Компрессорное устройство и способ его работы

Группа изобретений относится к компрессорному устройству. Компрессорное устройство снабжено по меньшей мере винтовым компрессором (2) с камерой сжатия (3), которая образована корпусом сжатия (4), приводным двигателем (10), который снабжен камерой (12) двигателя, образованной корпусом (11) двигателя, и выпускным отверстием (26) для выпуска сжатого воздуха, которое присоединено к сосуду высокого давления (32) через выпускной трубопровод (31). Корпус сжатия (4) и корпус (11) двигателя присоединены непосредственно друг к другу для образования корпуса (48) компрессора. Камера (12) двигателя и камера сжатия (3) не изолированы друг от друга. Выпускной трубопровод (31) между сосудом высокого давления (32) и винтовым компрессором (2) не имеет запирающих средств. Группа изобретений направлена на создание компрессорного устройства, в котором потери энергии минимизированы и, в частности, когда винтовой компрессор остановлен, потеря сжатого воздуха ограничена. 2 н. и 32 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к компрессорному устройству.

Более конкретно, данное изобретение относится к компрессорному устройству, которое по меньшей мере снабжено винтовым компрессором с камерой сжатия, которая образована корпусом компрессора, в которой смонтированы с возможностью вращения пара находящихся в зацеплении роторов компрессора, приводным двигателем, который снабжен камерой двигателя, образованной корпусом двигателя, в которой смонтирован с возможностью вращения вал двигателя, который приводит во вращение по меньшей мере один из вышеупомянутых двух роторов компрессора, впускным отверстием в винтовой компрессор для подачи воздуха, выпускным отверстием из винтового компрессора для выпуска сжатого воздуха, и которое присоединено к сосуду высокого давления (ресиверу) через выпускной трубопровод, выпускным отверстием для воздуха из сосуда высокого давления для подачи сжатого воздуха из сосуда высокого давления потребителю, и системой управления для управления одним или несколькими потоками жидкости или газа в пневматическом блоке, причем вышеупомянутая система управления снабжена впускным клапаном на впускном отверстии винтового компрессора и краном или клапаном для закрытия и открытия выпускного отверстия для воздуха сосуда высокого давления.

Уровень техники

Такие компрессорные устройства уже известны, однако они имеют ряд недостатков или открыты для усовершенствования.

В действительности, в большинстве хорошо известных таких компрессорных устройств винтовой компрессор приводится в движение с постоянной скоростью вращения отдельным приводным электродвигателем, питание которого осуществляется непосредственно от сети электропитания.

Чтобы иметь возможность регулировать воздушный поток через винтовой компрессор, на впускном отверстии таких известных винтовых компрессоров предусмотрен впускной клапан.

Этот впускной клапан также действует для ограничения требуемого вращающего момента, который должен обеспечиваться приводным электродвигателем при запуске винтового компрессора, при этом для ограничения требуемого пускового момента впускной клапан закрывают во время запуска.

С другой стороны, в таких известных компрессорных устройствах после того, как винтовой компрессор остановится, сжатый воздух, накачанный в сосуд высокого давления (ресивер) винтовым компрессором, просто выпускается, опять же с целью ограничения пускового момента, насколько это возможно, при последующем повторном запуске винтового компрессора.

Запуск с камерой сжатия винтового компрессора, находящейся под давлением, потребовало бы очень высокого вращающего момента от приводного электродвигателя в таких компрессорных устройствах с приводом с постоянной скоростью.

Если бы вышеупомянутые меры не были предприняты, то приводной электродвигатель был бы не способен развивать достаточный вращающий момент во время запуска, или сеть электропитания была бы не способна подавать необходимый пусковой ток для обеспечения высокого пускового вращающего момента.

Существенный недостаток этих известных компрессорных устройств заключается в том, что очень много энергии теряется из-за сжатого воздуха, уже запасенного в сосуде высокого давления, и теряется из-за сжатого воздуха, находящегося в винтовом компрессоре, после того как компрессор остановится.

В другом известном усовершенствованном типе компрессорного устройства решение вышеупомянутых недостатков отчасти обеспечивается путем оборудования винтового компрессора приводом с регулируемой скоростью.

В этом известном типе компрессорного устройства воздушный поток через винтовой компрессор регулируют путем регулирования скорости вращения приводного электродвигателя, так чтобы никакой впускной клапан не требовался для этой цели.

Кроме того, когда осуществляют запуск винтового компрессора в таком известном компрессорном устройстве, можно также воспользоваться электронным контроллером для реализации более высокого пускового вращающего момента или для ограничения пускового тока, потребляемого из сети электропитания.

Дополнительное преимущество применения такого электронного контроллера заключается в том, что сжатый воздух в сосуде высокого давления не обязательно надо сбрасывать, когда винтовой компрессор остановится, поскольку значительный вращающий момент может быть развит при запуске для преодоления повышенного давления в сосуде высокого давления.

Подобным образом можно обеспечить, что, когда винтовой компрессор остановится, теряется меньше энергии, чем в случае известных компрессорных устройств с приводом с постоянной скоростью.

Однако, чтобы иметь возможность реализовать это, в блоке прежде всего необходимо обеспечить невозвратный (обратный) клапан в выпускном трубопроводе между выпускным отверстием винтового компрессора и сосудом высокого давления для предотвращения той ситуации, когда сжатый воздух, присутствующий в сосуде высокого давления, расширяется и вытекает через выпускной трубопровод после того, как винтовой компрессор был остановлен, под влиянием перепада давления между сосудом высокого давления и камерой сжатия винтового компрессора или давлением окружающей среды.

Кроме того, в случае винтовых компрессоров с впрыском масла сепаратор масла обычно предусматривается в сосуде высокого давления, в котором масло отделяется от потока сжатого воздуха, вытекающего из винтового компрессора, и направляется назад в винтовой компрессор через обратный маслопровод, прикрепленный между сосудом высокого давления и винтовым компрессором.

В таком случае, когда винтовой компрессор останавливают, необходимо предотвратить протекание отделенного масла, имеющегося в сосуде высокого давления, обратно в винтовой компрессор, поскольку в противном случае это привело бы к избытку масла в винтовом компрессоре и могло бы также затруднить последующий запуск винтового компрессора.

Следовательно, в известных компрессорных устройствах типа, обсужденного выше, обратный клапан всегда должен быть обеспечен в обратном маслопроводе.

Недостаток вышеупомянутых обратных клапанов заключается в том, что они приводят к большим потерям на трение.

Кроме того, объем сжатого воздуха в самом винтовом компрессоре всегда теряется, когда винтовой компрессор останавливают, поскольку этот сжатый воздух может вытекать через впускное отверстие винтового компрессора.

Герметичное закупоривание впускного отверстия с помощью впускного клапана с намерением оставить винтовой компрессор под давлением, когда его останавливают, не обеспечивает здесь никакого решения проблемы.

Чтобы иметь возможность приводить в движение роторы компрессора, в известных компрессорных устройствах обычно вал электродвигателя непосредственно или косвенно, например, через приводной ремень или зубчатую шестеренную передачу, присоединен к валу ротора одного из роторов компрессора.

При этом вал ротора компрессора, о котором идет речь, необходимо должным образом уплотнить, что весьма нелегко.

В действительности, определенное давление, обеспечиваемое винтовым компрессором, преобладает в корпусе сжатия, который необходимо изолировать от других секций компрессора, так чтобы они не находились под этим давлением, или от давления окружающей среды.

Для таких применений часто используют «контактное уплотнение».

Применение уплотненного впускного клапана после того, как винтовой компрессор остановится, привело бы, таким образом, к высокому риску возникновения утечек в уплотнении вала ротора.

Кроме того, последующий повторный запуск винтового компрессора, когда он находится под давлением, будет связано с высокими потерями вследствие трения, так что уплотнение может легко повреждаться.

Еще один недостаток известных компрессорных устройств относится к самому уплотнению винтового компрессора.

Вал ротора компрессора, о котором идет речь, вращается с очень высокими скоростями, так что такой тип уплотнения вызывает огромные потери энергии во время работы винтового компрессора, приводящие в результате к сниженному КПД винтового компрессора.

