Комплекс компрессорных агрегатов Российский патент 2018 года по МПК F04B41/06 F04C23/00 F04D25/16 

Область техники

Заявляемое изобретение относится к области машиностроения и предназначено для выработки сжатого воздуха для пневматических систем и может эксплуатироваться внутри отапливаемых помещений или на открытом воздухе под навесом. В сущности, это изобретение может использоваться при производстве работ по освоению и ремонту нефтяных скважин, подаче сжатого газа в качестве источника энергии для технологических процессов, ремонте и испытании трубопроводов, снабжении сжатым газом пневматического инструмента и для других целей в различных отраслях промышленности.

Предшествующий уровень техники

Известна полезная модель (патент №112956, МПК F04B 41/00, 2012), по которой компрессорная станция содержит комплекс компрессорных агрегатов, образованный на раме из двух, по крайней мере, компрессорных агрегатов, имеющих систему охлаждения компрессора, при этом компрессорные агрегаты расположены параллельно друг другу на общей раме и закреплены на ней через виброопоры. Каждый электродвигатель, связанный с компрессором, оснащен системой охлаждения в виде вентилятора. Практически подобная схема компоновки использована фирмой Кайзер (см. ниже приведенную ссылку). Недостаток - низкая эффективность охлаждения компрессорных агрегатов и, как следствие, неблагоприятный тепловой режим их функционирования.

Известна разработка компрессорной станции, представленной на сайте www.kaeser.com и отражающей «Винтовые компрессоры серии HSD/HSD SFC» с признанным во всем мире SIGMA PROFIL (см. Приложение А). В этой станции под кожухом расположен комплекс компрессорных агрегатов, образованный из двух независимых друг от друга компрессорных агрегатов, размещенных параллельно друг другу на общей раме. Оба компрессорных агрегата HSD работают независимо друг от друга. Они оснащены со стороны приводных электродвигателей вентиляторами для их охлаждения.

Этот известный комплекс компрессорных агрегатов выбирается в качестве прототипа, так как имеет наибольшее число существенных признаков, совпадающих с заявляемым изобретением. Однако прототип имеет существенный недостаток, который заключается в низкой эффективности охлаждения расположенного в нем оборудования. Это обусловлено тем, что продольные оси компрессорных агрегатов, расположенных на раме, параллельны друг другу. В результате свободное пространство для прохождения воздуха по длине компрессорных агрегатов остается постоянным, что уменьшает возможности охлаждения компрессоров. В итоге компрессорные агрегаты могут оказаться в условиях, не выгодных для нормального теплового режима при их функционировании.

Заявителем предлагается новый комплекс компрессорных агрегатов, содержащий как минимум два комплектных независимых друг от друга компрессорных агрегата расположенных рядом на общей раме, СОГЛАСНО настоящему изобретению, компрессорные агрегаты в горизонтальной плоскости расположены под углом друг к другу и их продольные оси в зоне компрессоров сходятся, а со стороны приводных электродвигателей расходятся, при этом в зоне компрессоров между ними образован зазор, развязывающий их вибрационное влияние друг на друга, а выходные трубопроводы подачи сжатого очищенного воздуха от компрессорных агрегатов входят в общий выпускной коллектор, выполненный с возможностью связываться с потребителем по касательной к направлению движения воздуха в нем.

Такое новое техническое решение всей своей совокупностью существенных признаков позволяет достичь следующего технического результата - уменьшения потерь производительности нагнетаемого воздуха за счет уменьшения газодинамических потерь и скорости движения воздушных потоков сжатого воздуха при его вхождении в коллектор по сравнению со случаем, при котором оси трубопровода и коллектора располагаются под прямым углом. Наряду с этим отмечается уменьшение потребляемой мощности комплекса, необходимой для обеспечения требуемых давления и производительности на выходе. В итоге улучшается режим функционирования компрессоров и всего комплекса в целом.

Предлагаемое изобретение противоречит сложившейся тенденции компоновки подобных комплексов компрессорных агрегатов, в которых всегда доминировал принцип симметричного расположения относительно друг друга сходных или подобных устройств. В нашем случае этот принцип нарушен. Однонаправленное размещение компрессорных агрегатов стало не равнонаправленным. То есть они размещены под углом друг к другу. Это увеличило эффективность охлаждения всего комплекса и улучшило тепловой режим его функционирования.

