ПОРШНЕВОЙ КОМПРЕССОР

Полезная модель относится к оппозитным поршневым компрессорам, предназначенным для сжатия природного газа и используется преимущественно в нефтяной, газовой и перерабатывающей промышленности.
Известен поршневой компрессор горизонтального типа, включающий корпус с цилиндром, имеющим горизонтальную ось, поршень совершает в цилиндре возвратно-поступательное движение, поршневой шток, прикрепленный одним концом к поршню, а другим концом к ползуну (крейцкопфу), возвратно-поступательные движения которого совершаются по направляющим в корпусе при помощи приводного механизма, а также подшипниковое устройство [Патент ЕР 0434607, МПК F04B 39/00, F16J 1/12, з. № ЕР 19900810900 19901121, опубл. 26.06.1991].
Известный компрессор двойного действия с несколькими цилиндрами используется в нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности.
Недостатком данного компрессора является недостаточная надежность работы компрессора, вследствие отсутствия контроля температуры шатунных подшипников.
Наиболее близким к заявляемому по назначению и совокупности существенных признаков является компрессор, включающий картер с крышками, в котором установлен коленчатый вал и коренные подшипники с устройствами измерения температуры, кривошипно-шатунный механизм с шатунными подшипниками, в котором шатун выполнен с разъемной кривошипной и неразъемной крейцкопфной головками, крейцкопф, расположенный в направляющей и соединенный посредством штока с поршнем, установленным с возможностью возвратно-поступательного движения в цилиндре, снабженном всасывающими и нагнетательными клапанами [Компрессор 6ГМ25-140/35-56, выпускаемый Сумским заводом тяжелого компрессоростроения. Техническое описание. Чертеж 317-31.00-00ТО, приложение 2, 1976 г.].
Данный компрессор является шестирядным, одноступенчатым на оппозитной базе 6М25, горизонтального типа.
Известный компрессор характеризуется недостаточно высокой надежностью ввиду того, что контроль температуры шатунных подшипников осуществляется условно (прикосновением руки) по температуре крышек картера. Данный контроль является субъективным и носит периодический характер. Отсутствие непрерывного контроля температуры шатунных подшипников не позволяет своевременно диагностировать неисправности в работе кривошипно-шатунного механизма, что может привести к разрушению подшипника и повреждению коленчатого вала.
Задачей заявляемой полезной модели является повышение надежности работы поршневого компрессора за счет осуществления постоянного контроля температуры шатунных подшипников.
Поставленная задача в предлагаемом поршневом компрессоре, включающем картер с крышками, в котором установлен коленчатый вал и коренные подшипники с устройствами измерения температуры, кривошипно-шатунный механизм с шатунными подшипниками, в котором шатун выполнен с разъемной кривошипной и неразъемной крейцкопфной головками, крейцкопф, расположенный в направляющей и соединенный посредством штока с поршнем, установленным с возможностью возвратно-поступательного движения в цилиндре, снабженном всасывающими и нагнетательными клапанами, решается тем, что он дополнительно снабжен устройством измерения температуры шатунных подшипников. Устройство измерения температуры шатунных подшипников содержит сигнальный блок, температурный сенсор, установленный в гнезде, выполненном в разъемной головке шатуна, и антенну, установленную с внутренней стороны крышки картера. Температурный сенсор и антенна установлены на расстоянии 5-25 мм.
Отличием заявляемого компрессора является то, что он дополнительно снабжен устройством измерения температуры шатунных подшипников, содержащим сигнальный блок, температурный сенсор, установленный в гнезде, выполненном в разъемной головке шатуна, и антенну, установленную с внутренней стороны крышки картера, причем температурный сенсор и антенна установлены на расстоянии 5-25 мм.
Наличие дополнительного измерительного устройства позволяет осуществлять постоянный контроль температуры шатунных подшипников.
Благодаря такому конструктивному выполнению предлагаемого компрессора достигается новый технический результат, заключающийся в обеспечении возможности беспроводного непрерывного контроля температуры шатунных подшипников, что позволит повысить надежность работы компрессора.
