RO132876A0 - Compresor de gaze, orizontal, cu piston cu autoridicare - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la un compresor de gaze orizontal, cu piston cu autoridicare, utilizat în aplicaţii industriale de comprimare a gazului din rafinărie, petrochimie, industria chimică, înmagazinare, comprimare, transport gaz metan sau comprimare aer. Compresorul conform invenţiei este alcătuit dintr-un carter (29) în care este montat un arbore (28) cotit, o bielă (27) fixată într-un cap (26) de cruce printr-un bolţ (25) care antrenează, prin mişcare alternativă într-un corp (23) cap de cruce, o tijă (7) piston, în nişte piese (21 şi 22) de distanţă, şi un corp (8) cilindru care conţine o cămaşă (6) cilindru, în care se deplasează rectiliniu şi alternativ un piston (11) îmbunătăţit, prevăzut cu capete drepte şi camere de comprimare înclinate în nişte zone (m şi k), cu acelaşi unghi şi în acelaşi plan, cu o zonă (p) de la un cap (32) de chiulasă şi, respectiv, o zonă (n) de la un cap (33) de chiulasă, şi nişte magneţi (30) fixaţi pe un piston (11), şi nişte magneţi (31) fixaţi într-un cilindru (8) şi pe exteriorul şi în partea inferioară a unei cămăşi (6), prin care se realizează autoridicarea şi alunecare cu frecare redusă a unui piston (11) pe lungimea cursei.

Description

Invenția se refera la un compresor de gaze orizontal echipat cu cilindrii si pistoane cu autoridicare utilizat in aplicații industriale de comprimare a gazului din rafinărie, petrochimie, industria chimica, inmagazinare, comprimare, transport gaz metan sau comprimare aer, etc.

Stadiul tehnicii: sunt cunoscute soluțiile generale de fabricație a compresoarelor de gaze orizontale, cu piston si in special cele referitoare la:

brevet nr. WO 2014139565 A1, apartinand Howden Thomassen Compressors BV, cu data publicării 18.09.2014, inclusiv brevetele citate in aceasta, care include o soluție tehnica pentru compresor orizontal cu piston echipat cu pistoane care se autoridica si aluneca pe perna de gaz; cerere de brevet de invenție nr A2015 00959, apartinand Compressor Pump Industrial inventator Prodan Marian, publicata la 30.06.2017 in BOPI 6/2017 referitoare la cilindru compresor orizontal cu piston cu capete înclinate;

Dezavantaje brevet nr. WO 2014139565 A1:

- gazul utilizat ca perna de gaz provine din gazul fierbinte din camera de comprimare, care va parcurge golul pistonului fara răcire si va ajunge in cealalta camera de comprimare amestecanduse cu gazul aspirat rece, la care va aparea o creștere a temperaturii de aspirație din cauza amestecului de gaz rece aspirat cu gaz fierbinte din perna de gaz;

- gazul fierbinte din perna de gaz va aduce un aport suplimentar de căldură in zona benzilor portante la evacuarea prin orificiile pernei de gaz, împiedicând cedarea căldurii pe ciclul de aspirație cu gaz rece, către gazul aspirat; creșterea temperaturii la nivelul benzilor portante din teflon grafitat sau alt material, creste viteza de uzura a acestora;

orificiile de evacuare a gazului din partea inferioara a pistonului traversează benzile portante care pot realiza condiția de perna de gaz daca sunt executate dintr-o singura bucata, cu fretaj pe piston, soluție complicata din punct de vedere constructiv;

orificiul de aspirație, cu sau fara supapa si orificiul sau orificiile de refulare, cu sau fara supapa, din partea inferioara a pistonului pentru realizarea pernei de gaz se pot înfunda foarte ușor cu contaminantul din gaz, condiție in care, realizarea pernei de gaz nu mai este posibila ;

- contaminantul care pătrunde in interiorul pistonului nu poate fi curatat decât cu oprirea compresorului si demontarea completa a subansamblului pistonului;

