Винтовая компрессорная установка Российский патент 2025 года по МПК F04C29/00 B60R99/00 

Изобретение относится к компрессоростроению и может быть использовано для производства и подачи сжатого воздуха на производственные участки и в воздушные резервуары для замедлителей железнодорожного транспорта.

Известна винтовая электро-компрессорная установка для электропоездов и/или электровозов (см. RU 49776 U1, 10.12.2005), включающая корпус, внутри которого размещены электродвигатель, связанный с электрокомпрессорной головкой, а также маслоотделитель и масляный радиатор. Электрокомпрессорная головка выполнена в виде винтовой двухвальной ротационной машины, где ведущий и ведомый валы представляют собой профилированные винты и заключены в общем корпусе. Однако структура известной установки не обеспечивает возможность оперативного регулирования или замены отдельных ее компонентов.

Известен двухступенчатый безмасляный винтовой компрессор (см. CN 101900101 B, 01.12.2010), в котором основной корпус служит для охлаждения через промежуточный охладитель, приводимый в действие сжатым воздухом после сжатия ступени низкого давления, а также охлаждается рециркулятором, приводимым в действие сжатым воздухом после охладителя ступени высокого давления. Патентная документация описывает водоохлаждаемый пласт с двумя ступенями охладителя и обратного охладителя. Недостатком данного решения является то, что система охлаждения с использованием воды повышает риск коррозии и требует дополнительных мер по защите от этого.

Известна винтовая компрессорная установка (см. RU 2011100838 A, 20.07.2012), содержащая винтовой компрессор, в котором вал винтового ротора размещен с возможностью поворота для сжатия целевого газа вместе со смазывающей текучей средой ротора с охватываемым/охватывающем взаимным зацеплением в роторной камере, образованной в корпусе, удерживается подшипником, установленным в подшипниковом пространстве, сформированном в корпусе, и смежном с роторной камерой, и который включает в себя уплотнительный элемент, который изолирует подшипниковое пространство от роторной камеры; коллектор, отделяющий смазывающую текучую среду ротора, который отделяет смазывающую текучую среду ротора от целевого газа, выпущенного из винтового компрессора; средство подачи смазывающей текучей среды ротора, которое вводит смазывающую текучую среду ротора, отделенную коллектором, отделяющим смазывающую текучую среду ротора, в роторную камеру; систему смазки подшипника, которая подает смазывающую текучую среду подшипника в подшипниковое пространство и возвращает в подшипниковое пространство смазывающую текучую среду подшипника, выпущенную из подшипникового пространства. Введение смазывающей текучей среды в роторную камеру через систему подачи может повысить риск утечек и неисправностей в установке. Также разделение смазывающей текучей среды и целевого газа может привести к потере эффективности и увеличению энергопотребления в сравнении с более интегрированными решениями.

Прототипом изобретения является компрессорная установка винтовая для электроподвижного состава (см. RU 90391 U1, 10.01.2010), характеризующаяся тем, что она содержит корпус с откидной крышкой, в котором расположена выдвижная роликовая тележка, на которой установлены электродвигатель, электрокомпрессорная головка, связанная с ним, маслоотделитель и масляный радиатор в кожухе, причем электрокомпрессорная головка выполнена винтовой.

Техническая проблема, решение которой обеспечивается при осуществлении изобретения, и которая не могла быть решена при осуществлении или использовании аналогов, и в частности у прототипа, заключается в ограниченной возможности регулирования производительности. Отсутствие эффективных средств для быстрой и точной регулировки производительности в зависимости от изменяющихся условий работы. Также не решена проблема с шумом и вибрациями. Недостаточные средства для снижения уровня шума и вибраций, что может ограничивать места установки и использования.

Техническим результатом изобретения является быстрый выход на номинальный режим производительности за счет высокотехнологичных агрегатов, таких как электродвигатель высокой мощности (132 кВт) и винтовой блок с двумя шнековыми парами высокой степени сжатия (2800 л/мин), а также легкий доступ ко всем частям установки при обслуживании и ремонте за счет того, что винтовая компрессорная установка находится в корпусе. С корпуса легко демонтируются все боковые крышки (панели) для быстрого доступа к любому агрегату установки.

