RU2525283C1

RU2525283C1 - Compressor

Info

Publication number: RU2525283C1
Application number: RU2013107421/06A
Authority: RU
Inventors: Леонид Константинович Матросов
Original assignee: Леонид Константинович Матросов
Priority date: 2013-02-19
Filing date: 2013-02-19
Publication date: 2014-08-10

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: compressor comprises an electric motor, a pressure chamber, a switch set in the electric motor control circuit, an adjusting screw. The compressor is additionally equipped by a baffler-fairing 19 of spherical shape on the side of supplying pipe branches connected to the lines of an air duct 3, gas duct 7 and spark plug 5. The baffler-fairing 19 is fixed by adjusting screws 20, 21 spring-loaded on the side of the valves 24, 25 of the first compression stage of the chamber 1. The latter is connected to the second compression chamber 2 by a pipe branch 27. The volume of the second compression chamber 2 is at least 2 volumes of the first compression stage of the chamber 1. An inlet valve 24 is a shutdown member of the pipe branch 27. The second compression chamber 2 is connected to a receiver 28 by a pipeline. The receiver 28 is pneumatically connected to a vane pump 46 and via a gas distributor 32 - to the consumer.

EFFECT: increasing efficiency and reducing surges at high pressures of the gas being pumped.

3 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к компрессостроению и может быть использовано для создания повышенного давления газа большой производительности и снабжения сжатым газом пневматических пластинчатых насосов, пневматических установок с заданным давлением газа для подъема жидкости из скважин.The invention relates to compression engineering and can be used to create high gas pressure of high productivity and supply compressed gas to pneumatic vane pumps, pneumatic installations with a given gas pressure for lifting liquids from wells.

Известен электромагнитный привод компрессора, содержащий линейный электродвигатель, якорь которого соединен с мембраной нагнетательной камеры, концевой выключатель (Авторское свидетельство СССР №681209, Кл. F04B 35/04, F04B 45/04, 1978).Known electromagnetic drive of the compressor, containing a linear electric motor, the anchor of which is connected to the membrane of the discharge chamber, limit switch (USSR Author's Certificate No. 681209, CL. F04B 35/04, F04B 45/04, 1978).

Недостатком этого компрессора является то, что компрессор выполнен однокамерным, вследствие чего степень сжатия его низкая. Кроме того, мембранный привод, входной и выходной клапаны обладают недостаточной надежностью и эффективностью работы в зоне высоких температур горения подводящего газа, не справляется с отводом всей массы получаемого газа, что может привести к неработоспособности компрессора. Однокамерная установка компрессора снижает надежность и экономичность его, так как не предусматривает максимальную степень сжатия получаемого газа в известном компрессоре, а также защиту клапанов от эрозии при сгорании подводящего газа, что приводит к уменьшению надежности работы клапанов и компрессора.The disadvantage of this compressor is that the compressor is single chamber, as a result of which its compression ratio is low. In addition, the membrane actuator, inlet and outlet valves have insufficient reliability and efficiency in the high combustion zone of the supply gas, can not cope with the removal of the entire mass of the produced gas, which can lead to compressor inoperability. A single-chamber compressor installation reduces its reliability and efficiency, since it does not provide for the maximum degree of compression of the produced gas in a known compressor, as well as the protection of valves from erosion during combustion of the supply gas, which reduces the reliability of the valves and compressor.

Наиболее близким к описанному компрессору является компрессор, содержащий электродвигатель, нагнетательную камеру, выключатель, установленный в цепи электродвигателя, пружину, регулирующий винт (Авторское свидетельство СССР №1555526, Кл. F04B 35/04, 1987).Closest to the described compressor is a compressor containing an electric motor, a pressure chamber, a switch mounted in the electric motor circuit, a spring, an adjusting screw (USSR Author's Certificate No. 1555526, CL. F04B 35/04, 1987).

Недостатком этого компрессора является то, что компрессор выполнен однокамерным, вследствие чего степень сжатия его низкая, в случае высоких давлений сжигаемого газа обратные клапаны из-за малого перепада величин давления до и после клапана не обеспечивают резкого перекрытия магистрали между ресиверами при использовании комбинированной их связи между собой. Кроме того, не предусматривается расширение функциональных возможностей и снижается надежность и экономичность его, так как не предусматривается максимальная степень сжатия получаемого газа в камере компрессора. Отсутствует защита от эрозии клапанов при высоких температурах в камере от получаемого газа повышенного давления сжатия, соответственно, соотношение объемов перетечки газа в ресиверы не может учитываться при максимальном перепаде давлений в однокамерном компрессоре. Другим недостатком известного устройства является то, что требуются большие размеры пружин, для того чтобы через шток с перегородкой (мембраной) мог вытеснить газ в ресивер, и наоборот, усилие магнита зависит от мощности применения двигателя, так как упругость (жесткость) таких пружин сжатия достаточно велика на сопротивление при поднятии штока с перегородкой для вытеснения газа в ресивер.The disadvantage of this compressor is that the compressor is single-chamber, as a result of which its compression ratio is low, in the case of high pressures of the combusted gas, non-return valves due to the small pressure drop before and after the valve do not provide a sharp overlap between the receivers when using their combined connection between by myself. In addition, the expansion of functionality is not provided for and its reliability and economy are reduced, since the maximum degree of compression of the produced gas in the compressor chamber is not provided. There is no protection against valve erosion at high temperatures in the chamber from the produced gas of increased compression pressure, respectively, the ratio of the volumes of gas flow into the receivers cannot be taken into account at the maximum pressure drop in the single-chamber compressor. Another disadvantage of the known device is that it requires large sizes of springs, so that through the rod with a baffle (membrane) could displace gas into the receiver, and vice versa, the force of the magnet depends on the power of the engine, since the elasticity (rigidity) of such compression springs is enough great resistance when lifting the rod with a baffle to displace gas into the receiver.

