Шахтна пересувна компресорна установка

Реферат: Шахтна пересувна компресорна установка, розташована на пересувній платформі містить гвинтовий маслозаповнений компресор із приводом, системами захисту, керування, охолодження й змащення, повітряним фільтром і дросельним клапаном на усмоктувальній лінії, і розташованими на нагнітальній лінії повітрозбірником із вмонтованим масловіддільником й клапаном мінімального тиску. На нагнітальній лінії компресора перед клапаном мінімального тиску додатково встановлений спеціальний пристрій зі знімним забірним патрубком зі штуцером для контролю винесення пару і аерозолів масла з стисненим повітрям у пневмомережу, при цьому вихід пристрою з'єднаний перепускним трубопроводом з усмоктувальною лінією компресора між повітряним фільтром і дросельним клапаном. UA 83198 U (12) UA 83198 U UA 83198 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до компресоробудування й може бути використана при розробленні й експлуатації шахтних гвинтових маслозаповнених пересувних компресорних установок у гірничодобувній промисловості, переважно в тупикових гірничих виробках шахт. Відома шахтна пересувна компресорна установка, яка містить гвинтовий маслонаповнений компресор із системами захисту, керування, охолодження й змащення, лінію усмоктування з повітряним фільтром і дросельним клапаном, нагнітальну лінію з повітрозбірником, масловіддільником для очищення стисненого повітря від робочої рідини - нафтового масла, клапаном мінімального тиску на виході. Установка розташована на пересувній платформі [1, 2]. Недоліки такої установки наступні: - через досить високу температуру стислого повітря в компресорі відбувається погіршення процесу його очищення від пару і аерозолів масла у масловіддільнику в процесі експлуатації, росте винос масла зі стисненим повітрям у пневмомережу, контроль над винесенням масла в пневмомережу не відбувається; - пересувні шахтні компресорні установки застосовуються в безпосередній близькості від пневмоспоживачів у вибоях гірничих виробок, з виходу компресорної установки аерозолі й пари масла, що потрапили в пневмомережу, викидаються у гірничу виробку і забруднюють повітря, яким дихають гірники, що суттєво впливає на стан їх здоров'я. При цьому зі збільшенням виносу масла в пневмомережу порушуються санітарні норми по припустимому змісту масляних забруднень у повітрі робочої зони (яких не повинно бути більш 5 3 мг/м ), тобто погіршується екологічна обстановка в робочій зоні гірничої виробки. В процесі експлуатації маслонаповнених компресорів винесення масла зі стисненим повітрям зростає, погіршується температурний режим при зменшенні масла в системі змащення, що приводить також до зниження безпеки й до погіршення експлуатаційних показників роботи, необхідно постійно додавати масло в систему змащення, росте вартість стисненого повітря. Відома також шахтна пересувна компресорна установка, що містить гвинтовий компресор, повітрозбірник із вбудованим масловіддільником й клапаном мінімального тиску, що встановлений на лінії нагнітання, охолоджувач робочої рідини, і систему керування й аварійного захисту [3]. Цій компресорній установці властиві наступні недоліки: - відсутність контролю змісту аерозолів і парів масла в стисненому повітрі, яке подається компресором у пневмомережу і далі попадає в повітря робочої зони гірничої виробки, де працюють люди, що суттєво впливає на їхнє здоров'я у випадку перевищення встановленої їх норми. У зв'язку з відсутністю контролю виносу масла зі стисненими повітрям несвоєчасно проводиться ремонт вузлів компресорної установки й насамперед масловіддільника, що також впливає на безпеку експлуатації установки. Найбільш близькою до корисної моделі, що заявляється, є шахтна гвинтова пересувна компресорна установка, яка розміщена на пересувній платформі. [4]. Прийнята за найближчий аналог шахтна пересувна компресорна установка, яка