Повітряна компресорна станція

1 Повітряна компресорна станція, що містить встановлені переважно на шасі вантажного автомобіля і розташовані усередині кузова поршневий багатоступінчастий компресор з циліндрами повітряного охолодження, нагнітальна сторона кожного з яких з'єднана повітропроводом з теплообмінником охолодження стисненого повітря, привідний дизельний двигун з повітряним охолодженням, який з'єднаний з компресором пружною втулковопальцевою муфтою, вентилятор і блок керування, яка відрізняється тим, що вона оснащена опозит ним шестирядним шестиступінчастим компресором, колінчастий вал якого за допомогою силової передачі з'єднаний з валом осьового вентилятора, причому теплообмінники стисненого повітря об'єднані в розташований уздовж задньої стінки кузова секційний блок, з'єднувальна муфта містить проміжну вставку, а повітропроводи на нагнітальній стороні циліндрів компресора оснащені датчиками тиску і температури 2 Повітряна компресорна станція за п 1, яка відрізняється тим, що проміжна вставка оснащена півмуфтами і шарнірно встановлена у ВІДПОВІДНИХ півмуфтах, які жорстко з'єднані з маховиками двигуна і компресора 3 Повітряна компресорна станція за пп 1,2, яка відрізняється тим, що датчики тиску і температури з'єднані з мікропроцесорним елементом блока керування Винахід відноситься до галузі компресорного машинобудування і призначений для експлуатації в польових умовах для випробування і освоєння нафтових і газових свердловин, а також для будівництва трубопроводів З практики ВІДОМІ конструкції пересувних компресорних станцій для стиснення повітря Одна з таких станцій, СД-9/101М, змонтована на шасі грузового автомобіля і споряджена кузовом, який захищає и від впливу атмосферних опадів Усередині кузова на шасі спереду за ходом автомобіля встановлений привідний дизельний двигун з водяним охолодженням За двигуном встановлений поршневий опозитний дворядний чотириступінчастий компресор з водяним охолодженням циліндрів, колінчастий вал якого за допомогою торової муфти з'єднаний з муфтою зщеплення привідного двигуна Нагнітальна сторона кожного циліндра компресора повітропроводами з'єднана з вертикально встановленими секційними кожухотрубчастими теплообмінниками, де як проміжний теплоносій використана вода Два таких теплообмінники встановлені біля бокових сторін на шасі в зоні валопроводу, який з'єднує двигун і компресор Проміжний теплоносій систем охолодження циліндрів двигуна і компресора, теплообмінників межиступінчастого охолодження стискуваного повітря трубопроводами надходить до ВІДПОВІДНИХ радіаторів Вказані радіатори разом з масляними радіаторами систем змащення двигуна і компресора займають ВІДСІК кузова, розташований за компресором Станція споряджена також пультом керування і аварійного захисту, де використано капілярні і імпульсні стрілочні прилади виміру основних параметрів роботи компресора і дизеля (див каталог "Компресорні машини", книга 11, ЦІНТІХімнафтомаш, М , 1992р , стор 20-21) Використання в конструкції станції дизельного двигуна і компресора з водяним охолодженням циліндрів і застосування води як проміжного теплоносія в теплообмінниках межиступінчастого охолодження стискуваного повітря істотно ускладнює компоновку станції, знижує надійність и роботи, суттєво ускладнює умови експлуатації станції зимою Як прототип прийнята конструкція повітряної компресорної станції СД-12/250 М1У1 концерна "Укрросметал" Ця ю ю (О 62575 ком охолодження стискуваного повітря, привідний дизельний двигун повітряного охолодження, який з'єднаний з компресором втулочно-пальцевою муфтою, вентилятор і блок керування, ВІДПОВІДНО до винаходу, станція споряджена опозитним шестирядним шестиступінчастим компресором, колінчастий вал якого за допомогою силової передачі з'єднаний з валом осьового вентилятора, причому теплообмінники стискуваного повітря об'єднані в розташований уздовж задньої стінки кузова секційний блок, з'єднувальна муфта містить проміжну вставку, а повітропроводи на нагнітальній стороні циліндрів компресора споряджені датчиками тиску і температури Наявність проміжної вставки, спорядженої напівмуфтами і шарнірно встановленої у ВІДПОВІДНИХ напівмуфтах, які жорстко з'єднані з