Система производства сжатого газа

 

СИСТЕМА ПРОИЗВОДСТВА (СЖАТОГО ГАЗА, содержашая многоступенчатый компрессор с приводом и межступенчатыми нагнетательными линия1ми и баллон, вход которого через запорный орган связан с выходом последней ступени компрессора , отличающаяся тем, что, с целью сокрашения энергозатрат и повышения надежности компрессора, она дополнительно содержит сигнализаторы давления и отсечные клапаны , установленные на нагнетательных линиях ступеней компрессора, трубопровод с зарядными клапанами, связанный с отсечными клапанами и запорным органом, и управляющее устройство, входы которого соединены с выходами сигнализаторов давления , а выходы - с приводом компрессора, отсечными и зарядными клапанами. (Л СЛ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3547625/23-26 (22) 23.12.82 (46) 30.05.84. Бюл. № 20 (72) П. Д. Бондаренко, В. С. Шарапов, В. Н. Соловьев, А. С. Касьянов, М. Я. Косов и М. Ф. Самусенко (53) 66.012-52 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 545822, кл. F 17 С 7/00, 1974.

2. Френкель Ш. И. Поршневые компрессоры. Л., «Машиностроение», 1969, с. 311—

315. (54) (57) СИСТЕМА ПРОИЗВОДСТВА

СЖАТОГО ГАЗА, содержащая многоступенчатый компрессор с приводом и межступен„„SU„„1095012

З(5в F 17 С 5/00; G 05 D 27/00 чатыми нагнетательными линиями и баллон, вход которого через запорный орган связан с выходом последней ступени компрессора, отличающаяся тем, что, с целью сокращения энергозатрат и повышения надежности компрессора, она дополнительно содержит сигнализаторы давления и отсечные клапаны, установленные на нагнетательных линиях ступеней компрессора, трубопровод с зарядными клапанами, связанный с отсечными клапанами и запорным органом, и управляющее устройство, входы которого соединены с выходами сигнализаторов давления, а выходы — с приводом компрессора, отсечными и зарядными клапанами.

1095012

Изобретение относится к системам производства сжатого газа и может быть использовано при зарядке сжатым газом потребителей.

Известна система наддува сжатым газом, содержащая источник газа высокого давления в виде ресивера, связанного с накопителем газа через магистрали с запорными органами (1).

Недостатком системы являются ее ограниченные энергетические возможности (ресиверы имеют конечный объем).

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является система производства сжатого газа, содержащая многоступенчатый компрессор с приводом и межступенчатыми нагнетательными линиями и баллон, вход которого через запорный орган связан с выходом последней ступени компрессора (2).

Данная система обеспечивает работу компрессора только на полной нагрузке даже при зарядке опорожненных ресиверов высокого рабочего давления. А именно, все ступени компресскра, кроме последней, развивают максимальное давление нагнетания, доводя его на последней ступени до значительного значения на протяжении всего времени зарядки сжатым газом баллона.

В подавляющем большинстве случаев требуется зарядить сжатым газом бтллон высокого давления с низким остаточным давлением (баллон выдал ранее сжатый газ потребителям). Причем остаточное давление в баллоне может быть в десятки раз. меньше давления нагнетания последней ступени, использование которой для нагнетания в первый момент нерационально, так как ступени высокого давления интенсивно изнашиваются, в них больше утечек сжатого газа в уплотнениях нагнетательных и всасывающих клапанов, а также в контактирующих поверхностях поршневых колец и цилиндра.

Ввиду постоянной полной загрузки многоступенчатого компрессора в процессе зарядки баллонов, имеет место нерациональное использование энергии привода и производительности сжатого газа многоступенчатого компрессора.

Цель изобретения — сокращение энергозатрат и повышение надежности компрессора.

Поставленная цель достигается тем, что система производства сжатого газа, содержащая многоступенчатый компрессор с приводом и межступенчатыми нагиетательиыми линиями и баллон, вход которого через запорный орган связан с выходом последней ступени компрессора, дополнительно содержит сигнализаторы давления и отсечные клапаны, установленные на нагнетательных линиях ступеней компрессора, трубопровод с зарядными клапанами, связанный с отсечными клапанами и запорным органом, и управляющее устройство, входы которого соединены с выходами сигнализаторов давления, 10

50 а выходы — с приводом компрессора, отсечными и зарядными клапанами.

На чертеже представлена система производства сжатого газа.

Система содержит многоступенчатый компрессор 1 с приводом 2 ступеней 3. Ступени 3 компрессора 1 соединены между собой нагнетательными линиями 4, на каждой из которых последовательно по потоку газа установлены соответствующие сигнализаторы 5 давления и отсечные клаптны 6. Входы последних сообщены с входами зарядных клапанов 7. Трубопровод 8 установлен параллельно магистрали 9, снабженной запорным органом 10, через который магистраль 9 связана с баллоном 11 высокого давления. Сигнализаторы 5 давления, отсечные клапаны 6 и зарядные клапаны 7 связаны с управляющим устройством 12.

Система производства сжатого газа работает следующим образом.

В исходном положении в баллоне 11 (в общем случае) имеется остаточное давление, все клапаны системы и компрессоры 1 закрыты, закрыт также запорный орган 10 и отсутствует подача энергии ступеням 3 от привода 2.

