КОМПРЕССОРНОЕ УСТРОЙСТВО И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ

1. Компрессорное устройство, содержащее:
- винтовой компрессор (2) с камерой сжатия (3), которая образована корпусом сжатия (4), в которой с возможностью вращения смонтированы два находящиеся в зацеплении ротора (5, 6) компрессора в виде винтов;
- приводной двигатель (10), который снабжен камерой (12) двигателя, образованной корпусом (11) двигателя, в которой с возможностью вращения смонтирован вал (13) двигателя, который приводит в движение по меньшей мере один из вышеупомянутых двух роторов (5, 6) компрессора;
- впускное отверстие (24) в винтовой компрессор (2), предназначенное для подачи воздуха;
- выпускное отверстие (26) винтового компрессора (2), предназначенное для выпуска сжатого воздуха и которое присоединено к сосуду высокого давления (ресиверу) (32) через выпускной трубопровод (31);
- выпускное отверстие (34) для воздуха на сосуде высокого давления (ресивере) (32), предназначенное для подачи сжатого воздуха из сосуда высокого давления (32) потребителю;
- систему управления (30), предназначенную для управления одним или несколькими потоками жидкости или газа в компрессорном устройстве (1); причем вышеупомянутая система управления (30) снабжена:
- впускным клапаном (29) на впускном отверстии (24) винтового компрессора; и
- краном или клапаном (36), предназначенным для закрытия и открытия выпускного отверстия (34) для воздуха сосуда высокого давления (32);
отличающееся тем, что корпус сжатия (4) и корпус (11) двигателя присоединены непосредственно друг к другу для образования корпуса (47) компрессора, причем камера (12) двигателя и камера сжатия (3) не изолированы друг от друга, и причем выпускной трубопровод (31) между сосудом высокого давления (32) и винтовым компрессором (2) свободен от запирающих средств, чтобы обеспечить возможность потока через выпускной трубопровод (31) в обоих направлениях.
2. Компрессорное устройство по п. 1, отличающееся тем, что впускной клапан (29) представляет собой нерегулируемый или саморегулирующийся клапан (29).
3. Компрессорное устройство по п. 2, отличающееся тем, что впускной клапан (29) представляет собой обратный клапан (29).
4. Компрессорное устройство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что в нем винтовой компрессор (2) снабжен текучей средой (45), с помощью которой охлаждаются и смазываются как приводной двигатель (10), так и роторы (5, 6) компрессора.
5. Компрессорное устройство по п. 4, отличающееся тем, что во время работы винтового компрессора (2) или когда воздух забирается из сосуда высокого давления (32) потребителем в выпускном трубопроводе (310) протекает смесь воздуха и вышеупомянутой текучей среды (45).
6. Компрессорное устройство по п. 5, отличающееся тем, что текучая среда (45) представляет собой масло, и что сосуд высокого давления (32) снабжен сепаратором (33) масла, который, когда протекает вышеупомянутая смесь, разделяет смесь на два потока, с одной стороны, поток сжатого воздуха через выпускное отверстие (34) для воздуха сосуда высокого давления (32), и, с другой стороны, поток масла (45) через отдельное выпускное отверстие (39) для масла на сосуде высокого давления (32).
7. Компрессорное устройство по п. 6, отличающееся тем, что обратный маслопровод (40) обеспечен на выпускном отверстии (39) для масла сосуда высокого давления (32), который присоединен к винтовому компрессору (2) для повторного впрыскивания масла (45).
8. Компрессорное устройство по п. 7, отличающееся тем, что обратный маслопровод (40) не содержит саморегулирующихся обратных клапанов.
9. Компрессорное устройство по п. 7 или 8, отличающееся тем, что часть (41) обратного маслопровода (40) сконструирована в виде радиатора (41), который охлаждается с помощью принудительного воздушного потока окружающего воздуха, поступающего от вентилятора (42).