Кроме того, такое «контактное уплотнение» подвержено износу, и если оно не тщательно смонтировано, такое «контактное уплотнение» является очень чувствительным к возникновению утечек.

Еще один аспект известных компрессорных устройств описанного выше типа, который открыт для усовершенствования, заключается в том, что как приводной двигатель, так и винтовой компрессор должны быть снабжены смазкой и охлаждением, которые обычно состоят из отдельных систем и следовательно не приспособлены друг к другу, требуют ряда различных типов смазок и/или хладагентов, и следовательно являются сложными или дорогостоящими.

В добавление, в таких известных компрессорных устройствах с отдельными системами охлаждения для приводного двигателя и роторов компрессора возможности рекуперации потерянного (использованного) тепла, запасенного в хладагентах, оптимальным образом используются не полностью.

В еще одном известном примере, раскрытом в US 5,246,349 А, заявитель SULLAIR CORP US, представлена конфигурация компрессора, в котором электродвигатель с переменным удельным сопротивлением соединен с возможностью создания крутящего момента с ротором винтового компрессора, и в котором газ, проходящий через компрессор, принудительно сначала проходит через двигатель.

Раскрытие изобретения

Цель данного изобретения, таким образом, - обеспечить техническое решение для одного или нескольких из вышеуказанных недостатков и любых других недостатков.

Более конкретно, цель данного изобретения - обеспечить компрессорное устройство, в котором потери энергии минимизированы, и в частности, когда винтовой компрессор остановлен, потеря сжатого воздуха ограничена в как можно большей степени.

Кроме того, цель данного изобретения - реализовать компрессорное устройство, которое является надежным и простым, при этом риск износа и утечек сведен к минимуму, в котором смазка подшипников и охлаждение компонентов осуществляются с помощью очень простых средств, и в котором может быть достигнута улучшенная рекуперация возникающих потерь тепловой энергии.

С этой целью данное изобретение касается компрессорного устройства в соответствии с преамбулой п. 1 формулы изобретения, в котором корпус сжатия и корпус электродвигателя присоединены непосредственно друг к другу для образования корпуса компрессора, причем камера электродвигателя и камера сжатия не изолированы друг от друга, и причем выпускной трубопровод между сосудом высокого давления и винтовым компрессором не содержит запирающих средств, чтобы позволить потоку протекать через выпускной трубопровод в обоих направлениях.

При этом намерение заключается в том, чтобы поток через выпускной трубопровод трубу мог происходить насколько это возможно беспрепятственно, за исключением потерь на трение, причем ни при каких обстоятельствах не предусматриваются обратные клапаны или аналогичные элементы, которые позволяют потоку протекать только в одном направлении через выпускной трубопровод.

Первое большое преимущество такого винтового компрессора согласно данному изобретению заключается в том, что корпус компрессора образует единое целое пространство, состоящее из корпуса сжатия и корпуса электродвигателя, которые соединены непосредственно друг с другом, так что приводные средства роторов компрессора в виде приводного электродвигателя встроены непосредственно в винтовой компрессор.

Здесь следует отметить, что камера сжатия и камера электродвигателя не должны быть изолированы друг от друга, поскольку из-за непосредственного монтажа корпуса электродвигателя и корпуса сжатия друг к другу вал электродвигателя и один из роторов компрессора можно соединять полностью внутри границ корпуса компрессора, без необходимости проходить через секцию, которая находится под другим давлением, что является обычным в известных винтовых компрессорах, например, в которых вал электродвигателя присоединен к ротору компрессора, в которых секция соединительной муфты подвергается давлению окружающей среды.

Характерная особенность, заключающаяся в том, что такое уплотнение между камерой сжатия и камерой электродвигателя не является необходимым, образует значительное преимущество компрессорного устройства, выполненного согласно данному изобретению, поскольку достигается большая энергоэффективность винтового компрессора, чем в случае известных компрессорных устройств, и невозможен никакой износ такого уплотнения, и предотвращаются утечки, возникающие в результате некачественного монтажа такого уплотнения.

Еще один важный аспект винтового компрессора, выполненного согласно данному изобретению, заключается в том, что благодаря отсутствию уплотнения между камерой электродвигателя и камерой сжатия, получается закрытое единое пространство, которое является стойким к приложению долговременного высокого давления, без утечек, которые могут образовываться в уплотнении вала ротора компрессора, как это в действительности имеет место в случае известных компрессорных устройств.

В результате наличия повышенного давления, которое было образовано в камере сжатия и камере электродвигателя во время работы винтового компрессора, оно поддерживается после того, как винтовой компрессор остановится, поскольку это давление больше не является вредным, что согласно данному изобретению предпочтительно реализуется простым образом посредством использования нерегулируемого или саморегулирующегося впускного клапана, предпочтительно в виде обратного клапана.

Кроме того, повторный запуск винтового компрессора из вышеупомянутого состояния под давлением больше не является проблематичным, как это фактически имеет место в случае известных компрессорных устройств, поскольку никакие потери на трения не возникают в уплотнении на валу ротора, так как такое уплотнение больше не применяется.

Таким образом, достигается очень большая экономия энергии, поскольку останов винтового компрессора больше не связан со значительной потерей сжатого воздуха.

В добавление, это позволяет принимать решение об останове винтового компрессора более быстро, когда сжатый воздух, например, временно не требуется, поскольку повторный запуск может быть выполнен быстрее и требует меньше энергии, чем известные компрессорные устройства, по причине того, что давление уже имеется в сосуде высокого давления и камере сжатия, тогда как в случае известных компрессорных устройств в аналогичных обстоятельствах, в отличие от этого, будет зачастую решено управлять компрессором в нейтральном состоянии (без давления).

Это опять же означает большую экономию энергии.

В случае компрессорного устройства согласно данному изобретению необходимо обеспечить, что приводной электродвигатель был типа, который может выдерживать давление компрессора, так что должен использоваться специально приспособленный для этого приводной двигатель.

Чтобы иметь возможность реализовать вышеупомянутые преимущества согласно данному изобретению, лучше всего, если приводной электродвигатель выбран типа, который может генерировать достаточно высокий пусковой момент, чтобы запускать винтовой компрессор, когда камера сжатия находится под давлением компрессора.

Вкратце, возможности данного изобретения определяются в большой степени выбором хорошего приводного электродвигателя.

Еще одно преимущество компрессорного устройства, выполненного согласно данному изобретению, заключается в том, что выпускной трубопровод свободен от запирающих средств, благодаря чему предотвращаются потери на трение в обратных клапанах или аналогичных элементах.

Возможно и полезно конструировать компрессорное устройство без запирающих средств в выпускном трубопроводе, например, путем закрытия винтового компрессора на его впускном отверстии, используя саморегулирующийся впускной клапан и закрывая сосуд высокого давления на его выпускном отверстии для воздуха и выпускном отверстии для масла, причем герметически изолированное единое пространство получается с помощью выпускного трубопровода, состоящее из сосуда высокого давления, присоединенного к камере сжатия и камере электродвигателя с помощью выпускного трубопровода, благодаря чему это изолированное пространство находится более или менее под равномерным давлением.

Поскольку давление в вышеупомянутом герметично изолированном едином пространстве является одинаковым везде, отсутствует движущая сила, которая заставляет сжатый воздух и масло в сосуде высокого давления протекать обратно из сосуда высокого давления к винтовому компрессору, как это имеет место в случае известных компрессорных устройств, что, таким образом, позволяет не использовать обратные клапаны в выпускном трубопроводе.

Вкратце, интеграция приводного электродвигателя в винтовом компрессоре и неиспользование уплотнения на валу ротора обеспечивают значительное упрощение системы управления компрессорного устройства, благодаря чему получают большие преимущества экономии энергии в результате того, что нет необходимости выпускать сжатый воздух, и отсутствия возникновения потерь энергии в обратных клапанах в выпускном трубопроводе или обратном маслопроводе.

