ТУРБОКОМПРЕССОР Российский патент 2011 года по МПК F04D29/70 

Изобретение относится к турбокомпрессору с отделительным устройством для текучей среды. В частности, настоящее изобретение относится к радиальному компрессору с отделительным устройством, предназначенным для очищения частичного потока технологического газа от твердых частиц и капель и для его направления в качестве чистого газа направлять для дальнейшего применения.

Из уровня техники известно получение чистого газа из сжатого технологического газа. Технологический газ, в частности, если речь идет о газе в области нефтяной и газовой индустрии, имеет загрязнения в форме твердых частиц и жидкостей. Эти загрязнения извлекаются из технологического газа с помощью соответствующих требующих интенсивного ухода фильтров, прежде чем обработанный таким образом технологический газ направится для дальнейших целей применения (например, в качестве сухого газоуплотнения или в качестве охлаждающего газа).

Задачей настоящего изобретения соответственно является подготовка усовершенствованной системы для получения чистого газа. Задача решается с помощью турбокомпрессора, представленного в пункте 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты выполнения изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.

Турбокомпрессор согласно изобретению выполнен, в частности, в форме радиального турбокомпрессора, имеет, по меньшей мере, один вал, на котором закреплено, по меньшей мере, одно колесо компрессора. Приводное колесо компрессора перемещает текучую среду, например природный газ или неочищенный газ, загрязненный твердыми частицами и/или жидкостями, от входного канала к выходному каналу. Благодаря колесу компрессора текучая среда ускоряется в радиальном направлении. Содержащиеся в текучей среде твердые частицы ускоряются таким образом, что они в выпускном поперечном сечении рабочего колеса перемещаются вдоль задней области корпуса, т.е. в направлении диска ступицы. Поэтому газ с пониженным содержанием твердых частиц/жидкости будет устремляться в боковое пространство колеса. В передней области корпуса, т.е. в области крышки, образовано боковое пространство колеса. Боковыми пространствами колес компрессоров называются пространства между колесом компрессора и корпусом. Из бокового пространства колеса в области крышки предусмотрен заборный канал в передней области корпуса, который служит для того, чтобы отбирать очищенную текучую среду.

На основе изобретения можно, таким образом, реализовать не требующее обслуживания фильтрующее устройство для получения чистого газа. Изобретение может найти также применение в качестве ступени предварительной очистки, чтобы удлинить интервалы между обслуживанием традиционных фильтрующих устройств.

Настоящее изобретение поясняется далее более подробно на основе чертежей.

Фиг.1 - соответствующий концепции вид поперечного сечения компрессора,

Фиг.2 - принципиальная схема действия ступени компрессора согласно изобретению,

Фиг.3 - принципиальная схема действия другого варианта выполнения изобретения в поперечном сечении.

Фиг.1 показывает принципиальное устройство радиального компрессора с двумя приводимыми в действие электродвигателем 2 ступенями компрессора для применения на трубопроводах. Вал 6 компрессора установлен с помощью магнетных подшипников 17. Область перед колесом компрессора называется здесь передней областью 5 корпуса. Область позади колеса компрессора, т.е. позади диска ступицы колеса 1 компрессора, в качестве задней области корпуса обозначается позицией 9. Вертикальные пунктирные линии образуют соответственно границу между передней и задней областью 5 и 9 корпуса. Представленный компрессор имеет некоторое число радиальных колес. В зависимости от требуемого давления чистого газа фильтрующее устройство согласно изобретению можно встраивать в соответствующую ступень, т.е. на соответствующем колесе компрессора.

Фиг.2 показывает вариант выполнения изобретения. Колесо 1 компрессора расположено на валу 6 (не показан), который приводится в действие с помощью рабочей машины, например, с помощью электродвигателя или газовой турбины. Показанная в настоящем случае ступень может быть расположена в компрессоре в любом положении. Колесо 1 компрессора окружено внутренним корпусом 7, 9, который образует, по меньшей мере, один входной канал 10, ведущий к колесу компрессора, и выходной канал 11, причем выходной канал 11 расположен, по существу, перпендикулярно оси вращения колеса 1 компрессора или перпендикулярно входному каналу. На фиг.2 передняя часть внутреннего корпуса 5 имеет, среди прочего, кольцо 3, которое служит для того, чтобы с другой частью корпуса образовать заборный канал 18. Позицией 20 обозначается крышка колеса 1 компрессора.

Стрелками между входным и выходным каналами 10, 11 показываются, в частности, направления движения тяжелых твердых частиц в технологическом газе. Благодаря вращению колеса 1 компрессора и получающемуся вследствие этого отклонению технологического газа в радиальном направлении, тяжелые частицы отклоняются, в частности, в направлении диска 9 ступицы. Твердые частицы не могут следовать за первоначальным газовым потоком. Входящий в боковое пространство 12 колеса технологический газ почти не имеет никаких загрязнений. Отбираемый газ в первом варианте выполнения через боковое пространство 12 колеса попадает в заборный канал 18, затем в сборник 14, а оттуда для дальнейшего использования, например, к конструкционному узлу, подлежащему охлаждению. Область между заборным каналом 18 или сборником 14 и боковым пространством 12 колеса или, соответственно, возвратным каналом 13 выполнена таким образом, что твердые частицы вследствие соотношений давлений в соответствующих каналах скорее направятся обратно во входной канал 10, чем в заборный канал 18, а затем в сборник 14.

