Устройство для контроля давления в узлах поршневого многоступенчатого компрессора

Настоящая полезная модель относится к устройствам для контроля давления воздушных компрессоров, обеспечивающих сжатым воздухом давлением от 10 до 45 МПа различных потребителей.
В частности, настоящая полезная модель может быть использована для контроля давления многоступенчатого поршневого компрессора пускового воздуха, подающего осушенный и очищенный воздух давлением от 10 до 45 МПа для запуска основных и/или вспомогательных дизельных двигателей на судах гражданского и военного назначения, на морских платформах, с учетом размещения в помещениях с ограниченным размерами и транспортабельных контейнерных компрессорных установках.
Специфическими требованиями, предъявляемыми к компрессорам воздуха высокого давления от 10 до 45 МПа на кораблях ВМФ, являются:
- требования к минимальным габаритным размерам;
- полная автоматизация, простота и безопасность использования;
- возможность удаленного контроля над всеми параметрами работы.
Требования Российского Морского Регистра Судоходства к судовым воздушным компрессорам предписывают, что «на охладителях каждой ступени компрессора необходим контроль давления» (Воронин В.П., Танасов Е.Н. Судовые вспомогательные механизмы. - Одесса: ОМУРМ, 2010. - стр. 122).
2
3
Известна установка компрессорная 2ВУ2,5-2,5/31OМ5, имеющая давление конечное 25-30 кгс/см, производительность 2,5 м/мин, предназначенная для установки на судах для заполнения воздухом и поддержания давления в судовых воздухохранителях. Компрессор двухступенчатый, охлаждение - водяное, от судовой магистрали, смазка принудительная от шестеренчатого насоса, с системой автоматического управления, разгрузка компрессора и сброс конденсата автоматические. Система автоматического управления и защиты по сигналам датчиков-реле (от 3 до 6 шт.), установленным на компрессоре обеспечивает:
- автоматический пуск и остановку (по датчику-реле низкого давления и датчику-реле высокого давления на выходе компрессора);
- автоматическую разгрузку компрессора после остановки;
- автоматическую аварийную остановку компрессора при:
2
- понижении давления в системе охлаждения до 0,75 кгс/см (по датчику-реле низкого давления воды);
2
- понижении давления в системе смазки до 0,75 кгс/см (по датчику-реле низкого давления масла);
- повышении температуры воздуха свыше 70°С.
(официальный сайт компании ПАО «Мелитопольский компрессор», http://www.melcom.com.ua/ru-54683-.php).
Недостатками известной компрессорной установки является необходимость применения большого количества полноразмерных датчиков-реле давления (каждый содержит штуцер, защищенный корпус, механический блок с рычагом и пружиной, электронный блок с микропереключателем и защищенный электрический кабельный ввод) для контроля давления, что увеличивает габаритные размеры компрессора и количество и кабелей, при этом не выполняется требование Российского Морского Регистра Судоходства по контролю давления после охладителя каждой ступени компрессора.
Известен преобразователь дифференциального давления общепромышленный ПД200-ДД модель 155, с приемкой Российского Морского Регистра Судоходства, который может применяться, например, для контроля протока воды на входе и выходе компрессора, имеющий габаритные размеры от 205×135×130 мм (официальный сайт компании ОВЕН http://www.owen.ru/catalog/preobrazovateli_differentcial_nogo_davleniya_owen_pd200_dd/89353125).
Известны также преобразователи избыточного давления ПД200-ДИ модель 315, с приемкой Российского Морского Регистра Судоходства, имеющие габаритные размеры от 165×135×130 мм (официальный сайт компании ОВЕН которые могут применяться, например, для контроля давления воздуха на 1, 2, 3, 4, ступеней, и контроля давления масла http://www.owen.ru/catalog/preobrazovateli_izbitochnogo_davleniya_owen_pd200_di_div/11016296).
Применение отдельных преобразователей давления для контроля работы компрессора высокого давления приводит к увеличению габаритных размеров компрессора, что недопустимо при использовании компрессора в условиях ограниченного пространства на судах и кораблях ВМФ.
Задачей настоящей полезной модели является создание малогабаритного компактного устройства для контроля давления в узлах поршневого многоступенчатого компрессора.
Поставленная задача решается за счет того, что устройство для контроля давления в узлах поршневого многоступенчатого компрессора выполнено в виде размещенного в едином корпусе блока тензопреобразователей давления, которые подключены к узлам смазки и охлаждения компрессора, а также к выходам из охладителей каждой ступени компрессора.
