], концевой газоохладитель (17) заявленного компрессора расположен сбоку межступенчатого газоохладителя (14) со стороны силового привода (1) и жестко закреплен на корпусе межступенчатого газоохладителя (14). Это уменьшает габаритные размеры компрессора, так как нет необходимости увеличивать высоту надземной части фундамента под компрессор.
Промышленная применимость.
Автором полезной модели изготовлен опытный образец заявленного компрессора поршневого оппозитного двухрядного двухступенчатого.
Заявляемая полезная модель реализована с использованием промышленно выпускаемых устройств и материалов, может быть изготовлена на машиностроительном предприятии и найдет широкое применение в химической, угольной и горнодобывающей промышленности, областях добычи, переработки, транспортировки и сбыта нефтяных и газовых продуктов.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ.
1. Б.С.Фотин, И.Б.Пирумов, И.К.Прилуцкий, П.И.Пластинин "Поршневые компрессоры", Издательство «Машиностроение», 1987 г.