УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИРКУЛЯЦИИ ГАЗА

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно, к двига-телестроению, и может быть использована в нефтегазовой отрасли, связанной с изучением газогидродинамических процессов в вертикальных и наклонных колоннах на стендах, работающих по замкнутому циклу.
Известна рубашка жидкостного охлаждения блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания, содержащая гильзу, подводящие и отводящие патрубки, верхний и нижний пояса охлаждения с размещенным в верхнем поясе кожухом, разделяющим полости на внешний и внутренний отсеки и снабженным щелями, расположенными параллельно оси гильзы и выполненными по касательной к внутренней поверхности кожуха, а на внешней поверхности гильзы цилиндра верхнего пояса размещены выступы. Подводящие и отводящие патрубки выполнены в корпусе рубашки блока цилиндров, верхний подводящий патрубок соединен каналом с внешним отсеком верхней охлаждающей полости, отводящий патрубок соединен каналом с нижней охлаждающей полостью (патент РФ на изобретение №2147340 С1, кл. F01P 3/02, 10.04.2000). Недостатком известного технического решения является недостаточная эффективность, связанная с тем, что разделение на два пояса охлаждения по высоте гильзы цилиндров не создает достаточной равномерности охлаждения гильзы цилиндров в осевом направлении, а также не выравнивает условия охлаждения гильзы цилиндров в радиальном направлении в нижнем поясе.
Из уровня техники известно устройство для образования регулируемых завихрений и циркуляции газа (патент РФ на изобретение №2137533 С1, кл. B01F 3/04, B01F 7/16, 20.09.1999). В реактор подают газ и путем подгонки перегородок, т.е. определенного размещения их относительно смесителя, создают, по меньшей мере, два завихрения вне вала смесителя для всасывания газа с поверхности суспензии в жидкую фазу. Количество поступающего в реактор активного газа точно соответствует количеству, которое может вместить смеситель без потери мощности, необходимой для смешивания. В известном решении всасываемый с поверхности жидкости в реакторе газ не подходит сразу же в больших количествах к смесителю, чтобы помешать регулируемому смешивающему эффекту. Согласно изобретению в устройстве образуется несколько регулируемых завихрений и на жидкую фазу и всасываемый с ее поверхности газ приходится большая площадь ввиду этих узких завихрений. Более того, всасывающее завихрение располагается таким образом, что при функционировании оно состоит из альтернативных всасывающих и "доильных" подзавихрений. В приведенной конструкции не предусматривается работа по замкнутому циклу и отсутствует возможность «разгрузить» подшипники вала двигателя и уплотнение вала турбины в корпусе. Работа по замкнутому циклу приводит к нагреву двигателя турбокомпрессора и может привести к его поломке.
Предлагаемое устройство отличается от известного тем, что предлагаемая конструкция позволяет дополнительно охлаждать электродвигатель, за счет рубашки охлаждения; и снимать нагрузку с вала двигателя за счет выравнивания давления между камерами и, таким образом, «разгружать» подшипники и уплотнение вала турбины в корпусе.
Задача, решаемая предлагаемой полезной моделью, заключается в создании устройства для циркуляции газа небольших размеров.
Технический результат полезной модели заключается в повышении надежности и долговечности устройства, за счет обеспечения оптимального температурного состояния стенки верхнего кожуха при работе устройства для циркуляции газа в различных режимах. При этом обеспечивается увеличение срока службы электродвигателя, подшипников и всего устройства в целом.
Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что устройство для циркуляции газа содержит расположенные на одной оси электродвигатель с валом и корпус турбины, размещенный в нижнем кожухе, снабженном подводящим и отводящим воздух патрубками, которые расположены в донной части и на боковой поверхности нижнего кожуха соответственно. Между нижним кожухом и корпусом турбины образована нижняя полость. Между электродвигателем и верхним кожухом образована верхняя полость. Верхний кожух помещен в рубашку жидкостного охлаждения, корпус которой снабжен подводящим и отводящим воду патрубками, фланцы верхнего и нижнего кожухов скреплены посредством крепежного соединения.
