NO339532B1 - Ledeskovlsystem utstyrt med en styremekanisme for en sentrifugalkompressor - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår et skovlsystem forsynt med en føringsmekanisme for en sentrifugekompressor.

Især angår oppfinnelsen et skovlsystem for en sentrifugekompressor med en sylindrisk boks forsynt med et føringssystem.

Blant de tallrike anvendelser av sentrifugekompressorer er slike som krever justerbare skovler ved innløpet av kompressoren, også kjent under forkortelsen IGV (innløpsføringsskovler), godt kjent.

Justerbare skovler (IGV) kan reguleres/dreies for å anbringe dem i passende vinkel i forhold til retningen av innløpsfluidet som skal komprimeres.

Bruken av sentrifugekompressorer i industriproduksjon og synteseprosessorer er godt kjent.

Blant de tallrike anvendelser, er slike som virker med to forskjellige strømmer inne i samme kompressor, for eksempel ved syntese av ammoniakk og metanol også godt kjent.

I sistnevnte anlegg brukes en tofase kompressor hvor den første fasen består av reaksjonsreintegrering og den andre av reaktorresirkulering.

Sugetrykket og sammensetningen er forskjellig i de to strømmene.

Fleksibilitetskontrollen av anlegget er meget betinget av, som i denne konfigurasjon, at reintegreringen og resirkuleringspassasjen er sammenkoplet og det finnes ingen mulighet for å modifisere trykket mellom de to fasene med mindre et antipumpesystem for begge fasene blir installert.

I anlegget av kjent type er kompressoren for syntese av metanol liksom alle kompressorer som brukes i forbindelse med synteseanlegg, forsynt i enkelte tilfeller med et sugekammer forsynt med justerbare skovler (IGV), mens ytelseskontrollen i enkelte tilfeller utføres av reguleringsventilen innbakt i sugekanalen av resirkulerings-fasen.

Sistnevnte løsning anses å være foreldet og har forskjellige ulemper, især når det gjelder effektivitet og kontroll.

EP-A-0072701, US-A-3799694 og US-A-5460484 beskriver vingesystemer for sentrifugalkompressorer hvor to sett av ledeskovler er plassert i luftinnløpskanalen. Det første sett av blader er faste, mens det andre settet er bevegelig for å variere deres orientering.

Et generelt formål med oppfinnelsen er å løse de ovennevnte ulemper i forbindelse med mangelen på effektivitet og styringen som finnes i anlegg av kjent type, ved å tilveiebringe et skovlsystem for sentrifugekompressorer (IGV) som egner seg for forbedret ytelse, kontroll og effektivitet.

Et annet formål med oppfinnelsen er å oppnå en bedre håndtering av anlegget takket være separat kjøring av regenererings- og sirkuleringsstrømmene.

Et annet formål med oppfinnelsen er å oppnå forskjellige operative betingelser for maskinen.

Mekanismen ifølge oppfinnelsen gjør det mulig å inngå installering av en kostbar regulerings ventil.

Videre tillater mekanismen en stor fleksibilitet av prosessreaktoren.

I tillegg blir resirkuleringstrinnet vesentlig forbedret når det gjelder effektiviteten.

Disse og andre fordeler og formål med oppfinnelsen oppnås ved hjelp av et skovlsystem for en sentrifugekompressor forsynt med en føringsmekanisme ifølge krav 1.

Andre spesifikke egenskaper vil fremgå av de avhengige krav.

Skovlsystemet for en sentrifugekompressor ifølge oppfinnelsen omfatter to rekker av skovler som er installert i en rekke inne i en sugekanal, hvor den første rekke av faste skovler egner seg for homogenisering av gasstrømmen som passerer gjennom dem og sender dem til den andre rekke av justerbare skovler. Den andre rekke er forsynt med en føringsmekanisme som omfatter et mekanisk system som egner seg for å variere orienteringen av skovlene.

Oppfinnelsen kjennetegnes av at føringssystemet omfatter kopling av hver justerbare skovl (20') av den andre rekke (20) til en aksel (33) ved hjelp av en første hevarm (51) som egner seg for å motta dreiningen bevirket av en aktuator (70), og hver justerbare skovl (20') er koplet gjennom sin fot (50) produsert i form av en aksel, til den første hevarm (51), som er hengslet i den andre ende til en strekkstang (55) ved hjelp av en dreiende ringtapp (52), hvor strekkstangen (55) i sin tur er hengslet til skiven (53) for å motta dreiebevegelsen fra akselen (33) og akselen (33) er forbundet til skiven (53) ved hjelp av en andre hevarm (84).

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende, der

fig. 1 er et delvis sideriss av en kompressor som omfatter en mekanisme ifølge oppfinnelsen,

fig. 2 viser et skovlsystem ifølge oppfinnelsen,

fig. 3-7 viser forskjellige detaljer av systemet ifølge oppfinnelsen,

fig. 8 og 9 viser henholdsvis i riss og i planriss, en dobbel utveksling av mekanismen av systemet ifølge oppfinnelsen.

