ПОДВОДНЫЙ КОМПРЕССОР С ПРЯМЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ Российский патент 2017 года по МПК F04D25/06 

Изобретение относится к системе компрессора, приспособленной к подводному применению в области транспортировки газа.

Известна компрессорная система, содержащая компрессорный агрегат и двигательный агрегат, причем роторная часть двигательного агрегата и вращающиеся части компрессорного агрегата поддерживаются смазываемыми подшипниками скольжения, при этом двигательный агрегат и указанные подшипники погружены в охлаждающую, смазывающую и барьерную текучую среду, заключенную в корпусе, который снабжен устройством охлаждения и устройством циркуляции. Двигательный агрегат выполнен в виде агрегата на основе электродвигателя с постоянными магнитами (Патент RU 2591755 С2 по заявке №2013156299/06 от 31.05.2012 г.) - прототип. Основным элементом системы является барьерная жидкость, заключенная в корпусе, которая является также смазывающей жидкостью для подшипников и охлаждающей жидкостью для двигательного агрегата.

Однако известная компрессорная система имеет сложную и громоздкую циркуляционную систему смазки и охлаждения подшипников и двигательного агрегата. Она разделена на три камеры, две из которых заполнены смазывающей и охлаждающей барьерной жидкостью, при этом указанные камеры не смежны и соединены с корпусом посредством жидкостного контура. В результате такая система имеет усложненную конструкцию.

Задачей предлагаемого изобретения является упрощение конструкции подводного компрессора за счет обеспечения работы его роторной части двигательного агрегата без дополнительного охлаждения.

Это достигается тем, что у подводного компрессора с прямым электроприводом, содержащего компрессорный агрегат и двигательный агрегат, роторная часть которого и вращающиеся части компрессорного агрегата расположены на общем валу, установленном на подшипниках, причем компрессорный и двигательный агрегаты размещены в общем герметичном корпусе, согласно изобретению двигательный агрегат выполнен в виде синхронного реактивного электродвигателя с анизотропной магнитной проводимостью ротора, ротор которого не требует охлаждения. Обмотки статора двигательного агрегата размещены на внутренней стороне герметичного корпуса, который имеет установленный снаружи радиатор охлаждения. Подшипники вала выполнены в виде двух активных магнитных подшипников, один из которых расположен на одной стороне двигательного агрегата, а другой - между двигательным и компрессорным агрегатами. При этом герметичный корпус разделен на две камеры посредством газового уплотнительного элемента, в одной из которых расположен двигательный агрегат, а в другой - компрессорный агрегат.

Выполнение двигательного агрегата в виде синхронного реактивного электродвигателя с анизотропной магнитной проводимостью ротора позволяет отказаться от системы охлаждения ротора и тем самым существенно упростить конструкцию подводного компрессора.

Размещение обмоток статора двигательного агрегата на внутренней стороне герметичного корпуса, имеющего установленный снаружи радиатор охлаждения, позволяет повысить теплопередачу от статора двигательного агрегата к радиатору охлаждения, не прибегая к использованию теплоносителя (жидкости или газа), а за счет самоциркуляции окружающей среды вокруг корпуса, упрощая тем самым конструкцию подводного компрессора.

Выполнение подшипников вала в виде двух активных магнитных подшипников, один из которых расположен на одной стороне двигательного агрегата, а другой - между двигательным и компрессорным агрегатами, не требует обязательной системы смазки, что в результате приводит также к упрощению конструкции подводного компрессора.

Разделение герметичного корпуса на две камеры посредством газового уплотнительного элемента и расположение двигательного агрегата в одной из камер, а подводного компрессора - в другой камере также упрощает конструкцию.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, на котором схематично показан подводный компрессор с прямым электроприводом в разрезе.

Предлагаемый подводный компрессор с прямым электроприводом содержит компрессорный агрегат 1 и двигательный агрегат 2, состоящий из ротора 3 и статора 4. Ротор 3 двигательного агрегата 2 и вращающиеся части компрессорного агрегата 1 расположены на общем валу 5. Вал 5 установлен на двух активных магнитных подшипниках 6. Компрессорный агрегат 1, двигательный агрегат 2, вал 5 и активные магнитные подшипники 6 размещены в общем герметичном корпусе 7, который разделен на две камеры 8 и 9 посредством газового уплотнительного элемента 10. Герметичный корпус 7 в районе двигательного агрегата 2 имеет радиатор охлаждения 11.

Работа предлагаемого подводного компрессора осуществляется следующим образом.

В процессе работы подводного компрессора с упрощенной конструкцией окружающая среда за счет конвенции циркулирует вокруг радиатора охлаждения 11, установленного на герметичном корпусе 7, благодаря которому повышается теплопередача от статора 4 двигательного агрегата 2 к радиатору охлаждения 11 и обеспечивается охлаждение статора 4 двигательного агрегата 2. Это обстоятельство позволяет существенно упростить конструкцию компрессора и обеспечивает его работу, не прибегая к использованию громоздкой системы охлаждения прототипа. Смазка обоих активных магнитных подшипников 6 не требует обязательной системы смазки. В процессе работы камера 9 двигательного агрегата 2 заполняется компримируемым газом, подаваемым потребителям, что позволяет не использовать для охлаждения двигательного агрегата 2 барьерную жидкость.

Таким образом, предлагаемое техническое решение за счет выполнения подводного компрессора с прямым электроприводом и обеспечения работы роторной части двигательного агрегата без использования системы дополнительного охлаждения имеет упрощенную конструкцию, что выгодно отличает его от прототипа.

Изобретение относится к системе компрессора, приспособленной к подводному применению. Подводный компрессор с прямым электроприводом содержит компрессорный агрегат и двигательный агрегат, роторная часть которого и вращающиеся части компрессорного агрегата расположены на общем валу, установленном на подшипниках, причем компрессорный и двигательный агрегаты размещены в общем герметичном корпусе, по изобретению двигательный агрегат выполнен в виде синхронного реактивного электродвигателя с анизотропной магнитной проводимостью ротора, ротор которого не требует охлаждения. Обмотки статора двигательного агрегата размещены на внутренней стороне герметичного корпуса, который имеет установленный снаружи радиатор охлаждения. Подшипники вала выполнены в виде двух активных магнитных подшипников, один из которых расположен на одной стороне двигательного агрегата, а другой - между двигательным и компрессорным агрегатами. При этом герметичный корпус разделен на две основные камеры посредством газового уплотнительного элемента, двигательный агрегат расположен в камере с одной стороны от разделительного элемента, а компрессорный агрегат - с другой. Предлагаемый подводный компрессор с прямым электроприводом имеет упрощенную конструкцию. 1 ил.

Подводный компрессор с прямым электроприводом, содержащий компрессорный агрегат и двигательный агрегат, роторная часть которого и вращающиеся части компрессорного агрегата расположены на общем валу, установленном на подшипниках, причем компрессорный и двигательный агрегаты размещены в общем герметичном корпусе, отличающийся тем, что двигательный агрегат выполнен в виде синхронного реактивного электродвигателя с анизотропной магнитной проводимостью ротора, ротор которого не требует охлаждения, причем обмотки статора двигательного агрегата размещены на внутренней стороне герметичного корпуса, который имеет установленный снаружи радиатор охлаждения, а подшипники вала выполнены в виде двух активных магнитных подшипников, один из которых расположен на одной стороне двигательного агрегата, а другой - между двигательным и компрессорным агрегатами, при этом герметичный корпус разделен на две камеры посредством газового уплотнительного элемента, в одной из которых расположен двигательный агрегат, а в другой - компрессорный агрегат.