Способ защиты от помпажа компрессора

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2266431:

Новиков Михаил Иванович (RU)
Сурский Александр Иванович (RU)

Изобретение относится к области компрессоростроения, в частности к способам защиты компрессоров от помпажа. Изобретение решает задачу повышения надежности и экономичности центробежных компрессоров путем защиты их от помпажа с помощью передающих валу компрессора крутящий момент от вала двигателя муфт на постоянных магнитах с блоками расчета мощности и датчиков частоты вращения вала компрессора. В способе защиты от помпажа компрессора с помощью установленных на полумуфтах муфты на постоянных магнитах датчиков частоты вращения валов двигателя и компрессора, выходы которых соединены с блоком расчета мощности и блоком управления, непрерывно измеряют угол смещения магнитных силовых линий полумуфт относительно друг друга, по измеренному углу смещения магнитных силовых линий с помощью блока расчета мощности рассчитывают крутящий момент на валу компрессора и передают сигнал об этом в блок управления, при достижении величинами производных, взятых от непрерывно замеряемых крутящего момента на валу компрессора и частоты его вращения, определенных значений, характеризующих начало помпажа, с помощью блока управления подают команду на открытие байпасного клапана. 1ил.

Предлагаемое изобретение относится к области компрессоростроения, в частности к способам защиты компрессоров от помпажа.

Известен способ защиты от помпажа компрессора, когда при приближении компрессора к помпажу регулятор помпажа дает команду байпасному клапану на перепуск газа из нагнетания во всасывание компрессора на основании соотношений перепада давления на измерительной шайбе и отношения величины давления в нагнетании к величине давления на всасе (см., например, кн.: А.К. Михайлов, В.П. Ворошилов "Компрессорные машины". Москва, Энергоатомиздат, 1989 г., стр.198...199).

Известен метод обнаружения зарождающегося в компрессоре помпажа, основанный на непрерывном отслеживании динамически изменяющихся высокочастотных составляющих колебательного сигнала от контролируемого параметра рабочей среды, характеризующих появление первых признаков нарождающегося помпажа (см., например, Патент США №6354826, заявл.27.03.2000, опубл.12.03.2002) - прототип.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности и экономичности ценотробежных компрессоров путем использования для защиты их от помпажа передающих валу компрессора крутящий момент муфт на постоянных магнитах с устройством измерения мощности.

Для достижения названного технического результата в предлагаемом способе защиты от помпажа компрессора, содержащего муфту на постоянных магнитах, передающую крутящий момент от вала двигателя к валу компрессора, с блоком расчета мощности и датчиками частоты вращения, блок управления и байпасный клапан с электроприводом, установленный в перепускной пневмолинии, связывающей магистрали нагнетания и всасывания компрессора путем измерения передаваемого муфтой на постоянных магнитах крутящего момента и частоты вращения валов двигателя и компрессора, согласно изобретению с помощью установленных на полумуфтах муфты датчиков частоты вращения валов двигателя и компрессора, выходы которых соединены с блоком расчета мощности и блоком управления, непрерывно измеряют угол смещения магнитных силовых линий полумуфт относительно друг друга, по измеренному углу смещения магнитных силовых линий с помощью блока расчета мощности непрерывно рассчитывают крутящий момент на валу компрессора и передают сигнал об этом в блок управления, при достижении величинами производных, взятых от непрерывно замеряемых крутящего момента на валу компрессора и частоты его вращения, определенных значений, характеризующих начало помпажа, с помощью блока управления подают команду на открытие байпасного клапана.

Отличительным признаком предлагаемого изобретения является то, что с помощью установленных на полумуфтах муфты датчиков частоты вращения валов двигателя и компрессора, выходы которых соединены с блоком расчета мощности и блоком управления, непрерывно измеряют угол смещения магнитных силовых линий полумуфт относительно друг друга, по измеренному углу смещения магнитных силовых линий с помощью блока расчета мощности рассчитывают крутящий момент на валу компрессора и передают сигнал об этом в блок управления, при достижении величинами производных, взятых от непрерывно замеряемых крутящего момента на валу компрессора и частоты его вращения, определенных значений, характеризующих начало помпажа, с помощью блока управления подают команду на открытие байпасного клапана.