Еще один преимущественный аспект компрессорного устройства, выполненного согласно данному изобретению, заключается в том, что одинаковые смазки и хладагенты можно использовать очень простым образом как для приводного электродвигателя, так и для роторов компрессора, поскольку камера электродвигателя и камера сжатия не отделены друга уплотнением.

Согласно предпочтительному варианту реализации компрессорного устройства согласно данному изобретению винтовой компрессор предпочтительно снабжен текучей средой, например, маслом, с помощью которой как приводной электродвигатель, так и винтовой компрессор охлаждаются и/или смазываются.

Таким образом, конструкция компрессорного устройства согласно данному изобретению очень сильно упрощается, требуется меньшее число различных хладагентов и/или различных смазок, и единое пространство может быть в результате сконструировано дешевле.

Кроме того, характерно, что благодаря обеспечению циркуляции текучей среды в течение одного цикла как вдоль приводного электродвигателя, так и вдоль элементов компрессора для охлаждения компрессорного устройства, эта текучая среда подвергается большему изменению температуры, чем когда используются отдельные системы охлаждения для приводного электродвигателя и роторов компрессора.

В действительности, эта текучая среда может поглощать тепло как из приводного электродвигателя, так и из элементов компрессора, вместо тепла только от одного из этих двух компонентов.

Следствием этого является то, что тепло, запасенное в текучей среде, можно легче рекуперировать, чем когда текучая среда подвергается только малому изменению температуры.

Однако необходимо учитывать тот факт, что различные рабочие температуры необходимо будет выбирать для приводного электродвигателя или роторов компрессора.

Данное изобретение также относится к использованию вышеупомянутого компрессорного устройства, причем такое использование означает, что при запуске винтового компрессора никакое давление не образуется в сосуде высокого давления, впускной клапан открывается автоматически в результате работы винтового компрессора, и давление сжатия образуется в напорном клапане, и причем, кроме того, когда винтовой компрессор останавливают, обратный клапан на сосуде высокого давления автоматически закрывает выпускное отверстие для воздуха сосуда высокого давления, и причем впускной клапан также автоматически герметично закупоривает впускной трубопровод, так что после того, как винтовой компрессор остановится, как сосуд высокого давления, так и камера сжатия и камера электродвигателя винтового компрессора остаются под давлением сжатия.

Предпочтительно, согласно использованию компрессорного устройства согласно данному изобретению, когда осуществляют повторный запуск винтового компрессора, причем давление сжатия все еще присутствует в сосуде высокого давления, впускной клапан вначале закрывается, после чего впускной клапан открывается автоматически под действием эффекта всасывания, создаваемого вращением роторов компрессора.

Краткое описание чертежей

Предпочтительный вариант реализации компрессорного устройства согласно данному изобретению описан далее с помощью примера, без какого-либо ограничения, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

на фиг. 1 схематически показано компрессорное устройство согласно данному изобретению;

на фиг. 2 показан поперечный разрез, в более подробном виде, винтового компрессора компрессорного устройства, указанного условным обозначением F2 на фиг. 1.

Осуществление изобретения

Компрессорное устройство 1 согласно данному изобретению, показанное на фиг. 1, в первую очередь содержит винтовой компрессор 2, который показан более подробно на фиг. 2, причем этот винтовой компрессор 2 имеет камеру сжатия 3, которая образована корпусом сжатия 4.

В камере сжатия 3 смонтированы с возможностью вращения пара входящих в зацепление роторов компрессора, более конкретно первый ротор 5 компрессора и второй ротор 6 компрессора.

Эти роторы 5 и 6 компрессора имеют винтовой профиль 7, который закреплен вокруг вала ротора 5 и 6 компрессора, о котором идет речь, соответственно вала 8 ротора и вала 9 ротора.

При этом вал 8 ротора проходит вдоль первого осевого направления АА′, тогда как вал 9 ротора проходит вдоль второго осевого направления ВВ′.

Кроме того, первое осевое направление АА′ и второе осевое направление ВВ′ являются параллельными друг другу.

Кроме того, винтовой компрессор снабжен приводным двигателем 10.

Этот приводной двигатель 10 снабжен корпусом 11 двигателя, который прикреплен вблизи над корпусом сжатия 4, и внутренние стенки которого окружают камеру 12 двигателя.

В камере 12 двигателя смонтирован с возможностью вращения вал 13 приводного двигателя 10, и в показанном варианте осуществления данного изобретения этот вал 13 двигателя непосредственно присоединен к первому ротору 5 компрессора для приведения его во вращение, но это не обязательно должно быть именно так.

Вал 13 двигателя проходит вдоль третьего осевого направления СС′, которое в этом случае также совпадает с осевым направлением АА′ вала 8 ротора, так чтобы вал 13 двигателя был выровнен с ротором 5 компрессора, о котором идет речь.

Для присоединения вала 13 двигателя к ротору 5 компрессора один конец 14 вала 13 двигателя снабжен цилиндрической выемкой 15, в которую конец 16 вала 8 ротора, который расположен вблизи конца 17 низкого давления ротора 5 компрессора, может вставляться соответствующим образом.

Кроме того, вал 13 двигателя снабжен каналом 18, в который крепится болт 19, который ввинчивают во внутреннюю винтовую резьбу, обеспеченную в вышеупомянутом конце 16 вала 8 ротора.

Конечно же, существует множество других способов присоединения вала 13 двигателя к валу 8 ротора, которые не исключены из данного изобретения.

Альтернативно, в действительности не исключается, что винтовой компрессор 2 согласно данному изобретению конструируют таким образом, что вал 13 двигателя также образует вал 8 одного из роторов 5 компрессора, путем конструирования вала 13 электродвигателя и вала 8 ротора виде единой детали, так чтобы никаких соединительных средств не требовалось для соединения вала 13 двигателя и вала 8 ротора.

Кроме того, в примере, показанном на фиг. 1 и 2, приводной двигатель 10 представляет собой электродвигатель 10 с ротором 20 двигателя и статором 21 двигателя, причем более конкретно в показанном примере ротор 20 электродвигателя 10 снабжен постоянными магнитами 22 для генерации магнитного поля ротора, тогда как статор 21 двигателя снабжен электрическими обмотками 23 для генерации магнитного поля статора, которое включается и воздействует известным образом на магнитное поле ротора, чтобы вызвать вращение ротора 20 электродвигателя, однако другие типы приводных двигателей 10 не исключаются согласно данному изобретению.

Кроме того, имеется впускное отверстие 24, проходящее сквозь стенки корпуса сжатия 4 до камеры сжатия 3 для засасывания воздуха, например, воздуха из окружающей среды 25 или поступающего из предыдущей ступени компрессора, а также выпускное отверстие 26 для выпуска сжатого воздуха, например, к потребителю сжатого воздуха или в последующую ступень компрессора.

Камера сжатия 3 винтового компрессора 2, как известно, образована внутренними стенками корпуса сжатия 4, которые имеют форму, которая точно соответствует наружным контурам пары роторов 5 и 6 компрессора, чтобы всасывать воздух внутрь через впускное отверстие 24 во время вращения роторов 5 и 6 компрессора между винтовым профилем 8 и внутренними стенками корпуса сжатия 4 в направлении выпускного отверстия 26 и в результате сжимать воздух и повышать давление в камере сжатия 3.

Направление вращения роторов 5 и 6 компрессора определяет направление перемещения воздуха и тем самым также определяет, какой из каналов 24 и 26 будет действовать в качестве впускного отверстия 24 или выпускного отверстия 26.

Впускное отверстие 24 расположено, таким образом, на конце 17 низкого давления роторов 5 и 6 компрессора, тогда как выпускное отверстие 26 расположено вблизи конца 27 высокого давления роторов 5 и 6 компрессора.

Впускная труба 28, таким образом, присоединена к впускному отверстию 24 винтового компрессора 1, в котором имеется впускной клапан 29, который позволяет регулировать входящий поток подачи воздуха к винтовому компрессору 2.

Этот впускной клапан 29 образует часть системы управления 30, предназначенной для регулирования потоков жидкости и газа в компрессорном устройстве 1.

