RU135026U1

RU135026U1 - COMPRESSOR INSTALLATION

Info

Publication number: RU135026U1
Application number: RU2013121923/06U
Authority: RU
Inventors: Николай Сергеевич Кобелев; Сергей Геннадьевич Емельянов; Ирина Алексеевна Завалишина
Priority date: 2013-05-13
Filing date: 2013-05-13
Publication date: 2013-11-27

Abstract

Компрессорная установка, содержащая компрессор с воздушным фильтром, установленные на линии нагнетания теплообменник-утилизатор, концевой холодильник, воздухосборник, соединенные между собой основными и дополнительными трубопроводами, которые снабжены клапанами, электрически связанными с блоком управления и датчиками температуры и давления, пневмосеть, при этом компрессор снабжен приводом с регулятором скорости вращения, соединенным с выходами регулятора температуры и регулятора давления, а датчик температуры и датчик давления подсоединены соответственно к регулятору давления, отличающаяся тем, что концевой холодильник выполнен в виде трубчатого секционного теплообменника с жестко укрепленными к гладкостенным трубам пластинами, причем на поверхности тех пластин расположены попарно криволинейные канавки, кроме того, касательная первой криволинейной канавки каждой пары имеет направление по ходу движения часовой стрелки, а касательная второй криволинейной канавки имеет направление против хода движения часовой стрелки.A compressor installation comprising a compressor with an air filter, heat exchanger-heat exchanger installed on the discharge line, an end cooler, an air collector interconnected by main and additional pipelines, which are equipped with valves electrically connected to the control unit and temperature and pressure sensors, a pneumatic network, and the compressor equipped with a drive with a speed controller connected to the outputs of the temperature controller and pressure controller, and the temperature sensor and pressure sensor connected respectively to a pressure regulator, characterized in that the end cooler is made in the form of a tubular sectional heat exchanger with plates rigidly fixed to smooth-walled pipes, and on the surface of those plates there are pairwise curved grooves, in addition, the tangent of the first curved groove of each pair has a direction in the direction of travel clockwise, and the tangent of the second curved groove has a direction counterclockwise.

Description

Полезная модель относится к управлению компрессорными установками, эксплуатируемыми в разных отраслях народного хозяйства, находящимися в климатических условиях с длительным воздействием минусовых температур и особенно для шахтных предприятий горной промышленности.The utility model relates to the management of compressor units operated in various sectors of the economy, located in climatic conditions with prolonged exposure to subzero temperatures, and especially for mining enterprises in the mining industry.

Известна компрессорная установка (см. патент РФ №2169294, МПК F04D 29/58 2001 г. бюл. №17), содержащая компрессор с воздушным фильтром, установленные на линии нагнетания теплообменник-утилизатор, концевой холодильник, воздухозборник, соединенные между собой основными и дополнительными трубопроводами, которые снабжены клапанами, электрически связанными с блоками управления и датчиками температуры и давления.A known compressor installation (see RF patent No. 2169294, IPC F04D 29/58 2001 bull. No. 17) containing a compressor with an air filter mounted on the discharge line heat exchanger-heat exchanger, end cooler, air intake, interconnected by main and additional pipelines that are equipped with valves electrically connected to control units and temperature and pressure sensors.

Недостатком являются значительные энергозатраты, обусловленные завышенным по сравнению с необходимым для потребителя количеством вырабатываемого сжатого воздуха при отрицательных температурах окружающей среды, определяемые несоответствием объема сжатого воздуха, производимого как при положительных температурах, так и при отрицательных температурах окружающей среды, когда плотность всасываемого воздуха выше и, соответственно, массовая производительность копрессорной установки будет больше при нормированной скорости привода компрессора, задаваемой положительной температурой всасываемого воздуха.The disadvantage is the significant energy consumption due to the overestimated compared to the required for the consumer the amount of compressed air produced at negative ambient temperatures, determined by the mismatch of the volume of compressed air produced both at positive temperatures and at negative ambient temperatures, when the density of intake air is higher and, accordingly, the mass productivity of the compressor unit will be greater at a normalized drive speed pressor set by the positive temperature of the intake air.