Заявителю и авторам из существующего уровня техники не известны конструкции компрессоров, в которых температура шатунных подшипников измеряется подобным образом.
На фиг.1 представлена схема поршневого компрессора, на фиг.2 изображен разрез А-А ряда компрессора на фиг.1, на фиг.3 изображен вид В на фиг.2.
Поршневой компрессор содержит картер 1 с крышками 2, в котором установлен коленчатый вал 3 и коренные подшипники 4 с устройствами 5 измерения их температуры, кривошипно-шатунный механизм с шатунными подшипниками 6 скольжения, в котором шатун 7 выполнен с разъемной 8 кривошипной и неразъемной 9 крейцкопфной головками, крейцкопф 10, расположенный в направляющей 11 и соединенный посредством штока 12 с поршнем 13, который установлен с возможностью возвратно-поступательного движения в цилиндре 14, снабженном всасывающими 15, 15а и нагнетательными 16, 16а клапанами. Компрессор также содержит фонарь 17, расположенный между цилиндром 14 и направляющей 11, внутри которого установлен сальник 18. В направляющей 11 установлен маслоотражатель 19. Поршневой компрессор также снабжен устройством измерения температуры шатунных подшипников 6, который содержит сигнальный блок 20, температурный сенсор 21, установленный в гнезде 22, выполненном в разъемной головке 8 шатуна 7, и антенну 23, установленную с внутренней стороны крышки 2 картера 1. Сигнальный блок 20 установлен на картере 1. Блок 20 также может быть установлен в другом месте.
Заявляемый компрессор работает следующим образом.
Вращательное движение коленчатого вала 3 при помощи шатуна 7 преобразуется в возвратно-поступательное движение крейцкопфа 10 и жестко связанного с ним штока 12 с поршнем 13. При движении поршня 13 в камере 25 осуществляется сжатие газа и при достижении давления, превышающем давление в трубопроводе нагнетания (на схеме не показано) компрессора, происходит нагнетание газа через клапан 16а. Одновременно при этом происходит процесс всасывания через клапан 15 из трубопровода всаса (на схеме не показано). При обратном движении поршня 13 сжатие газа осуществляется в камере 24, и при достижении давления, превышающем давление в трубопроводе нагнетания (на схеме не показано) компрессора, происходит нагнетание газа через клапан 16. Одновременно при этом происходит процесс всасывания через клапан 15а.
При вращении кривошипно-шатунного механизма в результате трения происходит нагрев коренных 4 и шатунных 6 подшипников, температура нагрева которых контролируется измерительными устройствами. Температура нагрева коренных 4 подшипников контролируется устройствами 5. Температура шатунных 6 подшипников контролируется следующим образом. Сигнальный блок 20 посылает сигнал (короткий импульс) через антенну 23 на температурный сенсор 21, который генерирует ответный импульс и через антенну 23 передает его на сигнальный блок 20. Сигнальный блок 20 выделяет из ответного импульса информацию о температуре и далее передает ее в систему автоматизации компрессора (на схеме не показано).
Оптимальное расстояние между температурным сенсором 21 и антенной 23 составляет 5-25 мм. При расположении сенсора 21 и антенны 23 на расстоянии менее 5 мм или более 25 мм обмена сигнальными импульсами не происходит.
В зависимости от количественных значений показателей температуры шатунных подшипников, а именно при их повышении, может приниматься решение о временной или аварийной остановке компрессора.
В сравнении с прототипом заявляемый компрессор имеет следующие преимущества:
- обеспечивается непрерывный контроль температуры шатунных подшипников;
- осуществляется своевременное диагностирование неисправностей в работе кривошипно-шатунного механизма;
- снижаются технико-экономические затраты на проведение ремонтных работ.
Контроль значений температуры шатунных подшипников позволяет обеспечить безопасность эксплуатации компрессора и бесперебойную подачу потребителю необходимого количества газа, сжатого до требуемого давления.
2
2
Заявляемый поршневой компрессор проходит промышленные испытания на Оренбургском гелиевом заводе, где используется для компримирования природного газа (метановой фракции высокого давления после гелиевой установки) от давления 34-37 кгс/см до давления 55 кгс/сми подачи его в магистральный газопровод.