Компрессорный агрегат с низкой виброактивностью

Настоящая полезная модель относится к области компрессорного оборудования, а именно к поршневым компрессорным агрегатам, к которым предъявляются повышенные требования по виброактивности.
В частности, настоящая полезная модель может быть использована для уменьшения вибрации, передаваемой от поршневого электрокомпрессорного агрегата на фундамент.
Известны различные конструкции поршневых компрессоров, содержащих механизм движения с вертикальным расположением коленчатого вала, например, поршневой звездообразный четырехступенчатый компрессор высокого давления, механизм движения которого образован в виде вертикально установленного в верхнем и нижнем коренных подшипниках коленчатого вала, соединенного четырьмя приводными шатунами с поршнями, размещенных в рабочих цилиндрах, которые расположены веерообразно под углом под 90° друг к другу (патент Китая №103452798, МПК F04B 27/053, F04B 35/04, публикация 2013 г.).
Известен четырехступенчатый поршневой компрессор высокого давления, содержащий корпус с четырьмя цилиндрами, расположенными веерообразно в горизонтальной плоскости под углом 90° друг к другу, и механизм движения, включающий вертикально установленный в верхнем и нижнем коренных подшипниках коленчатый вал, соединенный приводными шатунами с расположенными в цилиндрах поршнями, при этом в качестве верхнего и нижнего коренных подшипников коленчатого вала использованы самоустанавливающиеся сферические роликоподшипники (патент на полезную модель №173811, публикация 2017 г.).
Обычно в случае предъявления повышенных требований к вибрации фундамента при работе компрессора между опорными лапами и фундаментом устанавливаются амортизаторы минимальной возможной жесткости, обращенные верхним креплением к лапам, а нижним - к фундаменту.
Достоинством кинематической схемы прототипа, в отличие от других кривошипных схем, является полная уравновешенность сил инерции 1 -го и 2-го порядков поршневых групп.
a
a
а
а
а
Однако в вибрационном отношении у такого компрессора имеется недостаток - пониженная жесткость конструкции его картера. Картер представляет собой пустотелую оболочку, ослабленную отверстиями для крепления цилиндров и люками для монтажа шатунов. Следствием этого является повышенная деформативная вибрация стенок, а следовательно - и лап картера, связанная с процессом сжатия воздуха последовательно в каждом цилиндре и поперечным растяжением картера в направлении этого цилиндра. По мере поворота вала каждая последующая лапа совершает радиальное и вертикальное перемещения, которые передаются через амортизатор этой лапы на фундамент в виде силы F=δ·C, где δ - амплитуда переменной деформации амортизатора, а С - динамическая жесткость амортизатора в направлении δ.
Целью настоящей полезной модели является снижение передачи вибраций от работающего компрессорного агрегата на опорный фундамент.
Цель достигается тем, что между верхними креплениями амортизаторов и лапами компрессора установлено замкнутое, например, кольцеобразное, тело повышенной жесткости на радиальное растяжение и скручивание, а лапы картера соединены с этим телом через проставки пониженной жесткостью в радиальном и вертикальном направлениях.
Сущность полезной модели состоит в нижеизложенном.
Компрессорный агрегат содержит электродвигатель и поршневой четырехцилиндровый компрессор с вертикально расположенным одноколенным валом и картером, имеющим опорные горизонтально расположенные лапы, отделенные от фундамента амортизаторами. При этом, между амортизаторами и лапами картера компрессора установлено охватывающее картер компрессора замкнутое, например, кольцеобразное, тело повышенной жесткости, которое посредством проставок, имеющих в радиальном и вертикальном направлениях пониженную жесткость, соединено с лапами картера компрессора.
На представленной фигуре изображен компрессорный агрегат, содержащий электродвигатель 1, поршневой четырехцилиндровый звездообразный компрессор 2 с вертикальным одноколенным валом. На картере компрессора предусмотрены горизонтальные лапы 3, которые через проставки пониженной жесткости 4 соединены с кольцеобразным телом повышенной жесткости 5, которое установлено на амортизаторах 6, опирающихся на фундамент 7.
Компрессорный агрегат работает следующим образом.
При работе компрессора связанная с процессом сжатия воздуха деформативная вибрация лап картера 3 передается в ослабленном виде через проставки пониженной жесткости 4 на охватывающее картер компрессора замкнутое тело повышенной жесткости 5, которое, практически не имея деформации, соединено через амортизаторы 6 с фундаментом 7.