Между верхним и нижним кожухами установлена прижимная пластина, имеющая расположенное над нижней полостью отверстие.
Диаметры фланцев верхнего и нижнего кожухов и прижимной пластины совпадают.
Диаметры фланцев верхнего и нижнего кожухов совпадают, а диаметр прижимной пластины меньше внутреннего диаметра нижнего кожуха.
Прижимная пластина скреплена с донной частью нижнего кожуха.
На чертежах представлены предпочтительные варианты выполнения предлагаемой полезной модели на устройство для циркуляции газа.
На фигурах 1 и 2 представлена схема одного из предпочтительных вариантов устройства для циркуляции газа, а на фигурах 3 и 4 - второго предпочтительного варианта устройства для циркуляции газа.
В состав устройства для циркуляции газа (фиг.1-4) входит электродвигатель (1), вал электродвигателя (2), корпус турбины (3), в котором непосредственно расположено колесо турбины, верхний кожух (4), прижимная пластина (5), служащая для создания сдавливающего усилия на корпус турбины (3), в которой имеется отверстие (6), служащее для выравнивания давления между верхней и нижней охлаждающими полостями (7) и (8). Нижний кожух (9) снабжен подводящим(10) и отводящим (11) воздух патрубками, расположенными в донной части и на боковой поверхности нижнего кожуха соответственно. Верхний кожух помещен в рубашку (12) жидкостного охлаждения, предназначенную для охлаждения электродвигателя (1). Корпус рубашки жидкостного охлаждения снабжен подводящим и отводящим воду патрубками (13, 14), верхний и нижний кожухи скреплены посредством крепежного соединения. С помощью прокладок (15) прижимная пластина (5) притягивается к фланцам верхнего и нижнего кожухов и корпусу турбины (3), который с помощью других прокладок притягивается к донной части нижнего кожуха. Прижимная пластина (5) по второму варианту может быть выполнена в виде прижимного кольца (16), как показано на фиг.3, 4. При этом по первому варианту предпочтительного осуществления устройства (фиг.1, 2) над нижней полостью в прокладке (15) должно быть выполнено отверстие, а по второму варианту предпочтительного варианта осуществления устройства диаметр прижимного кольца (16) должен быть меньше диаметра внутренней поверхности нижнего кожуха, между которой и прижимным кольцом должен быть образован зазор (17).
Для крепления верхнего и нижнего кожухов могут быть использованы различные резьбовые соединения в виде болтов или шпилек. Также для достижения желаемого эффекта могут быть выбраны различные соотношения диаметров корпуса двигателя, турбины и прижимной пластины.
Предварительно в устройство, работающее по замкнутому циклу, через подводящий патрубок (10) в нижнюю охлаждающую полость нижнего кожуха закачивается воздух, до обеспечения необходимого давления.
Посредством вала электродвигателя (2) осуществляется подвод электричества к электродвигателю (1) с использованием герметичных вводов, что приводит к вращению турбины, находящейся в корпусе турбины (3). Воздух поступает в корпус турбины (3) через подводящий патрубок (10), где турбиной нагнетается в отводящий патрубок (11). За счет имеющегося отверстия (6) в пластине (5) (фиг.1, 2) или зазора (17) между внутренней поверхностью нижнего кожуха и прижимным кольцом (16) (фиг.3, 4) давление в верхней охлаждающей полости (7) остается таким же, как в нижней охлаждающей полости (8). Согласно второму предпочтительному варианту за счет имеющегося между нижним кожухом (9) и прижимным кольцом (16) зазора (17) давление в верхней охлаждающей полости (7) остается таким же, как в нижней охлаждающей полости (8). При этом для предотвращения нагрева электродвигателя (1) через рубашку жидкостного охлаждения (12) циркулирует вода через входной (13) и отводящий (14) патрубки, приводимая в движение, например, перекачивающим насосным агрегатом.