Все это в целом не позволяет регулировать объем массы газа для разных потребителей в разных соотношениях (объемов), т.е. обеспечить надежный ресурс работы деталей компрессора, причем соотношение объемов получаемого сжатого газа не позволяет выдержать равенство работы клапанов и соответственно надежную работу ступеней компрессора.All this as a whole does not allow regulating the volume of gas mass for different consumers in different ratios (volumes), i.e. provide a reliable service life of compressor parts, and the ratio of the volumes of the compressed gas obtained does not allow to maintain the equality of valve operation and, accordingly, the reliable operation of the compressor stages.

Задача изобретения - увеличение производительности и снижения пульсаций при высоких давлениях нагнетаемого газа.The objective of the invention is to increase productivity and reduce ripple at high pressures of the injected gas.

Поставленная задача достигается тем, что компрессор, содержащий электродвигатель, нагнетательную камеру, выключатель, установленный в цепи управления электродвигателя, регулировочный винт, дополнительно снабжен отражателем-обтекателем сферической формы со стороны впускных патрубков, подключенных к линиям воздуховода, газа и свечи зажигания, при этом отражатель-обтекатель закреплен регулировочными винтами, подпружиненными со стороны нагнетательного клапана первой ступени сжатия камеры, которая посредством патрубка связана со второй камерой сжатия, объем которой составляет не менее 2-х объемов первой ступени сжатия камеры, причем запорным органом патрубка является впускной клапан, и вторая камера сжатия газа при помощи трубопровода соединена с ресивером, а ресивер пневматически соединен с пластинчатым насосом и через газораспределитель - с потребителем.This object is achieved in that the compressor comprising an electric motor, a pressure chamber, a switch installed in the electric motor control circuit, an adjusting screw, is further provided with a spherical reflector-cowl on the side of the inlet pipes connected to the duct, gas and spark plug lines, while the reflector -the fairing is fixed with adjusting screws, spring-loaded on the side of the discharge valve of the first stage of compression of the chamber, which is connected to the second th compression chamber, the volume of which is at least 2 volumes of the first stage of compression of the chamber, the inlet valve being the shutoff element of the nozzle, and the second gas compression chamber by means of a pipeline connected to the receiver, and the receiver pneumatically connected to the vane pump and through the gas distributor to by consumer.

Кроме того, дополнительно введены блок автоматического контроля датчика воздуха, газа и свечи зажигания на основе применения электрического блока питания, объединяющего несколько групп датчиков и подключенных линией связи к регулирующему блоку, установленному на корпусе первой ступени сжатия газа камеры. In addition, an automatic control unit for the air, gas, and spark plugs was introduced based on the use of an electric power supply unit that combines several groups of sensors and is connected by a communication line to a control unit mounted on the housing of the first stage of gas compression of the chamber.

При этом в первой ступени сжатия газа камеры после отражателя-обтекателя установлен клапан сброса давления с возможностью открытия при сжатии газа больше допустимого рабочего давления на такте нагнетания, а пространство первой ступени камеры под отражателем-обтекателем сообщено с ресивиром посредством нагнетательного клапана с высоким рабочим давлением, выполненного в виде цилиндрического золотника с подвижным поршнем с пружиной.At the same time, in the first stage of gas compression of the chamber after the reflector-cowl, a pressure-relief valve is installed with the ability to open when gas is compressed more than the allowable working pressure at the discharge stroke, and the space of the first stage of the chamber under the reflector-cowl is communicated with the receiver through the discharge valve with a high working pressure, made in the form of a cylindrical spool with a movable piston with a spring.

