ОПОРА КОМПРЕССОРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ Российский патент 2020 года по МПК F16M7/00 F16M5/00 F16M9/00 F04D29/60 

Изобретение относится к области машиностроения и относится к опорным устройствам компрессорного оборудования, и в частности предназначено для крепления к основанию различных типов компрессоров и их приводов, в особенности небольших.

Известно, что для устойчивой и безаварийной работы компрессорного оборудования необходимо обеспечить высокую точность установки и высокую надежность крепления оборудования к основанию для обеспечения его виброустойчивости. Для обеспечения этих условий известны многие решения. К примеру, подобные технические решения известны из патентных документов US 2779559 (опубл. 29.01.1957), US 4784364 (опубл. 15.11.1988), US5016338 (опубл. 21.05.1991),US 6405992 (опубл. 18.06.2002), US 2018106009 (опубл. 19.04.2018), RU 2578753 (опубл. 27.03.2016).

Известна также опора компрессорного оборудования по патенту на изобретение RU 2450171 (опубл. 10.05.2012), выбранная в качестве ближайшего аналога предлагаемого изобретения. Опора компрессорного оборудования, содержит опорный платик (основание оборудования, лапа, фланец) с отверстиями для установки крепежных деталей и с резьбовыми отверстиями для нажимных винтов (называемые также отжимными винтами), подпятник, установленный под опорным платиком с зазором, регулирующие пластины, слой эпоксидного компаунда и опорную раму, имеющую отверстия для установки крепежных деталей и опорную поверхность для нажимных винтов и скрепленную с опорным платиком крепежными деталями с возможностью регулирования высоты его установки над опорной рамой посредством нажимных винтов, регулирующие пластины установлены между подпятником и опорной рамой, а слой эпоксидного компаунда заполняет зазор между подпятником и опорным платиком, при этом подпятник выполнен с отбортовками (опалубкой) по его периметру, образующими нахлест с боковыми поверхностями опорного платика с возможностью перемещения последнего по вертикали. Недостатком такого технического решения является недостаточная надежность. Это связано со следующим:

- возможна деформация регулирующей пластины, на которую свободно опирается опорный платик с приформованным к нему при помощи эпоксидного компаунда подпятником после ее изготовления и до установки в опору;

- из-за поля допусков регулирующие пластины могут иметь разные размеры;

- при использовании набора регулирующих пластин может произойти не полный их прижим к опорной раме. В результате выше перечисленных недостатков может появиться так называемая «мягкая лапа». Вследствие чего, а также из-за ослабления крепежа, вибрация повышается, и оборудование может выйти из строя. Кроме того, при компенсации «мягкой лапы» затяжкой деформируется корпус компрессорного оборудования из-за местных напряжений и происходит воздействие на внутренние узлы и подшипники оборудования;

- в эпоксидном компаунде в месте расположения углов опорного платика возникают местные напряжения, которые могут привести к растрескиванию компаунда и разрушению опоры.

- кроме того, небольшие компрессоры или их приводы могут не иметь отверстий в опорном платике под нажимные винты, что затрудняет их точную установку в плоскость горизонта, из-за этого в прототипе также невозможно при помощи нажимного винта обеспечить регулирование высоты опорного платика над опорной рамой и зазор между опорным платиком и подпятником. Из-за неточной установки повышается вибрация компрессорного оборудования.

К недостаткам прототипа можно также отнести:

- сложную форму подпятника с опалубкой, и как результат этого, а также из-за необходимости высокоточной обработки (с соблюдением плоскостности, параллельности и высокой чистоты шероховатости) сопрягаемых поверхностей подпятника, регулирующей пластины и опорной рамы больших габаритов - высокую трудоемкость;

- еще одним недостатком является то, что при замене оборудования, например, при ремонте, опора для нового оборудования должна быть изготовлена заново.

Таким образом, стоит проблема повышения надежности опоры для компрессорного оборудования, особенно для небольших компрессоров и их приводов, не имеющих в опорном платике отверстий для нажимного винта.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения надежности опоры для компрессорного оборудования, особенно для небольших компрессоров и их приводов, не имеющих в опорном платике отверстий для нажимного винта.