маховиками двигуна і компресора, збільшує надійність і реалізує поставлене завдання з великим ефектом Цей напрямок органічно розвивається і варіантом конструкції станції, за яким датчики тиску і температури електромережею з'єднані з мікропроцесорним елементом блока керування Використання в конструкції заявленої станції поршневого компресора опозитного типу надає можливість понизити його центр ваги, внаслідок чого підвищується усталеність транспортного заР) собу в цілому За рахунок опозитного розташуванВ описаній станції основні її агрегати, привідня циліндрів компресора виключається неврівноний дизельний двигун і компресор, виконані з повіваженість кривошипно-шатунного механізму, в т ч тряним охолодженням циліндрів, що істотно і за інерційними силами другого роду Останнє, в спрощує експлуатацію станції в польових умовах порівнянні з відомою конструкцією, приводить до Проте компресор W-подібного типу має достатньо зниження вібрації і не потребує великих опорних високий центр ваги Застосування компресора мас Крім того, збільшення числа ступенів забезтакого типу на пересувному транспортному засобі печує зниження температурного навантаження на не дозволяє досягнути його оптимальної усталедеталі компресора Прийнята компоновочна схеності, перш за все в процесі руху Крім того, компма, коли компресор розташований після привідноресорам такого типу властива неврівноваженість го двигуна, а з його колінчастим валом з'єднаний кривошипно-шатунного механізму за інерційними вал осьового вентилятора, забезпечує можливість силами другого роду Наслідком цього є підвищена формування поздовжньої вентиляції як компресовібрація, поскільки на транспортному засобі пракра, так і кузова в цілому Одночасно з цим така тично неможливо забезпечити великих опорних схема дозволяє сформувати виносний блок охомас Вбудована між основними агрегатами систелодження стисненого повітря і мастила компресома міжступінчастого охолодження стискуваного ра В порівнянні з вбудованими теплообмінниками повітря з застосуванням відцентрового вентилятов ВІДОМІЙ конструкції станції виносний блок охолора спроможна працювати в одному постійному дження, розташований уздовж задньої стінки кузорежимі, що не відповідає сезонним умовам ексва, з застосуванням осьового вентилятора дозвоплуатації станції (зима-літо) 3 врахуванням велиляє досягти таких переваг чини кінцевого тиску повітря і значних перепадів тиску між ступенями стискування далеко не опти- в залежності від сезонних умов експлуатації мальним рішенням є застосування паяних теплодозволяє змінити напрям потоку повітря, яке прообмінників Викладене в своїй сукупності знижує ходить через блок охолодження, надійність експлуатації повітряної компресорної - за ЛІТНІХ умов експлуатації з закритими бокостанції в польових умовах вими щитами кузова станції охолоджуюче повітря просмоктується через кузов, охолоджуючи компВ основу створення винаходу поставлене заресор і забезпечуючи істотне зниження темперавдання удосконалення конструкції відомої повітрятури його циліндрів і інших вузлів, тим самим підної компресорної станції шляхом зміни взаємного вищуючи надійність і ДОВГОВІЧНІСТЬ клапанів і розташування і взаємозв'язків и основних вузлів, їх циліндрово-поршневих груп, форми виконання, що дозволяє підвищити надійність експлуатації станції в польових умовах - за зимових умов експлуатації охолоджуюче Поставлене завдання вирішене тим, що в ВІповітря ( за рахунок зміни потоку на зворотній) ДОМІЙ повітряній компресорній станції, яка вміщує нагнітається ззовні і, проходячи через блок охоловстановлені переважно на шасі грузового автомодження, підігрівається і обігріває вузли компресобіля і розташовані всередині кузова поршневий ра, розташовані під кузовом , запобігаючи тим сабагатоступінчастий компресор з циліндрами повітмим обмерзанню вологомасловіддільників, ряного охолодження, нагнітальна сторона кожного трубопроводів систем продувки і інших вузлів стаз яких з'єднана повітропроводом з теплообміннинції, станція змонтована на шасі автомобіля КрАЗ, всі її блоки і вузли розташовані всередині кузова Спереду за ходом автомобіля на шасі встановлений багатоступінчастий поршневий компресор з циліндрами