Выпускной трубопровод 31 присоединен к выпускному отверстию 26, которое ведет к сосуду высокого давления 32, который снабжен сепаратором 33 масла.

Сосуд высокого давления 32 имеет выпускное отверстие 34 для воздуха, предназначенное для подачи сжатого воздуха из сосуда высокого давления 32 к потребителю.

С этой целью трубопровод 35 потребителя, который может закрываться краном или клапаном 36, присоединен к выпускному отверстию 34 для воздуха сосуда высокого давления 32.

Этот кран или этот клапан 36 также образует часть вышеупомянутой системы управления 30 для регулирования потоков жидкости и газа в компрессорном устройстве 1.

Выпускное отверстие 34 для воздуха сосуда высокого давления 32 также оборудовано обратным клапаном 37.

Кроме того, секция 38 трубопровода 35 потребителя сконструирована в виде радиатора 38, который охлаждается с помощью принудительного воздушного потока окружающего воздуха 25, поступающего от вентилятора 39, конечно с целью охлаждения сжатого воздуха.

Имеется также выпускное отверстие 40 на сосуде высокого давления 32, на который прикреплен обратный маслопровод 41, который присоединен к корпусу 11 двигателя приводного двигателя 10 винтового компрессора 2.

Секция 42 обратного маслопровода 41 также сконструирована в виде радиатора 42, который охлаждается вентилятором 43.

В этом случае обходной (байпасный) трубопровод 44 также обеспечен в обратном маслопроводе 41, который присоединен в параллель вдоль секции обратного маслопровода 41 с радиатором 42, но это также не является строго обязательным.

С помощью одного или нескольких управляемых клапанов 45 текучая среда 46, такая как масло, может направляться через секцию 42 обратного маслопровода 41, для того чтобы охлаждать масло, например, во время нормальной работы винтового компрессора 2, или через обходной трубопровод 44, для того чтобы не охлаждать масло, как, например, во время запуска винтового компрессора 2.

Во время работы винтового компрессора 2 сжатый воздух, смешанный с маслом 46, который предпочтительно действует в качестве смазки и хладагента для винтового компрессора, выходит из винтового компрессора 2 через выпускное отверстие 26, причем эта смесь разделяется на два потока в сосуде высокого давления 32 с помощью сепаратора 33 масла, с одной стороны, выходной поток сжатого воздуха через выпускное отверстие 34 для воздуха, расположенное над сосудом высокого давления 32, и, с другой стороны, выходной поток текучей среды 46 или масла через выпускное отверстие 40, расположенное на дне сосуда высокого давления 32.

Управляемые клапаны 45 и даже сам сепаратор 33 масла могут также рассматриваться в качестве компонентов вышеупомянутой системы управления 30 для регулирования потоков жидкости и газа в компрессорном устройстве 1.

Важнейшей характерной особенностью данного изобретения является то, что корпус сжатия 3 и корпус 15 двигателя присоединены непосредственно друг к другу, в этом случае болтами 47, для образования корпуса 48 компрессора винтового компрессора 2, причем более конкретно камера 12 двигателя и камера сжатия 3 не изолированы герметично друг от друга.

В показанном примере корпус сжатия 4 и корпус 15 двигателя фактически сконструированы в виде отдельных частей корпуса 48 компрессора, которые более или менее соответствуют частям винтового компрессора 2, которые соответственно содержат внутри приводной двигатель 10 и роторы 5 и 6 компрессора.

Однако внимание привлекается здесь к тому факту, что корпус 11 двигателя и корпус сжатия 4 не обязательно должны быть сконструированы в виде таких отдельных частей, но точно также могут быть сконструированы в виде единого целого.

В качестве альтернативы не исключается, что корпус 48 компрессора конструируется из большего или меньшего числа частей, которые полностью или частично содержат внутри роторы 5 и 6 компрессора, или приводной двигатель 10, или вместе все эти компоненты.

Важнейшим для данного изобретения является то, что, в отличие от того, что имеет место в случае известных компрессорных устройств, никакое уплотнение не используется, которое отделяет камеру 12 двигателя и камеру сжатия 3 друг от друга, что только по этой причине, как объяснялось во введении, является значительным преимуществом винтового компрессора 2, выполненного согласно данному изобретению, из-за более низких потерь энергии, меньшего износа и меньшего риска образования утечек.

Поскольку камера 12 двигателя и камера сжатия 3 сконструированы в виде единого пространства, другие компоненты компрессорного устройства 1 согласно данному изобретению могут быть сконструированы проще, чем в случае известных компрессорных устройств.

Важной характерной особенностью компрессорного устройства 1 согласно данному изобретению является то, что выпускной трубопровод 31 между сосудом высокого давления 32 и винтовым компрессором 2 свободен от запирающих средств, чтобы обеспечить поток через выпускной трубопровод 31 в обоих направлениях, так чтобы этот поток мог предпочтительно осуществляться как можно более беспрепятственно, и потери на трение были в результате как можно более ограниченными.

Большое преимущество такого компрессорного устройства 1, выполненного согласно данному изобретению, заключается в том, что его система управления 30, предназначенная для регулирования потоков жидкости и газа в компрессорном устройстве 1, является намного более простой, чем у известных компрессорных устройств 1.

Говоря более конкретно, только впускной клапан 29 является необходимым для обеспечения правильной работы винтового компрессора 2.

Кроме того, более энергоэффективная работа может быть достигнута даже с этим одним клапаном 29.

В действительности, в случае компрессорного устройства 1, выполненного согласно данному изобретению, приводной двигатель 10 встроен в корпус 48 компрессора, причем камера 12 двигателя и камера сжатия 3 не изолированы герметично друг от друга, так что давление в сосуде высокого давления 32 и давление в камере сжатия 3, а также в камере 12 двигателя являются практически равными после того, как компрессор 2 остановится.

Соответственно, когда винтовой компрессор 2 остановлен, масло, имеющееся в сосуде высокого давления 32, не будет стремиться вытекать обратно в винтовой компрессор 2 и более конкретно в приводной двигатель 10, как это имеет место в случае известных винтовых компрессоров, при этом давление в приводном двигателе в общем случае равно давлению окружающей среды.

В случае известных винтовых компрессоров обратный клапан должен всегда быть обеспечен в обратном трубопроводе 41 для масла, что не обязательно в случае компрессорного устройства 1 согласно данному изобретению.

Аналогично, в случае известных компрессорных устройств обратный клапан обеспечивают в выпускном трубопроводе 31, чтобы предотвратить возможность вытекания сжатого воздуха, находящегося в сосуде высокого давления, через винтовой компрессор и впускное отверстие, когда винтовой компрессор остановлен.

В случае компрессорного устройства 1 согласно данному изобретению достаточно герметично закрыть впускное отверстие в винтовой компрессор 2 и закрыть выпускное отверстие 34 для воздуха из сосуда высокого давления 32, когда винтовой компрессор 2 остановлен, так чтобы как сосуд высокого давления 32, так и камера сжатия 3 и камера двигателя 12 оставались под давлением сжатия после того, как компрессорное устройство 1 остановится.

Предпочтительно, чтобы впускной клапан 29 согласно данному изобретению представлял собой саморегулирующийся обратный клапан 29, и саморегулирующийся обратный клапан был обеспечен на выпускном отверстии 34 для воздуха из сосуда высокого давления 32, так чтобы закрытие впускного отверстия 24 и выпускного отверстия 34 для воздуха, когда компрессорное устройство 1 остановлено, выполнялось автоматически без какого-либо вмешательства оператора или системы управления.

Это невозможно в случае известных компрессорных устройств, поскольку они всегда снабжены уплотнением, которое отделяет камеру двигателя и камеру сжатия друг от друга, обычно реализуемого с помощью уплотнения на вращающемся валу ротора.

Поддержание камеры сжатия под давлением в случае известных компрессорных устройств привело бы к повреждению этого уплотнения.

Преимущество компрессорного устройства 1, выполненного согласно данному изобретению, которое непосредственно связано с этим, заключается в том, что никакой или почти никакой сжатый воздух не теряется, когда винтовой компрессор 2 остановлен.

