RU2535412C2

RU2535412C2 - Compressor plant

Info

Publication number: RU2535412C2
Application number: RU2013101825/06A
Authority: RU
Inventors: Николай Сергеевич Кобелев; Анастасия Владимировна Токарева; Константин Кириллович Котляров; Иван Юрьевич Терехов; Алексей Сергеевич Емельянов; Алексей Николаевич Ряполов
Priority date: 2013-01-15
Filing date: 2013-01-15
Publication date: 2014-12-10
Also published as: RU2013101825A

Abstract

FIELD: heating.

SUBSTANCE: invention refers to control of compressor plants. The compressor plant contains the compressor with air filter, installed on the injection line the recuperating heat exchanger, end refrigerator, air collector, connected by main and additional pipelines, equipped with valves, electrically connected with the control unit and temperature and pressure sensors, meanwhile the compressor is equipped with the actuator with the speed regulator, connected with outputs of the temperature controller and pressure controller, and temperature and pressure sensors are additionally connected respectively with temperature controller and pressure controller, meanwhile the air collector is equipped with vertically installed whirler, designed as four plates, rigidly connected to each other with axle, the input and output sections of which are located one with reference to another at right angle, besides the air collector in the bottom part is equipped with sludge pan.

EFFECT: invention is aimed at minimising of energy consumption of production of compressed air of the rationed amount by intensification of collecting and consequent removal of condensed moisture from the air collector.

3 dwg

Description

Изобретение относится к управлению компрессорными установками, эксплуатируемыми в климатических условиях с длительным воздействием минусовых температур, и особенно для шахтных предприятий горной промышленности.The invention relates to the management of compressor units operated in climatic conditions with prolonged exposure to subzero temperatures, and especially for mining enterprises of 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, воздухосборник, соединенные между собой основными и дополнительными трубопроводами, которые снабжены клапанами, электрически связанными с блоками управления и датчиками температуры и давления, пневмосеть.A known compressor installation (see RF patent No. 2169294, IPC F04D 29/58. 2001 Bull. 17), comprising a compressor with an air filter, heat exchanger-utilizer, end cooler, air collector connected to each other by main and additional ones, installed on the discharge line pipelines equipped with valves electrically connected to control units and temperature and pressure sensors, pneumatic network.

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 при отрицательных температурах окружающей среды, когда плотность всасываемого воздуха выше и, соответственно, массовая производительность компрессорной 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 compressed air volume at negative ambient temperatures, when the density of the intake air is higher and, accordingly, the mass capacity of the compressor unit will be greater at normalized compressor drive speed set by positive suction temperature air flow.

Известна компрессорная установка (см. патент РФ №2281418, МПК F04D 25/00. Опуб. 10.08.2006), 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 выходам регулятора температуры и регулятора давления, а датчик температуры и датчик давления присоединены соответственно к регулятору температуры и регулятору давления.A known compressor installation (see RF patent No. 2281418, IPC F04D 25/00. Pub. 08/10/2006) containing a compressor with an air filter, heat exchanger-utilizer, end cooler, air collector connected to each other by main and additional pipelines installed on the discharge line 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 controller d pressure, and the temperature sensor and pressure sensor are connected respectively to the temperature controller and pressure controller.

Недостатком являются энергозатраты, обусловленные расходом сжатого воздуха на удаление сконденсировавшейся влаги из пневмосети по мере его перемещения к потребителю из-за отсутствия возможности интенсивного отделения мелкодисперсной сконденсировавшейся влаги в воздухосборнике, что при последующем ее перемещении сжигает энергоэффективно использующуюся пневматическую энергию оборудования.The disadvantage is energy costs due to the consumption of compressed air to remove condensed moisture from the pneumatic network as it moves to the consumer due to the lack of the possibility of intensive separation of finely divided condensed moisture in the air collector, which, when it is subsequently moved, burns energy-efficient pneumatic energy of the equipment.

Технической задачей предлагаемого изобретения является снижение энергоемкости производства сжатого воздуха нормированного количества путем интенсификации сбора и последующего удаления сконденсировавшейся влаги из воздухосборника в условиях изменяющихся погодно-климатических воздействий на параметры всасываемого воздуха при контроле его температуры и контроле давления сжатого воздуха.The technical task of the invention is to reduce the energy intensity of the production of compressed air of a normalized amount by intensifying the collection and subsequent removal of condensed moisture from the air collector under the changing weather and climate effects on the parameters of the intake air while controlling its temperature and controlling the pressure of the compressed air.

