КОМПРЕССОР ПОРШНЕВОЙ ОППОЗИТНЫЙ ДВУХРЯДНЫЙ ДВУХСТУПЕНЧАТЫЙ

Область техники.
Заявляемая полезная модель относится к области машиностроения, а именно к компрессоростроению. Заявляемый компрессор поршневой оппозитный двухрядный двухступенчатый предназначен для сжатия газа, преимущественно воздуха, используемого в качестве энергоносителя в различных отраслях промышленности.
Предшествующий уровень техники.
Известен, например, компрессор 2ВМ2,5-12/9, содержащий двухрядную оппозитную унифицированную базу, цилиндровые группы, поршни со штоками, унифицированные прямоточные клапаны ПИК-125, промежуточный холодильник, систему охлаждения, систему смазки и систему автоматики. При этом в каждом ряду размещено по одному цилиндру двойного действия (Б.С.Фотин, И.Б.Пирумов, И.К.Прилуцкий, П.И.Пластинин "Поршневые компрессоры", Издательство «Машиностроение», 1987 г., стр.325-328, рис.12.5, рис.12.6, [1]).
Недостатком аналога [1] является загрязнение элементов блока управления системы автоматики, при размещении вышеуказанного блока управления и датчиков, гидравлически соединенных с элементами компрессора, в едином замкнутом пространстве шкафа управления. Вышеупомянутые датчики преимущественно выполнены в виде электроконтактных манометров и манометрических преобразователей температуры, и гидравлически соединены с элементами компрессора, преимущественно с нагнетательными патрубками цилиндров. При недостаточном уплотнении соединения датчиков с подводящими к ним газ трубопроводами, происходит утечка сжатого газа с примесью масла. Это приводит к тому, что масло оседает на стенках шкафа, поверхностях блока управления и коммутационной электроаппаратуре, в результате чего выходят из строя элементы блока управления.
Раскрытие полезной модели.
Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемой полезной моделью, является защита блока управления компрессора от загрязнений.
Сущность изобретения состоит в том, что компрессор поршневой оппозитный двухрядный двухступенчатый содержит базу, цилиндровую группу, поршневую группу, рабочие клапаны, промежуточный холодильник, систему охлаждения, систему автоматики. При этом цилиндр первой ступени размещен в первом ряду, а цилиндр второй ступени размещен во втором ряду. При этом:
- система автоматики содержит размещенный отдельно шкаф управления;
- шкаф управления разделен по меньшей мере одной перегородкой на отсеки;
- в первом отсеке размещен блок управления, электрически соединенный с остальными элементами системы автоматики, а во втором отсеке размещены датчики, гидравлически соединенные с элементами компрессора.
Перегородка предпочтительно выполнена поперечной. При этом первый отсек размещен над вторым отсеком.
Датчики преимущественно выполнены в виде электроконтактных манометров и манометрических преобразователей температуры.
Датчики преимущественно соединены с нагнетательными патрубками.
Система автоматики предпочтительно содержит реле потока охлаждающей жидкости, соленоидные вентили, датчики измерения температуры, датчики измерения давления масла, реле давления масла и сигнальные устройства, при этом датчики измерения температуры размещены на выходе первой ступени сжатия и на выходе второй ступени сжатия.
Датчики измерения температуры предпочтительно выполнены в виде термопреобразователей сопротивления.
Сигнальное устройство предпочтительно выполнено в виде сигнальной сирены.
Во втором отсеке преимущественно размещены коммутационная электроаппаратура и клеммные зажимы.
Компрессор преимущественно содержит силовой привод, выполненный в виде двухскоростного электродвигателя, ротор которого насажен на вал компрессора.
Компрессор преимущественно содержит систему смазки механизма движения и систему смазки цилиндров и сальников.
Промежуточный холодильник предпочтительно выполнен кожухотрубчатым.
Краткое описание чертежей.
На фигуре 1 показана схема компрессора поршневого оппозитного двухрядного двухступенчатого.
Осуществление полезной модели.
