RU2641413C1

RU2641413C1 - Compressor unit complex

Info

Publication number: RU2641413C1
Application number: RU2017103295A
Authority: RU
Inventors: Алексей Вячеславович Видющенко; Сергей Анатольевич Романов; Дмитрий Евгеньевич Федотов
Original assignee: ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "Арсенал Машиностроение" (ООО "АРСМАШ")
Priority date: 2017-02-01
Filing date: 2017-02-01
Publication date: 2018-01-17

Abstract

FIELD: machine engineering.SUBSTANCE: compressor units complex contains at least two complete independent compressor units 1 and 2 located side by side on the common frame 3. Compressor units 1 and 2 are arranged horizontally at an angle to each other and their longitudinal axes converge in the area of the compressors 4, and diverge on the side of the drive motors 5. In the area of the compressors 5, there is a gap between them, which unleashes their vibrational influence onto each other. The outlet ducts 9 for supply of the compressed purified air from the compressor units 1 and 2 enter the common exhaust manifold 10 adapted to communicate with the consumer tangentially to the direction of air movement therein.EFFECT: improved cooling conditions for compressor units.2 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Заявляемое изобретение относится к области машиностроения и предназначено для выработки сжатого воздуха для пневматических систем и может эксплуатироваться внутри отапливаемых помещений или на открытом воздухе под навесом. В сущности, это изобретение может использоваться при производстве работ по освоению и ремонту нефтяных скважин, подаче сжатого газа в качестве источника энергии для технологических процессов, ремонте и испытании трубопроводов, снабжении сжатым газом пневматического инструмента и для других целей в различных отраслях промышленности.The claimed invention relates to the field of engineering and is intended to produce compressed air for pneumatic systems and can be operated inside heated rooms or outdoors under a canopy. In essence, this invention can be used in the development and repair of oil wells, the supply of compressed gas as an energy source for technological processes, repair and testing of pipelines, the supply of compressed gas to a pneumatic tool and for other purposes in various industries.

Предшествующий уровень техникиState of the art

Известна полезная модель (патент №112956, МПК F04B 41/00, 2012), по которой компрессорная станция содержит комплекс компрессорных агрегатов, образованный на раме из двух, по крайней мере, компрессорных агрегатов, имеющих систему охлаждения компрессора, при этом компрессорные агрегаты расположены параллельно друг другу на общей раме и закреплены на ней через виброопоры. Каждый электродвигатель, связанный с компрессором, оснащен системой охлаждения в виде вентилятора. Практически подобная схема компоновки использована фирмой Кайзер (см. ниже приведенную ссылку). Недостаток - низкая эффективность охлаждения компрессорных агрегатов и, как следствие, неблагоприятный тепловой режим их функционирования.A utility model is known (patent No. 112956, IPC F04B 41/00, 2012), in which the compressor station comprises a complex of compressor units formed on a frame of two at least compressor units having a compressor cooling system, while the compressor units are arranged in parallel to each other on a common frame and mounted on it through vibration mounts. Each electric motor connected to the compressor is equipped with a cooling system in the form of a fan. A practically similar layout scheme was used by Kaiser (see the link below). The disadvantage is the low cooling efficiency of compressor units and, as a consequence, the unfavorable thermal regime of their functioning.

Известна разработка компрессорной станции, представленной на сайте www.kaeser.com и отражающей «Винтовые компрессоры серии HSD/HSD SFC» с признанным во всем мире SIGMA PROFIL (см. Приложение А). В этой станции под кожухом расположен комплекс компрессорных агрегатов, образованный из двух независимых друг от друга компрессорных агрегатов, размещенных параллельно друг другу на общей раме. Оба компрессорных агрегата HSD работают независимо друг от друга. Они оснащены со стороны приводных электродвигателей вентиляторами для их охлаждения.The known development of the compressor station, presented on the website www.kaeser.com and reflecting the "Screw compressors of the HSD / HSD SFC series" with the worldwide recognized SIGMA PROFIL (see Appendix A). In this station, under the casing, there is a complex of compressor units formed of two independent compressor units placed parallel to each other on a common frame. Both HSD compressor units operate independently of each other. They are equipped on the drive motor side with fans for cooling.

