КОМПРЕССОР ПОРШНЕВОЙ УГЛЕКИСЛОТНЫЙ

Область техники.
Заявляемая полезная модель относится к области машиностроения, а именно к компрессоростроению. Заявляемый компрессор поршневой углекислотный предназначен для получения сжатого углекислого газа, используемого во многих производственных процессах.
Предшествующий уровень техники.
Среди поршневых углекислотных компрессоров, известны, например, трехступенчатые компрессоры УОТ 1000 и УОТ 600, содержащие двухтрубные противоточные промежуточные холодильники. При этом после промежуточных холодильников установлены масловлагоотделители объемного типа (Пименова Т.Ф. Производство и применение сухого льда, жидкого и газообразного диоксида углерода. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982 г., стр.110-113, [1]).
Первым недостатком аналога [1] является то, что при размещении межступенчатых холодильников над цилиндрами в одной или нескольких параллельных горизонтальных плоскостях усложняется монтаж и обслуживание компрессора. Это происходит ввиду затрат времени на компоновку межступенчатых холодильников относительно станины. При этом подводящие и отводящие газ трубопроводы мешают обслуживанию компрессора. Вторым недостатком аналога [1] является то, что при снижении температуры сжатого углекислого газа в межступенчатых холодильниках ниже допустимой, происходит конденсация углекислого газа. Это приводит к тому, что масловлагоотделители не справляются со всей массой конденсата, поступающего на их входы из межступенчатых холодильников. Большая часть влаги уносится вместе со сжатым газом в рабочие цилиндры и приводит к гидравлическим ударам. При этом углекислый газ является агрессивной средой, и выпадение внутри холодильников жидкой углекислоты приводит к корродированию стенок межступенчатых холодильников.
Раскрытие полезной модели.
Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемой полезной моделью, является упрощение монтажа и обслуживания компрессора. Одновременно достигается предотвращение конденсации углекислого газа в газоохладителях.
Сущность полезной модели состоит в том, что компрессор поршневой оппозитный трехступенчатый углекислотный содержит газоохладители. При этом:
- компрессор содержит систему автоматики с датчиками температуры, размещенными на выходе газа из газоохладителей;
- газоохладители размещены в отдельном блоке, расположенном рядом с компрессором.
Компрессор предпочтительно выполнен двухрядным. При этом цилиндр первой ступени размещен в первом ряду, а цилиндр второй ступени и цилиндр третьей ступени размещены во втором ряду.
Цилиндр первой ступени преимущественно выполнен двойного действия, а цилиндр второй ступени и цилиндр третьей ступени сжатия выполнены одностороннего действия.
Выход газоохладителя первой ступени желательно соединен со входом второй ступени через водомаслоотделитель первой ступени. При этом выход газоохладителя второй ступени соединен со входом третьей ступени через водомаслоотделитель второй ступени. При этом выход газоохладителя третьей ступени соединен со входом водомаслоотделителя третьей ступени.
Влагомаслоотделители предпочтительно размещены в блоке газоохладителей.
Газоохладители желательно выполнены двухтрубными по типу труба в трубе.
Компрессор преимущественно содержит систему смазки цилиндров и сальников и систему смазки механизма движения.
Компрессор преимущественно содержит силовой привод, выполненный в виде электродвигателя, ротор которого насажен на коленчатый вал компрессора.
Компрессор преимущественно содержит жидкостную систему охлаждения с радиатором.
Система автоматики преимущественно содержит шкаф управления.
На чертеже показана схема компрессора поршневого углекислотного.
Осуществление полезной модели.
Компрессор поршневой углекислотный выполнен оппозитным трехступенчатым и содержит силовой привод (1), базу, цилиндровую группу, поршневую группу, всасывающие и нагнетательные клапаны, газоохладитель первой ступени (12), газоохладитель второй ступени (14), газоохладитель третьей ступени (16), влагомаслоотделитель первой ступени (13), влагомаслоотделитель второй ступени (15), влагомаслоотделитель третьей ступени (17), систему автоматики, систему смазки цилиндров и сальников, систему смазки механизма движения и систему охлаждения.