Устранить указанные недостатки прототипа позволяет блочно-модульная система компрессора, выполненного объемного действия для получения при поступлении воздуха, сжигаемого газа и свечи зажигания на первой ступени сжатия в рабочей полости газа с давлением, несколько большим, чем во второй камере сжатия, при этом полость первой ступени сжатия снабжена отражателем-обтекателем сферической формы, что дополнительно под ним увеличивает производительность компрессора. При этом габариты, обусловленные наличием дополнительной связующей второй камеры, при помощи трубопровода и исполнительного механизма, выполненного в виде газораспределителя с низшей ступени, производит путем перепуска получаемого газа в пластинчатый насос или потребителю, увеличивает потребляемый газ, подверженный многократному сжатию на каждой ступени его прохождения, и возможности подпитки непосредственно ресивера для потребителя из первой ступени сжатия газа камеры. Максимальная степень сжатия газа в первой ступени при заданных рабочих давлениях обеспечивается надежной и эффективной работой в зоне высоких температур нагнетательного клапана и пространством при перемещении отражателя-обтекателя сферической формы. При этом создается зона полезного заполнения объема газа под отражателем-обтекателем, а также от эрозии прямого воздействия сгораемого газа над отражателем-обтекателем. Система с техническими средствами в виде введения блока автоматического контроля датчика воздуха, газа и свечи зажигания на основе применения электрического блока питания, объединяющего несколько групп датчиков, подключенных к корпусу первой ступени сжатия газа камеры, которая в процессе контролирует работу компрессора в течение всего периода его использования, в конечном счете позволит повысить безопасность и надежность компрессора. В связи с тем, что происходит сжатие газа под отражателем-обтекателем сферической формы, подпитка второй ступени камеры и ресивера от первой ступени камеры соответствует давлению регулируемого газа потребителем, отсутствуют потери энергии, связанные с дросселированием (перепуском) газа, и потенциальная энергия газа также используется для привода, например пластинчатого насоса. Дополнительная подкачка газа во вторую камеру сжатия большего объема ведет к повышению КПД всей системы компрессора и улучшает характеристики его.To eliminate these disadvantages of the prototype allows a modular block compressor system, performed volumetric actions to receive upon receipt of air, combusted gas and spark plugs in the first compression stage in the working gas cavity with a pressure slightly higher than in the second compression chamber, while the cavity of the first stage compression is equipped with a reflector-fairing of a spherical shape, which additionally underneath increases the compressor performance. In this case, the dimensions due to the presence of an additional binder of the second chamber, by means of a pipeline and an actuator made in the form of a gas distributor from the lower stage, produce by transferring the produced gas to a vane pump or consumer, increases the consumed gas, subjected to multiple compression at each stage of its passage, and the possibility of feeding directly to the receiver for the consumer from the first stage of gas compression chamber. The maximum degree of gas compression in the first stage at given operating pressures is ensured by reliable and efficient operation in the high temperature zone of the discharge valve and by the space when moving the reflector-cowl of a spherical shape. This creates a zone of useful filling of the gas volume under the reflector-fairing, as well as from erosion of the direct effect of combustible gas above the reflector-fairing. A system with technical means in the form of introducing an automatic control unit for an air, gas and spark plug sensors based on the use of an electric power supply unit that combines several groups of sensors connected to the housing of the first stage of gas compression of the chamber, which in the process monitors the operation of the compressor during the entire period of its use ultimately will improve the safety and reliability of the compressor. Due to the fact that gas compression occurs under a spherical reflector-cowl, the second stage of the chamber and receiver are fed from the first stage of the chamber to the pressure of the regulated gas by the consumer, there are no energy losses associated with gas throttling (bypass), and the potential gas energy is also used for a drive, for example a vane pump. Additional pumping of gas into the second compression chamber of a larger volume leads to an increase in the efficiency of the entire compressor system and improves its characteristics.

С помощью предложенного изобретения защитный корпус отражателя-обтекателя своим перемещением регулирует пламя над ним, более равномерно повышается давление под ним, а само пламя не влияет на работу элементов клапанов. При этом порция воздуха и газа поступления в полость первой ступени камеры над отражателем-обтекателем определяется расчетом, исходя из конкретных условий работы компрессора (например, ограниченности подаваемого сжигаемого газа за определенный промежуток времени работы компрессора). Таким образом, компрессор с двумя сжатиями камеры обеспечивает плавный переход от одного режима работы к другому, то есть в начале работы в одноступенчатом цикле повышенного давления получаемого газа перед перепуском во вторую ступень камеры и, непосредственно во времени рабочего давления в ресивер через клапан, обеспечивает в автоматическом постоянном режиме, то есть от потребности потребителей.Using the proposed invention, the protective housing of the reflector-fairing by its movement regulates the flame above it, the pressure under it increases more evenly, and the flame itself does not affect the operation of the valve elements. In this case, the portion of air and gas entering the cavity of the first stage of the chamber above the reflector-fairing is determined by calculation based on the specific operating conditions of the compressor (for example, the limited supply of combustible gas for a certain period of time of compressor operation). Thus, a compressor with two chamber compressions provides a smooth transition from one operating mode to another, that is, at the beginning of operation in a single-stage cycle of increased pressure of the produced gas before passing to the second stage of the chamber and, directly in time of working pressure into the receiver through the valve, provides automatic continuous mode, that is, from the needs of consumers.

На фиг.1 показана принципиальная схема компрессора; на фиг.2 - газораспределитель; на фиг.3 - предохранительный клапан, узел «А»; на фиг.4 - пневмоклапан непрямого действия, узел «Б»; на фиг.5 - схема функционирования комплекта блока автоматического контроля датчиков.Figure 1 shows a schematic diagram of a compressor; figure 2 - gas distributor; figure 3 - safety valve, node "A"; figure 4 - pneumatic valve indirect action, node "B"; figure 5 is a diagram of the functioning of the kit of the automatic sensor control unit.

Компрессор содержит первую ступень камеры 1 высокого сжатия и камеру 2 низкого сжатия. На корпусе камеры 1 закреплен комплект устройств в виде воздуховода 3 с обратным клапаном 4, свечи зажигания 5 с обратным клапаном 6 и газопровода 7 с обратным клапаном 8 с размещенными датчиками 9, 10 и 11.The compressor comprises a first stage of a high compression chamber 1 and a low compression chamber 2. A set of devices in the form of an air duct 3 with a non-return valve 4, a spark plug 5 with a non-return valve 6 and a gas pipe 7 with a non-return valve 8 with sensors 9, 10 and 11 are mounted on the camera body 1.