Известна компрессорная установка (см. патент РФ №2281418 МПК F04D 25/00 2006 г. бюл. №22) содержащая компрессор с воздушным фильтром, установленные на линии нагнетания теплообменник-утилизатор, концевой холодильник, воздухозбоник, соединенные между собой основными и дополнительными трубопроводами, которые снабжены клапанами, электрически связанными с блоком управления и датчиками температуры и давления, пневмосеть, при этом компрессор снабжен приводом с регулятором скорости вращения, соединенным с выходами регулятора температуры и регулятора давления, а датчик температуры и датчик давления подсоединены соответственно к регулятору давления и регулятор давления.A known compressor installation (see RF patent No. 2281418 IPC F04D 25/00 2006 bull. No. 22) containing a compressor with an air filter installed on the discharge line heat exchanger-heat exchanger, end cooler, air intake, interconnected by main and additional pipelines, which are equipped with valves electrically connected to the control unit and temperature and pressure sensors, a pneumatic network, while the compressor is equipped with an actuator with a speed controller connected to the outputs of the temperature controller and phenomenon, and the temperature sensor and pressure sensor are respectively connected to the pressure regulator and the pressure regulator.

Недостатком являются энергозатраты связанные с расходом сжатого и воздуха в пневмосети перед поступлением к пневмопотребителям для продувки сконденсировавшейся влаги в воздухопроводах шахт предприятий горной промышленности, что также и ухудшает экологическую промзону выбрасываемыми загрязнениями в виде ржавчины, окалины и каплеобразной влаги.The disadvantage is the energy consumption associated with the consumption of compressed and air in the pneumatic network before entering pneumatic consumers to purge condensed moisture in the air ducts of the mines of mining enterprises, which also worsens the ecological industrial zone with polluted dirt in the form of rust, scale and drop-like moisture.

Технической задачей предлагаемой полезной модели является снижение дополнительных энергозатрат за счет устранения необходимости удаления загрязнений сжатого воздуха перед потреблением путем более эффективного процесса охлаждения и, соответственно, выделения конденсирущейся массы из потока сжатого воздуха в концевом холодильнике перед поступлением в пневмосети шахтных предприятий.The technical task of the proposed utility model is to reduce additional energy costs by eliminating the need to remove contaminated compressed air before consumption by a more efficient cooling process and, accordingly, isolating the condensed mass from the compressed air stream in the end cooler before entering the mine network pneumatic networks.

Технический результат по поддержанию нормированных энергозатрат на производство сжатого воздуха необходимого для эффективной работы пневмопотребителей достигается тем, что компрессорная установка содержит компрессор с воздушным фильтром, установленные на линии нагнетания теплообменник-утилизатор, концевой холодильник, воздухозбоник, соединенные между собой основными и дополнительными трубопроводами, которые снабжены клапанами, электрически связанными с блоком управления и датчиками температуры и давления, пневмосеть и регулятор давления при этом компрессор снабжен приводом с регулятором скорости вращения, соединенным с выходами регулятора температуры и регулятора давления, а датчик температуры и датчик давления подсоединены соответственно к регулятору температуры и регулятору давления, причем концевой холодильник выполнен в виде трубчатого секционного теплообменника с жестко укрепленными к гладкостенным трубам пластин, причем на поверхностях пластин расположены по парно криволинейные канавки, кроме того касательная первой криволинейной канавки каждой пары имеет направление по ходу движения часовой стрелки, а касательная второй криволинейной канавки имеет направление против хода движения часовой стрелкиThe technical result of maintaining the normalized energy consumption for the production of compressed air necessary for the efficient operation of pneumatic consumers is achieved by the fact that the compressor installation contains a compressor with an air filter installed on the discharge line, a heat exchanger-heat exchanger, an end cooler, an air intake connected to each other by main and additional pipelines, which are equipped valves electrically connected to the control unit and temperature and pressure sensors, pneumatic network and regulated in this case, the compressor is equipped with a drive with a speed controller connected to the outputs of the temperature controller and pressure controller, and the temperature sensor and pressure sensor are connected respectively to the temperature controller and pressure controller, and the end cooler is made in the form of a tubular sectional heat exchanger with rigidly fixed to smooth wall pipe tubes, and on the surfaces of the plates are paired curved grooves, in addition, the tangent of the first curved groove of each the pair has a clockwise direction, and the tangent of the second curved groove has a direction counterclockwise

На фиг.1 представлена принципиальная схема компрессорной установки; на фиг.2 - концевой холодильник в виде трубчатой гладкостенной секции с жестко укрепленными пластинами.Figure 1 presents a schematic diagram of a compressor installation; figure 2 - trailer refrigerator in the form of a tubular smooth-walled section with rigidly mounted plates.