- condiția de laminare a gazului cu realizarea unei perne de gaz presupune îndeplinirea condițiilor reciproce ale suprafețelor in contact cu abateri de forma de ordinul micronilor, condiție imposibil de realizat in practica pentru compresoare de proces de dimensiuni medii si mari la care brevetul face referire;

a 2018 00406

08/06/2018

- pierderea de gaz din debitul compresorului,pentru realizarea pernei de gaz, este considerabila si in cazul in care exista cate un orificiu prevăzut la fiecare banda portanta; in cazul in care 2 orificii nu pot satisface, din punct de vedere al portantei, orice dimensiune de piston din cauza suprafeței mici a pernelor de gaz realizata de cele doua orificii este consemnata si varianta de realizare a pernei de gaz cu mai multe orificii la fiecare banda portanta, care va avea ca efect pierderi de debit si mai mari;

- variația presiunii gazului pe lungimea cursei in timpul comprimării si a creșterii presiunii de la valoarea presiunii de aspirație pana la valoarea presiunii de refulare, va realiza o pulsație si o variație a presiunii gazului din interiorul pistonului, implicit a presiunii gazului la evacuarea acestuia prin partea inferioara a pistonului pentru realizarea pernei de gaz, cu discontinuitate in pastrarea condițiilor de laminare a gazului, cu realizarea pulsatorie a pernei de gaz intre piston si camasa cilindrului pe lungimea cursei si cu diminuarea pulsatorie a efectului de autoridicare.

Dezavantajele cererii de brevet de invenție nr A2015 00959:

- nu permite realizarea unui compresor orizontal cu pistoane cu camere de comprimare înclinate, la care sa fie posibila autoridicarea pistonului cu capete drepte in camere de comprimare înclinate.

Problema pe care o rezolva invenția se refera la realizarea unui compresor de gaze orizontal, echipat cu cilindrii si pistoane cu dubla acțiune cu capete drepte si camere de înclinare înclinate, la care sa se realizeze autoridicarea pistonului in camera de comprimare inclinata, cu modificări constructive minime, pentru un piston cu cap drept in varianta clasica, aplicabila la compresoare existente sau la compresoare noi.

Compresorul de gaze, orizontal, cu piston cu autoridicare, înlătură dezavantajele de mai sus prin aceea ca utilizează pistoane cu capete drepte si camere de înclinare înclinate, cate una la fiecare capat al pistonului, împreuna cu cap de chiulasa cu fata inclinata fixat pe chiulasa existenta si echiparea suplimentara a pistonului si a cilindrului cu sectoare de sprijin formate din magneți permanenti pentru ghidarea suplimentara a pistonului pe lungimea cursei, in interiorul cilindrului, pe perna magnetica pentru reducerea acțiunii greutății si a forțelor de frecare, inclusiv a uzurilor.

Compresorul de gaze orizontal, cu piston cu autoridicare, are următoarele avantaje:

- soluția constructiva a compresorului cu piston cu cap drept si cu camere de comprimare înclinate si perna magnetica, reduce greutatea pistonului, forța de frecare si uzura , in condiții simplificate, indiferent de aplicație si marimea compresorului, pastrand forma pistonului cu cap drept;

- autoridicarea pistonului si a tijei in compresor nu este influențată de contaminatul din gaz in condiții normale ce se regăsesc in mod curent in operare;

a 2018 00406

08/06/2018

- autoridicarea pistonului si a tijei in compresor nu se produce cu pierdere de debit din refulare către aspirație;

- autoridicarea pistonului in compresor se realizează cu acțiune directa a presiunii pe suprafața inclinata a capului pistonului si prin alunecarea pe perna magnetica;

- nu este necesara presurizarea pistonului pentru autoridicarea acestuia;

- nu se încălzește gazul din aspirație cu gazul din refulare;

- autoridicarea pistonului in compresor se poate dimensiona in funcție de condițiile tehnice de operare si dimensionale ale compresorului existent sau ale unui proiect de compresor nou cu posibilitatea de a utiliza împreuna sau separat soluțiile de autoridicare cu piston cu camera de comprimare inclinata si/sau cu perna magnetica;