Блок автоматического контроля 12 содержит блок 13 управления, инвертирующий блок 14, промежуточные блоки 15-17, которые связаны слаботочными линиями с датчиками 9, 10 и 11, установленными соответственно на корпусе первой ступени камеры 1. Блок питания 18 связан с блоком автоматического контроля 12 и со свечой зажигания 5 (двигатель подачи воздуха не показан для упрощения чертежа).The automatic control unit 12 includes a control unit 13, an inverting unit 14, intermediate blocks 15-17, which are connected by low-current lines with sensors 9, 10 and 11 mounted respectively on the housing of the first stage of the camera 1. The power supply 18 is connected to the automatic control unit 12 and with spark plug 5 (air supply engine not shown to simplify the drawing).

Первая ступень сжатия камеры 1 содержит дополнительно отражатель-обтекатель 19 сферической формы, расположенный в полости камеры 1 и установленный с возможностью вертикальной настройки при помощи винтов 20 и 21 с пружинами 22 и 23. На дне первой ступени камеры 1 размещены обратные нагнетательные впускные клапаны 24 и 25 и предохранительный клапан 26, связанные: первый 24 в виде запорного органа со второй камерой 2 патрубком 27, а второй 25 - с ресивером 28. Выходной клапан 29 камеры 2 с трубопроводом 30 соединен с ресивером 31, последний связан с газораспределителем 32. Газораспределитель 32 кинематически связан с рычагом 33, размещенным между электромагнитами 34 и 35 с пультом управления 36 электромагнитов 34 и 35. Газораспределитель 32 имеет корпус 37 с распределительным патрубками 38, 39 и 40, подсоединенными к пневмолиниям 41, 42 и 43, и поворотную пробку 44 с выступающим хвостовиком 45, связанным с рычагом 33. К газораспределителю 32 подключен пластинчатый насос 46 через пневмолинию 42.The first stage of compression of the chamber 1 further comprises a spherical reflector-cowl 19 located in the cavity of the chamber 1 and mounted with vertical adjustment by means of screws 20 and 21 with springs 22 and 23. At the bottom of the first stage of the chamber 1 there are reverse pressure inlet valves 24 and 25 and a safety valve 26, associated: the first 24 in the form of a locking element with a second chamber 2 pipe 27, and the second 25 - with the receiver 28. The outlet valve 29 of the chamber 2 with a pipe 30 is connected to the receiver 31, the latter is connected to the gas distribution a gas distributor 32. The gas distributor 32 is kinematically connected to a lever 33 located between the electromagnets 34 and 35 with the control panel 36 of the electromagnets 34 and 35. The gas distributor 32 has a housing 37 with distribution pipes 38, 39 and 40 connected to the pneumatic lines 41, 42 and 43, and a rotary plug 44 with a protruding shank 45 connected with a lever 33. A plate pump 46 is connected to the gas distributor 32 through a pneumatic line 42.

Обратные клапаны 24, 25 и предохранительный клапан 26 защищены отражателем-обтекателем 19 сферической формы с возможностью настройки при помощи винтов 20 и 21 с пружинами 22 и 23, и отражатель-обтекатель 19 расположен со стороны впускного блока: воздуховода 3, свечи зажигания 5 и газопровода 7 с датчиками 9, 10 и 11.The non-return valves 24, 25 and the safety valve 26 are protected by a spherical reflector-cowl 19 with the possibility of adjustment using screws 20 and 21 with springs 22 and 23, and the cowl-reflector 19 is located on the inlet block side: air duct 3, spark plug 5 and gas pipeline 7 with sensors 9, 10 and 11.

Предохранительный клапан 26 выполнен с корпусом 47 шарикового клапана 48 (может быть конусного типа) с пружиной 49, с регулировочным винтом 50. Клапан 25 непрямого действия содержит дроссель 51 (отверстие), соединенный с полостью «А», поршень 52 с пружиной 53, шариковый клапан 54 с пружиной 55 и отверстие 56, соединяющее соответствующие полости.The safety valve 26 is made with a housing 47 of a ball valve 48 (may be a cone type) with a spring 49, with an adjusting screw 50. The valve 25 of an indirect action contains a throttle 51 (hole) connected to the cavity "A", a piston 52 with a spring 53, a ball a valve 54 with a spring 55 and an opening 56 connecting the respective cavities.

Компрессор работает следующим образом.The compressor operates as follows.