Компрессорная установка состоит из компрессора 1, установленных на нагнетательной линии 2 посредством основного трубопровода 3 и клапана 4 концевого холодильника 5 и воздухосборника 6, причем последний через клапан 7 соединен с пневмосетью 8. Теплообменник-утилизатор 9 дополнительным трубопроводом 10 и клапаном 11 соединен с нагнетательной линией 2, а дополнительным трубопроводом 12 и клапаном 13 соединен с концевым холодильником 5, кроме того теплообменник-утилизатор 9 дополнительны трубопроводом 14 и клапаном 15 соединен с воздухосборником 6, а дополнительным трубопроводом 16 и клапаном 17 соединен с пневмосетью 8. Блок управления 18 электрически соединен с датчиком температуры 19, установленным на всасывающем трубопроводе 20 воздушного фильтра 21 и датчиком давления 22, установленным на пневмосети 8. Привод 23 соединен с компрессором 1 посредством регулятора скорости вращения, например, в виде блока порошковых электромагнитных муфт 24. Датчик температуры 19 всасываемого воздуха связан с регулятором температуры 25, а датчик давления 22 сжатого воздуха в пневмосети 8 связан с регулятором давления 26. Регуляторы 25 и 26 соответственно температуры и давления имеют одинаковое схемо-конструктивное решение и содержат блоки 27 и 28 сравнения, к которым подключены соответственно датчики 19 и 22 температуры и давления, а также блоки 29 и 30 задания. Выходы блоков 27 и 28 сравнения соединены с входами электронных усилителей 31 и 32, оборудованных блоками 33 и 34 нелинейной обратной связи. Выходы усилителей 31 и 32 соединяются с входами магнитных усилителей 35 и 36 с выпрямителями на выходах, которые подключены к электромагнитной муфте 24 привода 23 компрессора 1. Концевой холодильник 5 выполнен в виде трубчатого секционного теплообменника с жестко укрепленными к гладкостенным трубам 37 пластинами 38. На поверхностях 39 пластин 38 расположены по парно 40 криволинейные канавки 41. Касательная первой 42 криволинейной канавки каждой пары 40 имеет направление по ходу движения часовой стенки, а касательная второй 43 криволинейной канавки имеет направление против хода движения часовой стрелки(см., например, стр.509 М.Я. Выгодский Справочник по высшей математике. М.:1965 - 832 с, ил.)The compressor installation consists of a compressor 1 installed on the discharge line 2 through the main pipe 3 and the valve 4 of the end cooler 5 and the air collector 6, the latter through the valve 7 is connected to the pneumatic network 8. The heat exchanger-utilizer 9 with an additional pipe 10 and valve 11 is connected to the discharge line 2, and an additional pipe 12 and a valve 13 is connected to the end cooler 5, in addition, the heat exchanger-utilizer 9 is additionally connected by a pipe 14 and a valve 15 to the air collector 6, and additional pipe 16 and valve 17 is connected to the pneumatic network 8. The control unit 18 is electrically connected to a temperature sensor 19 mounted on the suction pipe 20 of the air filter 21 and a pressure sensor 22 mounted on the pneumatic network 8. The actuator 23 is connected to the compressor 1 by means of a speed controller, for example, in the form of a block of powder electromagnetic couplings 24. The temperature sensor 19 of the intake air is connected to the temperature controller 25, and the pressure sensor 22 of the compressed air in the pneumatic network 8 is connected to the controller yes Lenia 26. Regulators 25 and 26, respectively, the temperature and pressure have the same scheme-constructive solution and 27 comprise blocks 28 and comparison, respectively, which are connected to sensors 19 and 22, temperature and pressure, as well as blocks 29 and 30 tasks. The outputs of comparison units 27 and 28 are connected to the inputs of electronic amplifiers 31 and 32, equipped with non-linear feedback units 33 and 34. The outputs of the amplifiers 31 and 32 are connected to the inputs of the magnetic amplifiers 35 and 36 with rectifiers at the outputs that are connected to the electromagnetic coupling 24 of the drive 23 of the compressor 1. The end cooler 5 is made in the form of a tubular sectional heat exchanger with plates 38 rigidly fixed to the smooth-walled pipes 37. On the surfaces 39 plates 38 are arranged in pairs 40 curved grooves 41. The tangent of the first 42 curved groove of each pair 40 has a direction in the direction of the clock wall, and the tangent of the second 43 curved groove has ie the direction of counterclockwise movement (. see, eg, MJ str.509 Vygodskii Guide to Higher Mathematics MA:. 1965 - 832, il.)