Технический результат достигается тем, что компрессорная установка содержит 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, при этом компрессор снабжен приводом с регулятором скорости вращения, соединенным с выходами регулятора температуры и регулятора давления, а датчик температуры и датчик давления дополнительно подсоединены соответственно к регулятору температуры и регулятору давления, при этом воздухосборник снабжен вертикально установленным завихрителем, выполненным в виде четырех пластин, жестко соединенных между собой осью, входные и выходные участки которых расположены один относительно другого под прямым углом, кроме того, воздухосборник в нижней части снабжен грязесборником.The technical result is achieved in that the compressor installation contains 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, 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 The temperature and the pressure sensor are additionally connected respectively to the temperature controller and pressure controller, while the air collector is equipped with a vertically mounted swirl made in the form of four plates rigidly connected to each other by an axis, the input and output sections of which are located at right angles to each other, in addition, the air collector at the bottom is equipped with a dirt collector.

На фиг.1 представлена принципиальная схема компрессорной установки, на фиг.2 - воздухосборник с размещенным внутри завихрителем, на фиг.3 - завихритель, выполненный в виде четырех жестко соединенных с осью и повернутых пластин.In Fig.1 presents a schematic diagram of a compressor installation, in Fig.2 - an air collector with a swirl placed inside, in Fig.3 - a swirl made in the form of four rigidly connected to the axis and rotated 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 дополнительным 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 схемно-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 сети. 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. Внутри воздухосборника 6 между выходом 37 концевого холодильника 5 и клапаном 7 пневмосети 8 расположен завихритель 38, который установлен по высоте при вертикальном размещении воздухосборника 6 или установлен по длине при горизонтальном размещении воздухосборника 6. Завихритель 38 выполнен в виде четырех 39, 40, 41, 42 пластин, жестко между собой соединенных осью 43. Входные участки 44, 45, 46, 47 пластин 39, 40, 41, 42 расположены под прямым углом относительно выходных участков 48, 49, 50, 51. Воздухосборник 6 нижней части 52 снабжен грязесборником 53 или конденсатоотводчиком.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 with an additional pipe 14 and a valve 15 is connected to the air collector 6, and an 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 installed on the suction pipe 20 of the air filter 21, and a pressure sensor 22 installed on the pneumatic network 8. The actuator 23 is connected to the compressor 1 via a speed controller rotation, 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 26. The pressure regulators 25 and 26, respectively, the temperature and pressure are in circuit-design 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 the comparison units 27 and 28 are connected to the inputs of the electronic amplifiers 31 and 32, equipped with units 33 and 34 of a non-linear reverse network. 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 clutch 24 of the drive 23 of the compressor 1. Inside the air collector 6 between the output 37 of the terminal cooler 5 and the valve 7 of the pneumatic network 8 is located a swirl 38, which is installed on height during vertical placement of the air bag 6 or installed along the length with horizontal placement of the air bag 6. The swirl 38 is made in the form of four 39, 40, 41, 42 plates rigidly interconnected by an axis 43. Entrance sections ki 44, 45, 46, 47 of the plates 39, 40, 41, 42 are located at right angles to the outlet sections 48, 49, 50, 51. The air collector 6 of the lower part 52 is equipped with a dirt collector 53 or a condensate drain.

