Компрессорная станция

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к установкам для получения сжатого газа. Заявляемая компрессорная станция используется при производстве работ по освоению и ремонту нефтяных скважин, подачи сжатого газа в качестве источника энергии для технологических процессов, ремонте и испытании трубопроводов, снабжении сжатым газом пневматического инструмента и других целей в различных отраслях промышленности.
Предшествующий уровень техники.
Известна компрессорная станция (патент RU 113541 на полезную модель, F04B 41/00, 2012), содержащая силовой привод, поршневой компрессор и жидкостную систему охлаждения поршневого компрессора, содержащую радиатор и вентилятор. Вентилятор выполнен осевым, а рабочее колесо вентилятора выполнено из стеклопластика.
Недостатком указанного аналога является то, что вентилятор обеспечивает только одно направление движения воздуха - изнутри станции через радиатор наружу. В холодное время года такое исполнение приводит к тому, что засасываемый вентилятором в подкапотное пространство холодный воздух проходит рядом с оборудованием станции и охлаждает его. Это приводит к некорректной работе или отказу оборудования, не рассчитанного на длительную работу при низких температурах.
Раскрытие полезной модели.
Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемой полезной моделью, является снижение количества сбоев в работе оборудования станции в зимнее время и одновременное обеспечение возможности работы станции в летнее время. Другим техническим результатом является обеспечение возможности изменения направления потока воздуха через радиатор.
Сущность полезной модели состоит в том, что компрессорная станция содержит размещенный под капотом силовой привод, механически соединенный с поршневым компрессором, снабженным жидкостным охладителем, содержащим размещенный у стенки капота радиатор, а также осевой вентилятор, лопасти которого выполнены из стеклопластика. Отличается тем, что каждая лопасть закреплена к ступице вентилятора на оси с возможностью поворота вокруг этой оси.
Вышеуказанная сущность является совокупностью существенных признаков заявленного технического решения, обеспечивающих достижение всех заявленных технических результатов.
Лопасти закреплены к ступице вентилятора предпочтительно с возможностью поворота на угол 90 градусов.
Радиатор преимущественно содержит первый и второй коллекторы, при этом вход первого коллектора соединен с патрубком жидкости расширительного бака, выход первого коллектора радиатора соединен с по крайней мере одним входом охлаждающей жидкости поршневого компрессора через водяной насос, выход охлаждающей жидкости поршневого компрессора гидравлически соединен с входом второго коллектора, при этом второй коллектор соединен с патрубком пара расширительного бака.
На расширительном баке предпочтительно установлен паровоздушный клапан.
Радиатор предпочтительно выполнен секционным.
Радиатор желательно содержит жалюзи.
Вентилятор может быть соединен с валом поршневого компрессора карданной передачей и промежуточным шкивом.
Краткое описание чертежей.
На чертеже показана схема компрессорной станции.
Осуществление полезной модели.
Компрессорная станция содержит съемный капот, силовой привод 1, поршневой компрессор 2 и жидкостную систему охлаждения поршневого компрессора 2.
Съемный капот предназначен для защиты подкапотного пространства компрессорной станции от воздействия атмосферных осадков и повреждений.
Поршневой компрессор 2 предназначен для сжатия и нагнетания атмосферного воздуха и содержит вход 12 и выход 13 охлаждающей жидкости.
Привод компрессора осуществляется от силового привода 1. Силовой привод 1 предпочтительно выполнен дизельным.
Жидкостный охладитель поршневого компрессора 2 предназначен для отвода выделяющейся при сжатии воздуха теплоты от поршневого компрессора 2. Перед началом работы охладитель заполняется охлаждающей жидкостью. Охладитель содержит расширительный бак 3, радиатор 4, водяной насос 5 и вентилятор 6.
Расширительный бак 3 предназначен для компенсации изменения объема охлаждающей жидкости в охладителе поршневого компрессора 2. Расширительный бак 3 содержит патрубок жидкости 8 и патрубок пара 9.
Радиатор 4 предназначен для охлаждения охлаждающей жидкости окружающим воздухом. Радиатор 4 содержит первый 10 и второй 11 коллекторы. Вход первого коллектора 10 гидравлически соединен с патрубком жидкости 8 расширительного бака 3, а выход первого коллектора радиатора 10 соединен с входом охлаждающей жидкости 12 поршневого компрессора 2 через водяной насос 5, предназначенный для циркуляции охлаждающей жидкости в охладителе. Выход охлаждающей жидкости 13 поршневого компрессора 2 гидравлически соединен с входом второго коллектора 11. При этом второй коллектор 11 соединен с патрубком пара 9 расширительного бака 3. С целью упрощения ремонта или обслуживания, радиатор 4 предпочтительно выполнен секционным. Для регулирования интенсивности охлаждения, радиатор 4 содержит жалюзи.