Компрессорная установка работает следующим образом. При отсутствии атмосферных воздействий (ветер, снегопад, метель) теплоотдача от поверхности гладкостенных труб (преимущественно используемых в настоящее время на стационарных компрессорных установках в том числе и в качестве концевого холодильника 5) осуществляется через ламинарно движущийся пограничный пристенный слой, что не обеспечивает эффективного охлаждения сжатого воздуха и не сконденсировавшаяся влага поступает в пневмосеть 7, что резко снижает эффективность работы пневмооборудования.The compressor installation operates as follows. In the absence of atmospheric influences (wind, snow, snowstorm), heat transfer from the surface of smooth-walled pipes (mainly used at present in stationary compressor units, including as an end cooler 5) is carried out through a laminar moving boundary wall layer, which does not provide effective cooling of the compressed air and not condensed moisture enters the pneumatic network 7, which dramatically reduces the efficiency of the pneumatic equipment.

Особенностью эксплуатации компрессорных установок шахтных предприятий горной промышленности является высокая производительность, достигающая 2500 м³/мин и более, это приводит к образованию в зоне расположения всасывающего фильтра компрессорной установки вихревой воронки, турбулизующей потоки атмосферного воздуха. Известно, что интенсификация теплоотдачи и, соответственно, более глубокое охлаждение сжатого воздуха концевого холодильника 5 достигается созданием вихревых микро зон в пограничном слое (см., например, стр.158 Коваленко Л.Н. Теплообменники с интенсификацией теплоотдачи. М: Энегоатомиздат. 1986 - 240 с., ил.). Поэтому жесткое соединение гладкостенных труб 37 с пластинами 38 приводит к тому, что атмосферный воздух под действием подъемных сил вихревой воронки, а так же в результате теплоты передаваемой теплопроводностью по толщине гладкостенных труб 37 в пограничном пристенном слое пластин 38 поднимается в вверх по поверхности 39, перемещаясь в криволинейных канавках 41. На каждой пре 40 криволинейных канавок 41 атмосферный воздух разделяется на два потока, по криволинейной первой 42 канавке поток атмосферного воздуха закручивается по ходу движения часовой стрелки, а по криволинейной второй 43 канавке поток атмосферного воздуха закручивается против хода движения часовой стрелки. В результате встречно движущихся завихренных потоков (по ходу и против хода часовой стрелки) образуются микровзрывы резко турбулизирующие пограничный пристенный слой, что увеличивает теплоотдачу от поверхностей 39 пластин 38 и, соответственно, приводит к более глубокому охлаждению сжатого воздуха и увеличению конденсирующейся массы, которая накапливается и удаляется из концевого холодильника в ручную или автоматически (на фиг. не показано). Следовательно, предложенное конструктивное решение с эффективным конвективным охлаждением сжатого воздуха в концевом холодильнике 5, устраняет необходимость последующей перед потреблением продувки пневмосетей, снижает энергоемкость использования пневматической энергии на шахтных предприятиях горной промышленности.A feature of the operation of compressor installations of mining enterprises of the mining industry is its high productivity, reaching 2500 m ³ / min or more, this leads to the formation of a vortex funnel in the zone of the suction filter of the compressor installation, which turbulent atmospheric air flows. It is known that the intensification of heat transfer and, correspondingly, a deeper cooling of the compressed air of the end cooler 5 is achieved by creating vortex microzones in the boundary layer (see, for example, p. 158 Kovalenko LN Heat exchangers with intensification of heat transfer. M: Enoyatomizdat. 1986 - 240 s., Ill.). Therefore, a rigid connection of smooth-walled pipes 37 with plates 38 leads to the fact that atmospheric air under the influence of the lifting forces of the vortex funnel, as well as as a result of heat transmitted by thermal conductivity through the thickness of smooth-walled pipes 37 in the boundary wall layer of the plates 38, rises upward along the surface 39, moving in curved grooves 41. At each pre 40 curved grooves 41, atmospheric air is divided into two streams, along the curved first 42 groove, the atmospheric air swirls in the direction of travel a marketing direction, and a curved groove 43 of the second air flow is twisted counter-clockwise. As a result of counter-moving swirl flows (clockwise and counterclockwise), microexplosions form sharply turbulizing the boundary wall layer, which increases the heat transfer from surfaces 39 of the plates 38 and, accordingly, leads to deeper cooling of the compressed air and an increase in the condensing mass, which accumulates and removed from the terminal refrigerator manually or automatically (not shown in Fig.). Therefore, the proposed constructive solution with effective convective cooling of compressed air in the terminal cooler 5 eliminates the need for subsequent purging of pneumatic networks before consumption, and reduces the energy consumption of pneumatic energy at the mining enterprises of the mining industry.

