RU2164315C2

RU2164315C2 - Gas-transfer unit

Info

Publication number: RU2164315C2
Application number: RU99108165A
Authority: RU
Inventors: А.Ф. Павлов; М.Г. Хабибуллин; В.А. Тимонин; А.И. Якимов
Original assignee: Закрытое акционерное общество Научно-технический центр газоперекачивающих агрегатов
Priority date: 1999-04-16
Filing date: 1999-04-16
Publication date: 2001-03-20

Abstract

FIELD: fluidics. SUBSTANCE: unit is provided with drive motor fitted with ejector made in form of profiled attachment mounted at nozzle outlet and shell coaxially embracing the motor forming circular passage which is communicated with medium surrounding the motor on side of air intake branch pipe. On side of outlet, shell is connected with exhaust pipe line. Formed between inlet section of exhaust has line and outlet section of shell are mixing chamber and diffuser. EFFECT: enhanced efficiency and reliability. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области струйной техники, преимущественно к установкам для перекачки различных газообразных сред. The invention relates to the field of inkjet technology, mainly to installations for pumping various gaseous media.

Известна газоструйная установка для перекачки газообразных сред, содержащая кольцевое активное сопло и камеру смешения (см., например, патент США 4155682, кл. F 04 F 5/24, опубл. 22.05.79). Known gas-jet installation for pumping gaseous media containing an annular active nozzle and a mixing chamber (see, for example, US patent 4155682, CL F 04 F 5/24, publ. 22.05.79).

Данные установки позволяют обеспечить перекачку газообразных сред по газопроводам. Однако данные установки имеют сравнительно низкий КПД, что сужает область их использования. These installations allow for the transfer of gaseous media through gas pipelines. However, these installations have a relatively low efficiency, which narrows the scope of their use.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является газоперекачивающий агрегат, содержащий нагнетательный блок и приводной двигатель с выхлопным газоводом, соплом на выходе из турбины и воздухозаборным патрубком (см., например, патент РФ 2087734, кл. F 02 С 3/10, опубл. 20.08.97). The closest to the invention in terms of technical nature and the achieved result is a gas pumping unit containing a pressure unit and a drive motor with an exhaust gas duct, a nozzle at the outlet of the turbine and an air intake pipe (see, for example, RF patent 2087734, class F 02 C 3/10 , published on 08.20.97).

В данной установке в качестве приводного двигателя используется газотурбинный двигатель, что позволяет создавать мобильные газоперекачивающие агрегаты. Однако на работу установки значительное влияние оказывает температурный режим работы приводного двигателя. Перегрев приводного двигателя отрицательно сказывается на надежности его работы, снижает ресурс его работы, что требует использования сложных систем его охлаждения с соответствующим ухудшением весогабаритных характеристик газоперекачивающих агрегатов. Использование специальных эжекторов для откачки горячего воздуха из блока двигателя, либо использование специальных вентиляторов с электроприводом приводит к затратам энергии и, как следствие, к снижению общего КПД газоперекачивающего агрегата. In this installation, a gas turbine engine is used as a drive engine, which allows the creation of mobile gas pumping units. However, the operation of the installation is significantly affected by the temperature conditions of the drive motor. Overheating of the drive engine negatively affects the reliability of its operation, reduces the resource of its operation, which requires the use of complex cooling systems with a corresponding deterioration in the weight and size characteristics of gas pumping units. The use of special ejectors for pumping hot air from the engine block, or the use of special fans with an electric drive leads to energy costs and, as a result, to a decrease in the overall efficiency of the gas pumping unit.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение КПД и надежности работы газоперекачивающего агрегата за счет поддержания оптимального температурного режима его работы. The problem to which the present invention is directed, is to increase the efficiency and reliability of the gas pumping unit by maintaining the optimal temperature regime of its operation.