Вентилятор 6 предназначен для интенсификации охлаждения отработанной охлаждающей жидкости в радиаторе 4. При этом вентилятор 6 выполнен осевым и содержит рабочее колесо, выполненное из стеклопластика. При этом рабочее колесо вентилятора 6 содержит объемные лопасти и ступицу, вокруг которой они могут поворачиваться для изменения направления движения воздуха при том же направлении вращения вентилятора. Угол поворота лопастей составляет, преимущественно. 90 градусов. Известно, что одним из преимуществ осевых вентиляторов является их быстроходность. При этом они способны перемещать большие количества воздуха - до нескольких тысяч метров кубических в час (З.С. Шлипченко, «Насосы, компрессоры и вентиляторы», Киев, Издательство «Техника» 1976 г. стр. 347).
Выбор стеклопластика в качестве конструкционного материала рабочего колеса вентилятора 6 обусловлен его преимуществами, а именно высокими прочностными и диэлектрическими свойствами, сравнительно низкой плотностью и теплопроводностью, а также высокой атмосферо-, водо- и химстойкостью («Большая советская энциклопедия», издательство «Советская энциклопедия», 1969-1978 гг. в 30 томах, статья «Стеклопластики»). При этом стеклопластиковое рабочее колесо вентилятора 6 имеет меньшую массу, по сравнению с рабочим колесом, выполненным из металла, что приводит к снижению уровней шума и вибрации, производимыми работающей системой охлаждения.
Примеры конкретного выполнения.
Пример 1. Силовой привод 1 и поршневой компрессор 2 смонтированы на раме, которая закреплена к шасси транспортного средства или салазкам.
Пример 2. С целью отвода тепла от нагруженных деталей и поддержания оптимального температурного режима работающего дизельного силового привода 1, вышеуказанный силовой привод 1 снабжен блоком охлаждения жидкости и масла 14.
Пример 3. С целью предохранения радиатора от разрушения при значительном повышении давления или возникновении разряжения в охладителе, на расширительном баке 3 установлен паровоздушный клапан.
Пример 4. Радиатор 4 и вентилятор 6 размещены у задней стенки капота.
Пример 5. Вентилятор 6 соединен с валом поршневого компрессора 2 карданной передачей и промежуточным шкивом.
Пример 6. С целью удаления конденсата, скапливающегося при работе оборудования, компрессорная станция содержит систему продувки.
Пример 7. С целью предпускового подогрева дизельного силового привода 1 и поршневого компрессора 2 в холодный период года, компрессорная станция содержит систему подогрева станции, содержащую ТЭНы.
Пример 8. С целью управления работой, защиты и контроля за рабочими параметрами оборудования, компрессорная станция снабжена системой автоматики.
Реализация конструктивных элементов заявляемой полезной модели не ограничивается приведенными выше примерами.
Описание работы.
Компрессорная станция приводится в действие силовым приводом 1. Атмосферный воздух поступает на вход поршневого компрессора 2, сжимается последовательно в его ступенях и подается потребителю. Сжатие воздуха в компрессоре 2 сопровождается выделением теплоты, большая часть которой отводится в окружающую среду через охлаждающую жидкость в охладителе. Охлаждающая жидкость заливается в охладитель и поступает в радиатор 4, откуда нагнетается на вход охлаждающей жидкости 12 поршневого компрессора 2. В поршневом компрессоре 2 происходит охлаждение его рабочих узлов и деталей. Отработанная охлаждающая жидкость поступает с выхода охлаждающей жидкости 13 поршневого компрессора 2 на охлаждение в радиатор 4. В радиаторе 4 отработанная охлаждающая жидкость охлаждается воздухом, продуваемым осевым вентилятором 6. В летнее время рабочее колесо осевого вентилятора 6 перемещает поток воздуха в направлении радиатора путем вращения лопастей. Перед эксплуатацией станции в зимнее время лопасти рабочего колеса разворачивают на 90 градусов, чтобы вентилятор при том же направлении вращения перемещал воздух через радиатор в сторону подкапотного пространства. Таким образом, воздух, протягиваемый вентилятором через радиатор, нагреваясь, обеспечивает обогрев оборудования станции. Так как рабочее колесо осевого вентилятора выполнено из стеклопластика, то при его работе снижен уровень шума и вибрации. Затем охлажденная в радиаторе 4 охлаждающая жидкость вновь нагнетается на вход охлаждающей жидкости 12 поршневого компрессора 2.
На предприятии-заявителе изготовлен опытный образец заявленной компрессорной станции, испытания которого подтвердили достижение технического результата.
Заявляемая компрессорная станция реализована с применением промышленно выпускаемых устройств и материалов, может быть собрана на машиностроительном предприятии и найдет широкое применение в химической, угольной и горнодобывающей промышленности, областях добычи, переработки, транспортировки и сбыта нефтяных и газовых продуктов.