RU1159379C

RU1159379C - Air refrigerating machine

Info

Publication number: RU1159379C
Authority: RU
Inventors: В.Ф. Шевцов
Original assignee: В.Ф. Шевцов
Priority date: 1983-05-20
Filing date: 1983-05-20
Publication date: 1994-09-15

Description

Изобретение относится к холодильной технике, в частности к области использования природного газа для компримирования и получения холода. The invention relates to refrigeration, in particular to the field of use of natural gas for compression and production of cold.

Целью изобретения является повышение экономичности. The aim of the invention is to increase efficiency.

На чертеже представлена схема воздушной холодильной машины. The drawing shows a diagram of an air refrigeration machine.

Холодильная машина содержит компрессор гидравлического типа, состоящий из двух рабочих камер 1 и 2, сигнализаторы уровня жидкости 3, 4 и давления 5, 6, жидкостную 7 и газовую 8 магистрали, детандер 9, холодильную камеру 10, ресивер 11, насосы 12, 13 и 14, двухходовые краны 15-18, двигатель 19, обратные клапаны 20-24, муфты сцепления 25, распределитель мощности 26, входной 27 и выходной 28 коллекторы, выпускную магистраль 29, отверстия 30, коллекторы 31, 32 и 33. Коллекторы 31 и 33 подключены к скважинам природного газа низкого и высокого давления. The refrigerating machine comprises a hydraulic compressor consisting of two working chambers 1 and 2, liquid level sensors 3, 4 and pressure 5, 6, liquid 7 and gas 8 lines, expander 9, a cooling chamber 10, receiver 11, pumps 12, 13 and 14, two-way cranes 15-18, engine 19, check valves 20-24, clutches 25, power distributor 26, input 27 and output 28 collectors, exhaust manifold 29, openings 30, collectors 31, 32 and 33. Collectors 31 and 33 connected to low and high pressure natural gas wells.

Предложенная воздушная холодильная машина работает следующим образом. При включении двигателя 19 и муфты сцепления 25 низконапорный насос 14 начинает работать и по магистралям 7 и 29, коллекторам 27 и 28 через двухходовые краны 15 и 16 перекачивает жидкость из рабочей камеры 2 в камеру 1, обеспечивая сжатие газа, заключенного в ней, за счет уменьшения объема рабочей камеры 1, занимаемого газом, а также вакуумирование полости рабочей камеры 2, из которой откачивается жидкость. В результате этого газ из коллектора 33, связанного со скважиной, не дающей естественного напора газа, поступает в рабочую камеру 2. При этом низконапорный насос 14 будет работать до тех пор, пока он дает еще достаточно высокий КПД, т.е. в заранее заданном диапазоне напоров и расходов жидкости, при которых обеспечивается минимум гидравлических потерь при перекачке жидкости и максимум энергии жидкости. Отключение насоса 14 и включение в работу насоса 13 обеспечивается за счет срабатывания определенного контакта сигнализатора давления 5, в результате чего включается муфта 25 насоса 13, а муфта 25 насоса 14, работавшего до этого, выключается. Таким образом, газ сжимается до давления, поддерживаемого в ресивере 11, и при дальнейшей закачке жидкости в эту рабочую камеру полностью выдавливается через обратный клапан 21 в ресивер 11. При этом сигнализатор 3 уровня жидкости замкнется и обеспечит одновременную переключение двухходовых кранов 15, 16 и 18 в новое положение, отключение муфты 25 привода высоконапорного насоса 12, включение муфты 25 привода низконапорного насоса 14. В этом случае произойдет:
возникновение перепада давления между рабочими камерами 1 и 2 до величины разницы давлений в обеих скважинах, и низконапорный насос 14 сразу начнет работать с высоким КПД сжатия;
сжатие газа, поступившего в рабочую камеру 1 из низконапорной скважины, газом, попавшим в эту камеру из высоконапорной скважины;
сжатие смеси газов, поступивших из обеих скважин, до давления в ресивере 11 за счет последовательной работы насосов с высоким КПД в разных диапазонах перепадов давления между рабочими камерами;
перетекание в полость камеры части столба жидкости в выходном патрубке для газа от уровня сигнализатора 3 уровня жидкости до отверстия в обратном клапане 21.The proposed air cooler operates as follows. When the engine 19 and the clutch 25 are turned on, the low-pressure pump 14 starts to work along the lines 7 and 29, the collectors 27 and 28 through two-way valves 15 and 16, pumps fluid from the working chamber 2 into the chamber 1, providing compression of the gas enclosed in it, due to reducing the volume of the working chamber 1 occupied by gas, as well as the evacuation of the cavity of the working chamber 2, from which the liquid is pumped. As a result, the gas from the reservoir 33 connected to the well, which does not give a natural gas pressure, enters the working chamber 2. In this case, the low-pressure pump 14 will work until it gives a still rather high efficiency, i.e. in a predetermined range of pressure and flow rates of the liquid, at which a minimum of hydraulic losses is ensured during pumping of the liquid and a maximum of liquid energy. The shutdown of the pump 14 and the inclusion in the operation of the pump 13 is ensured by the operation of a certain contact of the pressure signaling device 5, as a result of which the coupling 25 of the pump 13 is turned on, and the coupling 25 of the pump 14, which previously worked, is turned off. Thus, the gas is compressed to the pressure maintained in the receiver 11, and when the fluid is further pumped into this working chamber, it is completely squeezed out through the check valve 21 into the receiver 11. At the same time, the liquid level switch 3 closes and allows simultaneous switching of the two-way valves 15, 16 and 18 to a new position, the clutch 25 of the drive of the high-pressure pump 12 is turned off, the clutch 25 of the drive of the low-pressure pump 14 is turned on. In this case:
the occurrence of a pressure drop between the working chambers 1 and 2 to the pressure difference in both wells, and the low-pressure pump 14 will immediately begin to work with high compression efficiency;
compressing the gas entering the working chamber 1 from a low-pressure well with gas entering the chamber from a high-pressure well;
compression of the mixture of gases from both wells to pressure in the receiver 11 due to the sequential operation of pumps with high efficiency in different ranges of pressure drops between the working chambers;
flowing into the chamber cavity of a part of the liquid column in the gas outlet pipe from the level of the liquid level signaling device 3 to the opening in the check valve 21.