После получения команды на зарядку баллона 11 с неизвестным по величине остаточным давлением открывается запорный орган 10. Управляющее устройство 12 открывает отсечные клапаны 6 и включает в работу компрессор 1 подачей энергии от привода 2. В общем случае, газ из баллона !1 под остаточным давлением поступает в магистраль 9 к нагнетательному выходу последней ступени и в трубопровод 8 к выходам зарядных клаптнов 7.

В установившемся режиме работы многоступенчатого компрессора 1 управляющее устройство 12 осуществляет поиск первой пригодной по давлению нагнетания (при сравнении с величиной остаточного давления) ступени 3, временно способной обеспечить зарядку сжатым газом баллона 11.

Для этого управляющее устройство 12 открывает зарядный клапан 7 и закрывает отсечной клапан 6 нагнетательной линии 4, связывающей выход нагнетательного клапана предпоследней ступени с входом всасывающего клапана последней ступени. Если сигнализатор 5 давления данной нагнетательной линии 4 срабатывает, то управляющее устройство 12 закрывает зарядный клапан 7 и открывает отсечной клапан 6 этой нагнетательной линии 4. Зарядка баллона в данном случае возможна только через магистраль 9 (с выхода последней ступени 3); предпоследнюю ступень 3 использовать в этих целях невозможно и газ в баллон 11 поступает с выхода компрессора 1. Если сигнализатор 5 давления данной нагнетательной линии 4 не срабатывает, то управляющее устройство 12 закрывает зарядный клапан 7 и открывает отсечной кла1095012

Составитель Э. Склярский

Редактор Н. Яцола Техред И. Верес Корректор В. Бутяга

Заказ 3573/22 Тираж 47! Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам Изобретений и открытий! 13035, Москва, ж — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 пан 6 упомянутой нагнетательной линии 4, закрывает отсечной клапан 6 и открывает зарядный клапан 7 нагнетательной линии, подающей газ на вход всасывающего клапана предпоследней ступени 3. Таким образом, производится поиск сработавшего сигнализатора 5 давления и дальше. Поиск управляющим устройством 12 ведется в направлении убывания по величине давления нагнетания ступеней 3, т.е. от последней к первой ступени. Такой порядок обусловлен 1О необходимостью предохранения сигнализаторов 5 давления от значительных перегрузок по избыточному давлению. После обнаружения управляющим устройством сработавшего сигнализатора 5 давления конкретной нагнетательной линии 4 управляющее устройство 12 закрывает зарядный клапан 7 и открывает отсечный клапан 6 этой нагнетательной линии 4. Одновременно управляющее устройство 12 открывает зарядный клапан 7 и закрывает отсечной клапан 6 нагие- gp тательной линии 4 последующей ступени 3.

Например, управляющее устройство 12 получило сигнал с нагнетательной линии второй ступени; это означает необходимость проведения (временно) заправки баллона газом от третьей ступени компрессора 1. Давление в нагнетательной линии 4 заряжающей баллон 11 ступени 3 постепенно увеличивается одновременно с ростом давления в баллоне 1.1 по величине от остаточного до максимального давления нагнетания ступени 3.

При достижении в нагнетательной линии 4 заряжающей баллон 11 ступени 3 необходимого давления срабатыает ее сигнализатор 5 давления. Управляющее устройство 12 по получении сигнала от сигнализатора 5 давления закрывает зарядный клапан 7 и открывает отсечной клапан 6 нагнетательной линии 1 ступени 3, работавшей на зарядку баллона 11. Одновременно управляющее устройство 12 открывает зарядный клапан 7 и закрывает отсечной клапан 6 нагнетательной линии 4 последующей ступени. С этого момента последующая ступень 3 заряжает баллон 11 сжатым газом от давления, по величине равным максимальному давлению нагнетания предыдущей ступени, до максимального давления нагнетания заряжающей баллон 11 ступени 3. В свою очередь ступень 3, которая до этого осуществляла зарядку баллона 11, стала нагнетать газ на вход в ступень 3, заряжающую баллон 11, т. е. произошло восстановление обычной нагнетательной схемы компрессора 1. Подобным образом осуществляется включение в работу всех последующих ступеней 3 многоступенчатого компрессора 1, которые до этого работают вхолостую (разгружены по давлению) . Зарядка баллона 11 завершается при достижении в нем необходимого (рабочего) давления; управляющее устройство 12 прп этом прекращает подачу энергии на ступени компрессора 1 от привода 2, закрывается запорный орган 10 и закрываются все клапаны системы.

Таким образом использование данной системы для производства сжатого газа позволяет создать облегченный режим работы многоступенчатому компрессору при зарядке баллонов с высоким рабочим давлением за счет частичного сокращения времени работы под нагрузкой ступеней высокого давления, снизить потери газа в ступенях компрессора путем снижения утечек при сжатии газа за счет сокращения общего времени работы ступеней высокого давления, сопровождающегося наибольшими утечками, снизить износ наиболее изнашиваемых ступенней высокого давления за счет сокращения времени их нагруженной работы в общем времени работы (ресурсе) многоступенчатого компрессора, а также снизить затраты энергии на привод многоступенчатого компрессора с временно разгруженными ступенями высокого давления нагнетания.