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 получения сжатого газа, преимущественно воздуха, используемого в качестве энергоносителя в различных отраслях промышленности.
Предшествующий уровень техники.
Известен, например, компрессор поршневой оппозитный двухрядный двухступенчатый общего назначения, содержащий электродвигатель, базу, цилиндро-поршневые группы первой и второй ступеней, межступенчатый охладитель и влагомаслоотделитель. При этом межступенчатый охладитель и влагомаслоотделитель соединены межступенчатой соединительной трубой. (Пластинин П.И. Поршневые компрессоры. Том 2. Основы проектирования. Конструкции. М.: КолосС, 2006 г. С.515, 586, лист А.2.18, [1]).
Недостатком аналога [1] являются колебания давления на входе и выходе газа компрессора. Колебания давления обусловлены пульсационным движением газа, причиной которого является периодическое всасывание газа в цилиндр первой ступени и периодическое нагнетание газа из цилиндра второй ступени. Колебания давления газа ухудшают работу клапанов, вызывают вибрацию, повышают нагрузку на цилиндры и искажают показания приборов.
Раскрытие полезной модели.
Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемой полезной моделью, является гашение колебаний газа на входе и выходе газа компрессора при рациональном расположении гасителей колебаний давления относительно входа и выхода газа компрессора.
Сущность полезной модели состоит в том, что компрессор поршневой оппозитный двухрядный двухступенчатый содержит цилиндро-поршневую группу первой ступени и цилиндро-поршневую группу второй ступени. При этом:
- вход газа цилиндра первой ступени соединен с первой буферной емкостью, расположенной горизонтально под цилиндром первой ступени;
- выход газа цилиндра второй ступени соединен со второй буферной емкостью, расположенной горизонтально под цилиндром второй ступени.
Компрессор преимущественно содержит силовой привод выполненный в виде электродвигателя, ротор которого размещен консольно на коленчатом валу.
Компрессор содержит всасывающие и нагнетательные клапаны, которые предпочтительно выполнены прямоточными типа ПИК.
Первая и вторая буферные емкости могут быть закреплены на фундаменте.
Первая и вторая буферные емкости желательно соединены с цилиндрами через виброкомпенсаторы.
Выход газа цилиндра первой ступени преимущественно соединен со входом газа межступенчатого газоохладителя. При этом выход газа межступенчатого газоохладителя соединен со входом газа влагомаслоотделителя, выход газа которого соединен со входом газа цилиндра второй ступени.
Выход газа второй буферной емкости предпочтительно соединен со входом газа концевого газоохладителя.
Компрессор преимущественно содержит систему смазки механизма движения и систему смазки цилиндров и сальников.
Компрессор преимущественно содержит систему охлаждения.
Компрессор преимущественно содержит систему автоматики.
Краткое описание чертежей.
На фигуре 1 показана схема компрессора поршневого оппозитного двухрядного двухступенчатого, на фиг. 2 - вид А фиг. 1.
Осуществление полезной модели.
Компрессор поршневой оппозитный двухрядный двухступенчатый (фиг. 1) содержит силовой привод, базу, цилиндро-поршневую группу первой ступени, цилиндро-поршневую группу второй ступени, всасывающие клапаны (12), нагнетательные клапаны (13), первую и вторую буферные емкости (14, 15), межступенчатый газоохладитель (16), влагомаслооотделитель (17), систему смазки цилиндров и сальников, систему смазки механизма движения, систему охлаждения и систему автоматики.
Силовой привод (1) (фиг. 2) предназначен для привода компрессора и выполнен в виде электродвигателя, ротор которого размещен консольно на коленчатом валу (3) компрессора.
База компрессора содержит станину (2), коленчатый вал (3), шатуны (4) и крейцкопфы (5).
Цилиндро-поршневая группа первой ступени расположена в первом ряду и содержит цилиндр первой ступени (6), поршень первой ступени (7) и шток поршня первой ступени (8). Цилиндро-поршневая группа второй ступени расположена во втором ряду и содержит цилиндр второй ступени (9), поршень второй ступени (10) и шток поршня второй ступени (11). Каждый из цилиндров (6, 9) содержит вход и выход газа, по крайней мере одну рабочую полость, полость всасывания, полость нагнетания и окна для всасывающих и нагнетательных клапанов.
Всасывающие клапаны (12) предназначены для того, чтобы пропускать газ из полостей всасывания в рабочие полости цилиндров первой и второй ступеней (6, 9) в определенные периоды времени, и не пропускать его в обратном направлении в течении остального рабочего цикла. Нагнетательные клапаны (13) предназначены для того, чтобы пропускать газ из рабочих полостей цилиндров (6, 9) в полости нагнетания и не пропускать его из полостей нагнетания в рабочие полости.
Первая буферная емкость (14) предназначена для сглаживания потока газа перед его поступлением в первую ступени сжатия и расположена горизонтально под цилиндром первой ступени (6). Выход газа вышеупомянутой емкости (14) соединен со входом газа цилиндра первой ступени (6).