Часть сжатого газа отбирается от ресивера 11 и по газовой магистрали 8 поступает в детандер 9, расширяется в нем, возвращая часть механической энергии двигателю 19, и уже охлажденной поступает в холодильную камеру 10 и далее в коллектор 33 малонапорной скважины или в коллектор 31 высоконапорной скважины. В первом варианте коллектор 33 будет использоваться уже для более глубокого расширения газа в детандере 9 и, следовательно для увеличения расхода газа, подаваемого потребителю, за счет уменьшения расхода газа на детандер 9. При этом в любой момент будет обеспечен перепад давления между рабочими камерами 1 и 2 и низконапорный насос 14 будет работать с высоким КПД сжатия. Part of the compressed gas is taken from the receiver 11 and enters the expander 9 through the gas line 8, expands in it, returning part of the mechanical energy to the engine 19, and already cooled enters the cooling chamber 10 and then to the collector 33 of the low-pressure well or to the collector 31 of the high-pressure well. In the first embodiment, the collector 33 will be used already for a deeper expansion of the gas in the expander 9 and, therefore, to increase the gas flow supplied to the consumer by reducing the gas flow to the expander 9. In this case, at any time, a pressure differential between the working chambers 1 and 2 and the low-pressure pump 14 will operate with high compression efficiency.

Эта установка может работать в других качествах. Так, если через полость по охлаждаемой среде холодильной камеры 10 пропускать не сжатый газ, а любое другое рабочее тело, то это будет уже комбинация холодильной машины и компрессора, для чего коллектор 31 можно соединить с атмосферой и в рабочие камеры 1 и 2 залить воду, а если при этом исключить из работы детандер 9 и холодильную камеру 10, то установка будет работать как обыкновенный компрессор. Для работы установки только в качестве вакуум-насоса надо полость ресивера 11 сообщить с атмосферой, а коллектор 33 - с потребителем вакуума, при этом работать будет только низконапорный насос 14. This installation may work in other qualities. So, if not compressed gas, but any other working fluid is passed through the cavity through the cooled medium of the refrigerating chamber 10, then this will be a combination of the refrigerating machine and compressor, for which the collector 31 can be connected to the atmosphere and pour water into the working chambers 1 and 2, and if the expander 9 and the cooling chamber 10 are excluded from operation, the installation will work like an ordinary compressor. For the installation to work only as a vacuum pump, the cavity of the receiver 11 must be communicated with the atmosphere, and the collector 33 must be communicated with the vacuum consumer, and only the low-pressure pump 14 will work.

Claims

AIR COOLING MACHINE, comprising a hydraulic type compressor, consisting of two working chambers equipped with liquid level switches, a liquid and gas lines, the last of which is connected to an expander, and a cooling chamber, characterized in that, in order to increase economy, it additionally contains a receiver included in the gas line in front of the expander, pumps mounted on the liquid line and connected to the working chambers via two-way valves, and the engine, kinematically connected nny expander and pump, wherein the cooling chamber is built into the receiver, and the working chambers are provided with check valves and pressure detectors.