Для достижения указанного технического результата опора компрессорного оборудования, содержит: опорный платик с отверстиями для установки крепежных деталей; подпятник с отверстиями для установки крепежных деталей, установленный под опорным платиком; слой эпоксидного компаунда; отбортовку (опалубку) для эпоксидного компаунда; опорную раму, имеющую отверстие для установки крепежных деталей, и скрепленную с опорным платиком крепежными деталями с возможностью регулирования высоты его установки над опорной рамой посредством нажимных винтов; опорную поверхность для нажимного винта при этом подпятник выполнен в виде пластины, слой эпоксидного компаунда заполняет зазор между подпятником и опорной рамой, образованный отбортовкой, выполненной на опорной раме и образующей нахлест с боковой поверхностью подпятника, подпятник и отбортовка выполнены со скругленными краями (гранями, углами), в качестве крепежных деталей для скрепления опорного платика и опорной рамы применен крепеж, длина которого превышает его диаметр не менее чем в 12 раз, в качестве крепежа применена шпилька с верхней и нижней гайками и шайбами или болт с головкой и верхней гайкой и шайбами, при этом в опорной раме выполнено отверстие для нажимного винта, а опорной поверхностью для нажимного винта может служить в одном случае нижняя поверхность подпятника, в другом случае - нижняя поверхность опорного платика, при этом в подпятнике также выполнено отверстие под нажимной винт. При этом в частном случае отверстие в раме под нажимный винт может быть выполнено с резьбовой бобышкой, привариваемой над или под рамой. В другом случае крепеж для скрепления опорного платика и опорной рамы может быть снабжен втулкой со стороны опорной рамы. В другом частном случае выполнения изобретения каркас опорной рамы может иметь ребра жесткости под опорным платиком, с образованием вертикальной полости под крепежные детали с одной открытой боковой стороной, при этом нижняя гайка шпильки или головка болта выполнены с горизонтальной пластиной по размеру полости. В другом частном случае компрессорное оборудование может быть выбрано из ряда: поршневой компрессор, винтовой компрессор, центробежный компрессор, привод компрессора. Целесообразно отбортовку выполнить из тонколистовой стали.

Сборка изделия на примере компрессора происходит следующим образом. Очищаются и обезжириваются внутренние поверхности отбортовки (опалубки), опорной рамы, поверхность подпятника и опорная поверхность опорного платика компрессора. Наносится герметик (например, марки Soudaflex, или любой другой подходящий герметик) изнутри отбортовки на ее стык с опорной рамой, при этом герметик герметизирует стык и скругляет его угол. Подпятник прикрепляется крепежными деталями к опорному платику. Неплотность прилегания при этом не должна быть более 0,02 мм и обеспечивается фрезеровкой поверхностей подпятника, при этом, в отличие от прототипа, нет необходимости фрезеровать поверхность опорной рамы. Компрессор устанавливается на опорную раму, при этом подпятник оказывается внутри отбортовки. При помощи нажимных винтов компрессор выставляется в плоскость горизонта, при этом выдерживается зазор между подпятником и опорной рамой, опорной поверхностью может служить нижняя поверхность опорного платика, при этом в подпятнике выполнено отверстие под нажимный винт. Или опорной поверхностью для нажимного винта может служить нижняя поверхность подпятника. При этом резьба для нажимного винта может быть нарезана в раме, или к раме может быть приварена сверху или снизу резьбовая бобышка. Затем «от руки» до упора затягивается гайка на шпильке, скрепляющий опорный платик с опорной рамой. В случае если суммарная толщина опорного платика, рамы, подпятника и зазора между подпятником и опорной рамой, не могут обеспечить применение крепежа длиной не менее 12 его диаметров, шпилька (или болт) могут предварительно снабжаться втулкой, которая оказывается сжатой между опорной рамой и нижней гайкой шпильки (или головкой болта). Боковые поверхности шпильки (болта) и нажимного винта предварительно обрабатываются подходящим антиадгезивом, чтобы их можно было беспрепятственно вынуть после отвердевания эпоксидного компаунда. При этом в отличие от прототипа, нет необходимости в обработке антиатгезивом поверхности опорной рамы. Затем герметизируется отверстие в опорной раме вокруг шпильки (болта), чтобы исключить протекание эпоксидной смолы. Затем отбортовка заподлицо заливается эпоксидной смолой. После отвердевания смолы и образования эпоксидного компаунда удаляется нажимный винт и крепежные детали, скрепляющие опорный платик с подпятником. Производят окончательную затяжку шпильки с контролем момента затяжки. Специалисту в данной области техники понятно, что компрессорное оборудование имеет несколько опор, указанные операции производятся на опорах одновременно. Подпятник приформован к опорной раме, все неровности которой устранены слоем эпоксидного компаунда. При этом отсутствие отверстия в опорном платике под нажимный винт не мешает точно выставить компрессор в горизонтальную плоскость. Компрессорное оборудование при необходимости может быть легко демонтировано, а затем поставлено обратно, при этом обеспечивается высокая точность прилегания подпятника к опорному платику, высокая точность установки компрессора, в том числе в горизонтальной плоскости и, следовательно, высокая надежность и виброустойчивость.