При включении блока питания 18 напряжения его выходной импульс подается на свечу зажигания 5 и затем включается двигатель для подачи воздуха по воздуховоду 3. К моменту поступления воздуха свеча зажигания 5 нагревается, затем включают подачу газа, происходит воспламенение. При этом необходимо отметить, что на корпусе первой ступени сжатия камеры 1 имеются датчики 9, 10 и 11, закрепленные в блоке узла подвода воздуха, газа и свечи зажигания, которые слаботочными линиями связаны с блоками автоматического контроля 12 принимающими сигнал от блоков датчиков 9, 10 и 11. контролируя процесс горения пламени в блоке на корпусе камеры 1. Поступающий газ в блоке смешивается с воздухом, подаваемым вентилятором от двигателя, поджигается от свечи зажигания (электрогазового запальника) и сгорает. Продукты сгорания поступают через зазоры между боковыми стенками камеры 1 и кромками отражателя-обтекателя 19 по всему периметру и направляются в нижнюю сборную часть камеры 1, с размещенными клапанами 24 и 25 и предохранительным клапаном 26. Таким образом, при поступление воздуха, газа на свечу зажигания, происходит воспламенение, поток пламени разбивается об обтекатель-отражатель 19 сферической формы по всей поверхности его корпуса и через просветы между боковыми стенками камеры 1 и кромками обтекателя-отражателя 19, образовавшийся газ (углекислый) поступает в нижнюю часть камеры 1, при этом предотвращается прямое воздействие воспламеняющего газа над обтекателем-отражателем 19, что способствует быстрому заполнению нижней части первой ступени камеры 1, а также позволяет использовать равномерное нарастание давление газа в этой части камеры 1 до расчетного максимального сжатия газа. Согласно закону Гей-Люссака газы при постоянном давлении расширяются пропорционально повышению температуры, причем все газы имеют практически один и тот же коэффициент «α» теплового расширения. Вязкость углекислого газа, например, равная 0,16 мП при температуре 20°C при атмосферном давлении увеличивает повышение давления до 50 кг/см². Если объем газа поддерживается постоянным, то давление p_т в нем возрастает пропорционально повышению T°.When the power supply unit 18 is turned on, its output pulse is supplied to the spark plug 5 and then the engine is turned on to supply air through the duct 3. By the time air arrives, the spark plug 5 is heated, then the gas supply is turned on, ignition occurs. It should be noted that on the case of the first stage of compression of the chamber 1 there are sensors 9, 10 and 11 fixed in the block of the unit for supplying air, gas and spark plugs, which are connected by low-current lines to the automatic control units 12 receiving the signal from the sensor units 9, 10 and 11. controlling the process of burning the flame in the block on the camera body 1. The incoming gas in the block is mixed with the air supplied by the fan from the engine, ignited by the spark plug (electric-gas igniter) and burned. The combustion products enter through the gaps between the side walls of the chamber 1 and the edges of the reflector-fairing 19 around the entire perimeter and are sent to the lower assembly of the chamber 1, with valves 24 and 25 and a safety valve 26 placed. Thus, when air and gas enter the spark plug ignition occurs, the flame flow breaks up around the spherical deflector 19 over the entire surface of its body and through the gaps between the side walls of the chamber 1 and the edges of the deflector 19, the gas formed (angle only) enters the lower part of the chamber 1, while direct exposure to flammable gas above the deflector 19 is prevented, which contributes to the rapid filling of the lower part of the first stage of the chamber 1, and also allows the uniform increase in gas pressure in this part of the chamber 1 to the calculated maximum compression gas. According to the Gay-Lussac law, gases at constant pressure expand in proportion to the temperature increase, and all gases have almost the same coefficient of thermal expansion “α”. The viscosity of carbon dioxide, for example, equal to 0.16 MP at a temperature of 20 ° C at atmospheric pressure increases the pressure increase to 50 kg / cm ² . If the gas volume is kept constant, then the pressure p _t in it increases in proportion to the increase in T °.

В работе первой ступени камеры 1 возможен вариант (на чертеже не показано) следующий. Если выделение тепла в полости камеры 1 при рассеивании над корпусом отражателя-обтекателя 19 превышает естественную теплоотдачу при заданном перепаде температур Δt, то на внутренней выпуклой поверхности отражателя-обтекателя 19 может устанавливаться (закрепятся) охладитель (чаще всего холодной воды), обеспечивающий принудительный отвод тепла.In the operation of the first stage of the chamber 1, the following option is possible (not shown in the drawing) as follows. If the heat generation in the cavity of the chamber 1 during dispersion above the body of the reflector-cowl 19 exceeds the natural heat transfer at a given temperature difference Δt, then on the inner convex surface of the reflector-cowl 19 can be installed (fixed) cooler (usually cold water), providing forced heat removal .

Если необходимо отрегулировать высотное положение расположения отражателя-обтекателя 19 (расстояние между отражателем-обтекателем 19 и клапанами 24, 25 и 26), то в этом случае с помощью винтов 20 и 21 и уравновешиванием пружин 22 и 23 при определенном положении будет выдержано пространство над клапанами 24, 25 и предохранительным клапаном 26 (сброса давления сжимаемой среды).If it is necessary to adjust the height of the location of the reflector-cowl 19 (the distance between the reflector-cowl 19 and the valves 24, 25 and 26), then with the help of screws 20 and 21 and balancing the springs 22 and 23 at a certain position, the space above the valves will be maintained 24, 25 and safety valve 26 (pressure relief of a compressible medium).

Можно отметить, что в устройство введены источник получаемого сжатого газа за счет ввода воздуха при воспламенении поступающего газа на свечу зажигания, до получения, например, углекислого газа, и система управления: отражатель-обтекатель, закрепленный винтами с пружинами; клапана давления, а также в систему введены газораспределитель и пульт управления, сообщенный с датчиками.It can be noted that the source of the compressed gas obtained is introduced into the device by introducing air during ignition of the incoming gas to the spark plug, to obtain, for example, carbon dioxide, and the control system: a reflector-fairing, fixed with screws with springs; a pressure valve, as well as a gas distributor and a control panel in communication with the sensors are introduced.