На чертеже представлена схема устройств для осуществления предлагаемого способа защиты от помпажа компрессора.

Между валом 1 двигателя (не показан) и валом 2 компрессора 3 (центробежного) установлена муфта на постоянных магнитах 4, состоящая из полумуфты 5, укрепленной на валу 1 двигателя, и полумуфты 6, укрепленной на валу 2 компрессора 3. На полумуфтах 5 и 6 установлены зубчатые кольца, соответственно, 7 и 8. В муфте 4 над кольцами 7 и 8 установлены датчики частоты вращения, соответственно, 9 и 10, выходы которых соединены с входами блока расчета мощности 11, которым также оснащена муфта 4. Компрессор 3 оснащен также блоком управления 12, с соответствующими входами которого также соединены выходы датчиков 9 и 10, и байпасным электроприводным клапаном 13, установленным в перепускной пневмолинии 14 между магистралями нагнетания и всасывания компрессора 3.

Для осуществления предлагаемого способа защиты от помпажа компрессора поступают следующим образом.

Компрессор 3 заполняют газом, запускают двигатель (не показан). Муфта 4 на постоянных магнитах передает вращение и крутящий момент от вала 1 двигателя к валу 2 компрессора 3. При этом в зависимости от передаваемого крутящего момента происходит отставание (угловое смещение) полумуфты 6, закрепленной на валу 2 компрессора 3, от полумуфты 5, закрепленной на валу 1 двигателя. Соответственно зубцы кольца 8 на полумуфте 6 смещены при вращении валов 1 и 2 относительно зубцов кольца 7 на полумуфте 5 на угол смещения, величина которого зависит от величины передаваемого муфтой 4 крутящего момента. Этот угол смещения фиксируется в показаниях датчиков частоты вращения 10 и 9, соответственно, сигналы с которых поступают в блок расчета мощности 11 и в блок управления 12. В блоке 11 на основе этих непрерывных сигналов рассчитывается (непрерывно) передаваемый муфтой 4 крутящий момент, сигнал о его величине непрерывно поступает в блок управления 12. В блоке управления 12, кроме абсолютных величин передаваемого крутящего момента и частоты вращения компрессора, непрерывно "считываются" производные от них (например, вторые). При достижении величинами этих производных значений, характеризующих начало помпажа, блок управления 12 выдает команду на открытие электроприводного байпасного клапана 13 и будет происходить перепуск газа по пневмолинии 14 из магистрали нагнетания компрессора в его магистраль всасывания, что приводит к выводу компрессора из зоны помпажа.

Способ защиты от помпажа компрессора, содержащего муфту на постоянных магнитах, передающую крутящий момент от вала двигателя к валу компрессора, с блоком расчета мощности и датчиками частоты вращения, блок управления и байпасный клапан с электроприводом, установленный в перепускной пневмолинии, связывающей магистрали нагнетания и всасывания компрессора, путем измерения передаваемого муфтой на постоянных магнитах крутящего момента и частоты вращения валов двигателя и компрессора, отличающийся тем, что с помощью установленных на полумуфтах муфты на постоянных магнитах датчиков частоты вращения валов двигателя и компрессора, выходы которых соединены с блоком расчета мощности и блоком управления, непрерывно измеряют угол смещения магнитных силовых линий полумуфт относительно друг друга, по измеренному углу смещения магнитных силовых линий с помощью блока расчета мощности рассчитывают крутящий момент на валу компрессора и передают сигнал об этом в блок управления, при достижении величинами производных, взятых от непрерывно замеряемых крутящего момента на валу компрессора и частоты его вращения, определенных значений, характеризующих начало помпажа, с помощью блока управления подают команду на открытие байпасного клапана.

