ПЕРЕДВИЖНОЙ АЗОТНЫЙ КОМПРЕССОРНЫЙ КОМПЛЕКС

Область техники.
Техническое решение относится к области машиностроения, а именно к передвижным компрессорным станциям. Предназначено для получения из воздуха газовой смеси на основе азота, ее сжатия и использования, при проведении технологических операций в промышленности.
Предшествующий уровень техники.
Известна передвижная азотная компрессорная станция (патент РФ 2261403 на изобретение, МПК F04B 41/00, 2005 г.), содержащая, размещенные на шасси автомобиля, воздушный поршневой многоступенчатый компрессор и мембранный газоразделительный модуль. Она снабжена транспортируемой модульной азотной установкой. Причем выход третьей ступени сжатия воздушного компрессора через холодильник и водомаслоотделитель соединен с входом газоразделительного модуля через блок фильтров, а выход газоразделительного модуля - с входом четвертой ступени сжатия воздушного компрессора.
Недостатками аналога являются - низкая производительность станции, низкое давление газовой смеси, обусловленные отсутствием дожимающего компрессора, низкий ресурс непрерывной работы без дозаправки топлива, отсутствие различных режимов работы.
Раскрытие заявляемого технического решения.
Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является получение, с высокой производительностью, из атмосферного воздуха газовой смеси на основе азота, и ее подача, в двух режимах, под высоким и низким давлением, потребителю, обеспечение, при этом, возможности длительной работы без дозаправки топлива.
Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым техническим решением, является увеличение производительности комплекса, поддержание высокого давления газовой смеси на основе азота и возможность его подачи потребителю в двух режимах, увеличение периода непрерывной работы.
Сущность заявленного технического решения состоит в том, передвижной азотный компрессорный комплекс, содержит автомобиль с прицепом, на которых установлены два блока, соединенные гибкими рукавами, оснащенные компрессором, приводным двигателем, маслоотделителем, воздушными и масляными фильтрами, системой охлаждения, системой очистки, трубопроводами, панелью управления, мембранным газоразделительным блоком. Отличается тем, что оборудование первого блока, расположенного на автомобиле, включает компрессор, приводной двигатель, маслоотделитель, воздушные и масляные фильтры, систему охлаждения, систему очистки, трубопроводы, панель управления, мембранный газоразделительный блок, а так же, дополнительно газоанализаторы, топливный бак. Оборудование второго блока, расположенного на прицепе, содержит дожимающий поршневой компрессор с приводным двигателем, дополнительную систему охлаждения, шкаф управления, дополнительные топливные баки.
Вышеуказанная сущность является совокупностью существенных признаков заявленного технического решения, обеспечивающих достижение заявленного технического результата.
Кроме того предусмотрено, что в передвижном азотном компрессорном комплексе, в оборудование блоков, дополнительно входят подогреватели. Блоки могут быть, выполнены в виде рамы укрываемой капотом, или в виде контейнера. В качестве гибкого рукава для соединения блоков, может быть, использован металлорукав. Компрессор первого блока, может быть, винтовой.
Полезная модель поясняется описанием и схемой.
Осуществление технического решения.
Передвижной азотный компрессорный комплекс содержит автомобиль (1) с прицепом (2). На шасси (3) автомобиля (1) расположен первый блок (4), на прицепе (2) расположен второй блок (5). Предусмотрено, что блоки (4, 5) могут быть выполнены в виде рамы (6) укрываемой капотом (7), или в виде контейнера, и соединены гибкими рукавами (8). В качестве гибкого рукава (8), может быть, применен металлорукав. Первый блок (4) содержит следующее оборудование: компрессор (9), приводной двигатель (10), которые могут быть снабжены подогревателями (11), маслоотделитель (12), воздушные (13) и масляные (14) фильтры, систему охлаждения (15), систему очистки (16), трубопроводы (17), панель управления (18), мембранный газоразделительный блок (19), газоанализаторы (20), топливный бак (21). При этом, дополнительно, может быть, установлен водяной насос (22) и пеногенератор (23), что позволяет использовать полезную модель в качестве станции пожаротушения. Предусмотрено, что компрессор (9) может быть винтовой, производительностью 60 кубометров воздуха в минуту при давлении 2,4 МПа. Система очистки (16) может состоять из циклонных сепараторов, четырех воздушных фильтров (13), один из которых угольный. Газоразделительный блок (19) может быть выполнен из половолоконных мембранных картриджей. Система охлаждения (15) может быть выполнена для охлаждения масла и охлаждения воздуха. В системе охлаждения (15) масла может быть применен воздушный охладитель. В системе охлаждения (15) воздуха может быть применен продуваемый теплообменник. Система очистки (16) может быть выполнена с вихревым влагоотделителем. Второй блок (5) оснащен дожимающим поршневым компрессором (24) с приводным двигателем (25), дополнительной системой охлаждения (26), дополнительными топливными баками (27), шкафом управления (28). Топливные баки (21, 27) могут быть расположены как внутри под капотом (7) так и на раме (6), объем баков может быть до 500 литров.
