УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИРКУЛЯЦИИ ГАЗА

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к двигателестроению, и может быть использована в нефтегазовой отрасли, связанной с изучением газогидродинамических процессов в вертикальных и наклонных колоннах на стендах, работающих по замкнутому циклу в сепараторах и расходомерах.
Из уровня техники известно устройство для образования регулируемых завихрений и циркуляции газа (патент РФ на изобретение №2137533 С1, кл. B01F 3/04, B01F 7/16, 20.09.1999). В реактор подают газ и путем подгонки перегородок, т.е. определенного размещения их относительно смесителя, создают, по меньшей мере, два завихрения вне вала смесителя для всасывания газа с поверхности суспензии в жидкую фазу. Количество поступающего в реактор активного газа точно соответствует количеству, которое может вместить смеситель без потери мощности, необходимой для смешивания. В известном решении всасываемый с поверхности жидкости в реакторе газ не подходит сразу же в больших количествах к смесителю, чтобы помешать регулируемому смешивающему эффекту. Согласно изобретению в устройстве образуется несколько регулируемых завихрений и на жидкую фазу и всасываемый с ее поверхности газ приходится большая площадь ввиду этих узких завихрений. Более того, всасывающее завихрение располагается таким образом, что при функционировании оно состоит из альтернативных всасывающих и "доильных" подзавихрений. В приведенной конструкции не предусматривается работа по замкнутому циклу и отсутствует возможность «разгрузить» подшипники вала двигателя и уплотнение вала турбины в корпусе. Работа по замкнутому циклу приводит к нагреву двигателя турбокомпрессора и может привести к его поломке.
Наиболее близким к предлагаемому является устройство для циркуляции газа (патент РФ на полезную модель РФ №129561 U1, кл. F01P 5/10, 27.06.2013), которое принимается в качестве прототипа. Известное устройство для циркуляции газа содержит расположенные на одной оси электродвигатель с валом и корпус турбины, размещенный в нижнем кожухе, снабженном подводящим и отводящим воздух патрубками, которые расположены в донной части и на боковой поверхности нижнего кожуха соответственно. Между нижним кожухом и корпусом турбины образована нижняя полость. Между электродвигателем и верхним кожухом образована верхняя полость. Верхний кожух помещен в рубашку жидкостного охлаждения, корпус которой снабжен подводящим и отводящим воду патрубками, фланцы верхнего и нижнего кожухов скреплены посредством крепежного соединения. Недостаток известного устройства состоит в том, что оно не позволяет работать в более широком диапазоне расходов газа по системе замкнутого цикла, т.к. в корпус нельзя установить сразу несколько работающих электродвигателей.
Технический результат полезной модели заключается в увеличении циркуляции расхода газа по замкнутому циклу.
Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что устройство для циркуляции газа содержит расположенные на одной оси с валом первый и второй блоки электродвигателей, размещенные в общем корпусе, состоящем из трех составных частей (на чертеже не показаны), скрепленных фланцами. В центральной части корпуса, снабженной подводящим и отводящим воздух патрубками, размещены блок всасывания-нагнетания, включающий одну общую камеру всасывания, камеры нагнетания и корпуса компрессоров, прилегающих к камере всасывания, снабженной подводящим воздух патрубком, расположенным на боковой поверхности центральной части корпуса. Отводящий воздух патрубок размещен на донной поверхности центральной части корпуса. В двух симметричных боковых частях корпуса установлены первый и второй блоки электродвигателей. В местах соединений центральной и симметричных боковых частей корпуса предусмотрены перепускные каналы, предназначенные для выравнивания давлений в устройстве, с торцов которого установлены симметричные боковые стенки, скрепленные фланцами с симметричными боковыми частями корпуса.
Кроме того, в каждой из симметричных боковых частей корпуса предусмотрены охлаждающие камеры и теплообменные ребра жесткости.
Дополнительно симметричные боковые стенки могут быть снабжены обвязками охлаждающей рубашки.
На чертеже представлен предпочтительный вариант выполнения предлагаемой полезной модели.
Устройство для циркуляции газа состоит из:
- первого и второго блоков электродвигателя (1) и (2) соответственно;
- блока всасывания-нагнетания (3);
- подводящего патрубка (4), предназначенного для всасывания воздуха в блок всасывания (3);
- отводящего патрубка (5), предназначенного для нагнетания воздуха;
- двух пар обвязок охлаждающей рубашки (6);
- двух корпусов компрессоров (7);
- камеры для всасывания (8);
- двух камер для нагнетания (9);
- двух охлаждающих камер (10);
- двух пар теплообменньгх ребер жесткости (11);
- двух пар уплотнительных элементов (12), предотвращающих образование зазоров (по два уплотнительных элемента на каждый компрессор);
- двух пар перепускных каналов для выравнивания давлений (13).
Для крепления составных частей корпуса могут быть использованы различные резьбовые соединения в виде болтов или шпилек. Также для достижения желаемого эффекта могут быть выбраны различные соотношения диаметров корпуса двигателя и компрессоров.
Предварительно в систему (например, стенд для исследования гидродинамических процессов), работающую по замкнутому циклу, через подводящий патрубок (4), закачивают газ (например, воздух) до необходимого давления. Далее электродвигатель, подвод электричества к которому производят с использованием герметичных вводов, посредством вала электродвигателя, вращает или один из компрессоров, находящихся в корпусе, или оба. Газ (например, воздух) через патрубок для всасывания (4) поступает в камеру для всасывания (8) блока всасывания-нагнетания (3), где каждым из компрессоров нагнетается в соответствующую камеру для нагнетания (9) и далее в патрубок для нагнетания (5), где два потока снова объединяются. При этом для предотвращения нагрева электродвигателей по обвязке двух охлаждающих рубашек (6) поступает жидкость в две охлаждающие камеры (10). Жидкость постоянно циркулирует, например, за счет перекачивающего насосного агрегата.
Предлагаемое устройство за счет использования в одном общем корпусе в его составе одновременно двух компрессоров, в отличие от аналогичных устройств, позволяет ему работать по замкнутому циклу в более широком диапазоне расходов газа.