På figurene er en sentrifugekompressor 10 forsynt med en aksel 11 hvor en rekke rotorer 12 er forsynt med installerte skovler.

Et sugekammer 13 som gassen blir matet fra til det første trinn av kompressoren ved hjelp av sugekanalen 4 er anbrakt ved innløpet av kompressoren 10.

Et skovlsystem som omfatter to forskjellige rekker av skovler er installert ved innløpet av sugekanalen 14 umiddelbart etter sugekammeret 13.

Et første sett 15 omfatter faste skovler 15' festet til en skovlholder ring 17 ved hjelp av røtter 16 anbrakt i transportøren som i sin tur er koplet til terminaldelen 18' av kompressorkassen 18 ved hjelp av bolter med en tapp 19.

Det andre sett av skovler 20 justeres av to justerbare skovler 20' som også er kjent under IGV (Innløpsskovler).

De justerbare skovler (IGV) kan reguleres/dreies for å anbringe dem i passende vinkel i forhold fluidets retning som blir ført til kompressoren, for å variere kompressorens innløpsstrømningsrate.

Det andre sett 20 av justerbare skovler 20' mottar en strøm homogenisert av det første sett av faste skovler 15 og blir anbrakt nedstrøms av det første sett i kanalen 14.

Det andre sett 20 av justerbare skovler 20' er forsynt med et mekanisk system 30 som egner seg for regulering av de justerbare skovler 20' orientering for å variere innfallsvinkelen av rotoren og således modifisere strømningsstigningen og utløpstrykket, uansett reintegreringsfasen.

Det mekaniske systemet er delvis anbrakt inne i terminaldelen 18' av kompressorkassen 18 og passerer gjennom denne for å kople seg til en aktuator 70, fortrinnsvis av de pneumatiske type, anbrakt utenfor kassen.

Det mekaniske system 30 er tenkt å koples til hver justerbare skovl 20' av det andre sett 20, til en aksel 33 ved hjelp av en første hevarm 51 som egner seg for å motta dreiningen som utføres av aktuatoren 20 og overføre den til skovlene 20'.

Den kinematiske kjede av det mekaniske system 30 for å føre de justerbare skovler 20' av det andre sett 20, omfatter derfor forbindelsen av hver justerbare skovl 20' ved hjelp av dens fot 50, produsert i form av en akse, til den første hevarm 51 som i sin tur er forbundet til en dreiende ringtapp 52, til en skive 53.

Skiven 53 mottar dreiebevegelsen fra akselen 33 ved hjelp av en andre hevarm 81 koplet til den motsatte side av skiven 53.

På fig. 8 og 9 er det vist den første hevarm 51 og fig. 6 viser den andre hevarm

81 ført til skiven.

Den første hevarm 51 omfatter en arm 54 festet i en ende til foten av den justerbare skovl 20' og hengslet i den andre ende til en stang 55 ved hjelp av en dreiende ringtapp 56.

Strekkstangen 55 er i sin tur hengslet til skiven 53 som nevnt, for å motta dreiebevegelsen fra akselen 33.

På samme måte omfatter den andre hevarm 81 en arm 84 festet til den ene ende av akselen 33 og hengslet i den andre ende til strekkstangen 85 ved hjelp av den dreiende ringtapp 86.

Strekkstangen 85 er i sin tur hengslet til skiven 53 som nevnt, for å motta dreiebevegelsen fra akselen 33.

Akselen 33 som kommer i kontakt med strekkstangen 85, er forsynt med en anleggskant 34 som hviler på bøssinger 38 belagt med et antifriksjonsmiddel.

Akselen er fortrinnsvis delt i to deler, en første del 33' mot skovlene og en andre del 33" koplet sammen ved hjelp av skjøten 57 for demontering og vedlikehold.

En ring 41 er plassert i enden av den første del 33' av akselen 33 nær skjøten, og forsynt med teflonskiver 37 og en fjær for å holde prosessgassen inne i kassen 18.

En annen ring 41 er forsynt med o-ringskiver 36 anbrakt nedstrøms for å holde smøremiddeldampene 40.

Antiekstruderingsringer, for eksempel av teflon og ladningsfjærer 37, også av teflon, er også brukt for å lukke enden av den første del 33' for akselen 33.

Akselen er forsynt med bøssinger belagt med et antifriksjonsmateriale 38 for forbedret dreining og med minst én tetningsring 44 som tjener til å holde smusspartikler og slam ut av kassen.

En spiralspole 39 omslutter aksellegemet for å holde det oppreist og hviler på et legeme 35 som skyves mot selve akselen ved hjelp av innlagte antifriksjonsbøssinger 38.