розташована на пересувній платформі, що містить гвинтовий маслозаповнений компресор із приводом, системами захисту, керування, охолодження й змащення, повітряним фільтром і дросельним клапаном на усмоктувальній лінії, і розташованими на нагнітальній лінії повітрозбірником із вмонтованим масловіддільником й клапаном мінімального тиску, Цій компресорній установці властиві наступні недоліки: - установка має розміщений на рамі пересувної платформи маслонаповнений компресор, робота якого здійснюється з вприскуванням нафтового масла в робочу порожнину компресора, де відбувається дроблення часток масла й стискання повітря, при цьому маслоповітряна суміш розігрівається, у процесі стиску до температури 100° С і вище, що приводить до часткового випарювання масла. Стиснена маслоповітряна суміш, що містить в стисненому повітрі, аерозолі й пари масла, надходить на масловіддільник для очищення. Чим вище температура стискання в компресорі, тим більше масла випаровується й зростає масловинесення у пневмомережу, тому що застосований на шахтних компресорних установках масловіддільник практично не очищує стиснене повітря від парів масла, а при тривалій експлуатації, внаслідок забруднення фільтрувальних елементів масловіддільника, також погіршує відділення дрібнодисперсних часток масла. Це приводить до росту загального масловинесення в пневмомережу, при цьому зменшується кількість масла в системі змащення компресорної установки й виникає необхідність частих дозаправлень масла в маслосистему компресора, що приводить до росту витрат і погіршуються експлуатаційні показники. Крім того підвищене винесення масла приводить до росту температури процесу стискання в ряді випадків до аварійних ситуацій, погіршенню змащення вузлів тертя, і росту забруднення повітря робочої зони у гірничих виробках. Підвищене винесення масла з компресорній установці знижує 1 UA 83198 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 надійність і безпеку її експлуатації, за зазначеними вище причинами: росту температури в процесі стискання, погіршенню роботи системи охолодження й змащення. Компресорна установка при підвищеному винесенні масла й відсутності контролю над ним може бути доведена до аварійного стану, тому що її своєчасно не вимикають і не виконують ремонт вузлів та систем. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення екологічності й економічності роботи шахтної пересувної компресорної установки шляхом забезпечення контролю винесення масла зі стисненим повітрям у пневмомережу. Поставлена задача вирішується тим, що у відомій шахтній пересувній компресорній установці, яка розташована на пересувній платформі, що містить гвинтовий маслозаповнений компресор із приводом, системами захисту, керування, охолодження й змащення, повітряним фільтром і дросельним клапаном на усмоктувальній лінії, і розташованими на нагнітальній лінії повітрозбірником із вмонтованим масловіддільником й клапаном мінімального тиску, згідно з корисною моделлю, на нагнітальній лінії компресора перед клапаном мінімального тиску додатково встановлений спеціальний пристрій зі знімним забірним патрубком зі штуцером для контролю винесення пару і аерозолів масла з стисненим повітрям у пневмомережу, при цьому вихід пристрою з'єднаний перепускним трубопроводом з усмоктувальною лінією компресора між повітряним фільтром і дросельним клапаном. На лінії нагнітання компресора безпосередньо після масловіддільника встановлений турбулізатор потоку стисненого повітря. На перепускному трубопроводі розташований знімний пристрій з поглиначем аерозолів і парів масла й витратомір. У запропонованій корисній моделі проводиться контроль змісту аерозолів і парів масла в стисненому повітрі шляхом відбору незначної частини потоку стисненого повітря з нагнітальної лінії компресора й подальшою подачею його в лінію усмоктування. Це дозволяє вчасно відключати компресорну установку для