Будет понятно, что это образует важную экономию энергии.

Еще один аспект заключается в том, что вышеупомянутые дополнительные невозвратные (обратные) клапаны в обратном маслопроводе и в выпускном трубопроводе в известных компрессорных устройствах необходимо принудительно открывать во время работы, так что возникают большие потери энергии, которые не возникают в случае компрессорного устройства 1 согласно данному изобретению.

В дополнение, характерная особенность компрессорного устройства 1, выполненного согласно данному изобретению, заключающаяся в том, что камера 12 двигателя и камера сжатия 3 не изолированы друг от друга, также является очень преимущественной в сочетании с другой предпочтительной характерной особенностью компрессорного устройства 1 согласно данному изобретению, более конкретно заключающейся в том, что винтовой компрессор 2 представляет собой вертикальный винтовой компрессор 2, который обеспечивает другие важные технические преимущества, как будет продемонстрировано далее.

Вертикальный винтовой компрессор 2 здесь означает, что валы 8 и 9 роторов 5 и 6 компрессора, а также вал 13 приводного двигателя 10 во время нормальной работы винтового компрессора 1 проходят вдоль аксиальных (осевых) направлений АА′, ВВ′ и СС′, которые являются вертикальными или по меньшей мере очень сильно отклоняются от горизонтальной плоскости.

Согласно еще более предпочтительному варианту реализации компрессорного устройства 1 согласно данному изобретению, корпус сжатия 4, таким образом, образует основание 49 или нижнюю часть всего корпуса 48 винтового компрессора 2, тогда как корпус 11 двигателя образует головную часть 50 или верхнюю часть корпуса 48 компрессора.

Кроме того, концы 17 низкого давления роторов 5 и 6 компрессора предпочтительно представляют собой концы 17, которые являются ближайшими к головной части 50 корпуса 48 компрессора, а концы 27 высокого давления роторов 5 и 6 компрессора представляют собой концы 27, которые являются ближайшими к основанию 49 корпуса 48 компрессора, так что впускное отверстие 24 для всасывания воздуха и сторона низкого давления винтового компрессора 2 расположены выше, чем выпускное отверстие 24 для удаления сжатого воздуха.

Эта конфигурация особенно полезна для обеспечения простого охлаждения и первичной смазки приводного двигателя 10 и роторов 5 и 6 компрессора.

Компоненты винтового компрессора 2, которые наверняка необходимо смазывать и охлаждать, конечно же, представляют собой компоненты, которые вращаются, более конкретно роторы 5 и 6 компрессора, вал 13 двигателя, а также подшипники, с помощью которых эти компоненты поддерживаются в корпусе 48 компрессора.

Полезное расположение подшипников также показано на фиг. 2, поскольку оно позволяет конструировать вал 13 двигателя и вал 8 ротора и/или вал 9 ротора с ограниченной площадью поперечного сечения или по меньшей мере с меньшей площадью поперечного сечения, чем это обычно имеет место в случае известных винтовых компрессоров аналогичного типа.

В этом случае валы 8 и 9 роторов, таким образом, поддерживаются на обоих концах 12 и 13 подшипником, тогда как вал 13 двигателя также поддерживается подшипниками на его конце 51 на головной стороне корпуса 48 компрессора.

Говоря более конкретно, роторы 5 и 6 компрессора поддерживаются аксиально и радиально в корпусе 48 компрессора подшипниками на их конце 27 высокого давления, с помощью ряда выходных подшипников 52 и 53, в этом случае соответственно цилиндрическим подшипником или игольчатым роликовым подшипником 52 в сочетании с шариковым подшипником 53 с глубоким желобом.

С другой стороны, на их конце 17 низкого давления роторы 5 и 6 компрессора поддерживаются только радиально в корпусе 48 компрессора подшипниками с помощью входного подшипника 54, который в этом случае также представляет собой цилиндрический подшипник или игольчатый роликовый подшипник 54.

И наконец, на конце 50, противоположном приводимому в движение ротору 5 компрессора, вал 13 двигателя поддерживается аксиально и радиально в корпусе 48 компрессора подшипниками, с помощью подшипника 55 двигателя, который в этом случае представляет собой шариковый подшипник 55 с глубоким желобом.

Средства натяжения 56, таким образом, обеспечены на конце 51, в этом случае в виде пружинного элемента 56, а более конкретно вогнутой пружинной шайбы 56, которая прикреплена между подшипником 55 двигателя и крышкой 57 корпуса двигателя.

Эти средства натяжения 56 предназначены для приложения аксиального предварительного натяга на подшипник 55 двигателя, и этот предварительный натяг ориентирован вдоль осевого направления СС вала 13 двигателя в направлении против усилия, генерируемого находящимися в зацеплении роторами 5 и 6 компрессора, так чтобы упорный подшипник 53 на конце высокого давления роторов 5 и 6 компрессора был в некоторой степени разгружен.

Конечно же, многие другие расположения подшипников для поддержки валов 8 и 9 роторов и вала 13 двигателя, реализованные со всеми видами различных подшипников, не исключены из объема данного изобретения.

Для охлаждения и смазки винтового компрессора 2 компрессорное устройство 1 согласно данному изобретению предпочтительно снабжено текучей средой 46, например, маслом, но другая текучая среда не исключается, с помощью которой как приводной двигатель 10, так и роторы 5 и 6 компрессора охлаждаются или смазываются, и предпочтительно как функция охлаждения, так и функция смазки выполняются одной и той же текучей средой 46.

Кроме того, компрессорное устройство согласно данному изобретению снабжено обратным контуром 58 для удаления текучей среды 46 из выпускного отверстия 26 в основании 49 винтового компрессора 2 и для возврата удаленной текучей среды 46 в головную часть 50 корпуса 48 компрессора.

В примере, показанном на фиг. 1 и 2, вышеупомянутый обратный контур 58 образован комплектом, состоящим из выпускного трубопровода 31, сосуда высокого давления 32 и обратного маслопровода 41.

Во время работы компрессорного устройства 1 текучая среда 46, таким образом, приводится в движение через обратный контур 58 из основания 49 к головной части 50 корпуса 48 компрессора в результате давления компрессора, создаваемого самим компрессорным устройством 1.

Кроме того, выпускной трубопровод 31 присоединен к основанию 49 корпуса 48 компрессора, а обратный маслопровод 41 присоединен к головной части 50 корпуса 48 компрессора.

Во-первых, охлаждающий контур 59 присоединен к вышеупомянутому обратному контуру 58 для охлаждения как приводного двигателя 10, так и винтового компрессора 2.

Текучая среда 46 может протекать через этот охлаждающий контур 58 из головной части 50 корпуса 48 компрессора к основанию 49 корпуса 48 компрессора.

Более конкретно, охлаждающий контур 59 состоит из охлаждающих каналов 60, которые обеспечены в корпусе 11 двигателя и из самой камеры сжатия 3, причем охлаждающий каналы 60 проходят от обратного маслопровода 41 к камере сжатия 3.

Большая часть потока текучей среды, который возвращается через обратный контур 58, таким образом, протекает через охлаждающий контур 59, за исключением малой части для смазки, как будет объяснено далее.

Чтобы получить достаточную величину расхода текучей среды через охлаждающие каналы 60 в корпусе 11 двигателя, согласно предпочтительному варианту данного изобретения, используется определенная движущая сила, которая генерируется давлением компрессора компрессорного устройства 1.

Это также в действительности имеет место в варианте осуществления данного изобретения, изображенном на фиг. 1 и 2, поскольку обратный контур 58 начинается от стороны камеры сжатия 3 у основания 49 корпуса 48 компрессора, и эта сторона камеры сжатия 3 расположена на конце 27 высокого давления роторов 5 и 6 компрессора.

Охлаждающие каналы 60 в корпусе 11 двигателя, через которые текучая среда 46 протекает во время работы винтового компрессора 2, также обеспечивают, что текучая среда 46 не попадает внутрь воздушного зазора между ротором 20 двигателя и статором 21 двигателя, что привело бы к потерям энергии и аналогичным явлениям.