Enden av den andre del 33" av akselen 33 som fremspringer uten at kassen 18 er forbundet til aktuerings- og styresystemet 60 som overtar aktuatoren 70 som overfører dreining, en tredje hevarm 61 vesentlig lik den første og andre hevarm 51 og 81 og et avlesningssystem for skråningsvinkelen av skovlene 20'.

Avlesningssystemet aktiveres ved hjelp av aktuatoren og forsyner akselen og følgelig skovlene med en dreiebevegelse og avlesningen av orienteringen av skovlene 20' utføres ved hjelp av en referanseindeks 63 festet til hevarmen 61 og som samvirker med et gradert merke 42 for eksempel festet til ringen 41.

På denne måte er det mulig å regulere og frembringe den forhåndsdefinerte dreining både med og mot utviseren til skovlene 20' av den andre rekke skovler 20 for å optimalisere effektiviteten av strømmen som skal dreneres.

Claims (10)

1. Skovlsystem for en sentrifugalkompressor (10) som omfatter to rekker (15, 20) av skovler (15', 20') installert i en rekke inne i en sugekanal (14), idet den første rekke (15) av faste skovler (15') egner seg for homogenisering av gasstrømmen som passerer gjennom dem og sender dem til den andre rekke (20) av justerbare skovler (20'), idet den andre rekke er forsynt med en føringsmekanisme som omfatter et mekanisk system (30) som egner seg for å variere orienteringen av skovlene (20'),karakterisert vedat føringssystemet (30) omfatter kopling av hver justerbare skovl (20') av den andre rekke (20) til en aksel (33) ved hjelp av en første hevarm (51) som egner seg for å motta dreiningen bevirket av en aktuator (70), og hver justerbare skovl (20') er koplet gjennom sin fot (50) produsert i form av en aksel, til den første hevarm (51), som i sin tur er forbundet til en skive (53) ved hjelp av en dreiende ringtapp (52), som mottar den roterende bevegelsen frembrakt av akselen hvor den nevnte første hevarm er en dobbel hevarm (51) omfattende en hevarm (54) som i den ene enden er festet til foten til den justerbare skovlen (20') og hengslet i den andre enden til en strekkstang (55) ved hjelp av en dreiende ringtapp (56) hvor strekkstangen er hengslet til skiven (53) for å motta dreiebevegelsen fra akselen (33) og akselen (33) er forbundet til skiven (53) ved hjelp av en andre hevarm (81).

2. Skovlsystem ifølge krav 1,karakterisert vedat den første rekke (15) av faste skovler (15') er festet ved hjelp av røtter (16) til strukturen (17) av diffusoren som i sin tur er forbundet til terminaldelen (18') av kompressorkassen (18).

3. Skovlsystem ifølge krav 1,karakterisert vedat den andre rekke (20) av justerbare skovler (20') er forsynt med det mekaniske system (30), aktiveres av en aktuator (70), fortrinnsvis av den pneumatiske type som egner seg for å variere orienteringen av skovlene for å variere innfallsvinkelen på rotoren og således modifisere strømningsgradienten og utløpstrykket.

4. Skovlsystem ifølge krav 4,karakterisert vedat akselen (33) er forsynt med en anleggskant (34) som hviler på bøssinger (38) belagt med et antifriksjonsmiddel.

5. Skovlsystem ifølge krav 4,karakterisert vedat akselen er delt i to deler, en første del (33') mot skovlene og en andre del (33") utover, og koplet sammen ved hjelp av skjøten (57).

6. Skovlsystem ifølge krav 10,karakterisert vedat en ring (41) er anbrakt i enden av den første del (33') av akselen (33), nær skjøten (57), forsynt med teflonskiver (37) som er energisert med en fjær for å holde prosessgassen inne i kassen (18) og en annen ring (41) forsynt med o-ringskiver (36) anbrakt nedstrøms for å holde smøremiddeldamp (40).

7. Skovlsystem ifølge krav 4,karakterisert vedat akselen (33) også er forsynt med minst én tetningsring (44) som tjener til å holde smusspartikler og sand ute av kassen (18).

8. Skovlsystem ifølge krav 4,karakterisert vedat det også finnes en spiralspole (39) som omslutter aksellegemet (33) for å holde den oppreist og som hviler på et holdelegeme (35) som gnir mot selve akselen, med antifriksjonsbøssinger (38).

9. Skovlsystem ifølge krav 4,karakterisert vedat enden av den andre del (33") av akselen (33) som fremspringer utenfor kassen (18) er koplet til et aktueringsstyresystem (60) som omfatter aktuatoren (70) som overfører dreining ved kommando av en tredje hevearm (61) vesentlig lik de første to hevearmer (51, 81) og et avlesningssystem av skråvinkelen av skovlene (20').

10. Skovlsystem ifølge krav 14,karakterisert vedat avlesningen av orienteringen overført til skovlene (20') hvor den andre rekke (20) utføres ved hjelp av en referanseindeks (63) festet til en tredje hevearm (61) og som samvirker med et gradert skilt (42) for eksempel festet til ringen (41).