повітряного охолодження - шестирядний Wподібний компресор з п'ятьма ступенями стиснення Колінчастий вал поршневого компресора пружною втулочно-пальцевою муфтою з'єднаний з муфтою зчеплення привідного дизельного двигуна з повітряним охолодженням циліндрів На одній напівмуфті компресора жорстко закріплений відцентровий вентилятор Нагнітальна сторона кожного циліндра компресора з'єднана повітропроводом з ВІДПОВІДНИМ теплообмінником При цьому охолодження стискуваного повітря частини ступенів компресора здійснюється стальними пластинчасто-ребристими теплообмінниками, а іншої частини ступенів теплообмінниками трубчастого типу Всі теплообмінники зіркоподібне закріплені навколо з'єднувального корпусу, який розміщений в зоні валопроводу між привідним двигуном і компресором В кузові встановлений також блок керування станцією з традиційними капілярними і імпульсними стрілочними приладами виміру робочих параметрів станції (див "Станція компресорна самохідна СД-12/250 М1У1, Укрросметал, М Суми, 2002 - робота з закритими щитами кузова станції істотно знижує рівень шуму від компресора ВІДМІННОСТІ заявленої станції, які аналізуються, кожна окремо і в своїй сукупності, забезпечують досягнення основного результату - підвищення надійності експлуатації в польових умовах Виконання з'єднувальної муфти з проміжною компенсаційною ланкою на підшипникових опорах забезпечує істотну компенсацію перекосів і неспіввісностей, які виникають за нежорсткості рами транспортного засобу Додатково це зменшує габарити компресорного агрегата, дозволяє підтримувати навантаження дизельного двигуна під час холостого ходу Відзначене використання електронного блока і його взаємозв'язок з датчиками тиску і температури також направлене на підвищення надійності експлуатації станції Крім можливості відображення інформації про параметри роботи станції в цифровому виді на рідинно-кристалічному дисплеї, використання пам'яті мікропроцесора дозволяє реєструвати на протязі значного періоду часу причини аварійних зупинок станції і діагностувати, таким чином, її стан В такому виконанні блока керування забезпечується можливість застосування телеметричного дистанційного керування станцією на відстані до 50 метрів За рахунок цього керування станцією виноситься із зони підвищеного рівня шуму Сутність винаходу ілюструється кресленнями, на яких зображено - фіг 1 - загальний вид повітряної компресорної станції, - фіг 2 - розріз А-А на фіг 1 Як приклад здійснення винаходу нижче описується конструкція повітряної компресорної станції СД-14/250У1, змонтованої на шасі грузового автомобіля КрАЗ-65101 Можливі також варіанти виконання станції з и монтажем на полозках без шасі або на шасі причепа В цій станції на шасі 1 автомобіля першим за його ходом встановлений привідний дизельний двигун 2 з повітряним охолодженням і автоматичною підтримкою температурного режиму Відбір повітря для охолодження привідного двигуна 2 здійснюється через вікно в передній СТІНЦІ кузова Останній призначений для захисту станції від впливу атмосферних опадів і розділений на два ВІДСІКИ - для двигуна і компресорний Для доступу до розташованих усередині кузова 3 вузлів і блоків він споряджений боковими щитками, що можуть відкриватися ( на кресленнях умовно не показані) Рядом з двигуном 2 зліва встановлений паливний бак 4 Після двигуна 2 за ходом автомобіля на шасі встановлений поршневий опозитний шестирядний шестиступінчастий компресор 5 зі здвоєними циліндрами п'ятого і шостого ступенів Вихідний вал двигуна 2 і колінчастий вал компресора 5 з'єднані між собою таким чином маховики привідного двигуна 2 і компресора 5 за допомогою болтів жорстко з'єднані з напівмуфтами 6 пружної втулочно-пальцевої муфти В напівмуфтах 6 на роликових радіально-сферичних дворядних підшипниках встановлена проміжна вставка 7 , споряджена ВІДПОВІДНИМИ напівмуфтами 8 Нагнітальна сторона кожного циліндра компресора 5 з'єднана повіт 62575 ропроводами 9 з ВІДПОВІДНИМ теплообмінником, охолодження стискуваного повітря, які виконані з біметалічних (сталь-алюміній) труб з ребрами Вказані теплообмінники об'єднані (згруповані) в виносний блок охолодження 10 секційного типу Секції блоку охолодження 10 розташовані