Наличие отражателя-обтекателя 19 также позволяет в рабочей ступени камеры 1 защитить от эрозии клапаны 24, 25 и 26 от нагрева пламени и заполнения пространства получаемого газа. По мере заполнения камеры 1 газ сжимается в ней до высокого давления и обратный клапан 24 первой ступени подает газ в рабочую камеру 2 второй ступени, сжимая в ней до низкого давления, и через клапан 25 на дне камеры 2 по трубопроводу 30 поступает в ресивер 31.The presence of a reflector-cowl 19 also allows you to protect the valves 24, 25 and 26 from the heating of the flame and filling the space of the produced gas from erosion in the working stage of the chamber 1. As the chamber 1 fills, the gas is compressed to high pressure in it and the first stage check valve 24 delivers gas to the second stage working chamber 2, compressing it to low pressure, and through the valve 25 at the bottom of the chamber 2 through the pipe 30 enters the receiver 31.

По команде с пульта 36 управления подают напряжение на электромагнит 34, который взаимодействует с рычагом 33, т.е. поворачивает его, и от источника сжатый газ поступает в пневмолинию 42 и далее в пластинчатый насос 46. В другом случае по команде с пульта 36 управления подают напряжение на электромагнит 35, который также взаимодействует с рычагом 33, т.е. поворачивают его, и от источника сжатый газ поступает в пневмолинию 43 к другому потребителю. При этом свободный конец рычага 29 зафиксирован электромагнитами 34 или 35.On command from the remote control 36, a voltage is applied to the electromagnet 34, which interacts with the lever 33, i.e. turns it, and from the source the compressed gas enters the pneumatic line 42 and then to the vane pump 46. In another case, on command from the control panel 36, voltage is applied to the electromagnet 35, which also interacts with the lever 33, i.e. turn it, and from the source, the compressed gas enters the pneumatic line 43 to another consumer. In this case, the free end of the lever 29 is fixed by electromagnets 34 or 35.

Следует отметить, что расположение на дне в центральной части обратного клапана 24 в камере 1 и клапана 29 в камере 2 обеспечивает возможность удаления паров жидкости в результате их накапливания вместе со сжатым газом по длине трубопровода через ресивер к потребителю, что в свою очередь позволяет повысить надежность и долговечность камер 1 и 2, так как предохраняет сжатый газ от постоянного насыщения парами воды при сжигании поступающего газа и воздуха на входе в блок камеры 1.It should be noted that the location at the bottom in the central part of the check valve 24 in the chamber 1 and the valve 29 in the chamber 2 provides the ability to remove liquid vapor as a result of their accumulation with compressed gas along the length of the pipeline through the receiver to the consumer, which in turn improves reliability and the durability of the chambers 1 and 2, as it protects the compressed gas from constant saturation with water vapor during the combustion of the incoming gas and air at the inlet to the chamber 1 unit.

Разная степень сжатия в камере 1 и в камере 2 обеспечивает максимально расчетный рост давления газа в первой ступени камеры 1, после чего газ нагнетается через обратный клапан 24 в камеру 2 второй ступени компрессора и, в ресивер 31 через выходной клапан 29 с трубопроводом 30. При заполнении данной системы сжатым газом обеспечивается временная выдержка, необходимая для заполнения газа низкого давления k, получаемого из камеры 1 высокого давления. В результате этого обратный клапан 24 закрывается и обеспечивает надежное перекрытие камеры 2 второй ступени компрессора. После временной выдержки срабатывает клапан 25 непрямого действия, сжатый газ нагнетается в ресивер 28, происходит заполнение газом высокого давления ресивера 28 и далее поступает потребителю.Different degrees of compression in the chamber 1 and in the chamber 2 provide the maximum calculated increase in gas pressure in the first stage of the chamber 1, after which the gas is pumped through the check valve 24 into the chamber 2 of the second stage of the compressor and into the receiver 31 through the outlet valve 29 with the pipeline 30. When filling this system with compressed gas provides a temporary shutter speed necessary to fill the low-pressure gas k obtained from the high-pressure chamber 1. As a result of this, the non-return valve 24 closes and provides reliable closure of the chamber 2 of the second stage of the compressor. After temporary exposure, the indirect-action valve 25 is activated, the compressed gas is pumped into the receiver 28, the receiver 28 is filled with high-pressure gas, and then it enters the consumer.

При достижении сжимаемого рабочего газа до давления нагнетания в ресивер 28 закрывается клапан 25 непрямого действия. При достижении в камере 1 предельного заданного давления сброс газа из камеры 1 производится посредством предохранительного клапана 26.When the compressible working gas reaches the discharge pressure into the receiver 28, the indirect-action valve 25 closes. When the maximum set pressure is reached in chamber 1, gas is discharged from chamber 1 by means of a safety valve 26.

Применение клапанов 24, 25 и 26 давлений в камере 1, содержащей отражатель-обтекатель 19 сферической формы с возможностью вертикального его перемещения и настройкой на заданную высоту, и связанный с подачей пламени воспламенения над ним с датчиками узла подсоединения к корпусу камеры 1, позволяет создать надежную конструкцию в работе компрессора и достигнуть высоких значений степени сжатия на первой ступени камеры 1.The use of pressure valves 24, 25 and 26 in the chamber 1, containing a spherical reflector-cowl 19 with the possibility of vertical movement and adjustment to a predetermined height, and associated with the supply of an ignition flame above it with sensors of the connection unit to the camera body 1, allows you to create a reliable design in the operation of the compressor and achieve high values of the degree of compression in the first stage of the chamber 1.