При положительных температурах, когда всасываемый атмосферный воздух имеет значение температуры, близкое к нормированному, датчик температуры 19, установленный на всасывающем патрубке 20, подает соответствующий сигнал на регулятор температуры 25, который через выход магнитного усилителя 35 подключен к электромагнитной муфте 24 привода 23 компрессора 1. В результате при нормированных условиях эксплуатации компрессорной установки (нормированная производительность компрессора и, соответственно, нормированная скорость вращения привода, определяемая положительной нормированной температурой всасываемого воздуха, (см., например, Поршневые компрессоры. Теория, конструкция и основы проектирования Френкель М.И. - М.: Машиностроение, 1996 - 774 с.) сигнал от магнитного усилителя 35 поступает на обмотку электромагнитной муфты 24 со значением по величине, обеспечивающим скорость вращения привода 23, гарантирующего нормированную производительность компрессора. В этом случае атмосферный воздух поступает в воздушный фильтр 21, где обрабатывается до заданных параметров по очистке от загрязнений в виде твердых частиц капле- и парообразной влаги и по всасывающему патрубку 20 поступает в компрессор 1, где осуществляется его сжатие. Во время процесса сжатия воздуха блок управления 18 закрывает клапаны 11, 13, 15 и 17, а клапвны 4 и 7 открывает. После сжатия воздух с температурой свыше 120 градусов направляется по нагнетательной линии 2, основному трубопроводу 3 и через клапан 4 поступает в концевой холодильник 5, где охлаждается до температуры около 100 градусов. Далее процесс охлаждения сжатого воздуха продолжается в воздухосборнике 6, где происходит конденсация паров влаги, находящихся в сжатом воздухе. Из воздухосборника 6 через открытый клапан 7 сжатый воздух с температурой, превышающей температуру окружающей среды на 20-40 градусов, поступает в трубопровод 8 пневмосети. Вследствие чего по длине пневмосети 8 не наступает теплового равновесия, т.е. равенства температуры сжатого воздуха и окружающей среды. В результате практически не возникает конденсации оставшихся паров влаги и сжатый воздух с заданным давлением, фиксируемым датчиком давления 22, поступает в пневмосеть потребителя.At positive temperatures, when the intake air has a temperature close to normalized, the temperature sensor 19 mounted on the suction pipe 20 supplies a corresponding signal to the temperature controller 25, which is connected through the output of the magnetic amplifier 35 to the electromagnetic coupling 24 of the drive 23 of the compressor 1. As a result, under standardized operating conditions of the compressor installation (normalized compressor capacity and, accordingly, normalized drive rotation speed, divided by the positive normalized temperature of the intake air (see, for example, Reciprocating compressors. Theory, design and design fundamentals Frenkel MI - M .: Mechanical Engineering, 1996 - 774 p.) the signal from the magnetic amplifier 35 is fed to the winding of the electromagnetic clutch 24 with a value that ensures the rotation speed of the drive 23, guaranteeing normalized compressor performance, in which case atmospheric air enters the air filter 21, where it is processed to the specified parameters for cleaning from contaminated th particulate kaple- vapor and moisture and the suction nozzle 20 enters the compressor 1, where it is compression is performed. During the air compression process, the control unit 18 closes the valves 11, 13, 15 and 17, and the valves 4 and 7 open. After compression, air with a temperature of over 120 degrees is sent via discharge line 2, the main pipeline 3 and through valve 4 enters the terminal cooler 5, where it is cooled to a temperature of about 100 degrees. Next, the cooling process of compressed air continues in the air collector 6, where the condensation of moisture vapor in the compressed air takes place. From the air intake 6 through the open valve 7, compressed air with a temperature exceeding the ambient temperature by 20-40 degrees, enters the pipeline 8 of the pneumatic network. As a result, thermal equilibrium does not occur along the length of the pneumatic network 8, i.e. equal temperature of compressed air and the environment. As a result, condensation of the remaining moisture vapor practically does not occur and the compressed air with a predetermined pressure detected by the pressure sensor 22 enters the consumer's pneumatic network.