Компрессор поршневой оппозитный двухрядный двухступенчатый (фиг.1) содержит силовой привод (1), базу, цилиндровую группу, поршневую группу, рабочие клапаны, промежуточный холодильник (10), систему смазки механизма движения, систему смазки цилиндров и сальников, систему охлаждения и систему автоматики.
Силовой привод (1) предназначен для привода компрессора и выполнен в виде двухскоростного электродвигателя, ротор которого насажен на коленчатый вал компрессора.
База компрессора содержит станину (2), коленчатый вал (3), шатуны (4) и крейцкопфы (5) (фиг.1).
Цилиндровая группа содержит цилиндр первой ступени (6) и цилиндр второй ступени (7). При этом цилиндр первой ступени (6) размещен в первом ряду, а цилиндр второй ступени (7) размещен во втором ряду, оппозитном первому. Кроме того цилиндр первой ступени (6) и цилиндр второй ступени (7) выполнены двойного действия.
Поршневая группа содержит поршень первой ступени (8) и поршень второй ступени (9).
Рабочие клапаны (не показано) предназначены для того, чтобы пропускать газ в рабочие полости цилиндра первой ступени (6) и цилиндра второй ступени (7) в одном направлении в определенные периоды времени, и не пропускать его в обратном направлении в течении остального рабочего цикла.
Смазка компрессора осуществляется двумя независимыми системами: циркуляционной системой смазки механизмов движения и системой смазки цилиндров и сальников.
Система смазки цилиндров и сальников выполнена принудительной, дозированной от станции смазочной многоотводной.
Система смазки механизма движения предназначена для смазки трущихся поверхностей механизма движения, а именно коленчатого вала (3), шатунов (4) и крейцкопфов (5). Вышеупомянутая система смазки выполнена циркуляционной, от шестеренного насоса (не показано).
Промежуточный холодильник (10) предназначен для охлаждения газа между первой и второй ступенями сжатия компрессора. Промежуточный холодильник (10) выполнен кожухотрубчатым.
Система охлаждения компрессора выполнена жидкостной, циркулирующей и предназначена для отвода выделяющейся при сжатии воздуха теплоты от цилиндров и промежуточного холодильника (10) компрессора. Система охлаждения содержит радиатор (11), предназначенный для охлаждения охлаждающей жидкости.
Система автоматики предназначена для:
- управления пуском, остановкой силового привода (1) и ступенчатого изменения частоты его вращения;
- автоматической разгрузки компрессора при его пуске и остановке;
- автоматической продувки промежуточного холодильника (10) и ручной продувки цилиндров первой и второй ступеней (6, 7) компрессора;
- защиты силовых цепей и цепей управления от коротких замыканий;
- защиты силового привода (1) от перегрузки;
- индикации температуры сжимаемого газа, давления сжимаемого газа, давления масла системы смазки механизма движения;
- световой сигнализации при приближении температуры сжатого газа к предельной, наличия напряжения, включения компрессора;
- световой и звуковой сигнализации при аварийной остановке компрессора;
- автоматической остановки компрессора при отклонении температуры нагнетания по ступеням сжатия, отклонении давления масла в системе смазки механизма движения, отклонении давления масла в системе смазки цилиндров и сальников, отклонении протока охлаждающей жидкости в системе охлаждения.
Система автоматики содержит размещенный отдельно шкаф управления (12), реле потока охлаждающей жидкости (13), соленоидные вентили (14), датчики измерения температуры (15), датчики измерения давления масла в системе смазки механизма движения, реле давления масла и сигнальные устройства.
Шкаф управления (12) представляет собой металлический шкаф, разделенный предпочтительно поперечной перегородкой (16) на первый и второй отсеки. При этом в первом отсеке шкафа управления (12) размещен блок управления (17), а во втором отсеке размещены датчики, гидравлически соединенные с элементами компрессора, клеммные зажимы и коммутационная электроаппаратура. При этом первый отсек размещен над вторым отсеком.