Силовой привод (1) предназначен для привода компрессора и выполнен в виде электродвигателя, ротор которого насажен на коленчатый вал компрессора.
База компрессора содержит станину, коленчатый вал (2), шатуны (3) и крейцкопфы (4).
Цилиндровая группа содержит цилиндр первой ступени (5), цилиндр второй ступени (6) и цилиндр третьей ступени (7). Цилиндр первой ступени (5) размещен в первом ряду и выполнен двойного действия. Цилиндр второй ступени (6) и цилиндр третьей ступени (7) размещены во втором ряду и выполнены одностороннего действия. Каждый из вышеуказанных цилиндров (5, 6, 7) содержит рабочую полость, окна для всасывающий и нагнетательных клапанов, водяную полость, всасывающую полость, нагнетательную полость, по меньшей мере один вход газа и по меньшей мере один выход газа.
Поршневая группа содержит поршень первой ступени (8), поршень второй ступени (9), поршень третьей ступени (10) и штоки поршней (11). Поршень второй ступени (9) и поршень третьей ступени (10) объединены в дифференциальный поршень.
Всасывающие клапаны предназначены для того, чтобы пропускать газ в рабочую полость каждого из цилиндров (5, 6, 7) в одном направлении в определенные периоды времени, и не пропускать его в обратном направлении в течении остального рабочего цикла. Нагнетательные клапаны предназначены для того, чтобы пропускать газ из рабочей полости каждого из цилиндров (5, 6, 7) в полость нагнетания в период нагнетания и не пропускать его из полости нагнетания в рабочую полость.
Газоохладитель первой ступени (12) и газоохладитель второй ступени (14) предназначены для охлаждения углекислого газа между ступенями сжатия. Газоохладитель третьей ступени (16) предназначен для охлаждения сжатого в третьей ступени газа. Влагомаслоотделители (13, 15, 17) предназначены для отделения мелкодисперсных капель масла и воды от сжатого и охлажденного в газоохладителях (12, 14, 16) углекислого газа.
Вход газоохладителя первой ступени (12) соединен с выходом газа цилиндра первой ступени (5), а выход вышеупомянутого газоохладителя (12) соединен со входом газа цилиндра второй ступени (6) через влагомаслоотделитель первой ступени (13).
Вход газоохладителя второй ступени (14) соединен с выходом газа цилиндра второй ступени (6), а выход вышеупомянутого газоохладителя (14) соединен со входом газа цилиндра третьей ступени (7) через влагомаслоотделитель второй ступени (15).
Вход газоохладителя третьей ступени (16) соединен с выходом газа цилиндра третьей ступени (7), а выход вышеупомянутого газоохладителя (16) соединен со входом влагомаслоотделителя третьей ступени (17).
Все газоохладители (12, 14, 16) и влагомаслоотделители (13, 15, 17) размещены в отдельном блоке (18), расположенном рядом с компрессором. Блок (18) представляет собой раму, на которой закреплены газоохладители (12, 14, 16) и влагомаслоотделители (13, 15, 17).
Система автоматики предназначена для управления работой компрессора и содержит шкаф управления и датчики температуры (19), размещенные на выходе газа из газоохладителей (12, 14, 16). Датчики температуры (19) предназначены для контроля температуры сжатого газа, выходящего из газоохладителей (12, 14, 16).
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 (2), шатунов (3) и крейцкопфов (4). 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 (5, 6, 7) и газоохладителей (12, 14, 16). Система охлаждения содержит радиатор (20), предназначенный для охлаждения охлаждающей жидкости. На линиях входа охлаждающей жидкости в газоохладители (12, 14, 16) размещены вентили (21), электрически соединенные с датчиками температуры (19). Вентили (21) управляют потоком охлаждающей жидкости через газоохладители (12, 14, 16).
Примеры конкретного выполнения.