Техническая сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, где:

Фиг. 1 - Вариант комплекса компрессорных агрегатов с двумя компрессорными агрегатами (вид сверху);

Фиг. 2 - Вариант комплекса компрессорных агрегатов с тремя компрессорными агрегатами (вид сверху).

Предлагаемый комплекс компрессорных агрегатов представляет собой совокупность двух или более компрессорных агрегатов 1 и 2, расположенных на общем основании - раме 3 и подающих воздух с избыточным давлением и заданной производительностью к потребителю. Такой комплекс, как уже отмечено ранее, содержит основание-раму 3 и расположенные на ней компрессорные агрегаты 1 и 2, каждый их которых образован из компрессора 4, приводного электродвигателя 5, связанного с ним, и воздушного фильтра 6, соединенного с компрессором 4.

В состав каждого компрессорного агрегата входит маслоотделитель 7, трубопроводы 8 подсоединения маслоотделителя 7 к компрессору, выходные трубопроводы 9, объединенные коллектором 10, и раздаточная труба 11, из которой нагнетаемый воздух поступает к потребителю.

Для охлаждения электродвигателей 5 на них установлены вентиляторы (крыльчатки) поз.12, интенсифицирующие теплосъем с нагревающихся частей электродвигателей.

Описываемая схема размещения компрессорных агрегатов на раме предполагает, что они установлены под некоторым углом α относительно оси симметрии всего компрессорного комплекса (Фиг. 1 и 2). Данный прием позволяет улучшить охлаждение компрессорных агрегатов за счет большего объема свободно циркулирующего воздуха, находящегося вблизи каждого агрегата. Перемешиваемый вентилятором каждого электродвигателя 5 воздух за счет разнесения компрессорных агрегатов на указанный угол оказывает меньшее влияние по тепловому нагреву на соседний агрегат и за счет увеличенного общего свободного объема быстрее и эффективнее отводится от компрессорных агрегатов.

При установке компрессорных агрегатов под углом α к оси симметрии комплекса компрессорных агрегатов между компрессорными блоками оставлен минимальный зазор Δ, необходимый для исключения влияния вибрации одного компрессорного агрегата на расположенный рядом, а также для улучшения эксплуатационных особенностей комплекса компрессорных агрегатов.

При установке на раме более чем двух компрессорных агрегатов принцип размещения аналогичен описанному выше, внешний вид установленных агрегатов на раме представлен на Фиг. 2.

Размещение выходных трубопроводов под некоторым углом β (Фиг. 1 и 2) создает более благоприятные условия для движения нагнетаемого воздуха, поскольку при этом уменьшается сопротивление движению потока, уменьшаются потери скорости и, как следствие этого, увеличивается общая производительность комплекса компрессорных агрегатов. Наряду с этим отмечается уменьшение потребляемой мощности комплекса, необходимой для обеспечения требуемых давления и производительности на выходе.

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для выработки сжатого воздуха для пневматических систем и может эксплуатироваться внутри отапливаемых помещений или на открытом воздухе под навесом. Комплекс компрессорных агрегатов содержит как минимум два комплектных независимых друг от друга компрессорных агрегата 1 и 2, расположенных рядом на общей раме 3. Компрессорные агрегаты 1 и 2 в горизонтальной плоскости располагаются под углом друг к другу и их продольные оси в зоне компрессоров 4 сходятся, а со стороны приводных электродвигателей 5 расходятся. В зоне компрессоров 5 между ними образован зазор, развязывающий их вибрационное влияние друг на друга. Выходные трубопроводы 9 подачи сжатого очищенного воздуха от компрессорных агрегатов 1 и 2 входят в общий выпускной коллектор 10, выполненный с возможностью связываться с потребителем, по касательной к направлению движения воздуха в нем. Изобретение направлено на улучшение условий охлаждения компрессорных агрегатов. 2 ил.

Комплекс компрессорных агрегатов, содержащий как минимум два комплектных независимых друг от друга компрессорных агрегата, расположенных рядом на общей раме, отличающийся тем, что компрессорные агрегаты в горизонтальной плоскости расположены под углом друг к другу и их продольные оси в зоне компрессоров сходятся, а со стороны приводных электродвигателей расходятся, при этом в зоне компрессоров между ними образован зазор, развязывающий их вибрационное влияние друг на друга, а выходные трубопроводы подачи сжатого очищенного воздуха от компрессорных агрегатов входят в общий выпускной коллектор, выполненный с возможностью связываться с потребителем по касательной к направлению движения воздуха в нем.