Изобретение относится к насосостроению, а именно к центробежным насосам системы подачи криогенных компонентов топлива жидкостных ракетных двигательных установок.

Способ запуска криогенного центробежного насоса с разгрузочной полостью, сообщающейся со входом в насос, и криогенный центробежный насос // 2171917

Изобретение относится к насосостроению, в частности к центробежным насосам системы подачи криогенных компонентов топлива жидкостных ракетных двигательных установок (ЖРДУ).

Нагнетающее устройство для относительно летучего автомобильного топлива // 2155278

Изобретение относится к нагнетающему устройству для относительно летучей жидкости, такой как автомобильное топливо. .

Насос для перекачивания жидкости // 2133380

Изобретение относится к узлам двигателей внутреннего сгорания - ДВС и может быть использовано в автомобилестроении и смежных областях техники, характеризующих устройства для перекачивания жидкости при низкой и критической температурах жидкой среды.

Насос для жидкости // 2126102

Изобретение относится к средствам подачи жидкости. .

Герметичный центробежный насос // 2121083

Изобретение относится к устройствам узлов насосов необъемного вытеснения с гибким уплотнением подвижных деталей, которые могут быть использованы для перекачки сред, содержащих механические примеси.

Герметичный насос с электроприводом // 2079723

Изобретение относится к области центробежных насосов, которые приводятся во вращение с помощью электромагнитов. .

Центробежная насосная установка // 2066793

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано в конструкциях герметичных насосов, применяемых в различных областях народного хозяйства, например, в пищевой или медицинской промышленности, в том числе, для перекачки вязких и агрессивных сред.

Рабочее колесо центробежного насоса для перекачки химических и абразивных смесей // 2052669

Изобретение относится к насосостроению. .

Способ изготовления химического герметичного центробежного насоса // 2047792

Изобретение относится к центробежным насосам, приспособленным для перекачки особых текучих сред путем выбора специальных материалов для частей насоса, и может быть использовано в производстве, связанном с перекачиванием агрессивных сред, например кислот, щелочей.

Насос вертикально-центробежный переносной для перекачивания жидкостей из технологической тары // 2303714

Изобретение относится к насосостроению и может найти применение в пищевой, фармацевтической, химической и др

Погружной электрический насос // 2330187

Изобретение относится к погружным центробежным насосам, используемым для перекачивания агрессивных сред, в том числе и содержащих абразивные механические примеси, и может быть использовано для добычи полезных ископаемых в жидкой форме, в том числе углеводородов из нефтяных скважин, а также с использованием щелочного или кислотного выщелачивающего вещества

Ступень погружного центробежного насоса // 2333397

Изобретение относится к области погружных центробежных насосов, используемых для перекачивания агрессивных сред, в том числе и содержащих абразивные механические частицы, и может быть использовано для добычи углеводородов из нефтяных скважин

Устройство для испытания лопастей рабочего колеса центробежного молочного насоса // 2348915

Изобретение относится к области механизации животноводства, в частности к устройствам для испытания молочных насосов

Насос для подачи криогенного рабочего тела // 2366835

Изобретение относится к области криогенного насосостроения

Погружной насос для перекачки абразивосодержащих, агрессивных и взрывоопасных жидкостей // 2382907

Изобретение относится к насосостроению, а именно к погружным насосам для перекачки абразивосодержащих, агрессивных и взрывоопасных жидкостей