проведення ремонту та запобігти її роботу при перевищенні припустимого паспортного значення виносу масла, що дозволяє підвищити її економічність і екологічність. На кресленні наведена функціональна схема шахтної пересувної компресорної установки з контролем виносу масла. Компресорна установка, зображена на кресленні, містить гвинтовий маслозаповнений компресор 1 з електроприводом 2, лінію усмоктування 3, на якій розташовані повітряний фільтр 4 і дросельний клапан 5, лінію нагнітання 6, на якій розташовані по ходу потоку стисненого в компресорі повітря повітрозабірник 7 із вмонтованим масловіддільником 8 і клапаном мінімального тиску 9, а також розміщеним після масловіддільника 8 турбулізатор потоку (на схемі не показаний) і спеціальний пристрій 10 зі знімним забірним патрубком і штуцером на вході 11, який підключено через вентиль 12 до знімного пристрою 13 з поглиначем аерозолів і парів масла що розміщений у спеціальному алонжі, і вимірник витрати повітря 14, а через вентиль 15 і перепускний трубопровід 16 з лінією усмоктування 3 між повітряним фільтром 4 і дросельним клапаном 5. Компресорна установка працює таким чином. Після включення електропривода 2 гвинтовий компресор 1 всмоктує повітря з навколишньої шахтної атмосфери через повітряний фільтр 4, розташований на лінії усмоктування 3. Після очищення від пилу у фільтрі 4 повітря через відкритий дросельний клапан 5 надходить у компресор, куди також подається нафтове масло яке є робочою рідиною із системи охолодження й змащення, де маслоповітряна суміш стискається, при цьому температура її зростає до 90100 °C і вище. Частина масла в процесі стискання випаровується, решта дробиться гвинтами на частки різної дисперсності. Далі маслоповітряний потік по лінії нагнітання 6 подається в повітрозбірник 7 (горизонтального або вертикального розташування), де з потоком йде більша частина масла, а далі маслоповітряний потік з парами й дрібнодисперсними частками масла надходить у масловіддільник 8, у якому відбувається очищення стисненого повітря. Ступінь очищення стисненого повітря залежить від багатьох факторів, у тому числі від правильності складання масловіддільника, забруднення фільтруючих елементів, температури маслоповітряного середовища, перепаду тисків. Пари масла в існуючих конструкціях віддільників на шахтних компресорних установках практично не вловлюються й виносяться в пневмомережу зі стисненим повітрям. Після масловіддільника 8 стиснене повітря, частково забруднене парами й аерозолями 3 масла (загальна кількість їх становить від 5,0 до 66 мг/м за паспортними даними шахтних компресорів), надходить на турбулізатор потоку повітря (на схемі не показаний), де здійснюється перемішування повітря з аерозолями масла до відносно рівномірного їхнього 2 UA 83198 U 5 10 15 20 25 30 розподілу в потоці й далі надходить у спеціальний пристрій 10, де відбувається відбір незначної частини повітряного потоку через знімний забірний патрубок зі штуцером 11, далі основний потік повітря через клапан мінімального тиску 9 надходить у пневмомережу, по якій він під тиском подається до пневмоспоживачів у гірничій виробки і після них викидається в шахтну атмосферу. Незначна частина (від 0,05 % до 0,1 %) повітряного потоку, яка була відведена через штуцер 11, подається через вентиль 12 на знімний пристрій 13 з дозованим поглиначем пару і аерозолів масла, розміщеним у спеціальному алонжі, де вони на 99,9 % (паспортні дані поглинача) поглинаються, а очищене повітря через витратомір 14 і вентиль 15 надходить по перепускному трубопроводу 16 в усмоктувальну лінію 3 між повітряним клапаном 4 і дросельним клапаном 5. Після певного фіксованого часу відбирання частини повітряного потоку зі спеціального пристрою 10, вентилі 12 і 15 перекриваються й зі знімного пристрою 13 забирається алонж із поглиначем для контролю кількості виносу в пневмомережу масла за спеціальною методикою. А на його місце встановлюється новий алонж для подальшої роботи, та контролю виносу масла в пневмомережу. Таким чином, у пропонованій корисній моделі шахтної пересувної компресорної установки здійснюється контроль винесення масла на виході з компресорної установки. Це дозволяє вчасно відключати компресорну установку для проведення ремонту та запобігти її роботу при перевищенні припустимого паспортного значення виносу масла, що дозволяє підвищити її економічність і екологічність. Науково-дослідним інститутом гірничої механіки імені М.