Благодаря тому, что после выверки компрессорного оборудования подпятник сначала прикрепляется к опорному платику а затем приформовывается при помощи эпоксидного компаунда непосредственно к опорной раме, обеспечивается необходимая плотность прилегания, а значит высокая надежность и виброустойчивость опоры, при этом полностью исключается появление «мягкой лапы». Обеспечивается высокая точность установки за счет наличия отверстия под нажимный винт в раме, наличия резьбовой бобышки и в частном случает за счет наличия отверстия под нажимный винт в подпятнике, использования в качестве опорной поверхности для нажимного винта нижней поверхности опорного платика или нижней поверхности подпятника. Выполнение подпятника в виде пластины со скругленными краями и отбортовки со скругленными краями устраняет местные напряжения в эпоксидном компаунде, которые могли бы привести к появлению трещин и его разрушению. Благодаря тому, что применен крепеж с длиной превышающей его диаметр не менее чем в 12 раз, предотвращается самосвинчивание гаек и сохраняется прочность соединения. Известно, что крепеж в опоре компрессорного оборудования кроме вибрации испытывает динамическую растягивающую нагрузку, нагрузку на изгиб и т.д. Для прочности соединения в опоре компрессорного оборудования используют затяжку с определенным моментом, при этом в болте (или шпильке) создается напряжение, которое должно быть меньше предела прочности материала болта. Предварительное напряжение болта со временем теряется, в результате из-за ослабления крепежа может произойти усталостное разрушение болта. Чем длиннее болт, тем меньше относительные потери предварительного натяжения. Кроме того известно, что чем длиннее болт, тем меньше напряжение его изгиба и тем меньше гайка подвержена самоскручиванию при вибрации (статья «Вибрация в болтовом соединении» https://goskrep.ru/articles/vibratsiya-v-boltovom-soedinenii/, последнее изменение 01.11.2018). В строительстве рекомендуют использовать болты длиной в 12 диаметров. Однако толщина опоры компрессорного оборудования (суммарная толщина опорного платика, подпятника, опорной рамы, зазора между ними) не всегда позволяет использовать такие длинные болты или шпильки. Втулка со стороны опорной рамы позволяет применить крепеж большой длины, чем позволяет совокупная толщина опорного платика, подпятника, опорной рамы и зазора между ними. Часто каркас опорной рамы для большой прочности и обеспечения виброустойчивости опорам компрессорного оборудования имеет ребра жесткости под опорным платиком, которые образуют вертикальные полости, ограничивающие доступ к крепежным деталям опоры компрессорного оборудования внутри рамы. В этом случае нижняя гайка шпильки или головка болта выполнены с горизонтальной пластиной по размеру полости и «стопорятся» в полости, что придает большую жесткость соединению, а также облегчает монтаж. Все вышеперечисленное повышает надежность опоры компрессорного оборудования по сравнению с ближайшим аналогом.