Указанная задача решается за счет того, что в газоперекачивающем агрегате, содержащем нагнетательный блок и приводной двигатель с выхлопным газоводом, соплом на выходе из турбины и воздухозаборным патрубком, приводной двигатель снабжен эжектором, выполненным в виде профилированного насадка, установленного на выходе из сопла, и обечайки, коаксиально охватывающей двигатель с образованием последней, и двигателем кольцевого канала, сообщенного со стороны воздухозаборного патрубка с окружающей двигатель средой, а со стороны выхода обечайка соединена с выхлопным газоводом, причем между входным участком последнего и выходным участком обечайки за выходным сечением насадка образованы камера смешения и диффузор. This problem is solved due to the fact that in a gas pumping unit containing a pressure unit and a drive motor with an exhaust gas duct, a nozzle at the outlet of the turbine and an air intake pipe, the drive motor is equipped with an ejector made in the form of a shaped nozzle mounted at the exit of the nozzle and a shell , coaxially covering the engine with the formation of the latter, and the engine of the annular channel communicated from the side of the intake pipe with the medium surrounding the engine, and from the exit side and is connected to an exhaust gazovodom, the latter between the inlet portion and the outlet portion of the sleeve for the outlet section of the nozzle formed by the mixing chamber and diffuser.

Как показали проведенные исследования, выхлопные газы приводного двигателя обладают достаточной энергией, чтобы охладить сам двигатель и одновременно понизить температуру выхлопных газов и концентрацию вредных примесей. Этого удалось добиться за счет того, что в зоне воздухозаборного патрубка приводного двигателя из окружающей его среды засасывается воздух, который за счет энергии выхлопных газов двигателя прокачивается вдоль наружной поверхности двигателя и, нагреваясь сам, охлаждает двигатель, после чего, смешавшись с выхлопными газами двигателя, по газоводу выводится из газоперекачивающего агрегата. В процессе смешения с выхлопными газами происходит разбавление последних и снижается температура отводимой из двигателя газообразной среды, что в конечном итоге позволяет за счет более полного использования подводимой к двигателю энергии повысить КПД его работы и одновременно повысить надежность его работы за счет создания более благоприятных условий для его эксплуатации. При этом следует особо отметить, что прокачка охлаждающего двигатель воздуха производится без подвода энергии извне агрегата и без использования вырабатываемой им полезной энергии для привода нагнетательного блока, а исключительно путем рационального использования энергии выхлопных газов приводного двигателя. Снижение температуры выхлопных газов приводного двигателя позволяет понизить температуру в зоне, окружающей газоперекачивающий агрегат, а следовательно, понизить температуру окружающей среды в зоне работы нагнетательного блока, что, в свою очередь, позволяет повысить производительность нагнетательного блока. As studies have shown, the exhaust gases of the drive engine have enough energy to cool the engine itself and at the same time lower the temperature of the exhaust gases and the concentration of harmful impurities. This was achieved due to the fact that air is sucked in from the surrounding air in the area of the intake pipe of the drive motor, which, due to the energy of the exhaust gases of the engine, is pumped along the outer surface of the engine and, by heating itself, cools the engine, after which it mixes with the exhaust gases of the engine, through the gas duct is discharged from the gas pumping unit. In the process of mixing with exhaust gases, the latter are diluted and the temperature of the gaseous medium discharged from the engine decreases, which ultimately allows, due to more complete use of the energy supplied to the engine, to increase the efficiency of its operation and at the same time increase its reliability by creating more favorable conditions for it operation. It should be especially noted that the air cooling the engine is pumped without supplying energy from outside the unit and without using the useful energy generated by it to drive the discharge unit, but only by rational use of the energy of the exhaust gases of the drive engine. Reducing the temperature of the exhaust gases of the drive motor allows you to lower the temperature in the area surrounding the gas pumping unit, and therefore, lower the ambient temperature in the area of operation of the discharge unit, which, in turn, allows to increase the performance of the discharge unit.

Таким образом, путем выполнения газоперекачивающего агрегата описанным выше образом достигается выполнение поставленной в изобретении задачи - повысить КПД и надежность работы газоперекачивающего агрегата. Thus, by performing the gas pumping unit in the manner described above, the task set in the invention is achieved - to increase the efficiency and reliability of the gas pumping unit.