Кроме того, обратный контур 58 также присоединен к смазывающему контуру 61 для смазки подшипника 55 двигателя или подшипников 55 двигателя, а также входных подшипников 54.

Этот смазывающий контур 61 состоит из одного или нескольких ответвлений 62 охлаждающих каналов 60 в корпусе 11 двигателя для подачи текучей среды 46 к подшипнику 55 двигателя или подшипникам 55 двигателя вплоть до входных подшипников 54, откуда текучая среда 46 может втекать в камеру сжатия 3.

Поток текучей среды 46 в смазывающем контуре 61, таким образом, является значительно более низким, чем в охлаждающем контуре 59, а поток текучей среды 46 в смазывающем контуре 61 в основном происходит под действием силы тяжести.

Другой преимущественной характерной особенностью является то, что под подшипником 55 двигателя имеется резервуар 66 для приема текучей среды 46, к которому присоединены одно или несколько ответвлений 62 и выходные каналы 63, которые прикреплены в корпусе 11 двигателя для направления текучей среды 45 к подшипнику 55 двигателя и к входным подшипникам 54 соответственно.

Кроме того, резервуар 64 предпочтительно изолирован от вала 13 двигателя с помощью лабиринтного уплотнения 65.

В показанном примере охлаждающие каналы 60 являются в основном аксиально ориентированными, и в некоторых частях также радиально ориентированы, но направление этих охлаждающих каналов 60 не играет большой роли, поскольку интенсивный поток текучей среды обеспечивается под влиянием прикладываемых давлений сжатия в этих охлаждающих каналах 60.

Кроме того, смазывающий контур 66 обеспечен в основании 49 для смазки выходных подшипников 52 и 53.

Этот смазывающий контур 66 состоит из одного или нескольких подающих каналов 67, предназначенных для подачи текучей среды 46 из камеры сжатия 3 к выходным подшипникам 52 и 53, а также одного или нескольких выходных каналов 68 для возврата текучей среды от выходных подшипников 52 и 53 в камеру сжатия 3.

Таким образом, является преимущественным для выходных каналов 68, что они проходят к камере сжатия 3 над входом подающих каналов 67, чтобы получить необходимый перепад давления для равномерного потока текучей среды через смазывающий контур 66.

Будет понятно, что согласно данному изобретению реализована очень простая и эффективная система для смазки различных подшипников 51-54, а также для охлаждения приводного двигателя 10 и роторов 5 и 6 компрессора.

Использование согласно данному изобретению компрессорного устройства, выполненного согласно данному изобретению, является также очень преимущественным.

Таким образом, изобретением является то, что, когда винтовой компрессор 2 запускается, причем никакого давления еще не образовалось в сосуде высокого давления 32, саморегулирующийся впускной клапан 24, который сконструирован в виде невозвратного (обратного) клапана 29, открывается автоматически за счет действия винтового компрессора 2, и давление сжатия образуется в сосуде высокого давления 32.

Затем, когда винтовой компрессор останавливают, обратный клапан 37 на сосуде высокого давления 32 автоматически закрывает выходное отверстие 34 для воздуха сосуда высокого давления 32, и впускной клапан 29 также автоматически герметично закрывает входной трубопровод 28, так что после того, как винтовой компрессор 2 остановится, как сосуд высокого давления 32, так и камера сжатия 3 и камера 12 двигателя винтового компрессора 2 остаются под давлением сжатия.

Таким образом, теряется очень мало сжатого воздуха, или сжатый воздух не теряется.

Кроме того, давление может образовываться намного быстрее при повторном запуске, что обеспечивает более гибкое (универсальное) использование винтового компрессора, а также способствует более эффективному использованию энергии.

При повторном запуске винтового компрессора 2, причем имеется давление сжатия в сосуде высокого давления 32, впускной клапан 29 вначале закрывается автоматически до тех пор, пока роторы 5 и 6 компрессора не достигнут достаточно высокой скорости, после чего саморегулирующийся впускной клапан 29 открывается автоматически под действием силы всасывания, созданной вращением роторов 5 и 6 компрессора.

Данное изобретение никоим образом не ограничено вариантами реализации компрессорного устройства 1 согласно данному изобретению, описанными в качестве примера и показанными на чертежах, но компрессорное устройство 1 согласно данному изобретению может быть реализовано во всех видах вариантов и различными способами, без отхода от объема данного изобретения.

Данное изобретение также никоим образом не ограничено использованием компрессорного устройства 1 согласно данному изобретению, описанным в этом техническом описании, но такое компрессорное устройство 1, выполненное согласно данному изобретению, может быть использовано многими другими способами без отхода от объема данного изобретения.

1. Компрессорное устройство, содержащее:
- винтовой компрессор (2) с камерой сжатия (3), которая образована корпусом сжатия (4), в которой с возможностью вращения смонтированы два находящиеся в зацеплении ротора (5, 6) компрессора в виде винтов;
- приводной двигатель (10), который снабжен камерой (12) двигателя, образованной корпусом (11) двигателя, в которой с возможностью вращения смонтирован вал (13) двигателя, который приводит в движение по меньшей мере один из вышеупомянутых двух роторов (5, 6) компрессора;
- впускное отверстие (24) в винтовой компрессор (2), предназначенное для подачи воздуха;
- выпускное отверстие (26) винтового компрессора (2), предназначенное для выпуска сжатого воздуха и которое присоединено к сосуду высокого давления (32) через выпускной трубопровод (31);
- выпускное отверстие (34) для воздуха на сосуде высокого давления (32), предназначенное для подачи сжатого воздуха из сосуда высокого давления (32) потребителю;
- систему управления (30), предназначенную для управления одним или несколькими потоками жидкости или газа в компрессорном устройстве (1); причем вышеупомянутая система управления (30) снабжена:
- впускным клапаном (29) на впускном отверстии (24) винтового компрессора; и
- краном или клапаном (36), предназначенным для закрытия и открытия выпускного отверстия (34) для воздуха сосуда высокого давления (32);
при этом винтовой компрессор (2) снабжен текучей средой (46), с помощью которой охлаждаются и смазываются как приводной двигатель (10), так и роторы (5, 6) компрессора;
текучая среда (46) представляет собой масло, и сосуд высокого давления (32) снабжен сепаратором (33) масла, который, когда протекает вышеупомянутая смесь, разделяет смесь на два потока, с одной стороны, поток сжатого воздуха через выпускное отверстие (34) для воздуха сосуда высокого давления (32) и, с другой стороны, поток масла через отдельное выпускное отверстие (40) для масла на сосуде высокого давления (32);
отличающееся тем, что корпус сжатия (4) и корпус (11) двигателя присоединены непосредственно друг к другу для образования корпуса (48) компрессора, причем камера (12) двигателя и камера сжатия (3) не изолированы друг от друга,
причем выпускной трубопровод (31) между сосудом высокого давления (32) и винтовым компрессором (2) свободен от запирающих средств, чтобы обеспечить возможность потока через выпускной трубопровод (31) в обоих направлениях, при этом
обратный маслопровод (41) обеспечен на выпускном отверстии (40) для масла сосуда высокого давления (32), который присоединен к винтовому компрессору (2) для повторного впрыскивания масла.

2. Компрессорное устройство по п. 1, отличающееся тем, что впускной клапан (29) представляет собой нерегулируемый или саморегулирующийся клапан (29).

3. Компрессорное устройство по п. 2, отличающееся тем, что впускной клапан (29) представляет собой обратный клапан.

4. Компрессорное устройство по п. 1, отличающееся тем, что во время работы винтового компрессора (2) или когда воздух забирается из сосуда высокого давления (32) потребителем, в выпускном трубопроводе (31) протекает смесь воздуха и вышеупомянутой текучей среды (46).

5. Компрессорное устройство по п. 1, отличающееся тем, что обратный маслопровод (41) не содержит саморегулирующихся обратных клапанов.

6. Компрессорное устройство по п. 1 или п. 5, отличающееся тем, что часть обратного маслопровода (41) сконструирована в виде радиатора (42), который охлаждается с помощью принудительного воздушного потока окружающего воздуха, поступающего от вентилятора (43).