10. Компрессорное устройство по п. 9, отличающееся тем, что обходной (байпасный) трубопровод (43) также обеспечен в обратном маслопроводе (40), который прикреплен в параллель вдоль части (41) обратного маслопровода (40) с радиатором (41).
11. Компрессорное устройство по п. 10, отличающееся тем, что система управления (30) содержит один или несколько управляемых клапанов (44), которые обеспечены в обратном маслопроводе (40) и которые позволяют регулировать поток масла таким образом, что масло (45) направляется либо через радиатор (42), чтобы охлаждать масло (45), либо через обходной трубопровод (43), чтобы не охлаждать масло (45).
12. Компрессорное устройство по любому из пп. 1-3, 5-8, 10 и 11, отличающееся тем, что трубопровод (35) потребителя присоединен к выпускному отверстию (34) для воздуха сосуда высокого давления (32), которое может закрываться краном или клапаном (36), причем секция (37) трубопровода (35) потребителя сконструирована в виде радиатора (37), который охлаждается с помощью принудительного воздушного потока окружающего воздуха, поступающего от вентилятора (38).
13. Компрессорное устройство по любому из пп. 1-3, 5-8, 10 и 11, отличающееся тем, что в нем выпускное отверстие (34) для воздуха сосуда высокого давления (32) также оборудовано обратным клапаном (37).
14. Компрессорное устройство по любому из пп. 1-3, 5-8, 10 и 11, отличающееся тем, что винтовой компрессор (20 представляет собой вертикальный винтовой компрессор (2), причем два ротора (5, 6) компрессора имеют валы (8, 9) роторов, которые проходят вдоль первого осевого направления (ΑΑ′) и второго осевого направления (ΒΒ′), а вал (13) двигателя проходит вдоль третьего осевого направления (СС′), и причем вышеупомянутые осевые направления (ΑΑ′, ΒΒ′, СС′) роторов (5, 6) компрессора и вала (13) двигателя расположены вертикально во время нормальной работы винтового компрессора (2).
15. Компрессорное устройство по п. 14, отличающееся тем, что вал (13) двигателя непосредственно присоединен к одному из валов (8) ротора роторов (5, 6) компрессора и проходит вдоль осевого направления (СС′), выровненного с осевым направлением (ΑΑ′) вала 8 ротора (5) компрессора, о котором идет речь, или что вал (13) двигателя также образует вал (8) ротора одного из роторов (5) компрессора.
16. Компрессорное устройство по п. 14, отличающееся тем, что корпус сжатия (4) образует основание (49) или нижнюю секцию корпуса (48) компрессора, и что корпус (11) двигателя образует головную часть (50) или верхнюю секцию корпуса (48) компрессора.
17. Компрессорное устройство по п. 4, отличающееся тем, что винтовой компрессор (20) представляет собой вертикальный винтовой компрессор (2), причем два ротора (5, 6) компрессора имеют валы (8, 9) роторов, которые проходят вдоль первого осевого направления (ΑΑ′) и второго осевого направления (ΒΒ′), а вал (13) двигателя проходит вдоль третьего осевого направления (СС′), и причем вышеупомянутые осевые направления (ΑΑ′, ΒΒ′, СС′) роторов (5, 6) компрессора и вала (13) двигателя расположены вертикально во время нормальной работы винтового компрессора (2),
при этом корпус сжатия (4) образует основание (49) или нижнюю секцию корпуса (48) компрессора, и что корпус (11) двигателя образует головную часть (50) или верхнюю секцию корпуса (48) компрессора,
причем обеспечен обратный контур (58), предназначенный для удаления текучей среды (46) из выпускного отверстия (26) в основании (49) винтового компрессора (2) и для возврата удаленной текучей среды (46) в головную часть (50) корпуса (48) компрессора.