Описание работы.
Передвижной азотный компрессорный комплекс используется следующим образом. Запускают приводные двигатели (10, 25) компрессора (9) и дожимающего поршневого компрессора (24). Топливо в приводные двигатели (10, 25) поступает из топливного бака (21) и двух дополнительных топливных баков (27), что обеспечивает высокий ресурс непрерывной работы комплекса без дозаправки топлива. При низкой температуре атмосферного воздуха, перед запуском, могут быть включены подогреватели (11). Компрессор (9) всасывает атмосферный воздух через воздушный фильтр (13). Атмосферный воздух в компрессоре (9) сжимается в двух ступенях, его температура при сжатии повышается. При использовании винтового компрессора (9), атмосферный воздух смешивается с маслом. Далее воздух поступает в маслоотделитель (12), происходит отделение масла, которое затем поступает в систему охлаждения (15) масла и далее в компрессор (9). В системе охлаждения (15) масла может быть применен воздушный охладитель. Сжатый воздух с повышенной температурой (+80…+130°C) поступает в систему охлаждения (15) воздуха, в которой может быть применен продуваемый теплообменник, где охлаждается (до температуры +50…+55°C, в зависимости от температуры окружающего воздуха). Дал ее сжатый воздух поступает в систему очистки (16), где происходит очистка и сушка в воздушных (13) и масляных (14) фильтрах. Для отделения влаги может быть применен вихревой влагоотделитель, воздушных (13) фильтра может быть три. Затем сжатый воздух поступает в мембранный газоразделительный блок (19), где разделяется на два потока: поток инертной газовой смеси на основе азота (воздух, обедненный кислородом и другими газами), находящийся под давлением, и остаточный поток. При этом газоанализатором (20) осуществляется контроль концентрации кислорода в потоке инертной газовой смеси. Возможно изменение содержания азота в потоке на выходе из газоразделительного блока (19) за счет изменения температуры и давления сжатого воздуха на входе в газоразделительный блок (19). Далее по трубопроводам (17), гибким рукавам (8) газовая смесь на основе азота поступает в дожимающий поршневой компрессор (24), где достигает заданного давления. Дожимающий поршневой компрессор (24) может быть четырехступенчатый. Далее инертная газовая смесь на основе азота поступает в дополнительную систему охлаждения (26), где достигает заданной температуры, откуда поступает к потребителю. Управление оборудованием первого блока (4) осуществляется с панели управления (18), управление оборудованием второго блока (5) осуществляется посредством шкафа управления (28). Для тушения пожара запускают водяной насос (22) подключенный к линии водоснабжения (на схеме не показана) и пеногенератор (23) и направляют струю воды или пены на пламя.
Предусмотрены два режима работы передвижного азотного компрессорного комплекса:
- подача газовой смеси на основе азота под низким давлением (1,8…2 МПа) потребителю, при этом не включается дожимающий поршневой компрессор (24);
- подача газовой смеси на основе азота под высоким давлением (до 25 МПа), при этом работает дожимающий поршневой компрессор (24).
Промышленная применимость.
Заявляемое техническое решение реализовано с использованием промышленно выпускаемых устройств и материалов, производительность - 60 кубометров воздуха и 30 кубометров азота в минуту с концентрацией 97%, его элементы могут быть изготовлены и собраны на современных промышленных предприятиях.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ.
1. Патент РФ 2261403 на изобретение, МПК F04B 41/00, 2005 г.