Этот известный комплекс компрессорных агрегатов выбирается в качестве прототипа, так как имеет наибольшее число существенных признаков, совпадающих с заявляемым изобретением. Однако прототип имеет существенный недостаток, который заключается в низкой эффективности охлаждения расположенного в нем оборудования. Это обусловлено тем, что продольные оси компрессорных агрегатов, расположенных на раме, параллельны друг другу. В результате свободное пространство для прохождения воздуха по длине компрессорных агрегатов остается постоянным, что уменьшает возможности охлаждения компрессоров. В итоге компрессорные агрегаты могут оказаться в условиях, не выгодных для нормального теплового режима при их функционировании.This known complex compressor units is selected as a prototype, as it has the largest number of essential features that match the claimed invention. However, the prototype has a significant drawback, which is the low cooling efficiency of the equipment located in it. This is due to the fact that the longitudinal axes of the compressor units located on the frame are parallel to each other. As a result, the free space for the passage of air along the length of the compressor units remains constant, which reduces the cooling capacity of the compressors. As a result, compressor units may be in conditions that are not favorable for normal thermal conditions during their operation.

Заявителем предлагается новый комплекс компрессорных агрегатов, содержащий как минимум два комплектных независимых друг от друга компрессорных агрегата расположенных рядом на общей раме, СОГЛАСНО настоящему изобретению, компрессорные агрегаты в горизонтальной плоскости расположены под углом друг к другу и их продольные оси в зоне компрессоров сходятся, а со стороны приводных электродвигателей расходятся, при этом в зоне компрессоров между ними образован зазор, развязывающий их вибрационное влияние друг на друга, а выходные трубопроводы подачи сжатого очищенного воздуха от компрессорных агрегатов входят в общий выпускной коллектор, выполненный с возможностью связываться с потребителем по касательной к направлению движения воздуха в нем.The applicant proposes a new complex of compressor units comprising at least two complete independent compressor units located adjacent to one another on a common frame, ACCORDING to the present invention, the compressor units in a horizontal plane are located at an angle to each other and their longitudinal axes in the area of the compressors converge, and the sides of the drive motors diverge, while in the zone of the compressors a gap is formed between them, decoupling their vibrational influence on each other, and the output pipes ode supplying compressed purified air from the compressor units includes a common outlet header adapted to communicate with a customer at a tangent to the direction of air flow therein.

Такое новое техническое решение всей своей совокупностью существенных признаков позволяет достичь следующего технического результата - уменьшения потерь производительности нагнетаемого воздуха за счет уменьшения газодинамических потерь и скорости движения воздушных потоков сжатого воздуха при его вхождении в коллектор по сравнению со случаем, при котором оси трубопровода и коллектора располагаются под прямым углом. Наряду с этим отмечается уменьшение потребляемой мощности комплекса, необходимой для обеспечения требуемых давления и производительности на выходе. В итоге улучшается режим функционирования компрессоров и всего комплекса в целом.Such a new technical solution, with its whole set of essential features, allows us to achieve the following technical result - reducing the loss of productivity of the injected air by reducing gas-dynamic losses and the speed of the air flow of compressed air when it enters the manifold compared with the case in which the axes of the pipeline and manifold are located under right angle. Along with this, there is a decrease in the power consumption of the complex, necessary to provide the required pressure and output capacity. As a result, the functioning mode of compressors and the whole complex as a whole improves.

Предлагаемое изобретение противоречит сложившейся тенденции компоновки подобных комплексов компрессорных агрегатов, в которых всегда доминировал принцип симметричного расположения относительно друг друга сходных или подобных устройств. В нашем случае этот принцип нарушен. Однонаправленное размещение компрессорных агрегатов стало не равнонаправленным. То есть они размещены под углом друг к другу. Это увеличило эффективность охлаждения всего комплекса и улучшило тепловой режим его функционирования.The present invention contradicts the prevailing trend in the layout of such complexes of compressor units, in which the principle of symmetrical arrangement of similar or similar devices relative to each other has always dominated. In our case, this principle is violated. Unidirectional placement of compressor units has become unequal. That is, they are placed at an angle to each other. This increased the cooling efficiency of the entire complex and improved the thermal regime of its functioning.

Техническая сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, где:The technical nature of the claimed invention is illustrated by drawings, where:

Фиг. 1 - Вариант комплекса компрессорных агрегатов с двумя компрессорными агрегатами (вид сверху);FIG. 1 - Option complex compressor units with two compressor units (top view);

Фиг. 2 - Вариант комплекса компрессорных агрегатов с тремя компрессорными агрегатами (вид сверху).FIG. 2 - Option complex compressor units with three compressor units (top view).