Компрессорная установка работает следующим образом. Сжатый воздух из выхода 37 после концевого холодильника 5, насыщенный мелкодисперсной каплеобразной и парообразной влагой, поступает в воздухосборник 6, где под действием температуры окружающей среды (атмосферного воздуха) охлаждается, и парообразная влага конденсируется, укрупняя находящиеся в охлажденном сжатом воздухе мелкодисперсные частицы воды и, при наличии поршневого компрессора 1, масла. Входящий в воздухосборник 6 сжатый воздух, контактируя с пластинами 39, 40, 41, 42, жестко укрепленными на оси 43, разделяется входными участками 44, 45, 46, 47 завихрителя 38 на четыре потока и, перемещаясь к выходным участкам 48, 49, 50, 51, повернутым на 90 градусов, закручивается, образуя вихревой поток(см., например, Меркулов В.П. Вихревой эффект и его применение в промышленности. Самара 1991 г. - 298 с., ил.) Под действием центробежных сил сконденсировавшиеся и укрупненные мелкодисперсные частицы влаги (вода и масло) отбрасываются к внутренней поверхности воздухосборника 6, стекают в его нижнюю часть 52 и скапливаются в грязесборнике 53, откуда вручную или автоматически выбрасываются в окружающую среду. Сжатый воздух, очищенный от сконденсировавшейся влаги в воздухосборнике 6 посредством завихрителя 38, удаленной в грязесборнике 53, поступает через клапан 7 в пневмосеть 8. В результате по длине пневмосети 8 и перед потребителями сжатого воздуха, в связи с отсутствием мелкодисперсной капельной и коденсирующейся влаги, нет необходимости установки устройств удаления конденсата, который преимущественно выбрасывается в окружающую среду посредством продувки элемента пневмосети или устройства удаления влаги, т.е. с определенным дополнительным расходом сжатого воздуха, что приводит к повышению энергоемкости компрессорной установки. Следовательно, наличие завихрителя 38 в воздухосборнике 6 обеспечивает сбор и последующее удаление сконденсировавшейся и мелкодисперсной влаги из сжатого воздуха по мере его охлаждения окружающей средой (атмосферным воздухом) без дополнительных энергозатрат, связанных с последующим расходом сжатого воздуха на продувку элементов пневмосистем (пневмосети и пневмооборудования). Это в конечном итоге снижает энергоемкость производства сжатого воздуха. 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 / Френкеля М.И. - М.: Машиностроение. 1969. - 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 загрязнения 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 клапаны 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 наступает конденсации оставшихся паров влаги, и сжатый воздух с заданным давлением, фиксируемый датчиком давления 22, поступает в пневмосеть потребителя.The compressor installation operates as follows. Compressed air from the outlet 37 after the terminal cooler 5, saturated with finely dispersed droplet-like and vaporous moisture, enters the air collector 6, where it is cooled under the influence of ambient temperature (atmospheric air), and the vaporous moisture condenses, enlarging the finely dispersed particles of water and, in the presence of piston compressor 1, oil. The compressed air entering the air collector 6, in contact with the plates 39, 40, 41, 42, rigidly fixed on the axis 43, is divided by the inlet sections 44, 45, 46, 47 of the swirl 38 into four flows and moving to the outlet sections 48, 49, 50 51, turned 90 degrees, swirls, forming a vortex flow (see, for example, Merkulov VP The vortex effect and its application in industry. Samara 1991 - 298 p., Ill.) Under the action of centrifugal forces, condensed and coarse fine moisture particles (water and oil) are thrown to the inner surface of the air collector 6, drain into its lower part 52 and accumulate in the dirt collector 53, from where they are manually or automatically discharged into the environment. Compressed air, cleaned of condensed moisture in the air collector 6 by means of a swirl 38 removed in the dirt collector 53, enters through the valve 7 into the pneumatic network 8. As a result, along the length of the pneumatic network 8 and in front of consumers of compressed air, due to the absence of finely divided droplet and condensing moisture, no the need to install condensate removal devices, which are mainly released into the environment by purging the pneumatic network element or moisture removal device, i.e. with a certain additional consumption of compressed air, which leads to an increase in the energy consumption of the compressor unit. Consequently, the presence of a swirl 38 in the air collector 6 ensures the collection and subsequent removal of condensed and finely dispersed moisture from the compressed air as it is cooled by the environment (atmospheric air) without additional energy costs associated with the subsequent consumption of compressed air to purge the elements of the pneumatic systems (pneumatic network and pneumatic equipment). This ultimately reduces the energy consumption of compressed air production. 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 Basics / Frenkel MI - M.: Mechanical Engineering. 1969. - 774 p.) the signal from the magnetic amplifier 35 is fed to the winding of the electromagnetic clutch 24 with a value for the speed of rotation of the actuator 23, guaranteeing normalized compressor performance. In this case, atmospheric air enters the air filter 21, where it is processed to the specified parameters for cleaning from contamination in the form of solid particles of droplet and vapor moisture and through the suction pipe 20 enters the compressor 1, where it is compressed. During the air compression process, the control unit 18 closes the valves 11, 13, 15 and 17, and opens the valves 4 and 7. 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 compressed air with a given pressure, detected by 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 электронного 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, change hours, 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. When a certain decrease in the flow rate of compressed air and, accordingly, an increase in 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 al negative polarity supplied to the input of the electronic 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 (одновременное 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 simultaneous inclusion of a significant number of consumers of compressed air connected to the pneumatic network 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 to those p until the pressure in the pipeline 8, becomes equal to the specified value.