Изменение количества потребителей, одновременно использующих сжатый воздух, вырабатываемый компрессорной установкой (рабочие перерывы, часы пересмен и др. причины),и подключенных к пневмосети 8, приводит к колебаниям давления в ней, что регистрируется датчиком давления 22, связанным с регулятором давления 26 При некотором уменьшении расхода сжатого воздуха и, соответственно, увеличении давления пневмосети 8 сигнал, поступающий с датчика давления 22, превышает нормированный сигнал блока задания 30, и на выходе блока сравнения 28 появится сигнал отрицательной полярности, поступающий на вход электрического усилителя 32, одновременно с сигналом отрицательной обратной связи (блок 34). За счет этого в усилителе 32 компенсируется нелинейность характеристики привода 23 компрессора 1. Сигнал с выхода электронного усилителя 32 поступает на вход магнитного усилителя 36, где он усиливается по мощности, выпрямляется и поступает на обмотку электромагнитной муфты 24 компрессора 1, отрицательная полярность сигнала электронного усилителя 32 вызывает уменьшение тока возбуждения на выходе магнитного усилителя 36, тем самым уменьшая передаваемый муфтой 24 момент от привода 23. При этом снижается частота вращения компрессора 1 и подача воздуха на сжатие уменьшается до тех пор, пока давление пневмосети 8 не станет заданным.A change in the number of consumers simultaneously using the compressed air produced by the compressor unit (working breaks, hours of change and other reasons) and connected to the pneumatic network 8 leads to pressure fluctuations in it, which is detected by the pressure sensor 22 connected to the pressure regulator 26 At some decreasing the flow rate of compressed air and, accordingly, increasing the pressure of the pneumatic network 8, the signal coming from the pressure sensor 22 exceeds the normalized signal of the task unit 30, and a signal appears at the output of the comparison unit 28 l of negative polarity, supplied to the electrical input amplifier 32 simultaneously with a negative feedback signal (block 34). Due to this, the non-linearity of the characteristics of the drive 23 of the compressor 1 is compensated in the amplifier 32. The signal from the output of the electronic amplifier 32 is fed to the input of the magnetic amplifier 36, where it is amplified by power, rectified and fed to the winding of the electromagnetic clutch 24 of the compressor 1, the negative polarity of the signal of the electronic amplifier 32 causes a decrease in the excitation current at the output of the magnetic amplifier 36, thereby reducing the moment transmitted by the clutch 24 from the drive 23. This reduces the speed of the compressor 1 and the air supply ha compression decreases as long as the pressure of the pneumatic 8 will not be given.

При некотором увеличении расхода сжатого воздуха в пневмосети 8 и соответственно уменьшении давления в ней (одноименное включение значительного количества потребителей сжатого воздуха, подключенных к пневмосети 8) сигнал блока 30 задания станет превышать сигнал датчика давления 22 и при этом на выходе блока 28 сравнения появляется сигнал положительной полярности, который, проходя через электронный усилитель 32, увеличивает ток возбуждения на выходе магнитного усилителя 36, чем достигается увеличение подачи воздуха компрессором 1 до тех пор, пока давление в пневмосети 8 не станет равным заданному.With a slight increase in the flow of compressed air in the pneumatic network 8 and a corresponding decrease in pressure in it (the inclusion of a significant number of consumers of compressed air connected to the pneumatic network of the same name 8), the signal of the task unit 30 will exceed the signal of the pressure sensor 22 and a positive signal appears at the output of the comparison unit 28 polarity, which, passing through the electronic amplifier 32, increases the excitation current at the output of the magnetic amplifier 36, thereby achieving an increase in air supply by the compressor 1 until until the pressure in the pneumatic network 8 becomes equal to the set.

При минусовых температурах окружающей среды, когда плотность всасываемого воздуха увеличивается и, соответственно, требуется меньшая массовая производительность компрессора (см., например, Курчавин В.М. Экономия тепловой и электрической энергии в поршневых компрессорах. - М. 1985 - 80 с.) для поддержания нормированных параметров сжатого воздуха в пневмосети 8, необходимо перейти на более низкий температурный уровень по всасываемому воздуху. В этом случае сигнал, поступающий с датчика температуры 19, становится большим, чем сигнал блока задания 29, и на выходе блока сравнения 27 появится сигнал отрицательной полярности, который поступает на вход электронного усилителя 31 одновременно с сигналом отрицательной обратной связи (блок 33). За счет этого в усилителе 31 компенсируется нелинейность характеристики привода 23 компрессора 1.At minus ambient temperatures, when the density of intake air increases and, accordingly, lower mass productivity of the compressor is required (see, for example, Kurchavin V.M. Saving thermal and electric energy in reciprocating compressors. - M. 1985 - 80 s.) For maintaining normalized parameters of compressed air in the pneumatic network 8, it is necessary to switch to a lower temperature level for intake air. In this case, the signal from the temperature sensor 19 becomes larger than the signal of the reference unit 29, and a negative polarity signal appears at the output of the comparison unit 27, which is input to the electronic amplifier 31 simultaneously with the negative feedback signal (block 33). Due to this, the amplifier 31 compensates for the non-linearity of the characteristics of the drive 23 of the compressor 1.