Фиг.3 показывает другой вариант выполнения изобретения. Согласно этому варианту выполнения отобранная текучая среда из бокового пространства 12 колеса попадает в центробежный отделитель 19. Через спиральный или тангенциальный входной канал 15 отделенный технологический газ приводится в вихревое движение (пунктирные стрелки). В частности, более тяжелые частицы соскальзывают, таким образом, вниз вблизи наружной стенки отделяющего пространства 14 в направлении входного канала 10. Посредством погружной трубы 16 и благодаря пониженному давлению в погружаемой трубе 16 не содержащий, по существу, никаких твердых частиц газ отбирается из центральной части отделяющего пространства 14.

Кроме того, следует указать на то, что все описанные каналы могут быть выполнены в виде диффузоров или сопел. Например, сборник 14 и/или приемный канал 18 может быть выполнен в виде диффузора, который, кроме того, может быть снабжен профилем на внутренней стенке.

Выше была описана только одна ступень компрессора, само собой разумеется, в соответствии с изобретением речь может идти также о многоступенчатом радиальном компрессоре, причем описанное фильтрующее устройство может быть предусмотрено только на одной ступени компрессора или на нескольких ступенях компрессора. Кроме того, отведенный газ может подаваться в сушильную установку, которая может находиться как в центробежном отделителе, как также и в каналах, ведущих к охлаждаемому или уплотняемому конструктивному узлу.

Перечень ссылочных позиций

1 колесо компрессора

2 рабочая машина

3 кольцо

4 канал рабочего колеса

5 передняя область внутреннего корпуса

6 вал

7 корпус

8 диск ступицы колеса компрессора

9 задняя область внутреннего корпуса

10 входной канал

11 выходной канал

12 боковое пространство колеса

13 возвратный канал

14 сборник

15 входной канал

16 погружная труба

17 магнетный подшипник

18 заборный канал

19 центробежный отделитель

20 крышка рабочего колеса

Изобретение относится к турбокомпрессору с отделительным устройством для текучей среды, в частности к радиальному компрессору с отделительным устройством, и позволяет при его использовании обеспечить очистку частичного потока технологического газа от твердых частиц и капель с последующим его направлением в качестве чистого газа для дальнейшего применения. Указанный технический результат достигается в турбокомпрессоре, содержащем, по меньшей мере, одно закрепленное на валу колесо (1) компрессора, причем вал установлен в корпусе турбокомпрессора, который позади диска (8) ступицы колеса (1) компрессора имеет заднюю область (9) внутреннего корпуса, а также перед диском ступицы колеса (1) компрессора имеет переднюю область (5) внутреннего корпуса, и причем приведенное в действие колесо (1) компрессора перемещает текучую среду от входного канала (10) к выходному каналу (11). Передняя область (5) внутреннего корпуса имеет боковое пространство (12) колеса, от которого отходит заборный канал (18) для отбора текучей среды. 12 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Турбокомпрессор, содержащий, по меньшей мере, одно закрепленное на валу (6) колесо (1) компрессора, причем вал (6) установлен в корпусе, который позади диска (8) ступицы колеса (1) компрессора имеет заднюю область (9) внутреннего корпуса, а перед диском (8) ступицы колеса (1) компрессора - переднюю область (5) внутреннего корпуса, причем между колесом компрессора и корпусом образовано боковое пространство (12) колеса, и причем приведенное в действие колесо (1) компрессора направляет текучую среду от входного канала (10) к выходному каналу (11), отличающийся тем, что от бокового пространства (12) колеса образован заборный канал (18) для отбора текучей среды в передней области (5) внутреннего корпуса, и при этом боковое пространство (12) колеса находится в соединении по потоку с возвратным каналом (13), который оканчивается во входном канале (10).

2. Турбокомпрессор по п.1, отличающийся тем, что в передней области (5) внутреннего корпуса, далее, образован сборник (14) для сбора свободной от частиц текучей среды, который находится в соединении по потоку с боковым пространством (12) колеса.

3. Турбокомпрессор по п.2, отличающийся тем, что сборник (14) и/или заборный канал (18) выполнен между сборником (14) и боковым пространством (12) колеса в виде диффузора.

4. Турбокомпрессор по п.3, отличающийся тем, что диффузор снабжен лопатками.

5. Турбокомпрессор по п.1, отличающийся тем, что заборный канал (18) посредством соответствующих каналов, пространств и/или труб находится в соединении по потоку с потребителем чистого газа.

6. Турбокомпрессор по п.1, отличающийся тем, что заборный канал (18) оканчивается в, по меньшей мере, одном, выполненном предпочтительно в передней области (5) внутреннего корпуса, центробежном отделителе (13).

7. Турбокомпрессор по п.6, отличающийся тем, что входной канал (15) центробежного отделителя (13) образован тангенциальным или спиральным.

8. Турбокомпрессор по п.7, отличающийся тем, что пространство (13а) отделителя выполнено в форме конуса, и в это пространство (13а) отделителя выступает погружная труба (16).

9. Турбокомпрессор по п.1, отличающийся тем, что в случае турбокомпрессора речь идет о радиальном или диагональном компрессоре.

10. Турбокомпрессор по п.1, отличающийся тем, что в случае турбокомпрессора речь идет о многоступенчатом одновальном компрессоре.

11. Турбокомпрессор по п.1, отличающийся тем, что в случае текучей среды речь идет о газе и, в частности о газе, загрязненном твердыми частицами и/или жидкостями.

12. Турбокомпрессор по п.11, отличающийся тем, что отведенный через боковое пространство (12) колеса газ направляется для дальнейшей обработки.

13. Турбокомпрессор по п.12, отличающийся тем, что турбокомпрессор имеет газонепроницаемый снаружи корпус и приводится в действие с помощью рабочей машины, в частности электродвигателя.