При минусовых температурах окружающей среды, когда плотность всасываемого воздуха увеличивается и, соответственно, требуется меньшая массовая производительность компрессора 1 (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. 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.At minus ambient temperatures, when the density of intake air increases and, accordingly, lower mass productivity of compressor 1 is required (see, for example, Kurchavin V.M. Saving thermal and electric energy in reciprocating compressors. - M .: 1985. - 80 s .) to maintain the 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 non-linearity of the characteristics of the drive 23 of the compressor 1 is compensated in the amplifier 31. 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 moment transmitted from the clutch 24 from the drive 23. This reduces the speed of the compressor 1 and the supply of compress of the air reaches values specified for normalized consumers pneumatic 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 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 of the environment with subzero temperatures intensive cooling of the compressed air with condensation of moisture vapor is carried out, and the liquid that has appeared in the pipeline, freezes when it 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 the open valve 11 through the auxiliary pipe 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 provides an additional temperature reduction compressed air to values close to 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 the valve 15 enters the heat exchanger-utilizer 9, where it is heated to 10-20 degrees. (heat is taken from the flow of compressed air moving directly from the compressor 1) and through an additional pipe 16 through the valve 17 is sent to the pneumatic network 8.

Поступление в наземную пневмосеть 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 arrival of heated air to the ground pneumatic network 8 with a reduced amount of vaporous moisture provides a flow without cooling to ambient temperature and, accordingly, without condensation falling 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.

При изменении режима работы потребителей сжатого воздуха, подсоединенных к пневмосети 8, в ней давление колеблется как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения, что регистрируется датчиком 22 давления. В этом случае порядок поддержания нормированных параметров сжатого воздуха в пневмосети 8 осуществляется аналогичным образом, как и при производстве сжатого воздуха в условиях положительных температур окружающей среды (описанных выше), но при более низком по энергоемкости уровне работы привода 23, воздействующем через регулятор скорости вращения, например, в виде блока порошковых муфт 24 на компрессор 1.When changing the operating mode of consumers of compressed air connected to the pneumatic network 8, the pressure in it fluctuates both in the direction of decrease and in the direction of increase, which is detected by the pressure sensor 22. In this case, the procedure for maintaining the normalized parameters of compressed air in the pneumatic network 8 is carried out in the same way as in the production of compressed air at positive ambient temperatures (described above), but at a lower energy intensity level of operation of the actuator 23, acting through a speed controller, for example, in the form of a block of powder couplings 24 to the compressor 1.

Оригинальность предложенного изобретения заключается в том, что снабжение воздухосборника компрессорной установки завихрителем, выполненным в виде четырех пластин, жестко соединенных между собой осью, входные и выходные участки которых повернуты относительно друг друга под прямым углом, обеспечивает эффективное отделение сконденсировавшейся в процессе, а также мелкодисперсной капельной влаги от сжатого воздуха с последующим накоплением и удалением ее в окружающую среду. В результате экономится сжатый воздух, используемый ранее в аналоге и практике для продувки элементов пневмосети и пневмооборудования, что в конечном итоге снижает энергоемкость производства пневмотической энергии компрессорной установки.The originality of the proposed invention lies in the fact that the supply of the air intake of the compressor unit with a swirler made in the form of four plates rigidly connected to each other by an axis, the input and output sections of which are rotated relative to each other at right angles, ensures efficient separation of the condensed droplet in the process, as well as moisture from compressed air with subsequent accumulation and removal of it into the environment. As a result, compressed air is used, which was previously used in analogue and practice for purging elements of the pneumatic network and pneumatic equipment, which ultimately reduces the energy consumption of the production of pneumatic energy of the compressor unit.

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 temperature controller and a pressure controller, characterized in that the air collector is equipped with a vertically mounted swirl made in the form of four plates rigidly interconnected by an axis, the inlet and outlet sections of which are located one relative to the other at right angles, in addition, the air collector in the lower parts equipped with a dirt collector.