Этот технический результат обеспечивает более высокий уровень мощности рабочей среды и позволяет снизить энергопотребление за счет потерь давления в системе. Устранение необходимости использования трубопроводов также может уменьшить освещение и улучшить надежность системы.

Технический результат достигается тем, что винтовая компрессорная установка для производства и подачи сжатого воздуха на сортировочных горках железнодорожного транспорта, содержащая корпус с откидной крышкой, электродвигатель, винтовой блок, теплообменник, масляный бак с сепаратором, соединенный масляными трубопроводами с винтовым блоком, фильтр воздушный, согласно изобретению, снабжена потолочным осевым вентилятором, установленным в верхней части корпуса для выброса горячего воздуха наружу, пультом для управления работой установки, расположенным снаружи корпуса, антивибрационной рамой, установленной внутри корпуса на виброгасящих подушках, при этом электродвигатель имеет мощность 132 кВт и закреплен на антивибрационной раме, винтовой блок также закреплен на антивибрационной раме рядом с электродвигателем, выполнен с обеспечением высокой степени сжатия воздуха и состоит из винтовых роторов, установленных с возможностью вращения в камерах с уменьшением объем воздуха и повышением его давления, теплообменник расположен на корпусе для охлаждения воздуха и выполнен с возможностью выброса горячего воздуха наружу, корпус выполнен с защитным кожухом и отверстием для трубопровода вывода сжатого воздуха в магистраль, откидные крышки выполнены шумоизоляционными для обеспечения безопасности во время работы.

Основной задачей винтовой компрессорной установки является простая схема организации управления установкой. Данная задача решается благодаря использованию собственного программного обеспечения (ПО), контролирующего все параметры во время работы установки. Благодаря ПО осуществляется единая цепь работы установки, формируются технические показания работы установки с последующим отображение данных на пульте управления.

Винтовая компрессорная установка для производства и подачи сжатого воздуха на сортировочных горках железнодорожного транспорта состоит из:

- оборудования высокой мощности, содержащего электродвигатель высокой мощности и винтовой блок высокой степени сжатия воздуха. Электродвигатель обладает мощностью 132 кВт и закрепляется на антивибрационной раме;

- винтового блока высокой степени сжатия воздуха, состоящего из винтовых роторов, которые вращаются в специальных камерах, уменьшая объем воздуха и повышая его давление. Винтовой блок закрепляется на антивибрационной раме;

- теплообменника охлаждения винтовой компрессорной установки, который служит для охлаждения винтовой компрессорной установки;

- масляного бака с сепаратором, который служит для отделения воздуха от масляных частиц;

- вентилятора, который имеет осевую конструкцию, то есть ось вращения направлена вдоль продольной оси вентилятора и служит для выброса горячего воздуха наружу;

- корпуса, включающего в себя защитный кожух, откидные шумоизоляционные крышки для обеспечения безопасности во время работы. В корпусе имеется отверстие трубопровода для вывода сжатого воздуха в магистраль;

- раму, установленную внутри корпуса с использованием виброгасящих подушек;

- пульт управления.

Винтовая компрессорная установка поясняется чертежами, где представлена винтовая компрессорная установка в корпусе и внутренняя часть (без корпуса).

На фиг. 1 изображен общий вид, лицевая сторона.

На фиг. 2 изображен общий вид без откидной крышки.

На фиг. 3 изображен общий вид со стороны отвода воздуха.

На фиг. 4 изображен общий вид, вид сверху.

На фиг. 5 изображены агрегаты внутри корпуса, общий вид.

На фиг. 6 изображены агрегаты, вид сверху.

На фиг. 7 изображен узел трубопровода отвода сжатого воздуха.