7. Компрессорное устройство по п. 6, отличающееся тем, что обходной трубопровод (44) также обеспечен в обратном маслопроводе (41), который прикреплен в параллель вдоль части обратного маслопровода (41) с радиатором (42).

8. Компрессорное устройство по п. 7, отличающееся тем, что система управления (30) содержит один или несколько управляемых клапанов (45), которые обеспечены в обратном маслопроводе (41) и которые позволяют регулировать поток масла таким образом, что масло направляется либо через радиатор (42), чтобы охлаждать масло, либо через обходной трубопровод (44), чтобы не охлаждать масло.

9. Компрессорное устройство по п. 1, отличающееся тем, что трубопровод (35) потребителя присоединен к выпускному отверстию (34) для воздуха сосуда высокого давления (32), которое может закрываться краном или клапаном (36), причем секция (38) трубопровода (35) потребителя сконструирована в виде радиатора, который охлаждается с помощью принудительного воздушного потока окружающего воздуха, поступающего от вентилятора.

10. Компрессорное устройство по п. 1, отличающееся тем, что в нем выпускное отверстие (34) для воздуха сосуда высокого давления (32) также оборудовано обратным клапаном (37).

11. Компрессорное устройство по п. 1, отличающееся тем, что винтовой компрессор (2) представляет собой вертикальный винтовой компрессор (2), причем два ротора (5, 6) компрессора имеют валы (8, 9) роторов, которые проходят вдоль первого осевого направления (АА′) и второго осевого направления (ВВ′), а вал (13) двигателя проходит вдоль третьего осевого направления (СС′), и причем вышеупомянутые осевые направления (АА′, ВВ′, СС′) роторов (5, 6) компрессора и вала (13) двигателя расположены вертикально во время нормальной работы винтового компрессора (2).

12. Компрессорное устройство по п.11, отличающееся тем, что вал (13) двигателя непосредственно присоединен к одному из валов (8) ротора роторов (5, 6) компрессора и проходит вдоль осевого направления (СС′), выровненного с осевым направлением (АА′) вала 8 ротора (5) компрессора, о котором идет речь, или что вал (13) двигателя также образует вал (8) ротора одного из роторов (5) компрессора.

13. Компрессорное устройство по п. 10, отличающееся тем, что корпус сжатия (4) образует основание (49) или нижнюю секцию корпуса (48) компрессора, и что корпус (11) двигателя образует головную часть (50) или верхнюю секцию корпуса (48) компрессора.

14. Компрессорное устройство по п. 1, отличающееся тем, обратный контур (58), предназначен для удаления текучей среды (46) из выпускного отверстия (26) в основании (49) винтового компрессора (2) и для возврата удаленной текучей среды (46) в головную часть (50) корпуса (48) компрессора.

15. Компрессорное устройство по п. 14, отличающееся тем, что вышеупомянутый обратный контур (58) образован комплектом, состоящим из выпускного трубопровода (31), сосуда высокого давления (32) и обратного маслопровода (41), причем во время работы компрессорного устройства (1) текучая среда (46) приводится в движение через обратный контур (58) от основания (49) к головной части (50) корпуса (48) компрессора в результате давления компрессора, создаваемого компрессорным устройством (1).

16. Компрессорное устройство по п. 15, отличающееся тем, что выпускной трубопровод (31) присоединен к основанию (49) корпуса (48) компрессора, а обратный маслопровод (41) присоединен к головной части (50) корпуса (48) компрессора.

17. Компрессорное устройство по п. 14, отличающееся тем, что вышеупомянутый обратный контур (58) присоединен к охлаждающему контуру (59), предназначенному для охлаждения как приводного двигателя (10), так и винтового компрессора (2), и через который текучая среда (46) может протекать от головной части (50) корпуса (48) компрессора к основанию (49) корпуса (48) компрессора.

18. Компрессорное устройство по п. 17, отличающееся тем, что охлаждающий контур (59) состоит из охлаждающих каналов (60), которые обеспечены в корпусе (11) двигателя, и самой камеры сжатия (3).

19. Компрессорное устройство по п. 17, отличающееся тем, что большая часть потока текучей среды (46), которая возвращается через обратный контур (58), протекает через охлаждающий контур (59).

20. Компрессорное устройство по любому из пп. 13-19, отличающееся тем, что камера сжатия (3) снабжена впускным отверстием (24), предназначенным для всасывания воздуха, которое снабжено ротором (5) компрессора вблизи конца (17) низкого давления, и эти концы (17) низкого давления представляют собой концы (17) роторов (5, 6) компрессора, которые являются ближайшими к головной части (50) корпуса (48) компрессора, а также выпускным отверстием (26), предназначенным для удаления сжатого воздуха, которое снабжено ротором (6) компрессора вблизи конца (27) высокого давления, и эти концы высокого давления представляют собой концы (27) роторов (5, 6) компрессора, которые являются ближайшими к основанию (49) корпуса (48) компрессора.

21. Компрессорное устройство по п. 1, отличающееся тем, что роторы (5, 6) компрессора имеют концы (27) высокого давления, которые поддерживаются аксиально и радиально в корпусе (48) компрессора подшипниками, с помощью одного или нескольких выходных подшипников (52, 53).

22. Компрессорное устройство по п. 1, отличающееся тем, что роторы (5, 6) компрессора имеют концы (17) низкого давления, которые поддерживаются только радиально в корпусе (48) компрессора подшипниками, с помощью одного или нескольких входных подшипников (54).

23. Компрессорное устройство по п. 1, отличающееся тем, что вал (13) двигателя на конце (51), противоположном приводимому в движение ротору (5) компрессора, поддерживается аксиально и радиально в корпусе (48) компрессора с помощью одного или нескольких подшипников (55) двигателя.

24. Компрессорное устройство по п. 23, отличающееся тем, что вал (13) двигателя поддерживается в корпусе (48) компрессора на его конце (51), противоположном приводимому в движение ротору (5) компрессора, подшипниками, с помощью подшипника (55) двигателя, который представляет собой шариковый подшипник (53) с желобом и который, кроме того, снабжен натяжными средствами (56) для приложения аксиального предварительного натяга на шариковый подшипник (53) с желобом, и этот предварительный натяг ориентирован вдоль осевого направления (СС′) вала (13) двигателя.

25. Компрессорное устройство по пп. 14, 22 или 23, отличающееся тем, что
обратный контур (58) присоединен к смазывающему контуру (61), предназначенному для смазки подшипника (55) двигателя или подшипников (55) двигателя, а также входных подшипников (54).

26. Компрессорное устройство по п. 25, отличающееся тем, что смазывающий контур (61) состоит из одного или нескольких ответвлений (62) охлаждающих каналов (60) в корпусе (11) двигателя, предназначенных для подачи текучей среды (46) к подшипнику (55) двигателя или подшипникам (55) двигателя, и выходных каналов (63), предназначенных для удаления текучей среды (46) из подшипника (55) двигателя или подшипников (55) двигателя, вплоть до входных подшипников (54), откуда текучая среда (46) может втекать в камеру сжатия (3).

27. Компрессорное устройство по п. 26, отличающееся тем, что поток текучей среды (46) в смазывающем контуре (61) в основном происходит под действием силы тяжести.

28. Компрессорное устройство по п. 26 или 27, отличающееся тем, что у подшипника (55) двигателя или подшипников (55) двигателя обеспечен резервуар (64) для приема текучей среды (46), который герметично изолирован от вала (13) двигателя с помощью лабиринтного уплотнения (65).

29. Компрессорное устройство по п. 13, отличающееся тем, что роторы (5, 6) компрессора имеют концы (27) высокого давления, которые поддерживаются аксиально и радиально в корпусе (48) компрессора подшипниками, с помощью одного или нескольких выходных подшипников (52, 53),
при этом в основании (49) обеспечен смазывающий контур (66), предназначенный для смазки выходных подшипников (52, 53), состоящий из одного или нескольких подающих каналов (67) для подачи текучей среды (46) из камеры сжатия (3) в выходные подшипники (52, 53), а также одного или нескольких выходных каналов (68) для возврата текучей среды (46) из выходных подшипников (52, 53) в камеру сжатия (3).