Блок управления (17) представляет собой устройство для управления, диагностики аварийных состояний, световой и звуковой сигнализации об авариях и защиты компрессора. Блок управления (17) электрически соединен с остальными элементами системы автоматики:
- датчиками, гидравлически соединенными с элементами компрессора;
- реле потока охлаждающей жидкости (13);
- соленоидными вентилями (14);
- датчиками измерения температуры (15);
- датчиками измерения давления в системе смазки механизма движения;
- реле давления в системе смазки механизма движения;
- сигнальными устройствами.
Датчики, гидравлически соединенные с элементами компрессора, предпочтительно выполнены в виде электроконтактных манометров (18) и манометрических преобразователей температур (19). При этом электроконтактных манометров (18) два, причем один из них гидравлически соединен с нагнетательным патрубком первой ступени (6), а другой гидравлически соединен с нагнетательным патрубком второй ступени (7). При этом манометрических преобразователей температур (19) два, причем один из них гидравлически соединен с нагнетательным патрубком первой ступени (6), а другой гидравлически соединен с нагнетательным патрубком второй ступени (7). Вышеуказанные датчики (18, 19) предназначены для измерения давления и температуры сжатого газа и управления работой компрессора, а именно выключения компрессора при превышении давления и температуры выше предельных значений.
Реле потока охлаждающей жидкости (13) предназначено для подачи электрического сигнала блоку управления при изменении расхода охлаждающей жидкости, циркулирующей в системе охлаждения компрессора через, радиатор (11). Реле потока охлаждающей жидкости (13) размещены на линии входа охлаждающей жидкости в цилиндр первой ступени (6), линии входа охлаждающей жидкости в цилиндр второй ступени (7), линии входа охлаждающей жидкости в промежуточный холодильник (10).
Соленоидные вентили (14) предназначены для управления потоком охлаждающей жидкости в системе охлаждения и размещены на линии входа охлаждающей жидкости в цилиндр первой ступени (6), линии входа охлаждающей жидкости в цилиндр второй ступени (7), линии входа охлаждающей жидкости в промежуточный холодильник (10).
Датчики измерения температуры (15) предназначены для измерения температуры сжатого в цилиндре первой ступени (2) и в цилиндре второй ступени (3) газа. Вышеупомянутые датчики (15) предпочтительно выполнены в виде термопреобразователей сопротивления и расположены на выходе первой ступени сжатия и на выходе второй ступени сжатия.
Датчики измерения давления масла (не показано) размещены в системе смазки механизма движения на линии нагнетания шестеренного насоса.
Реле давления масла (не показано) размещено в системе смазки механизма движения и предназначено для автоматической остановки компрессора при отклонении давления масла.
Сигнальные устройства предназначены для звуковой и световой сигнализации при приближении температуры сжатого газа к предельной, аварийной остановке компрессора. Сигнальные устройства содержат сигнальные лампы и сирену сигнальную, и размещены на передней панели шкафа управления. Там же размещены кнопки ручного управления продувкой цилиндров первой и второй ступеней (6, 7).
Примеры конкретного выполнения.
3
Пример 1. С целью обеспечения производительности компрессора равной значениям 25,65÷28,35 м/мин при его работе с начальным атмосферным давлением, основные размеры и параметры компрессора составляют следующие величины (табл.1)
Таблица 1
Основные параметры и характеристики компрессора
Наименование параметра
Значение
Диаметр цилиндра первой ступени (6), мм
450
Диаметр цилиндра второй ступени (7), мм
250
Ход поршня, мм
150
Частота вращения коленчатого вала (3), об/мин
740/370
Давление нагнетания первой ступени, кгс/см<sup>2</sup>
2,0÷2,5
Давление нагнетания второй ступени составляет, кгс/см<sup>2</sup>
8,0
Температура нагнетания по ступеням сжатия, °С, не более
170
Номинальная температура охлаждающей жидкости на входе в систему охлаждения, °С
15
Максимальная температура охлаждающей жидкости на входе в систему охлаждения, °С
30
Потребляемая мощность на валу компрессора, кВт, не более
155
Габариты компрессора, м:длина × ширина × высота
3,0×1,5×2,1
3
Пример 2. С целью обеспечения производительности компрессора равной значениям 22,8÷25,2 м/мин при его работе с начальным атмосферным давлением, основные размеры и параметры компрессора составляют следующие величины (табл.2).