Блок тензопреобразователей давления может содержать от 6 до 15 тензопреобразователей.
Блок тензопреобразователей давления соединен с блоком управления компрессора.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен блок тензопреобразователей давления, вид спереди; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 представлена схема компрессора.
Компрессор 1 с электроприводом 2 (см. фиг. 3) установлен и закреплен на несущей раме (условно не показана) и содержит первую ступень 3, вторую ступень 4, третью ступень 5, четвертую ступень 6, узел смазки 7, узел охлаждения 8. После каждой ступени компрессора 3-6 предусмотрены соответственно соединенные трубопроводами охладитель первой ступени 9, охладитель второй ступени 10, охладитель третьей ступени 11, охладитель четвертой ступени 12, а также водомаслоотделитель первой ступени 13, водомаслоотделитель второй ступени 14, водомаслоотделитель третьей ступени 15, водомаслоотделитель четвертой ступени 16. Узел охлаждения 8 включает в себя входной трубопровод воды 17, электроприводной водяной насос 18, выходной трубопровод воды 19. Узел смазки 7 содержит электроприводной масляный насос 20. Импульсные трубки 21-26 от узла смазки, узла охлаждения и после охладителей ступеней 9-12 подключены к единому блоку тензопреобразователей давления 27, закрепленному на корпусе компрессора 1. Блок тензопреобразователей давления 27 подключен и электрически соединен с блоком управления 28 посредством единого кабеля 29. Электроприводы компрессора 2, водяного насоса 18, масляного насоса 20 также электрически подключены к блоку управления 28, закрепленному на несущей раме компрессора.
Блок тензопреобразователей давления 27 осуществляет непрерывную передачу аналоговых сигналов в блок управления 28, который обеспечивает контроль, отображение, архивирование и передачу текущих значений параметров в режиме реального времени и сигнализацию предельных (аварийных) значений параметров.
Блок тензопреобразователей давления 27 (см. фиг. 1 и фиг. 2) включает в себя герметичный корпус 30 с крышкой 31, в котором размещены (например) 6 тензопреобразователей давления 32, клеммный блок 33, выходной кабельный ввод 34, кабель 29, соединяющий с блоком управления 28, болты заземления 35. Габаритные размеры блока тензопреобразователей давления, содержащего 6 тензопреобразователей, не превышают 185×175×100 мм, что соответствует объему, занимаемому одним преобразователем дифференциального давления ПД200-ДД.
Компрессор с устройством контроля давления работает следующим образом.
При включении компрессора подается электропитание в блок управления 28, который по сигналам датчиков от блока тензопреобразователей давления 27 определяет готовность компрессора к запуску. Затем питание подается на электропривод 2, который начинает вращаться и приводить во вращение коленчатый вал компрессора 1, что в свою очередь сообщает поступательное движение поршневым группам компрессора.
Атмосферный воздух поступает на всасывание первой ступени компрессора 3. После выхода из первой ступени сжатый воздух поступает в охладитель первой ступени 9, а затем в водомаслоотделитель первой ступени 13, где подвергается предварительной очистке от частиц воды и масла, после чего воздух направляется во вторую ступень 4, в охладитель 10 и водомаслоотделитель второй ступени 14, далее воздух направляется в третью ступень 5, после чего поступает в охладитель 11 и водомаслоотделитель третьей ступени 15, далее воздух направляется четвертую ступень 6, после чего воздух поступает в охладитель 12 и водомаслоотделитель четвертой ступени 16, где производится его окончательная очистка. Затем сжатый воздух поступает потребителю.
Блок тензопреобразователей давления 27 осуществляет непрерывный контроль за давлением масла, охлаждающей воды, сжатого воздуха на каждой ступени после выхода из охладителей соответствующей ступени и передает соответствующие сигналы в блок управления 28, который осуществляет пуск, остановку компрессора, контролирует его работу в режиме реального времени с индикацией значений параметров компрессора и осуществляет защиту по предельным значениям параметров компрессора с расшифровкой причины аварии.
Предложенная полезная модель расширяет арсенал технических средств, применяемых для контроля давления компрессоров, предназначенных для получения сжатого воздуха высокого давления, при этом за счет компактной конструкции сокращается объем, занимаемый компрессорным оборудованием, повышается удобство контроля за работой компрессора в режиме реального времени.