Выполнение отбортовки из тонколистовой стали облегчает скругление ее углов. Выполнение подпятника в виде пластины, выполнение опалубки из тонколистовой стали непосредственно на опорной раме, сокращение количества выполняемых операций (фрезеровка, обработка антиадгезивом и т.д.), облегчает монтаж и снижает трудоемкость изготовления опоры. Преимуществом предлагаемого изобретения является также то, что компрессор может быть легко заменен на аналогичный, при этом нет необходимости в замене подпятника, отбортовки и эпоксидного компаунда, так как подпятник выполнен в виде пластины и приформован к опорной раме.

Предлагаемая конструкция иллюстрируется чертежами.

На фигуре 1 представлен общий вид компрессорного оборудования с опорной рамой, на фигуре 2 представлен общий вид опорной рамы компрессорного оборудования в аксонометрической проекции, на фигуре 3 представлен общий вид опоры компрессорного оборудования, один из вариантов, на фигуре 4 представлен вариант опоры с вертикальной полостью в раме под опорным платиком и с втулкой для крепежа, на фигуре 5 представлен один из примеров выполнения подпятника, на фигуре 6 представлена нижняя гайка крепежа, скрепляющего опорный платик с опорной рамой, где 1 - компрессор, 2 - привод (двигатель) компрессора (1), 3 - опорная рама, 4 - опора компрессорного оборудования, 5 - отбортовка на опорной раме (3), 6 - отверстие под крепежные детали в опорной раме (3), 7 - нажимный винт, 8 -вертикальная полость, образованная каркасом опорной рамы (3) под опорным платиком (9), 9 - опорный платик компрессора (1), 10 - подпятник, 11 - эпоксидный компаунд, 12 - крепеж, 13 - отверстие под крепеж (12) в опорном платике (9), 14 - отверстие под крепеж (12) в подпятнике (10), 15 - втулка крепежа (12), 16 - нижняя гайка крепежа (12), 17 - зазор между подпятником (10) и опорной рамой (3), 18 - горизонтальная пластина нижней гайки (16) крепежа (12), 19 - резьбовая бобышка, 20 - отверстие в опорной раме (3) под нажимный винт (7), 21 - отверстие в подпятнике (10) под нажимный винт (7), 22 - поверхность под нажимный винт (7).