Предохранительный клапан 26 прост и надежен, его работа заключается только в случае эпизодического действия снижения мгновенных пиков давления и характерно для предохранительных клапанов. Расчет предварительного пожатия пружины при условии, что давление выпуска газа близко к нулю, проводится по известной формулеThe safety valve 26 is simple and reliable, its operation is only in the case of episodic action to reduce instantaneous pressure peaks and is typical for safety valves. The calculation of the preliminary spring shrinkage, provided that the gas discharge pressure is close to zero, is carried out according to the well-known formula

$P_{п} = p_{3} \frac{π d^{2}}{4}$

,

P_{P} = p_{3} \frac{π d^{2}}{four}

,

где d - диаметр седла клапана.where d is the diameter of the valve seat.

В обратном клапане 25 для увеличения стабильности его необходимо уменьшить жесткость пружины и увеличивать площадь S_к. Однако увеличение площади при высоких давлениях приводит к недопустимому увеличению размеров пружины, а следовательно, и размеров клапана. Поэтому в системах с высоким рабочим давлением необходимо применять клапан 25 непрямого действия, в котором поток рабочей среды воздействует на запорно-регулировочный орган не непосредственно, как в предохранительном клапане 26, а через вспомогательное устройство.In the check valve 25 to increase its stability, it is necessary to reduce the stiffness of the spring and increase the area S _to . However, an increase in area at high pressures leads to an unacceptable increase in the size of the spring, and therefore the size of the valve. Therefore, in systems with a high working pressure, it is necessary to use an indirect valve 25, in which the flow of the working medium acts on the shut-off and regulating body not directly, as in the safety valve 26, but through an auxiliary device.

При p₁<p₃ в полости клапана 25 устанавливается давление P_а=P₁, которое действует на поршень 52 (площадь S₂) совместно с пружиной 53 и прижимает поршень к седлу, закрывая проход рабочей среды газа. При P₁>P₃ открывается шариковый клапан 54, пружина которого рассчитана на усилие P_п=P₃S₁, где S₁ - площадь отверстия 56. После открытия шарикового клапана давление в полости клапана 25 падает, и под действием усилия p₁S_к>p_aS₂+P_п поршень 52 смещается вправо, открывая проход рабочего давления газа на поступление в ресивер 28. Достоинством такого клапана является стабильность P₃ при изменении газа в широком диапазоне. Расход газа через клан определяется его типоразмером.When p ₁ <p ₃ , a pressure P _a = P _{1 is} established in the valve cavity 25, which acts on the piston 52 (area S ₂ ) together with the spring 53 and presses the piston to the seat, closing the passage of the gas medium. When P ₁ > P ₃ , the ball valve 54 opens, the spring of which is designed for the force P _p = P ₃ S ₁ , where S ₁ is the area of the hole 56. After opening the ball valve, the pressure in the valve cavity 25 drops, and under the action of the force p ₁ S _k > p _a S ₂ + P _{p the} piston 52 is shifted to the right, opening the passage of the working gas pressure to enter the receiver 28. The advantage of this valve is the stability of P ₃ when the gas changes over a wide range. The gas flow through the clan is determined by its size.

Система автоматического контроля 12 содержит блок управления 13 сигнализации (на фиг.5 приведена схема по функционированию комплекта системы управления), где G1 - генератор сигналов низкочастотный Г3-109; H1…P19 лампа KM 24-35; R1 - резистор C2-23-1-100'Ω±10%-А-Д-В; R2 - резистор C2-23-1-75'Ω±10% - А-Д-В; R3…R19 резистор ПЭВ-10-6,8 к'Ω±10%; S1…S26 - переключатель ПКнБ1Н2-1-3-10-2-4; VI, V2 - диод КД 522Б; X1…X4 - розетка Pp10-30ЛП; X5 - шнур ШВП1-В2×0,35 (указанные тип приборов и оборудования могут быть заменены по разрешению потребителя на другие с аналогичными характеристиками).The automatic control system 12 includes a signaling control unit 13 (Fig. 5 shows a diagram of the operation of a control system kit), where G1 is a low-frequency signal generator G3-109; H1 ... P19 lamp KM 24-35; R1 - resistor C2-23-1-100'Ω ± 10% -A-D-V; R2 - resistor C2-23-1-75'Ω ± 10% - A-D-V; R3 ... R19 resistor PEV-10-6.8 k'Ω ± 10%; S1 ... S26 - switch PKnB1N2-1-3-10-2-4; VI, V2 - diode KD 522B; X1 ... X4 - socket Pp10-30LP; X5 - ШВП1-В2 × 0.35 cord (the indicated type of devices and equipment can be replaced, with the permission of the consumer, by others with similar characteristics).