вздовж задньої стінки кузова Перед блоком охолодження 10 встановлений осьовий вентилятор 11, вал якого клиноремінною передачею 12 з'єднаний з колінчастим валом компресора 5 На шасі 1 встановлений також електронний блок керування, контролю і автоматичного захисту станції від аварійних ситуацій 13 Блок 13 містить мікропроцесорний керуючий елемент з виводом значень параметрів на рідинно-кристалічний дисплей Входи електросхеми і мікропроцесорного елемента електричне з'єднані з виходами датчиків тиску 14 і температури 15 стискуваного повітря, які встановлені на повітропроводах 9 Внаслідок цього мікропроцесор блока 13 за заданою програмою виконує постійне відображення на екрані дисплея в цифровому виді 20ти і більше параметрів працюючої станції, забезпечує автоматичну зупинку двигуна за їх аварійним значенням з розшифровкою в текстовому виді причин аварійної зупинки, а також відпрацьовує необхідні блокування запуску, світлову застережну сигналізацію і формує в пам'яті мікропроцесорного елемента базу даних про причини аварійних зупинок і значень параметрів за тривалий період часу Всередині кузова розташовані ІНШІ ДОПОМІЖНІ вузли і блоки, в числі яких газоповітряний підігрівач мастила компресора 5 і двигуна 2, повітроочисник, буферні посудини першого і другого ступенів, вологомастиловіддільників з продувочною арматурою, зворотні і запобіжні клапани Останні на п'ятому і шостому ступенях компресора 5 продубльовані розривними діафрагмами Працює повітряна компресорна станція наступним чином Перед запуском станції заправляють паливні баки 4 привідного двигуна 2, перевіряють наявність необхідної КІЛЬКОСТІ мастила в системах змащення привідного двигуна і компресора 5 Після відкриття вентилів продувки вологомастиловіддільників компресора 5 вмикають насоси мастилопрокачки двигуна, компресора і лубрикатор компресора, після чого запускають привідний дизельний двигун 2 При цьому частоту обертання колінчастого вала двигуна встановлюють в межах, необхідних для його прогріву, після чого збільшують частоту обертання вала двигуна до робочої , перевіряючи по показаннях дисплею блока 13 тиск мастила в системах змащення компресора 5 і двигуна 2 Потім відкривають вентилі подачі повітря в споживача, закривають послідовно, починаючи з 1 Ш ступеня, продувочні вентилі компресора 5 В процесі роботи станції по показаннях параметрів на дисплеї блока 13 контролюють розподіл тисків і температур стискуваного повітря на ступенях нагнітання компресора 5, а також параметри тиску і температури мастила компресора і двигуна, оберти двигуна і ІНШІ параметри Незалежно від цього блоком керування і контролю 13 здійснюється автоматична зупинка станції в таких випадках - при підвищенні температури і тиску повітря на ступенях компресора 5 вище допустимих норм, - при зниженні тиску мастила в системі зма 62575 щення механізму руху компресора 5 і системі змащення двигуна 2 нижче допустимих норм, - у випадку зупинки насоса-лубрикатора, коли компресор працює Стиснуте повітря працюючої станції призначене до використання для буріння, освоєння і ремонту газових і нафтових свердловин, розкриття продуктивних шарів таких свердловин, для випробування і ремонту трубопроводів Зупинка працюючої станції проводиться після відкриття в зворотній ПОСЛІДОВНОСТІ вентилів продувки і розвантаження компресора від тиску Повітряна компресорна станція СД-14/250У1 має такі основні параметри кінцевий тиск повітря 24,5МПа (250кгс/см2), Комп'ютерна верстка М Мацело 8 продуктивність 0,233м3/с (14м3/хв), споживана потужність компресора - не більше 266кВт В порівнянні зі станцією СД-12/250М1У1 (прототип) вона має меншу питому матеріалоємність і менші габаритні розміри, и допустима швидкість пересування на 10км/год більше Застосування привідного двигуна і компресора з повітряним охолодженням в поєднанні з викладеними раніше конструктивними ВІДМІННОСТЯМИ, в числі яких система контролю і автоматичного захисту станції від аварійних ситуацій, дозволило досягти високої надійності станції в роботі При цьому забезпечена простота і зручність для обслуговуючого персоналу під час експлуатації станції в польових умовах Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119