КОМПРЕССОРНАЯ СТАНЦИЯ

К заявке № 2011140502/06
Компрессорная станция
Область техники.
Заявляемая 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.
Среди компрессорных станций, известна, например, компрессорная установка, содержащая компрессор с приводным двигателем и блок охлаждения. Блок охлаждения выполнен в виде центробежного вентилятора, насаженного на вал компрессора, теплообменника и, по крайней мере, двух вентиляционных решеток, образованных в корпусе. (RU87126U,2009)
Недостатком указанного аналога является низкий КПД центробежного вентилятора блока охлаждения. Это приводит к снижению эффективности охлаждения теплообменника и как следствие снижению эффективности работы блока охлаждения.
Известна также газонаполнительная станция, содержащая отсек двигателя и отсек компрессора, при этом в отсеке двигателя размещены двигатель и система охлаждения компрессора с вентилятором, а в отсеке компрессора размещены многоступенчатый поршневой компрессор с системой водяного или этиленгликолиевого охлаждения. (RU39656U, 2004)
Недостатком указанного аналога является то, что при выполнении вентилятора системы охлаждения центробежным, а рабочего колеса вентилятора из металла, например листовой стали, снижается эффективность охлаждения повышается уровень шума и вибрации в отсеках двигателя и компрессора при работе системы охлаждения.
Указанная компрессорная установка является по совокупности существенных признаков наиболее близким устройством того же назначения заявляемой полезной модели. Поэтому она принята в качестве прототипа заявляемой полезной модели.
Раскрытие полезной модели.
Задачей поставленной полезной моделью, является повышение эффективности работы жидкостной системы охлаждения компрессора компрессорной станции, при одновременном снижении уровней шума и вибрации производимых работающей вышеупомянутой системой охлаждения. Технический результат заключается в расширении диапазона температур при которых возможна эксплуатация компрессорной станции и снижение уровней шума и вибрации при ее работе.
Сущность полезной модели состоит в том, что компрессорная станция содержит силовой привод, поршневой компрессор и жидкостную систему охлаждения поршневого компрессора, содержащую радиатор и вентилятор. При этом вентилятор выполнен осевым, а рабочее колесо вентилятора выполнено из стеклопластика.
Компрессорная станция преимущественно содержит съемный капот.
Силовой привод предпочтительно выполнен дизельным.
Силовой привод и поршневой компрессор преимущественно смонтированы на раме, которая закреплена к шасси транспортного средства или салазкам.
Силовой привод предпочтительно снабжен блоком охлаждения жидкости и масла.
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 со входом второго коллектора.
Расширительный бак преимущественно содержит патрубок жидкости и патрубок пара, при этом вход первого коллектора гидравлически соединен с патрубком жидкости расширительного бака, а второй коллектор соединен с патрубком пара.
На расширительном баке предпочтительно установлен паровоздушный клапан.
Радиатор и вентилятор желательно размещены у задней стенки капота.
Радиатор предпочтительно выполнен секционным.
Радиатор желательно содержит жалюзи.
Вентилятор может быть соединен с валом поршневого компрессора карданной передачей и промежуточным шкивом.
Рабочее колесо вентилятора предпочтительно содержит ступицу и объемные лопасти.
Компрессорная станция преимущественно содержит систему продувки.
Компрессорная станция предпочтительно содержит систему подогрева станции, содержащую ТЭНы.
Компрессорная станция преимущественно снабжена системой автоматики.
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.
Жидкостная система охлаждения поршневого компрессора 2 предназначена для отвода выделяющейся при сжатии воздуха теплоты от поршневого компрессора 2. Перед началом работы жидкостная система охлаждения заполняется охлаждающей жидкостью. Жидкостная система охлаждения содержит расширительный бак 3, радиатор 4, водяной насос 5 и вентилятор 6.
Расширительный бак 3 предназначен для компенсации изменения объема охлаждающей жидкости в системе жидкостного охлаждения 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 со входом охлаждающей жидкости 12 поршневого компрессора 2 через водяной насос 5, предназначенный для циркуляции охлаждающей жидкости в жидкостной системе охлаждения. Выход охлаждающей жидкости 13 поршневого компрессора 2 гидравлически соединен со 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. 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 атмосфере-, 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 системе охлаждения, 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 жидкостной системе охлаждения. Охлаждающая жидкость заливается в жидкостную систему охлаждения 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 Рабочее колесо осевого вентилятора 6 перемещает поток воздуха в направлении радиатора путем вращения лопастей. 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.
Автором полезной модели 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.