- se pastreaza in totalitate lungimea efectiva a pistonului si poziționarea si dimensionarea existenta a canalelor pentru benzi portante si segmenti, inclusiv restricțiile existente impuse de poziția relativa a pistonului in cilindru si a ferestrelor supapelor, fara necesitatea modificării poziției relative a acestora, cu menținerea disponibilității de realizare a camerei de comprimare înclinate in capul pistonului;

- se extinde posibilitatea de alunecare a pistonului in camasa, cu frecare redusa, pe toata lungimea cursei prin introducerea pernei magnetice, cu posibilitatea realizării simultane sau separate, a efectului de autoridicare in oricare din configurația aleasa si in funcție de necesitați si/sau de condițiile tehnice disponibile pentru care adaptarea este mai simpla de aplicat;

Se da in continuare un exemplu de realizare a invenției, in legătură cu figurile 1-3, care reprezintă:

- fig. 1: secțiune prin compresor de gaze, orizontal, cu piston cu autoridicare;

- fig. 2: detaliu secțiune prin cilindrul compresorului de gaze, orizontal, cu piston cu autoridicare, cu capete înclinate si camere de comprimare înclinate, echipat cu magneți permanenti;

- fig. 3: secțiune transversala prin piston si camasa cilindru, echipate cu magneți permanenti;

Compresorul de gaze, orizontal, cu piston cu autoridicare alcătuit din: un carter (29) in care este montat un arbore cotit (28), o biela (27) fixata intr-un cap de cruce (26) printr-un boit (25) care antrenează prin mișcare alternativa intr-un corp cap de cruce (23) o tija piston (7), in niște piese de distanta (22 si 21) si un corp cilindru (8). Separarea uleiului din carter se face printr-o caseta raclor ulei (24) iar etansarea gazelor din camera de comprimare se face printr-o caseta etansare auxiliara pe gaz (20) si o caseta etansare principala pe gaz (1). Aspirația si refularea gazului comprimat se face prin niște supape (14 si 18) care sunt fixate prin niște capace supapa (15 si 19). Un cilindru compresor (8) conține o camasa cilindru (6), in care se deplasează rectiliniu si alternativ un piston imbunatatit (11) echipat cu niște bucșe de ghidare (5 si 12), prevăzut cu capete drepte si camere de comprimare înclinate (k) si (m), cu același a 2018 00406

08/06/2018 unghi si in același plan cu zona (n) de la un cap de chiulasa (32) montat pe o chiulasa (17) si respectiv zona (p) de la un cap de chiulasa (33) montat pe o chiulasa (2), prin care se realizează autoridicarea unui piston (11) pe lungimea cursei. Un piston (11) este fixat pe o tija piston (8) printr-o piulița de capat (13) si este echipat cu niște benzi portante (10) pentru ghidare, poziționate in niște canale ale unui piston (11) pentru a asigura susținerea unui piston (11) si a unei tijei piston (7), fara contact direct cu o camasa (6) si niște segmenti piston (9) amplasați in niște canale dintr-un piston (11) pentru asigurarea comprimării gazului si etansarea unui piston (11) intr-un cilindru (8), pe lungimea cursei.

In vederea suplimentarii efectului de autoridicare si alunecare cu frecare redusa se folosesc niște magneții (30) fixați pe un piston (11) si niște magneții (31) fixați intr-un cilindru (8) si pe exteriorul si in partea inferioara a unei camasii (6).

Aspirația gazului se face prin niște supape (14 ) pe lungimea cursei de deplasare a unui piston (11) intr-un cilindru (8) si cu comprimarea gazului pe cursa de întoarcere a unui piston (11), cu autoridicarea acestuia realizata de acțiunea presiunii gazului intr-o camera înclinată, pana la căpătui cursei, când se deschid niște supape de refulare (18); acțiunea de autoridicare este concomitenta si opusa ca eveniment pe cursa dubla a unui piston (11) cu efect prezent si alternativ la fiecare secvența de comprimare pe deplasarea alternativa a unui piston (11) când se realizează aspirația in capul unui cilindru (8) dinspre o chiulasa (17), concomitent cu comprimarea gazului intre un piston (11) si o chiulasa (2) si un cap chiulasa (33) si, respectiv, aspirația gazului pe cursa de întoarcere a unui piston (11) prin niște supape de aspirație (14) si comprimarea gazului intre un piston (11) si o chiulasa (17) si cap un chiulasa (32).