Сигнал с выхода электронного усилителя 31 поступает на вход магнитного усилителя 35, где он усиливается по мощности, выпрямляется и поступает на обмотку электромагнитной муфты 24 компрессора 1. Отрицательная полярность сигнала электронного усилителя 31 вызывает уменьшение тока возбуждения на выходе магнитного усилителя 35, тем самым уменьшая передаваемый муфтой 24 момент от привода 23. При этом уменьшается частота вращения компрессора 1 и подача сжатого воздуха достигает значений, нормировано заданных для потребителей пневмосети 8.The signal from the output of the electronic amplifier 31 is fed to the input of the magnetic amplifier 35, where it is amplified by power, rectified and fed to the winding of the electromagnetic clutch 24 of the compressor 1. The negative polarity of the signal of the electronic amplifier 31 causes a decrease in the excitation current at the output of the magnetic amplifier 35, thereby reducing the transmitted the clutch 24 is the moment from the drive 23. In this case, the speed of the compressor 1 decreases and the supply of compressed air reaches the values normalized for the consumers of the pneumatic network 8.

В этом случае всасываемый атмосферный воздух, насыщенный твердыми частицами жидкости в виде снега, инея и/или каплеобразной влаги, поступает в воздушный фильтр 21, где очищается, и по всасывающему трубопроводу 20 направляется в компрессор 1 для сжатия. По нагнетательному трубопроводу 3 через открытый клапан 4 поступает с температурой около 120 градусов в концевой холодильник 5 для частичного охлаждения воздухосборника 6.In this case, the aspirated atmospheric air saturated with solid particles of liquid in the form of snow, hoarfrost and / or drop-like moisture enters the air filter 21, where it is cleaned, and is sent through the suction pipe 20 to the compressor 1 for compression. Through the discharge pipe 3 through an open valve 4 enters with a temperature of about 120 degrees in the end cooler 5 for partial cooling of the air bag 6.

В воздухосборнике 6 осуществляется процесс конденсации паров влаги, неотделенной в воздушном фильтре 21. Сжатый воздух с температурой на 10-20 градусов превышающей температуру окружающей среды, через открытый клапан 7 поступает в пневмосеть 8. В результате воздействия на пневмосеть 8 окружающей среды с минусовыми температурами осуществляется интенсивное охлаждение сжатого воздуха с конденсацией паров влаги, а появившаяся в трубопроводе жидкость, охлаждаясь, замерзает. Это приводит к резкому увеличению гидравлического сопротивления трубопроводов пневмосети 8. В этом случае, наряду с изменением температуры сжатого воздуха, изменяется его давление, что фиксируется датчиком давления 22, от которого сигнал поступает на блок управления 18.In the air collector 6, the process of condensation of moisture vapor not separated in the air filter 21 is carried out. Compressed air with a temperature of 10-20 degrees higher than the ambient temperature through the open valve 7 enters the pneumatic network 8. As a result of exposure to the pneumatic network 8, the environment with minus temperatures intensive cooling of compressed air with condensation of moisture vapor, and the liquid that appears in the pipeline, freezing, cools. This leads to a sharp increase in the hydraulic resistance of the pipelines of the pneumatic network 8. In this case, along with a change in the temperature of the compressed air, its pressure also changes, which is detected by the pressure sensor 22, from which the signal enters the control unit 18.

