Гидравлический вихревой компрессор

 

Использование: для сжатия нефтяного газа на дожимных насосных станциях. Сущность: винтовые канавки выполнены на цилиндрическом и коническом участках сопла, глубина винтовой канавки равномерно изменяется от максимальной на цилиндрическом участке до нуля на срезе сопла, а в плоскости наименьшего проходного сечения приемной камеры угол между касательной к образовательной продолжением оси тангенциального патрубка винтовой линии на поверхности приемной камеры и осью компрессора, лежащими в горизонтальной плоскости, равен лежащему в горизонтальной плоскости углу между осью компрессора и касательной к концу винтовой линии канавок сопла. 1 ил.

Изобретение относится к струйным аппаратам вихревого типа и предназначается для сжатия нефтяного газа в технологической схеме дожимных насосных станций.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является струйный аппарат, содержащий активное коническое сопло, в котором выполнены винтовые каналы, тангенциальный патрубок и диффузор.

Недостаток состоит в том, что в коротком цилиндрическом участке с винтовыми канавками закрутку успевает получить только внешний поверхностный слой рабочей жидкости, а основная внутренняя часть потока рабочей жидкости не изменяет осевого направления вектора скорости и эффект закрутки потока будет использован в малой степени, что естественно снижает как надежность, так и производительность устройства.

Технический результат повышение надежности, производительности и КПД струйного аппарата гидравлического вихревого компрессора за счет более глубокого использования вихревого эффекта.

Технический результат достигается тем, что винтовые канавки выполнены на цилиндрическом и коническом участка сопла, при этом глубина винтовой канавки равномерно изменяется от максимальной на цилиндрическом участке до нуля на срезе сопла, а в плоскости наименьшего проходного сечения приемной камеры угол между касательной к образованной продолжением оси тангенциального патрубка винтовой линии на поверхности приемной камеры и осью компрессора, лежащими в горизонтальной плоскости, равен лежащему в горизонтальной плоскости углу между осью компрессора и касательной к концу винтовой линии канавок сопла.

На чертеже представлен общий вид гидравлического вихревого компрессора.

Гидравлический вихревой компрессор содержит входной патрубок 1, подвижную втулку 2, которая перемещается с помощью рукоятки 10 по направляющей 3. Подвижная втулка 2 соединена с входным патрубком 1 при помощи резьбы, уплотнение между ними обеспечивается резиновыми кольцами и заканчивается подсоединенным на резьбе соплом с цилиндрической 4 и конической частями, имеющими на внутренней поверхности винтовые канавки, переходящие из цилиндрической части 4 в коническую 5 с плавным изменением своей глубины от максимума в начале до отсутствия на срезе сопла. Сопло расположено в полости приемной конической камеры 6, а к ее боковым поверхностям присоединены два диаметрально противоположных наклонных патрубка 7 для подачи пассивной газовой среды. Приемная камера 6 соединена с камерой смешения 8, которая заканчивается диффузором 9 с наружным фланцем.

Гидравлический вихревой компрессор работает следующим образом.

Активная рабочая жидкость через осевой входной патрубок 1 поступает в цилиндрическую часть сопла, где начинает свое вихревое вращательное движение на винтовых канавках внутренней поверхности сопла, далее вращение жидкости происходит в конической части 5 сопла на винтовых канавках, перешедших из цилиндрической части. Таким образом, рабочая жидкость, получив вращательно-осевой импульс, истекает из сопла в полость приемной конической камеры 6. В нее же поступает двойной поток пассивной газовой среды через два наклонных тангенциальных патрубка 7. Такой ввод газовой среды дает закрутку ей в сторону вращения активного потока рабочей жидкости. При этом наблюдается уменьшение потерь энергии на удар от несовпадения по направлению и величине скорости рабочей жидкости и газового потока. Вращение наряду с осевым движением потоков жидкости и газа дает возможность в камере смешения 8 более интенсивно и эффективно обменяться им кинетической энергией, быстрее достигнуть более ровного профиля скорости газожидкостной смеси и далее в диффузоре 9 более эффективно преобразовать большую часть кинетической энергии этой смеси в потенциальную энергию давления.

При изменении производительности струйного аппарата необходимый оптимальный режим достигается изменением расстояния между срезом сопла и входом в камеру смешения за счет вращения подвижной втулки 2, которая устанавливается в положение, обеспечивающее полный захват всего имеющегося газа при наименьшем количестве рабочей жидкости и требуемом давлении газожидкостной смеси на выходе гидравлического вихревого компрессора.

Такая конструкция предлагаемого гидравлического вихревого компрессора позволяет повысить надежность, производительность и КПД аппарата за счет более глубокого использования вихревого эффекта.

Использование предлагаемого изобретения, кроме того, позволит повысить экономичность процесса сжатия газа на 25-30% и обеспечить совместный транспорт нефти и газа с небольших нефтегазопромыслов до центральных пунктов сбора нефти и газа.

Формула изобретения

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ВИХРЕВОЙ КОМПРЕССОР, содержащий тангенциальный патрубок подвода газа в приемную коническую камеру, камеру смешения, диффузор и центральное сужающееся сопло с цилиндрическим и коническим участками и винтовыми канавками на внутренней поверхности, отличающийся тем, что винтовые канавки выполнены на цилиндрическом и коническом участках сопла, при этом глубина винтовой канавки равномерно изменяется от максимальной на цилиндрическом участке до нуля на срезе сопла, а в плоскости наименьшего проходного сечения приемной камеры угол между касательной к образованной продолжением оси тангенциального патрубка винтовой линии на поверхности приемной камеры и осью компрессора, лежащими в горизонтальной плоскости, равен лежащему в горизонтальной плоскости углу между осью компрессора и касательной к концу винтовой линии канавок сопла.

РИСУНКИ

Рисунок 1