На чертеже схематически представлен описываемый газоперекачивающий агрегат. The drawing schematically shows the described gas pumping unit.

Газоперекачивающий агрегат содержит нагнетательный блок 1 и приводной двигатель 2 с выхлопным газоводом 3, соплом 4 на выходе из турбины 5 и воздухозаборным патрубком 6. Приводной двигатель 2 снабжен эжектором, выполненным в виде профилированного насадка 7, установленного на выходе из сопла 4, и обечайки 8, коаксиально охватывающей двигатель 2 с образованием последней, и двигателем кольцевого канала 9, сообщенного со стороны воздухозаборного патрубка 6 с окружающей двигатель 2 средой, а со стороны выхода обечайка 8 соединена с выхлопным газоводом 3, причем между входным участком последнего и выходным участком обечайки 8 за выходным сечением насадка 7 образованы камера 10 смешения и диффузор 11. The gas pumping unit contains a pressure unit 1 and a drive motor 2 with an exhaust gas duct 3, a nozzle 4 at the outlet of the turbine 5 and an air intake pipe 6. The drive engine 2 is equipped with an ejector made in the form of a shaped nozzle 7 installed at the outlet of the nozzle 4 and a shell 8 coaxially enclosing the engine 2 with the formation of the latter, and the engine of the annular channel 9 communicated from the side of the intake pipe 6 with the medium surrounding the engine 2, and from the output side, the shell 8 is connected to the exhaust gas duct m 3, wherein the portion between the inlet and outlet of the last portion of the sleeve 8 of the outlet section of the nozzle 7 are formed by the mixing chamber 10 and a diffuser 11.

Газоперекачивающий агрегат работает следующим образом. Gas pumping unit operates as follows.

При работе агрегата приводной двигатель 2 приводит в действие нагнетательный блок 1, обеспечивая перекачку газообразной среды. Одновременно выхлопные газы, истекая из сопла 4 через профилированный насадок 7, создают в зоне выходного сечения насадка 7 зону пониженного давления, что обеспечивает поступление в эту зону через кольцевой канал 9, окружающий двигатель 2, воздуха, который, протекая вдоль двигателя 2, охлаждает последний. Поступая в зону пониженного давления, воздух смешивается с выхлопными газами в камере 10 смешения и далее в диффузоре 11 тормозится. В процессе смешения с воздухом температура выхлопных газов также снижается. После диффузора 11 смесь воздуха и выхлопных газов поступает в выхлопной газовод 3, по которому она выводится из агрегата. When the unit is operating, the drive motor 2 drives the pressure unit 1, providing a pumping of the gaseous medium. At the same time, exhaust gases flowing out of the nozzle 4 through the shaped nozzles 7 create a zone of reduced pressure in the zone of the outlet section of the nozzle 7, which ensures that air is introduced into this zone through the annular channel 9 surrounding the engine 2, which flows along the engine 2 and cools the latter . Entering the zone of reduced pressure, the air is mixed with exhaust gases in the mixing chamber 10 and then in the diffuser 11 is inhibited. In the process of mixing with air, the temperature of the exhaust gases also decreases. After the diffuser 11, the mixture of air and exhaust gases enters the exhaust gas duct 3, through which it is discharged from the unit.

Данный газоперекачивающий агрегат может быть использован для создания мобильных установок по перекачке различных газообразных сред, например в газодобывающей и газоперерабатывающей промышленности. This gas pumping unit can be used to create mobile installations for pumping various gaseous media, for example, in the gas production and gas processing industries.

Claims

A gas pumping unit comprising a pressure unit and a drive engine with an exhaust gas duct, a nozzle at the outlet of the turbine and an air intake pipe, characterized in that the drive engine is equipped with an ejector made in the form of a shaped nozzle mounted at the exit of the nozzle and a shell coaxially enclosing the engine with the formation of the latter, and the engine of the annular channel communicated from the side of the intake pipe with the medium surrounding the engine, and from the output side, the shell is connected to the exhaust gas duct, moreover, between the inlet portion of the latter and the outlet portion of the shell behind the outlet section of the nozzle, a mixing chamber and a diffuser are formed.