Винтовая компрессорная установка содержит корпус (3) с откидным шумоизоляционными крышками для обеспечения безопасности во время работы установки. Так же в корпусе (3) есть отверстие трубопровода (2) выхода сжатого воздуха в магистраль. Винтовой блок высокой степени сжатия (1) располагается на раме силовых агрегатов (10), установленной внутри корпуса (3) на виброгасящих подушках (амортизаторах) (20) для наименьшей вибрации, закрепленных болтами М16 (16). Электродвигатель (4) также располагается рядом с винтовым блоком высокой степени сжатия (1) на раме силовых агрегатов (1), установленной внутри корпуса (3) на виброгасящих подушках (амортизаторах) (20) для наименьшей вибрации закрепленных болтами М16 (16). На фиг.7 (1:4) показан узел трубопровода (2) выхода сжатого воздуха, состоящий из адаптера (21) для соединения, шпильки М10×150 (18), гайки крепления шпильки М10 (14), гайки крепления шпильки М12 (9), контргайки 50 (7), пластины 8×1×16 (12), четырех гаек М8 (13), четырех болтов М8 (11), пластины 8х1х16 (5). На верхней части корпуса (3) расположен потолочный вентилятор осевой (23), закрепленный болтами М10×30 (6) и гайками М10 (8), для выброса горячего воздуха наружу. В корпусе (3) расположен теплообменник (25), закрепленный болтами М12×35 (17) и гайками М12 (15), для охлаждения воздуха винтовой компрессорной установки. На раме силовых агрегатов (10) расположен маслобак (30) для подачи масла в винтовой блок высокой степени сжатия (1). Между теплообменником (25) и маслобаком (30) располагается трубопровод воздушный (28) для охлаждения воздуха в установку. Также между теплообменником (25) и маслобаком (30) располагаются трубопроводы масляный (26, 27) для охлаждения масла в установке. Между патрубком (28) и теплообменником расположен адаптер (22) для соединения. В корпусе (3) расположен фильтр воздушный (29) для фильтрации подаваемого воздуха в винтовой блок высокой степени сжатия (1) от посторонних частиц, пыли и грязи. На корпусе (3) снаружи располагается пульт управления (19) работы все винтовой компрессорной установки и рядом с пультом управления (19) расположена аварийная кнопка остановки всей работы винтовой компрессорной установки (24).

В винтовой компрессорной установке между собой связаны следующие элементы:

Корпус (3). Защитный кожух, который содержит основные компоненты установки и обеспечивает безопасность работы.

Винтовой блок высокой степени сжатия (1). Основной рабочий элемент, отвечающий за сжатие воздуха. Рама силовых агрегатов (10) - конструктивный элемент, который держит винтовой блок и электродвигатель.

Электродвигатель (4), обеспечивает привод вращения винтового блока.

Отверстие трубопровода (2) выхода сжатого воздуха предназначено для вывода сжатого воздуха в магистраль.

Виброгасящие подушки (амортизаторы) (20) размещены между рамой силовых агрегатов и корпусом для уменьшения вибрации.

Теплообменник (25), закрепленный в корпусе для охлаждения воздуха винтовой компрессорной установки.

Маслобак (30), размещенный на раме силовых агрегатов для подачи масла в винтовой блок.

Трубопроводы воздушный (28) и масляные (26, 27) служат для охлаждения воздуха и масла в установке.

Фильтр воздушный (29) расположен в корпусе для фильтрации воздуха, подаваемого в винтовой блок.

Потолочный вентилятор осевой (23) расположен на верхней части корпуса для выброса горячего воздуха наружу.

Пульт управления (19) расположен снаружи корпуса для управления работой всей установки.

Аварийная кнопка (24) расположена рядом с пультом управления для немедленной остановки работы всей установки в случае чрезвычайной ситуации.

Каждый из этих элементов выполняет определенную функцию в рамках работы винтовой компрессорной установки, их совокупность обеспечивает эффективное и безопасное функционирование устройства. Взаимное расположение элементов поясняется фиг. 5 Единство всей конструкции винтовой компрессорной установки обеспечивается взаимодействием и взаимозависимостью различных конструктивных элементов, каждый из которых выполняет свою уникальную функцию в целях создания, обработки и подачи сжатого воздуха. Рама служит основой для размещения винтового блока, электродвигателя, теплообменника, маслобака и других элементов. Это обеспечивает устойчивость, поддерживает вес оборудования и поглощает вибрации. Рама выполняется из стали что обеспечивает прочность и устойчивость.