В результате воздействия блока управления 18 на электрически связанные с ним клапаны осуществляются следующие операции: открываются клапаны 11, 13, 15 и 17, закрываются клапаны 4 и 7. Тогда сжатый воздух из компрессора 1 с температурой около 120 град, через открытый клапан 11 по вспомогательному трубопроводу 10 поступает в теплообменник-утилизатор 9, где отдает часть тепла и по вспомогательному трубопроводу 12 через открытый клапан 13 направляется в концевой холодильник 5. Совместное охлаждение в теплообменнике-утилизаторе 9 и в воздухосборнике 6 обеспечивает дополнительное снижение температуры сжатого воздуха до значений, близких к температуре окружающей среды, т.е. в воздухосборнике 6 осуществляется практически полная конденсация паров влаги. Из воздухосборника 6 сжатый воздух по дополнительному трубопроводу 14 через клапан 15 поступает в теплообменник-утилизатор 9, где нагревается на 10-20 град, (отбирается тепло от потока сжатого воздуха, движущегося непосредственно от компрессора 1 и по дополнительному трубопроводу 16 через клапан 17 направляется в пневмосеть 8.As a result of the action of the control unit 18 on the electrically connected valves, the following operations are carried out: valves 11, 13, 15 and 17 are opened, valves 4 and 7 are closed. Then, compressed air from compressor 1 with a temperature of about 120 degrees through an open valve 11 is auxiliary pipeline 10 enters the heat exchanger-utilizer 9, where it gives off part of the heat and through the auxiliary pipe 12 through the open valve 13 is sent to the end cooler 5. Joint cooling in the heat exchanger-utilizer 9 and in the air collector 6 echivaet additional reduction in temperature of the compressed air to values close to the ambient temperature, i.e. in the air collector 6, almost complete condensation of moisture vapor is carried out. From the air collector 6, compressed air through an additional pipe 14 through a valve 15 enters a heat exchanger-utilizer 9, where it is heated by 10-20 degrees (heat is taken from a stream of compressed air moving directly from the compressor 1 and sent through an additional pipe 16 through a valve 17 to pneumatic network 8.

Поступление в наземную пневмость 8 подогретого воздуха с уменьшенным количеством парообразной влаги обеспечивает прохождение потока без охлаждения до температуры окружающей среды и, соответственно, без выпадения конденсата по длине пневмосети. В результате в пневмосеть 8 поступает сжатый воздух заданного нормированного давления, что фиксируется датчиком давления 22, полученный с меньшими энергозатратами, обусловленными снижениями уровня скорости вращения привода 23 компрессора 1, т.к. поступающий в него воздух имеет более высокую плотность, обусловленную минусовыми температурами окружающей среды.The entry into the ground pneuma 8 of heated air with a reduced amount of vaporous moisture provides a flow without cooling to ambient temperature and, accordingly, without condensation along the length of the pneumatic network. As a result, compressed air of a predetermined normalized pressure enters the pneumatic network 8, which is detected by a pressure sensor 22 obtained with lower energy consumption due to lower rotational speeds of the drive 23 of compressor 1, because air entering it has a higher density due to subzero ambient temperatures.

Оригинальность предложенного технического решения заключается в том, что выполнение концевого холодильника в виде трубчатого секционного теплообменника с жестко укрепленными к гладкостенным трубам пластин, имеющим по парно расположенные криволинейные канавки обеспечивает снижение энергозатрат на производство сжатого воздуха путем интенсификации его охлаждение за счет турбулизации пограничного слоя атмосферного воздуха в зоне контакта с внешней поверхностью концевого холодильника и как следствие этого дополнительного выделения конденсирующейся влаги из потока сжатого воздуха, поступающего в пневмосети из шахт предприятий.The originality of the proposed technical solution lies in the fact that the design of the end cooler in the form of a tubular sectional heat exchanger with plates rigidly fixed to smooth-walled tubes and having pairwise arranged curved grooves reduces energy consumption for the production of compressed air by intensifying its cooling due to the turbulence of the boundary layer of atmospheric air into zone of contact with the outer surface of the end refrigerator and as a result of this additional allocation condensing moisture from a stream of compressed air entering the pneumatic network from the mines of enterprises.

Claims

A compressor installation comprising a compressor with an air filter, heat exchanger-utilizer installed on the discharge line, an end cooler, an air collector interconnected by main and additional pipelines, which are equipped with valves electrically connected to the control unit and temperature and pressure sensors, a pneumatic network, and the compressor equipped with a drive with a speed controller connected to the outputs of the temperature controller and pressure controller, and the temperature sensor and pressure sensor connected respectively to a pressure regulator, characterized in that the end cooler is made in the form of a tubular sectional heat exchanger with plates rigidly fixed to smooth-walled pipes, and on the surface of those plates there are pairwise curved grooves, in addition, the tangent of the first curved groove of each pair has a direction in the direction of travel clockwise, and the tangent of the second curved groove has a direction counterclockwise.