В конкретном показанном на фигурах примере воплощения изобретения, компрессорное оборудование, в частности компрессор (1) - винтовой маслозаполненный и приводной двигатель - электродвигатель, установлены на металлическую опорную раму (3). Компрессор имеет опору (4), содержащую опорный платик (9) компрессора (3), с отверстиями (13) для установки крепежных деталей; металлический подпятник с отверстиями (14) для установки крепежных деталей и отверстием (21) для нажимного винта; слой эпоксидного компаунда (11); отбортовку (5) для эпоксидного компаунда (11) выполненную из тонколистового стального проката и приваренную по стыку к опорной раме (3). Опорная рама (3) имеет отверстия (6) для установки крепежных деталей и отверстия (20) для нажимного винта (7). В данном конкретном показанном примере воплощения изобретения опорной поверхностью (22) для нажимного винта (7) служит нижняя поверхность опорного платика (9). К опорной раме (3) снизу приварена резьбовая бобышка (19), однако резьба для нажимного винта может быть выполнена в отверстиях (20) опорной рамы (3), бобышка (19) может быть приварена сверху опорной рамы (3). Опорной поверхностью (22) для нажимного винта (7) может служить нижняя поверхность подпятника (10), в этом случае в нем не выполняется отверстие (21) для нажимного винта (7). Опорная рама (3) скреплена с опорным платиком (9) крепежными деталями (крепежом) (12) в качестве которого в конкретном показанном примере применены шпилька длиной не менее чем 12 ее диаметров с верхней и нижней гайками и шайбами. Может быть применен любой другой известный подходящий крепеж, например, болт. На шпильку под опорной рамой (3) (между опорной рамой (3) и нижней гайкой(16)) может быть установлена втулка (15) (фиг. 4), которая позволяет применить удлиненную шпильку. При помощи нажимных винтов (7) регулируется высота установки опорного платика (9) над опорной рамой (3). При этом выдерживается зазор (17). Подпятник (10) (фиг. 4) выполнен в виде пластины, ее края края скруглены, поверхность, сопрягаемая с поверхностью опорного платика (9) отфрезерована до необходимой шероховатости, дефекты на этой поверхности не допускаются. Неплоскостность поверхности подпятника (10), прилегаемой к опорному платику (9) не более 0,02 мм (фиг. 5). Слой эпоксидного компаунда заполняет зазор (17) между подпятником и опорной рамой, образованный отбортовкой (5). Слой эпоксидного компаунда получен заливкой эпоксидной смолой, к примеру, марки Chokfast Red, заподлицо с отботровкой (5). Подготовка смолы и заливка производятся известным способом. Каркас опорной рамы (3) выполнен из двутавра и может имеет под опорным платиком (9) вертикальные полости (8) (фиг. 4) с одной открытой боковой стороной, образованные приваренными к двутавру ребрами жесткости, в этой полости расположен крепеж (12). Горизонтальная пластина (18) нижней гайки (16) шпильки (12) (фиг. 6) выполнена по размеру вертикальной полости (8), и не дает гайке (16) прокручиваться, что упрощает монтаж (крепеж затягивается со стороны опорного платика (9)) и увеличивает жесткость соединения. В опорном платике (9) и в подпятнике (10) могут быть выполнены отверстия под крепеж для временного крепления подпятника (10) к опорному платику (9) (не показаны). В показанном примере временное крепление подпятника (9) к опорному платику (10) производится при помощи отверстий для крепежа (14) подходящими крепежными деталями.

Предлагаемое устройства отличается тем, что подпятник выполнен в виде пластины, слой эпоксидного компаунда заполняет зазор между подпятником и опорной рамой, образованный отбортовкой, выполненной на опорной раме и образующей нахлест с боковой поверхностью подпятника, подпятник и отбортовка выполнены со скругленными краями (гранями, углами), в качестве крепежных деталей для скрепления опорного платика и опорной рамы применен крепеж, длина которого превышает его диаметр не менее чем в 12 раз, в качестве крепежа применена шпилька с верхней и нижней гайками и шайбами или болт с головкой и верхней гайкой и шайбами, при этом в опорной раме выполнено отверстие для нажимного винта, а опорной поверхностью для нажимного винта может служить в одном случае нижняя поверхность подпятника, в другом случае - нижняя поверхность опорного платика, при этом в подпятнике также выполнено отверстие под нажимной винт. При этом в частном случае отверстие в раме под нажимный винт может быть выполнено с резьбовой бобышкой, привариваемой над или под рамой. В другом случае крепеж для скрепления опорного платика и опорной рамы может быть снабжен втулкой со стороны опорной рамы. В другом частном случае выполнения изобретения каркас опорной рамы может иметь ребра жесткости под опорным платиком, с образованием вертикальной полости под крепежные детали с одной открытой боковой стороной, при этом нижняя гайка шпильки или головка болта выполнены с горизонтальной пластиной по размеру полости. В другом частном случае компрессорное оборудование может быть выбрано из ряда: поршневой компрессор, винтовой компрессор, центробежный компрессор, привод компрессора. В другом частном случае отбортовка может быть выполнена из тонколистовой стали.

Заявляемое техническое решение опоры компрессорного оборудование может быть осуществлено в условиях промышленного производства с использованием стандартного оборудования, современных материалов и технологий. При изготовлении устройства используются стандартные металлические конструкции, металлопрокат, средства крепежа, компрессорное оборудование

Авторами разработана конструкция опоры компрессорного оборудования, которая успешно реализована в винтовой компрессорной установке ВКУ002 с винтовым маслозаполненным компрессором марки GEA Grasso LT V с электрическим приводом марки 1ВАО-4508А-2У2.5, соединенных муфтой марки POSIMIN NZNmin.