Винтовая компрессорная установка включает:

- корпус установки - состоит из стали;

- раму силовых агрегатов (10) - состоит из стали;

- электродвигатель - состоит из алюминия, меди и стали;

- винтовой блок - состоит из стали;

- масляный бак - состоит из стали;

- теплообменник - состоит из алюминия;

- фильтр воздушный - состоит из бумаги;

- трубопровод - состоит из стали;

- виброгасящие подушки - состоят из резины;

- потолочный вентилятор осевой - состоит из пластика и стали.

Винтовая компрессорная установка размещается в компрессорном помещении и выполняет функцию производства и подачи сжатого воздуха на сортировочных горках железнодорожного транспорта.

Преимущества винтовой компрессорной установки перед существующими в эксплуатации компрессорными установками, находящимися в эксплуатации:

- длительная работа без технического обслуживания;

- простая схема организации управления установкой;

- повышенная надежность и безопасность в эксплуатации (меньшее кол-во деталей и подвижных частей);

- высокая ремонтопригодность и улучшенная экономичность в эксплуатации обслуживания (при менее стандартных и допустимых комплектующих российского производства);

- быстрый выход на номинальный режим производительности;

- многократное включение и выключение в течение рабочей смены;

- эксплуатация установки не требует наличие высоко квалифицирующего персонала для монтажа и наладки планового технического обслуживания;

- низкий уровень шума и вибрации, достигается за счет применения звукоизолирующих и звукопоглощающих покрытий и дополнительных звукогасящих акустических обтекателей (могут устанавливаться в рабочих помещениях);

- увеличенных срок межтехнического обслуживания и период безремонтной работы;

- легкий доступ ко всем частям установки при обслуживании и ремонте;

- прямое соединение компрессорной ступени резервуара масляного сепаратора исключает использование трубопроводов, что влечет за собой снижение потери давления.

Изобретение относится к винтовой компрессорной установке для производства и подачи сжатого воздуха на сортировочных горках железнодорожного транспорта. Установка содержит корпус с откидными крышками, электродвигатель, винтовой блок, теплообменник, масляный бак с сепаратором, соединенный масляными трубопроводами с винтовым блоком, фильтр воздушный. Установка снабжена потолочным осевым вентилятором, установленным в верхней части корпуса, пультом для управления работой установки, расположенным снаружи корпуса, антивибрационной рамой, установленной внутри корпуса на виброгасящих подушках. Электродвигатель имеет мощность 132 кВт. Электродвигатель и винтовой блок закреплены на антивибрационной раме. Винтовой блок выполнен с обеспечением высокой степени сжатия воздуха и состоит из винтовых роторов. Теплообменник расположен на корпусе для охлаждения воздуха и выполнен с возможностью выброса горячего воздуха наружу. Корпус выполнен с защитным кожухом и отверстием для трубопровода вывода сжатого воздуха в магистраль. Откидные крышки выполнены шумоизоляционными. Изобретение направлено на обеспечение высокого уровня мощности и снижения энергопотребления за счет потерь давления в системе. 7 ил.

Винтовая компрессорная установка для производства и подачи сжатого воздуха на сортировочных горках железнодорожного транспорта, содержащая корпус с откидной крышкой, электродвигатель, винтовой блок, теплообменник, масляный бак с сепаратором, соединенный масляными трубопроводами с винтовым блоком, фильтр воздушный, отличающаяся тем, что установка снабжена потолочным осевым вентилятором, установленным в верхней части корпуса для выброса горячего воздуха наружу, пультом для управления работой установки, расположенным снаружи корпуса, антивибрационной рамой, установленной внутри корпуса на виброгасящих подушках, при этом электродвигатель имеет мощность 132 кВт и закреплен на антивибрационной раме, винтовой блок также закреплен на антивибрационной раме рядом с электродвигателем, выполнен с обеспечением высокой степени сжатия воздуха и состоит из винтовых роторов, установленных с возможностью вращения в камерах с уменьшением объем воздуха и повышением его давления, теплообменник расположен на корпусе для охлаждения воздуха и выполнен с возможностью выброса горячего воздуха наружу, корпус выполнен с защитным кожухом и отверстием для трубопровода вывода сжатого воздуха в магистраль, откидные крышки выполнены шумоизоляционными для обеспечения безопасности во время работы.