При возникновении аварийной ситуации во время работы компрессора автоматически происходит аварийная остановка, включается соответствующая световая индикация первопричины аварии и звуковой сигнал. Снятие звукового сигнала производится нажатием на кнопку «Отключение сигнализации звуковой». Снятие световой сигнализации производится после выявления и устранения причины аварии нажатием на кнопку «Отключение сигнализации световой», после чего автоматический блок управления 13 вновь готов к работе.If an emergency occurs during compressor operation, an emergency stop automatically occurs, the corresponding light indication of the root cause of the accident and an audible signal are turned on. The sound signal is removed by pressing the "Silencing the alarm" button. The light alarm is removed after identifying and eliminating the cause of the accident by pressing the "Turn off the light alarm" button, after which the automatic control unit 13 is again ready for operation.

Отражатель-обтекатель 19 сферической формы отличается компактностью и малым весом и изготавливается из жароустойчивого материала сферической формы в виде сферы, при том же объеме меньше, чем у других форм, а напряжение в стенках под действием давления не менее чем в два раза меньше, чем в стенках цилиндра того же диаметра, при этом форма отражателя-обтекателя 19 уменьшает пульсаций давления газа со стороны сжигания за счет упругих деформаций пружин 22 и 23, установленных на винтах 20 и 21. Камеру 1 высокого сжатия, рассчитанную на работу при большом давлении газа, обеспечивают теплоизоляцией и охлаждением по периметру (на чертеже не показано).Spherical reflector-cowl 19 is compact and lightweight and is made of heat-resistant spherical material in the form of a sphere, with the same volume less than other forms, and the voltage in the walls under pressure is not less than two times less than in the cylinder walls of the same diameter, while the shape of the reflector-cowl 19 reduces the pressure pulsations of the gas from the combustion side due to the elastic deformation of the springs 22 and 23 mounted on the screws 20 and 21. The high compression chamber 1, designed to work with large ohm gas pressure, provide thermal insulation and cooling along the perimeter (not shown in the drawing).

Предлагаемый компрессор работает в автоматическом режиме и дополнительно обеспечивает повышенную надежность и устойчивость в работе. Например, для подъема жидкости из скважин применение воздушных подъемников, где поднимают из скважин воздушно-жидкостную смесь с определенной глубины погружения форсунки, сводится к определению поступления газа, необходимого количества, давления и мощности компрессора.The proposed compressor operates in automatic mode and additionally provides increased reliability and stability in operation. For example, to lift liquid from wells, the use of air lifts, where they lift the air-liquid mixture from wells from a certain depth of immersion of the nozzle, is reduced to determining the gas supply, the required amount, pressure and compressor power.

Применение предлагаемого изобретения позволит более полно использовать рабочий газ высокого давления через первую ступень камеры 1 при объеме ее менее двух объемов рабочей камеры 2, увеличить производительность работы компрессора пропорционально потребляемой энергии газа различными потребителями, т.е. удельная производительность компрессора не меняется. Кроме того, обеспечивает дополнительную подкачку газа в ресивер 28 в конце процесса поступления его в камеру 2 второй ступени, что ведет к повышению КПД компрессора. Сглаживание пульсаций при воспламенении газа с воздухом в блоке сжигания и защита клапанов от эрозии производится за счет установки внутри камеры 1 регулируемого отражателя-обтекателя 19 и поступление образовавшегося газа в зазоры между боковыми стенками камеры 1 и кромками отражателя-обтекателя 19, что создает повышенную объемную производительность по сравнению с известным устройством и максимальную степень сжатия.The application of the present invention will make it possible to more fully use high-pressure working gas through the first stage of the chamber 1 with a volume of less than two volumes of the working chamber 2, to increase the compressor performance in proportion to the gas energy consumed by various consumers, i.e. the specific compressor capacity does not change. In addition, it provides additional pumping of gas into the receiver 28 at the end of the process of entering it into the second stage chamber 2, which leads to an increase in the compressor efficiency. Smoothing of pulsations during the ignition of gas with air in the combustion unit and protecting the valves from erosion is achieved by installing an adjustable reflector-cowl 19 inside the chamber 1 and the gas formed in the gaps between the side walls of the chamber 1 and the edges of the cowl-reflector 19, which creates an increased volumetric productivity compared with the known device and the maximum compression ratio.

Claims

1. A compressor comprising an electric motor, a pressure chamber, a switch installed in the electric motor control circuit, an adjusting screw, characterized in that the compressor is further provided with a spherical reflector-cowl on the side of the inlet pipes connected to the duct, gas and spark plug lines, the reflector-fairing is fixed with adjusting screws, spring-loaded on the side of the discharge valves of the first stage of compression of the chamber, which is connected via a pipe to the second chamber a compression swarm, the volume of which is at least 2 volumes of the first stage of compression of the chamber, with the inlet valve being the shutoff element of the nozzle, and the second gas compression chamber by means of a pipeline connected to the receiver, and the receiver is pneumatically connected to the vane pump and through the gas distributor to the consumer .

2. The compressor according to claim 1, characterized in that an automatic control unit for the air, gas and spark plugs is additionally introduced based on the use of an electric power supply unit combining several groups of sensors and connected by a communication line to the control unit mounted on the housing of the first gas compression stage cameras.

3. The compressor according to claim 1, characterized in that in the first stage of gas compression of the chamber after the deflector-cowl, a pressure relief valve is installed with the possibility of opening when the gas is compressed more than the allowable working pressure at the discharge stroke, and the space of the first stage of the chamber under the reflector-cowl is informed receiver by means of a discharge valve with high working pressure, made in the form of a cylindrical spool with a movable piston with a spring.