Изобретение относится к опорам компрессорного оборудования. Опора компрессорного оборудования содержит опорный платик с отверстиями для установки крепежных деталей, подпятник с отверстиями для установки крепежных деталей, установленный под опорным платиком, слой эпоксидного компаунда, отбортовку для эпоксидного компаунда, опорную раму, скрепленную с опорным платиком крепежными деталями, опорную поверхность для нажимного винта. При этом подпятник выполнен в виде пластины. Слой эпоксидного компаунда заполняет зазор между подпятником и опорной рамой, образованный отбортовкой, выполненной на опорной раме. Подпятник и отбортовка выполнены со скругленными краями. В качестве крепежных деталей для скрепления опорного платика и опорной рамы применен крепеж, длина которого превышает его диаметр не менее чем в 12 раз. В качестве крепежа применена шпилька с верхней и нижней гайками и шайбами или болт с головкой и верхней гайкой и шайбами. В опорной раме выполнено отверстие для нажимного винта. В подпятнике также выполнено отверстие под нажимной винт. Отверстие в раме под нажимный винт может быть выполнено с резьбой или с резьбовой бобышкой. Крепеж для скрепления опорного платика и опорной рамы может быть снабжен втулкой со стороны опорной рамы. Каркас опорной рамы может иметь ребра жесткости под опорным платиком с образованием вертикальной полости под крепежные детали с одной открытой боковой стороной Обеспечивается большая надежность опоры компрессорного оборудования. 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Опора компрессорного оборудования, содержащая: опорный платик с отверстиями для установки крепежных деталей; подпятник с отверстиями для установки крепежных деталей и нажимного винта, установленный под опорным платиком; слой эпоксидного компаунда; отбортовку для эпоксидного компаунда; опорную раму, имеющую отверстие для установки крепежных деталей, скрепленную с опорным платиком крепежными деталями с возможностью регулирования высоты его установки над опорной рамой посредством нажимных винтов; опорную поверхность для нажимного винта, отличающаяся тем, что подпятник выполнен в виде пластины, слой эпоксидного компаунда заполняет зазор между подпятником и опорной рамой, образованный отбортовкой, выполненной на опорной раме и образующей нахлест с боковой поверхностью подпятника, подпятник и отбортовка выполнены со скругленными краями (гранями, углами), в качестве крепежных деталей для скрепления опорного платика и опорной рамы применен крепеж, длина которого превышает его диаметр не менее чем в 12 раз, при этом в опорной раме выполнено отверстие для нажимного винта.

2. Опора по п. 1, отличающаяся тем, что опорной поверхностью для нажимного винта служит нижняя поверхность опорного платика, при этом в подпятнике выполнено отверстие под нажимной винт.

3. Опора по п. 1, отличающаяся тем, что опорной поверхностью для нажимного винта служит нижняя поверхность подпятника.

4. Опора по п. 1, отличающаяся тем, что отверстие в раме под нажимной винт выполнено с резьбовой бобышкой.

5. Опора по п. 1, отличающаяся тем, что крепеж для скрепления опорного платика и опорной рамы снабжен втулкой со стороны опорной рамы.

6. Опора по п. 1, отличающаяся тем, что каркас опорной рамы имеет под опорным платиком образованную ребрами жесткости вертикальную полость с одной открытой боковой стороной.

7. Опора по п. 6, отличающаяся тем, что в качестве крепежа для скрепления опорного платика и опорной рамы применена шпилька с верхней и нижней гайками и шайбами, при этом нижняя гайка выполнена с горизонтальной пластиной по размеру вертикальной полости.

8. Опора по п. 6, отличающаяся тем, что в качестве крепежа для скрепления опорного платика и опорной рамы применен болт с верхней гайкой и шайбами, при этом головка болта выполнена с горизонтальной пластиной по размеру вертикальной полости.

9. Опора по п. 1, отличающаяся тем, что компрессорное оборудование выбрано из ряда: поршневой компрессор, винтовой компрессор, центробежный компрессор, привод компрессора.

10. Опора по п. 1, отличающаяся тем, что отбортовка выполнена из тонколистовой стали.