Ступень погружного насоса // 2422679

Изобретение относится к погружным центробежным насосам для добычи углеводородов

Электронасосный агрегат горизонтального типа // 2503851

Изобретение относится к насосостроению, а именно электронасосным агрегатам горизонтального типа для перекачивания различных абразивных жидкостей. Агрегат содержит электродвигатель, центробежный насос, смонтированный в корпусе, образованном из ходовой и проточной части, а также муфту, соединяющую валы упомянутых агрегатов. Проточная часть включает всасывающий патрубок, проточную полость для размещения рабочего колеса и спирального отвода, сообщенного с напорным патрубком. Вал насоса имеет ходовую часть, опертую на корпус через радиальные подшипниковые опоры и снабженную сальниковым уплотнением. Вал состоит из участков с различными диаметрами. Участок с наибольшим диаметром расположен между упомянутыми опорами. Остальные участки вала выполнены со ступенчато-последовательно убывающими в направлении к оконечностям вала диаметрами. Участок вала между подшипниковыми опорами имеет, по меньшей мере, в зонах примыкания к указанным опорам диаметр, превышающий диаметры остальных участков вала, и длину, превышающую длину каждого из них, и суммарную длину расположенных за подшипниковой опорой участков. Напорный патрубок выполнен в виде диффузора с разницей площадей входного и выходного поперечных сечений, обеспечивающей снижение скорости нагнетаемого потока в 1,2-3,1 раза. Изобретение направлено на повышение ресурса, долговечности, надежности и эффективности. 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

Способ производства химического электронасосного агрегата и химический электронасосный агрегат, выполненный этим способом (варианты) // 2505712

Изобретение относится к насосостроению, а именно к химическим горизонтальным центробежным электронасосным агрегатам. Способ производства агрегата заключается в том, что изготавливают сборный корпус насоса, ротор с валом и рабочим колесом, а также силовой узел. Корпус ходовой части насоса оснащают подшипниковыми опорами. Корпус проточной части насоса выполняют с проточной полостью, достаточной для размещения в ней рабочего колеса и спирального сборника. Рабочее колесо выполняют в виде многозаходной крыльчатки закрытого типа с основным и покрывным дисками. За основным диском располагают гидрозатвор в виде автономного диска с импеллером и обрамляющий его по контуру кольцевой съемный элемент. Радиус импеллера гидрозатвора меньше радиуса колеса. Основной диск колеса снабжают кольцевым гребнем. Гребень образует со стенкой ступицы колеса кольцевой канал, сообщенный с гидрозатвором и посредством сквозного отверстия в основном диске напроток с объемом колеса. Осуществляют сборку насоса и монтаж на опорной платформе насоса и привода с помощью силовых полумуфт. После сборки электронасосного агрегата выполняют испытания. Группа изобретений направлена на повышение ресурса, долговечности, надежности работы, защиты от протечек перекачиваемых сред и ядовитых испарений в атмосферу при пониженной трудо-, материало- и энергоемкости производства. 4 н. и 21 з.п. ф-лы, 7 ил.

Химический горизонтальный электронасосный агрегат (варианты) // 2506461

Изобретение относится к агрегатам для перекачивания агрессивных жидкостей. Агрегат содержит электродвигатель, центробежный насос и муфту. Корпус проточной части включает проточную полость, объединенную со спиральным сборником. Корпус ходовой части выполнен охватывающим большую часть длины вала ротора, снабжен картером и подшипниковыми опорами. Вал ротора выполнен с консолями, одна из которых имеет длину, превышающую длину другой консоли не менее чем в два раза. Рабочее колесо выполнено в виде многозаходной крыльчатки с основным и покрывным дисками. Основной диск защищен гидрозатвором, содержащим импеллер в виде дополнительного автономного диска с лучевидными лопатками. Корпус проточной части снабжен кольцевой съемной уступообразной стенкой, геометрически согласованной с гидрозатвором. Меньший из внешних радиусов указанной стенки выполнен не менее проходного радиуса колеса, а радиус импеллера гидрозатвора выполнен меньше радиуса колеса. Основной диск снабжен кольцевым гребнем с внутренним радиусом меньше радиуса диска импеллера и образует со стенкой ступицы колеса кольцевой канал, сообщенный с импеллером гидрозатвора. Основной диск содержит не менее одного сквозного отверстия. Покрывной диск наделен входной горловиной, внутренний заходный радиус которой выполнен не менее радиуса входного проема корпуса проточной части. Изобретение направлено на повышение защиты от протечек, долговечности, надежности работы агрегата, снижение загрязнения воздуха ядовитыми испарениями. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 5 ил.