М. Федорова розроблений та випробуваний експериментальний зразок запропонованої корисної моделі. Проведені випробування дали позитивний результат по зниженню забруднення аерозолями і парами масла гірничої виробки. Забезпечення контролю винесення масла зі стисненим повітрям після компресорної установки дозволяє вчасно її відключати з появою підвищеного вмісту пару і аерозолів масла в стисненому повітрі вживати відповідних заходів з ремонту систем і вузлів (у тому числі й масловіддільника) компресорної установки, для зниження винесення масла в пневмомережу. Це дозволяє суттєво знизити кількість масла, що необхідне для дозаправлення системи змащення, запобігти порушенню екологічної безпеки в місцях викиду стисненого повітря в шахтну атмосферу й тим самим запобігти отруєнню людей шкідливими парами й аерозолями масла, крім того підвищується експлуатаційна надійність і безпека компресорної установки за рахунок своєчасного визначення необхідності ремонту її вузлів і систем. 35 40 45 50 Джерела інформації: 1. Станция воздушно-компрессорная шахтная передвижная ЗИФ-ШВ-5. Техническое описание и инструкция по эксплуатации ЗИФ-ШВ-5 ТО. - Л.,1980, - с. 26-27., рис 14. 2. Установка компрессорная винтовая шахтная передвижная УКВШ-7,5/7У5. Руководство по эксплуатации УКВШ-7,5/7 // 43.42.87.070.00.00.000РЭ. - Сумы.,2008, - с. 8-10., рис 3. 3. Пат.40448 Україна. МПК F04C 29/02, F04C 29/04. Установка компресорна гвинтова шахтна / Кирик Г.В., Жарков П.Є., Грядущий Б.А., Коваль А.М., Бєлозьоров В.О., Лавренко О.М., Лобода В.В. (Україна); заявник і патентовласник "МІКЕМ". - № 200812865; Заявл. 04.11.2008; Опубл. 10.04.2008, Бюл. № 7. 9 4. Пат. 40222 Україна. МПК F04C 29/02, F04C 18/16. Шахтна гвинтова компресорна установка підвищеної пожежобезпеки / Б.А. Грядущий, А.М. Коваль, В.В. Лобода, Г.В. Кірік, П.Є. Жарков, В.О. Белозеров, П.С. Пашковсський, П.А. Новиков; заявник і патентовласник ВАТ "Науково-дослідний інститут гірничої механіки ім. М.М. Федорова". - № u200813363; заявл. 19.11.08; опубл.25.03.2009, Бюл. № 6. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 60 1. Шахтна пересувна компресорна установка, розташована на пересувній платформі, що містить гвинтовий маслозаповнений компресор із приводом, системами захисту, керування, охолодження й змащення, повітряним фільтром і дросельним клапаном на усмоктувальній лінії, і розташованими на нагнітальній лінії повітрозбірником із вмонтованим масловіддільником й клапаном мінімального тиску, яка відрізняється тим, що на нагнітальній лінії компресора перед клапаном мінімального тиску додатково встановлений спеціальний пристрій зі знімним забірним патрубком зі штуцером для контролю винесення пару і аерозолів масла з стисненим повітрям у 3 UA 83198 U 5 пневмомережу, при цьому вихід пристрою з'єднаний перепускним трубопроводом з усмоктувальною лінією компресора між повітряним фільтром і дросельним клапаном. 2. Шахтна пересувна компресорна установка за п. 1, яка відрізняється тим, що на лінії нагнітання компресора безпосередньо після масловіддільника встановлений турбулізатор потоку стисненого повітря. 3. Шахтна пересувна компресорна установка за п. 1, яка відрізняється тим, що на перепускному трубопроводі розташований знімний пристрій з поглиначем аерозолів і парів масла й витратомір. Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4