Предлагаемый комплекс компрессорных агрегатов представляет собой совокупность двух или более компрессорных агрегатов 1 и 2, расположенных на общем основании - раме 3 и подающих воздух с избыточным давлением и заданной производительностью к потребителю. Такой комплекс, как уже отмечено ранее, содержит основание-раму 3 и расположенные на ней компрессорные агрегаты 1 и 2, каждый их которых образован из компрессора 4, приводного электродвигателя 5, связанного с ним, и воздушного фильтра 6, соединенного с компрессором 4.The proposed complex of compressor units is a combination of two or more compressor units 1 and 2 located on a common base - frame 3 and supplying air with excess pressure and a given capacity to the consumer. Such a complex, as already noted earlier, contains a base frame 3 and compressor units 1 and 2 located on it, each of which is formed of a compressor 4, a drive motor 5 connected to it, and an air filter 6 connected to the compressor 4.

В состав каждого компрессорного агрегата входит маслоотделитель 7, трубопроводы 8 подсоединения маслоотделителя 7 к компрессору, выходные трубопроводы 9, объединенные коллектором 10, и раздаточная труба 11, из которой нагнетаемый воздух поступает к потребителю.The composition of each compressor unit includes an oil separator 7, pipelines 8 connecting the oil separator 7 to the compressor, output pipelines 9 connected by a manifold 10, and a transfer pipe 11 from which the pumped air enters the consumer.

Для охлаждения электродвигателей 5 на них установлены вентиляторы (крыльчатки) поз.12, интенсифицирующие теплосъем с нагревающихся частей электродвигателей.To cool the electric motors 5, fans (impellers) of pos. 12 are installed on them, which intensify the heat removal from the heated parts of the electric motors.

Описываемая схема размещения компрессорных агрегатов на раме предполагает, что они установлены под некоторым углом α относительно оси симметрии всего компрессорного комплекса (Фиг. 1 и 2). Данный прием позволяет улучшить охлаждение компрессорных агрегатов за счет большего объема свободно циркулирующего воздуха, находящегося вблизи каждого агрегата. Перемешиваемый вентилятором каждого электродвигателя 5 воздух за счет разнесения компрессорных агрегатов на указанный угол оказывает меньшее влияние по тепловому нагреву на соседний агрегат и за счет увеличенного общего свободного объема быстрее и эффективнее отводится от компрессорных агрегатов.The described arrangement of compressor units on the frame suggests that they are installed at a certain angle α relative to the axis of symmetry of the entire compressor complex (Figs. 1 and 2). This technique allows to improve the cooling of compressor units due to the greater volume of freely circulating air in the vicinity of each unit. The air mixed by the fan of each electric motor 5 due to the separation of the compressor units at the specified angle has a smaller effect on thermal heating to the neighboring unit and due to the increased total free volume it is faster and more efficiently diverted from the compressor units.

При установке компрессорных агрегатов под углом α к оси симметрии комплекса компрессорных агрегатов между компрессорными блоками оставлен минимальный зазор Δ, необходимый для исключения влияния вибрации одного компрессорного агрегата на расположенный рядом, а также для улучшения эксплуатационных особенностей комплекса компрессорных агрегатов.When installing compressor units at an angle α to the axis of symmetry of the complex of compressor units, the minimum clearance Δ is left between the compressor blocks, which is necessary to eliminate the influence of vibration of one compressor unit on the adjacent one, as well as to improve the operational characteristics of the complex of compressor units.

При установке на раме более чем двух компрессорных агрегатов принцип размещения аналогичен описанному выше, внешний вид установленных агрегатов на раме представлен на Фиг. 2.When installing more than two compressor units on the frame, the placement principle is similar to that described above; the appearance of the installed units on the frame is shown in FIG. 2.

Размещение выходных трубопроводов под некоторым углом β (Фиг. 1 и 2) создает более благоприятные условия для движения нагнетаемого воздуха, поскольку при этом уменьшается сопротивление движению потока, уменьшаются потери скорости и, как следствие этого, увеличивается общая производительность комплекса компрессорных агрегатов. Наряду с этим отмечается уменьшение потребляемой мощности комплекса, необходимой для обеспечения требуемых давления и производительности на выходе.The placement of the outlet pipelines at a certain angle β (Figs. 1 and 2) creates more favorable conditions for the movement of the injected air, since this decreases the resistance to the movement of the flow, decreases the speed loss and, as a result, increases the overall performance of the compressor unit complex. Along with this, there is a decrease in the power consumption of the complex, necessary to provide the required pressure and output capacity.

Claims

A complex of compressor units containing at least two complete independent compressor units located next to each other on a common frame, characterized in that the compressor units in a horizontal plane are located at an angle to each other and their longitudinal axes converge in the area of the compressors, and from the drive side electric motors diverge, while in the zone of the compressors a gap is formed between them, decoupling their vibrational influence on each other, and the output pipelines for supplying compressed purified air from ompressornyh units includes a common outlet header adapted to communicate with a customer at a tangent to the direction of air flow therein.