Claims (4)

1. Compresor de gaze, orizontal, cu piston cu autoridicare pentru comprimarea gazului , prevăzut cu carter (29), arbore cotit (28) glisiera (26), piesa de distanta (23), cilindru (8), tija (7), caseta raclor ulei (24), caseta auxiliara pe gaz (20), caseta principala pe gaz (1), supape de aspirație (14) si supape de refulare (18 ) caracterizat prin aceea ca este echipat cu un piston (11) cu mișcare alternativa, prevăzut cu niște magneți permanenti (30) dispusi in partea inferioara a pistonului, pe doua sau mai multe rânduri si capete drepte cu camere înclinate (m) si (k) si care formează, împreuna cu zona (n) de la un cap chiulasa înclinat (32) si zona (p) de la un cap chiulasa înclinat (33), doua camere de comprimare a gazului, înclinate in cilindrul (8), cate una la fiecare capat al cilindrului (8) si niște magneți permanenti (31) fixați in cilindru (8) sub camasa (6), cu câmp magnetic opus fata de niște magneți permanenti (30) fixați in partea inferioara a pistonului (11) care creeaza efecte concomitente de autoridicare si alunecare, fara frecare sau cu frecare redusa;

2. Compresor de gaze, orizontal, cu piston cu autoridicare pentru comprimarea gazului, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea ca un cilindrul (8) conține la un capat sau la ambele capete niște camere de comprimare înclinate, realizate dintr-un piston (11) cu capete drepte si doua camere de comprimare înclinate (m) si (k) intr-un piston (11), la ambele capete si un cap chiulasa înclinat (32) fixat pe o chiulasa (17) si un cap chiulasa înclinat (33) fixat pe o chiulasa (2) la celalalt capat, respectiv zonele (n) si (p), cu autoridicare pe perna de gaz si echipat cu niște magneți permanenti (30) in partea inferioara a unui piston (11) si niște magneți permanenti (31) fixați intre o camasa (6) si un cilindru (8) pentru alunecare si autoridicare simultana;

3. Compresor de gaze, orizontal, cu piston cu autoridicare pentru comprimarea gazului, conform revendicărilor 1 si 2 , caracterizat prin aceea ca este echipat cu un piston (11) cu doua camere înclinate, echipat cu doua bucșe de ghidare (5 si 12) cu fete înclinate montate pe o tija (7), in asa fel incat ansamblul format împreuna cu cate o fata inclinata a unui cap chiulasa (2) si a unui cap chiulasa (17), care sa realizeze doua camere de comprimare gaze, înclinate fata de direcția de deplasare a pistonului (11) si care prin acțiunea gazului comprimat produc autoridicarea unui piston (11), fara a se limita la oricare piston (11) montat pe o tija (7) la care presiunea gazului produce autoridicarea pistonului (11) prin acțiunea asupra capului pistonului in zona (m) si zona (k), egal depărtate, in limita jocului la cap de cursa, fata de zonele (n) si (p) de la cap chiulasa cilindru, fara a se limita la suprafața plana sau curba a fiecărei zone (p), (k), (m) si (n), care poate realiza autoridicarea unui piston (11) prin comprimarea gazului;

4. Compresor de gaze, orizontal, cu piston cu autoridicare pentru comprimarea gazului , caracterizat prin aceea ca este echipat cu un singur cilindru(8) sau cu niște cilindrii (8) opuși conform revendicării 1, 2, 3, la care numărul pentru niște cilindri, poziționați orizontal, poate fi 2 sau 3 sau 4 sau 5 sau 6, dispusi orizontal si opuși, in funcție de oricare configurație convenabila;