Вторая буферная емкость (15) предназначена для сглаживания потока газа после второй ступени сжатия и расположена горизонтально под цилиндром второй ступени (9). Вход газа вышеупомянутой емкости (15) соединен с выходом газа цилиндра второй ступени (9). Первая и вторая буферные емкости (14, 15) закреплены на фундаменте и представляют собой цилиндрические сосуды с приваренными днищами и патрубками. С целью предохранения первой и второй буферных емкостей (14, 15) от вибраций компрессора, буферные емкости (14, 15) соединены с цилиндрами (6, 9) через виброкомпенсаторы (18). Виброкомпенсаторы (18) представляют собой элементы с гибким корпусом и закреплены фланцами или муфтами.
Межступенчатый газоохладитель (16) предназначен для охлаждения газа между первой и второй ступенями сжатия. Вход газа межступенчатого газоохладителя (16) соединен с выходом газа цилиндра первой ступени (6). Выход газа межступенчатого газоохладителя (16) соединен со входом газа влагомаслоотделителя (17). Межстуленчатый газоохладитель (16) предпочительно размещен над цилиндрами первой и второй ступеней (6, 9).
Влагомаслоотделитель (17) предназначен для отделения от сжатого и охлажденного в газоохладителе (16) газа мелкодисперсных капель масла и воды. Выход газа влагомаслоотделителя (17) соединен со входом газа цилиндра второй ступени (9).
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.
Система охлаждения компрессора выполнена жидкостной, циркулирующей и предназначена для отвода выделяющейся при сжатии воздуха теплоты от цилиндров (6, 9) и межступенчатого газоохладителя (16).
Система автоматики обеспечивает контроль, управление и аварийную защиту компрессора.
Примеры конкретного выполнения.
Пример 1. Всасывающие и нагнетательные клапаны (12, 13) выполнены прямоточными типа ПИК.
Пример 2. С целью охлаждения газа после второй ступени сжатия, компрессор содержит концевой газоохладитель (не показано), вход газа которого соединен с выходом газа второй буферной емкости (15).
3
2
Пример 3. С целью обеспечения производительности компрессора равной по условиям всасывания 51,5 м/мин и конечного давления равного 0,9 МПа (9 кгс/см), 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
Температура всасывания, °С
-25 - +40
Температура нагнетания, не более, °C
170
Температура после межступенчатого газоохладителя (16) не более, °C
60
Ход поршня, мм
220
Диаметр цилиндра первой ступени (6), мм
620
Диаметр цилиндра второй ступени (9), мм
370
Габариты компрессора, м: длина × ширина × высота
35×4,4×2,8
Реализация конструктивных элементов заявленной полезной модели не ограничивается приведенными выше примерами.
Описание работы.
Газ, преимущественно воздух, поступает в первую буферную емкость (14).
Первая буферная емкость (14) гасит пульсации давления газа и снижает потери от газового удара в период всасывания в цилиндр первой ступени (6). После буферной емкости (14) сглаженный поток газа поступает в цилиндр первой ступени (6), где происходит его сжатие. Затем сжатый газ последовательно поступает в межступенчатый газоохладитель (16) и влагомалоотделитель (17). В межступенчатом газоохладителе (16) происходит охлаждение газа, а во влагомаслоотделителе (17) газ очищается от мелкодисперсных капель жидкости и масла. С выхода влагомаслоотделителя (17) газ поступает в цилиндр второй ступени (9), где сжимается до конечного давления. Затем сжатый газ поступает во вторую буферную емкость (15), где происходит гашение пульсаций газа и затем к потребителю.
Таким образом, из вышеизложенного следует, что в заявляемом компрессоре поршневом оппозитном двухрядном двухступенчатом заявляемый технический результат: «гашение колебаний газа на входе и выходе газа компрессора при рациональном расположении гасителей колебаний давления относительно входа и выхода газа компрессора» достигается за счет того, что компрессор поршневой оппозитный двухрядный двухступенчатый содержит цилиндро-поршневую группу первой ступени и цилиндро-поршневую группу второй ступени. При этом:
- вход газа цилиндра первой ступени соединен с первой буферной емкостью, расположенной горизонтально под цилиндром первой ступени:
- выход газа цилиндра второй ступени соединен со второй буферной емкостью, расположенной горизонтально под цилиндром второй ступени.
Размещение буферных емкостей (14, 15) под цилиндрами (6, 9) является оптимальным для эффективного гашения колебаний газа на входе и выходе газа компрессора. При расположении буферных емкостей (14, 15) далеко от цилиндров (6, 9) происходит увеличение амплитуды колебаний давления газа.
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. Пластинин П.И. Поршневые компрессоры. Том 2. Основы проектирования. Конструкции. M.: КолосС, 2006 г.