Таблица 2
Основные параметры и характеристики компрессора
Наименование параметра
Значение
Диаметр цилиндра первой ступени (6), мм
420
Диаметр цилиндра второй ступени (7), мм
250
Ход поршня, мм
150
Частота вращения коленчатого вала (3), об/мин
740/370
Давление нагнетания первой ступени, кгс/см<sup>2</sup>
2,0÷2,5
Давление нагнетания второй ступени составляет, кгс/см<sup>2</sup>
8,0
Температура нагнетания по ступеням сжатия, °С, не более
170
Номинальная температура охлаждающей жидкости на входе в систему охлаждения, °С
15
Максимальная температура охлаждающей жидкости на входе в систему охлаждения, °С
30
Потребляемая мощность на валу компрессора, кВт, не более
128
Габариты компрессора, м:длина × ширина × высота
2,69×1,5×2,1
Реализация конструктивных элементов заявленной полезной модели не ограничивается приведенными выше примерами.
Описание работы.
Газ, преимущественно воздух, поступает в первую ступень компрессора. Из первой ступени компрессора газ с более высоким давлением и температурой поступает в промежуточный холодильник (10), где происходит охлаждение газа. С выхода промежуточного холодильника (10) охлажденный газ поступает во вторую ступень сжатия. Во второй ступени сжатия газ сжимается до конечного давления и поступает к потребителю. При этом поток охлаждающей жидкости системы охлаждения циркулирует в системе охлаждения через радиатор (11), промежуточный холодильник (10), цилиндр первой ступени (6) и цилиндр второй ступени (7). При работе компрессора в шкаф управления (12) поступают электрические сигналы от датчиков (18, 19), гидравлически соединенных с элементами компрессора, реле потока охлаждающей жидкости (13) и датчиков измерения температуры (15). Логическая часть блока управления (12) обрабатывает поступившие сигналы, и в зависимости от значений этих сигналов определяет режим работы компрессора. В случае, если гидравлические соединения датчиков (18, 19) с элементами компрессора недостаточно уплотнены, и через эти неплотности происходит утечка масляно-газовой смеси, то электрические схемы блока управления (12) защищены от попадания масла перегородкой (16).
Таким образом, из вышеизложенного следует, что в заявляемом компрессоре поршневом оппозитном двухрядном двухступенчатом заявляемый технический результат: «защита блока управления компрессора от загрязнений» достигается за счет того, что компрессор поршневой оппозитный двухрядный двухступенчатый содержит базу, цилиндровую группу, поршневую группу, рабочие клапаны, промежуточный холодильник, систему охлаждения, систему автоматики. При этом цилиндр первой ступени размещен в первом ряду, а цилиндр второй ступени размещен во втором ряду. При этом:
- система автоматики содержит размещенный отдельно шкаф управления;
- шкаф управления разделен по меньшей мере одной перегородкой на отсеки;
- в первом отсеке размещен блок управления, электрически соединенный с остальными элементами системы автоматики, а во втором отсеке размещены датчики, гидравлически соединенные с элементами компрессора.
Промышленная применимость.
Автором полезной модели изготовлен опытный образец заявленного компрессора поршневого оппозитного двухрядного двухступенчатого.
Заявляемая полезная модель реализована с использованием промышленно выпускаемых устройств и материалов, может быть изготовлена на машиностроительном предприятии и найдет широкое применение в химической, угольной и горнодобывающей промышленности, областях добычи, переработки, транспортировки и сбыта нефтяных и газовых продуктов.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ.
1. Б.С.Фотин, И.Б.Пирумов, И.К.Прилуцкий, П.И.Пластинин "Поршневые компрессоры", Издательство «Машиностроение», 1987 г.