18. Компрессорное устройство по п. 17, отличающееся тем, что вышеупомянутый обратный контур (58) образован комплектом, состоящим из выпускного трубопровода (31), сосуда высокого давления (32) и обратного маслопровода (41), причем во время работы компрессорного устройства (1) текучая среда (46) приводится в движение через обратный контур (58) от основания (49) к головной части (50) корпуса (48) компрессора в результате давления компрессора, создаваемого компрессорным устройством (1).
19. Компрессорное устройство по п. 18, отличающееся тем, что выпускной трубопровод (31) присоединен к основанию (49) корпуса (48) компрессора, а обратный маслопровод (41) присоединен к головной части (50) корпуса (48) компрессора.
20. Компрессорное устройство по п. 17, отличающееся тем, что вышеупомянутый обратный контур (58) присоединен к охлаждающему контуру (59), предназначенному для охлаждения как приводного двигателя (10), так и винтового компрессора (2), и через который текучая среда (46) может протекать от головной части (50) корпуса (48) компрессора к основанию (49) корпуса (48) компрессора.
21. Компрессорное устройство по п. 20, отличающееся тем, что охлаждающий контур (59) состоит из охлаждающих каналов (60), которые обеспечены в корпусе (11) двигателя, и самой камеры сжатия (3).
22. Компрессорное устройство по п. 20, отличающееся тем, что большая часть потока текучей среды (46), которая возвращается через обратный контур (58), протекает через охлаждающий контур (59).
23. Компрессорное устройство по любому из пп. 16-22, отличающееся тем, что камера сжатия (3) снабжена впускным отверстием (24), предназначенным для всасывания воздуха, которое снабжено ротором (5) компрессора вблизи конца (17) низкого давления, и эти концы (17) низкого давления представляют собой концы (17) роторов (5, 6) компрессора, которые являются ближайшими к головной части (50) корпуса (48) компрессора), а также выпускным отверстием (26), предназначенным для удаления сжатого воздуха, которое снабжено ротором (6) компрессора вблизи конца (27) высокого давления, и эти концы высокого давления представляют собой концы (27) роторов (5, 6) компрессора, которые являются ближайшими к основанию (49) корпуса (48) компрессора.
24. Компрессорное устройство по любому из пп. 1-3, 5-8, 10, 11 и 15-22, отличающееся тем, что роторы (5, 6) компрессора имеют концы (27) высокого давления, которые поддерживаются аксиально и радиально в корпусе (48) компрессора подшипниками, с помощью одного или нескольких выходных подшипников (52, 53).
25. Компрессорное устройство по любому из пп. 1-3, 5-8, 10, 11 и 15-22, отличающееся тем, что роторы (5, 6) компрессора имеют концы (17) низкого давления, которые поддерживаются только радиально в корпусе (48) компрессора подшипниками, с помощью одного или нескольких входных подшипников (54).
26. Компрессорное устройство по любому из пп. 1-3, 5-8, 10, 11 и 15-22, отличающееся тем, что вал (13) двигателя на конце (51), противоположном приводимому в движение ротору (5) компрессора, поддерживается аксиально и радиально в корпусе (48) компрессора с помощью одного или нескольких подшипников (55) двигателя.
27. Компрессорное устройство по п. 26, отличающееся тем, что вал (13) двигателя поддерживается в корпусе (47) компрессора на его конце (51), противоположным приводимому в движение ротору (5) компрессора, подшипниками, с помощью подшипника (55) двигателя, который представляет собой шариковый подшипник (55) с глубоким желобом, и который, кроме того, снабжен натяжными средствами (56) для приложения аксиального предварительного натяга на шариковый подшипник (55) с глубоким желобом, и этот предварительный натяг ориентирован вдоль осевого направления (CC′) вала (13) двигателя.