Пример 1. Газоохладители (12, 14, 16) выполнены двухтрубными типа труба в трубе. Газоохладители типа труба в трубе представляют собой две концентрически расположенные трубы разного диаметра. Газ движется по внутренней трубе, а в межтрубном пространстве движется охлаждающая жидкость. Движение газа и охлаждающей жидкости противоточное.
3
Пример 2. С целью обеспечения производительности компрессора равной установленным значениям 1,9÷3,3 м/мин, основные размеры и параметры компрессора составляют следующие величины (табл.1).
Таблица 1
Основные параметры и характеристики компрессора
Наименование параметра
Значение
Диаметр цилиндра первой ступени (5), мм
200
Диаметр цилиндра второй ступени (6), мм
110
Диаметр цилиндра третьей ступени (7), мм
58
Частота вращения коленчатого вала (2), об/мин
980
Давление газа конечное, кгс/см<sup>2</sup>
75
Температура газа после каждого цилиндра, не более, °C
170
Масса компрессора, кг, не более
2500
Реализация конструктивных элементов заявляемой полезной модели не ограничивается приведенными выше примерами.
Описание работы.
Углекислый газ поступает в рабочую полость цилиндра первой ступени (5). Из цилиндра первой ступени (5) газ с более высоким давлением и температурой поступает в газоохладитель первой ступени (12), где происходит его охлаждение. На выходе газоохладителя (12) датчик температуры (19) измеряет температуру охлажденного газа. При охлаждении газа ниже допустимой температуры датчик (19) подает электрический сигнал в шкаф управления. Шкаф управления принимает и обрабатывает сигнал, а затем подает сигнал вентилю (21), который уменьшает расход охлаждающей жидкости через межступенчатый газоохладитель первой ступени (12). За счет этого температура сжатого углекислого газа повышается и предотвращается его конденсация. При охлаждении сжатого газа происходит также конденсация водяных паров и масла. Для их отделения охлажденный газ поступает с выхода газоохладителя первой ступени (12) во влагомаслоотделитель первой ступени (13), где происходит его очистка от водяных паров и масла. Затем газ последовательно поступает во вторую и третью ступени сжатия, охлаждаясь между ступенями в газоохладителе второй ступени (14) и очищаясь от водяных паров и масла во влагомаслоотделителе второй ступени (15). В третьей ступени сжатия углекислый газ сжимается до конечного давления и поступает через газоохладитель третьей ступени (16) и водомаслоотделитель третьей ступени (17) к потребителю.
При монтаже заявляемого компрессора блок (18), в котором размещены газоохладители (12, 14, 16), распологают рядом с компрессором и подсоединяют газоохладители (12, 14, 16) к соответствующим ступеням сжатия. При этом подводящие и отводящие газ трубопроводы не мешают обслуживанию компрессора.
Таким образом, из вышеизложенного следует, что в заявляемом компрессоре поршневом углекислотном заявляемый технический результат «упрощение монтажа и обслуживания компрессора»: достигается за счет того, что компрессор поршневой оппозитный трехступенчатый углекислотный содержит газоохладители. При этом газоохладители размещены в отдельном блоке, расположенном рядом с компрессором.
Технический результат «предотвращение конденсации углекислого газа в газоохладителях» достигается за счет того, что компрессор поршневой оппозитный трехступенчатый углекислотный содержит газоохладители. При этом компрессор содержит систему автоматики с датчиками температуры, размещенными на выходе газа из газоохладителей.
В отличие от аналога [1]
Промышленная применимость.
Автором полезной модели изготовлен опытный образец заявленного компрессора поршневого углекислотного, испытания которого подтвердили достижение технического результата.
Заявляемая полезная модель реализована с использованием промышленно выпускаемых устройств и материалов, может быть изготовлена на машиностроительном предприятии и найдет широкое применение в пищевой и нефтедобывающей промышленности.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ.
1. Пименова Т.Ф. Производство и применение сухого льда, жидкого и газообразного диоксида углерода. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982 г.