28. Компрессорное устройство по пп. 17, отличающееся тем, что роторы (5, 6) компрессора имеют концы (17) низкого давления, которые поддерживаются только радиально в корпусе (48) компрессора подшипниками, с помощью одного или нескольких входных подшипников (54),
при этом вал (13) двигателя на конце (51), противоположном приводимому в движение ротору (5) компрессора, поддерживается аксиально и радиально в корпусе (48) компрессора с помощью одного или нескольких подшипников (55) двигателя, а
обратный контур (58) присоединен к смазывающему контуру (61), предназначенному для смазки подшипника (55) двигателя или подшипников (55) двигателя, а также входных подшипников (54).
29. Компрессорное устройство по п. 28, отличающееся тем, что смазывающий контур (61) состоит из одного или нескольких ответвлений (62) охлаждающих каналов (60) в корпусе (11) двигателя, предназначенных для подачи текучей среды (46) к подшипнику (55) двигателя или подшипникам (55) двигателя, и выходных каналов (63), предназначенных для удаления текучей среды (46) из подшипника (55) двигателя или подшипников (55) двигателя, вплоть до входных подшипников (54), откуда текучая среда (46) может втекать в камеру сжатия (3).
30. Компрессорное устройство по п. 29, отличающееся тем, что поток текучей среды (46) в смазывающем контуре (61) в основном происходит под действием силы тяжести.
31. Компрессорное устройство по п. 26, отличающееся тем, что у подшипника (55) двигателя или подшипников (55) двигателя обеспечен резервуар (64) для приема текучей среды (46), который герметично изолирован от вала (13) двигателя с помощью лабиринтного уплотнения (65).
32. Компрессорное устройство по п. 16, отличающееся тем, что роторы (5, 6) компрессора имеют концы (27) высокого давления, которые поддерживаются аксиально и радиально в корпусе (48) компрессора подшипниками, с помощью одного или нескольких выходных подшипников (52, 53),
при этом в основании (49) обеспечен смазывающий контур (66), предназначенный для смазки выходных подшипников (52, 53), состоящий из одного или нескольких подающих каналов (67) для подачи текучей среды (46) из камеры сжатия (30) в выходные подшипники (52, 53), а также одного или нескольких выходных каналов (68) для возврата текучей среды (46) из выходных подшипников (52, 53) в камеру сжатия (3).
33. Компрессорное устройство по любому из пп. 1-3, 5-8, 10, 11, 15-22 и 27-32, отличающееся тем, что приводной двигатель (10) выбран типа, который может выдерживать давление компрессора.
34. Компрессорное устройство по любому из пп. 1-3, 5-8, 10, 11, 15-22 и 27-32, отличающееся тем, что приводной двигатель выбран типа, который может генерировать достаточно большой пусковой момент для запуска винтового компрессора (2), когда камера сжатия (3) находится под давлением компрессора.
35. Применение компрессорного устройства, выполненного согласно любому из пп. 1-34, отличающееся тем, что при запуске винтового компрессора, причем никакого давления еще не образовалось в сосуде высокого давления (32), впускной клапан (29) автоматически открывается в результате действия винтового компрессора (2), и давление сжатия создается в сосуде высокого давления (32).
36. Применение компрессорного устройства по п. 35, отличающееся тем, что когда винтовой компрессор (2) останавливают, обратный клапан на сосуде высокого давления (32) автоматически закрывает выпускное отверстие для воздуха сосуда высокого давления (32), и что впускной клапан (29) также герметично закрывает впускной трубопровод (28), так что после того, как винтовой компрессор (2) остановится, как сосуд высокого давления (32), так и камера сжатия (3) и камера (12) двигателя винтового компрессора (2) остаются под давлением сжатия.
37. Применение компрессорного устройства по п. 36, отличающееся тем, что когда винтовой компрессор (2) повторно запускают, причем все еще есть давление сжатия в сосуде высокого давления (32), впускной клапан (29) вначале автоматически остается закрытым до тех пор, пока роторы (5, 6) компрессора на достигнут достаточно высокой скорости вращения, после чего впускной клапан (29) автоматически открывается под действием всасывающей силы, созданной вращением роторов (5, 6) компрессора.