30. Компрессорное устройство по п. 1, отличающееся тем, что приводной двигатель (10) выбран типа, который может выдерживать давление компрессора.

31. Компрессорное устройство по п. 1, отличающееся тем, что приводной двигатель выбран типа, который может генерировать достаточно большой пусковой момент для запуска винтового компрессора (2), когда камера сжатия (3) находится под давлением компрессора.

32. Способ работы компрессорного устройства, выполненного по любому из пп. 1-31, отличающийся тем, что при запуске винтового компрессора, причем никакого давления еще не образовалось в сосуде высокого давления (32), впускной клапан (29) автоматически открывается в результате действия винтового компрессора (2), и давление сжатия создается в сосуде высокого давления (32).

33. Способ по п. 32, отличающийся тем, что когда винтовой компрессор (2) останавливают, обратный клапан на сосуде высокого давления (32) автоматически закрывает выпускное отверстие для воздуха сосуда высокого давления (32), и что впускной клапан (29) также герметично закрывает впускной трубопровод (28), так что после того, как винтовой компрессор (2) остановится, как сосуд высокого давления (32), так и камера сжатия (3) и камера (12) двигателя винтового компрессора (2) остаются под давлением сжатия.

34. Способ по п. 33, отличающийся тем, что когда винтовой компрессор (2) повторно запускают, причем все еще есть давление сжатия в сосуде высокого давления (32), впускной клапан (29) вначале автоматически остается закрытым до тех пор, пока роторы (5, 6) компрессора не достигнут достаточно высокой скорости вращения, после чего впускной клапан (29) автоматически открывается под действием всасывающей силы, созданной вращением роторов (5, 6) компрессора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению, непосредственно к конструкциям самовсасывающих насосов. Многокамерный роторный насос состоит из статора 1 эллипсоидной формы со спиральными каналами и ротора 2, на котором установлены две сбалансированные крылатки-шестерни 3, зубья-лопасти 4 которых выполняют функцию поршней и создают замкнутые переменные объемы в спиральных каналах статора 1.

Группа изобретений относится к кожуху статора одновинтового насоса, к сегменту кожуха для такого кожуха статора, к одновинтовому насосу с таким кожухом статора и к способу изготовления статора.

Изобретение относится к роторному насосу для нагнетания жидкостей и для нагнетания содержащих твердые вещества жидкостей. Коловратный насос (10) содержит корпус (12), снабженный впуском (14) и выпуском (16), расширяющимися к соответствующим концам, футеровку (18), расположенную в корпусе (12), и по меньшей мере два противоположно вращающихся ротора (20), расположенных внутри футеровки (18), образующих во время своего вращения насосные камеры и уплотненных по отношению друг к другу и по отношению к футеровке (18).

Группа изобретений относится к шестеренчатым насосам и к гидравлическим шестеренчатым моторам. Шестеренчатый насос (100) содержит ведущее зубчатое колесо (1), ведомое зубчатое колесо (2), передний фланец (6), от которого выступает вперед выступающий участок (13) вала, связанный с валом (10) колеса (1), заднюю крышку (7), прикрепленную к корпусу (3), и промежуточный фланец (8), расположенный между корпусом (3) и фланцем (6).

Группа изобретений относится к статору для одновинтового насоса. Статор для одновинтового насоса содержит кожух (16) статора, окружающий снабженную по меньшей мере одним буртиком эластомерную обойму для размещения ротора.

Изобретение относится к области насосо- и компрессоростроения и может быть использовано для одновременного и попеременного сжатия жидкостей и газов. Машина состоит из цилиндра (1) с ротором (2) с пазами (3), в которых имеются подпружиненные пластины (4), и с двумя серповидными камерами (6) и (7).

Изобретение относится к винтовым героторным гидромашинам, применяемым в качестве винтовых двигателей, вращение ротора с долотом в которых осуществляется насосной подачей текучей среды, для бурения нефтяных и газовых скважин, а также в качестве винтовых насосов для добычи нефти, мультифазных насосов для перекачки газожидкостных смесей и может быть использовано для винтовых двигателей или насосов общего назначения.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в качестве насоса для газов и жидкостей. Роторный насос включает полый корпус 1, ротор 3, всасывающее устройство 7, поршень 2, выпускное устройство 9, подвижный затвор 5, расположенный между всасывающим устройством 7 и выпускным устройством 9.

Изобретение относится к системам подачи и дозирования рабочего тела с электроприводными насосами, в частности к системам топливоподачи и управления газотурбинных двигателей.

Группа изобретений относится к области машиностроения. Способ работы роторно-лопастной машины заключается в преобразовании энергии рабочего тела в энергию механического вращения вала и/или придания дополнительной энергии потоку рабочего тела.

Изобретение относится к винтовым компрессорам. Двухступенчатое воздушное компрессорное устройство винтового типа среднего давления содержит винтовой компрессор (21) первой ступени и винтовой компрессор (22) второй ступени, которое посредством газожидкостной впускной тангенциальной трубки (61) сообщается с газожидкостным сепаратором (6).

Изобретение относится к двухступенчатому ротационному компрессору с двумя компрессионными агрегатами. Двухступенчатый компрессор 100, который является двухступенчатым ротационным компрессором с внутренним высоким давлением, включает в себя крышку 19 ступени низкого давления, которая закрывает выпускное отверстие 16 ступени низкого давления и образует внутри выпускное пространство 20 ступени низкого давления.

Изобретение относится к ротационным пластинчатым компрессорам. .

Изобретение относится к ротационному компрессору герметичного типа, входящему в состав контура охлаждения, например воздушного кондиционера, и к устройству контура охлаждения с указанным ротационным компрессором герметичного типа, входящим в состав контура охлаждения.

Изобретение относится к комбинированным объемно-лопастным машинам. .

Изобретение относится к роторным машинам, преимущественно компрессорам, и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к винтовому компрессору. Винтовой компрессор (1) содержит камеру (2) сжатия, образованную корпусом (3), в которой установлены два входящих в зацепление ротора (4, 5), и приводной двигатель (14), снабженный камерой (16) двигателя, образованной корпусом (15), в которой установлен вал (17).

Изобретение относится к вакуумному насосу, предназначенному для применения в вакуумных упаковочных машинах. Вакуумный насос содержит цилиндр (11), образованный кожухом двух параллельных цилиндрических камер, пересеченных в поперечном направлении, оси которых лежат в одной плоскости и одна из сторон которых является стенкой, в которой находится всасывающее отверстие (17), и наружным кожухом, охватывающим кожух двух параллельных цилиндрических камер, образуя замкнутое пространство, имеющее вход и выход, которое обеспечивает циркуляцию текучей среды, осуществляющей теплообмен, и приводной картер (12), который содержит двигатель, компоненты привода и синхронизации насосных роторов, в котором роторы установлены консольно и который служит для опоры и центровки цилиндра (11).

Группа изобретений относится к фланцу (1) компрессора для соединения винтового компрессора (2) с приводом (3) и к винтовому компрессору с таким фланцем. Фланец (1) имеет центральное отверстие (4) для установки вала (5) и/или подшипника (6) и снабжен первой кольцеобразной поверхностью (7) прилегания для прилегания к корпусу (8) компрессора (2) и второй кольцеобразной поверхностью (9) прилегания для прилегания к корпусу (10) привода (3).

Группа изобретений относится к винтовым маслозаполненным компрессорным установкам для сбора, сжатия горючих, взрывоопасных агрессивных газов. Винтовая маслозаполненная компрессорная установка включает винтовой маслозаполненный компрессор, содержащий корпус 1 с расположенными в нем ведущим и ведомым винтовыми роторами 2, установленными на подшипниках 3, уплотнительные элементы, установленные с разных сторон каждого винта между рабочей полостью компрессора и подшипниками 3, а также систему впрыска масла в компрессор и систему смазки подшипников 3.

Группа изобретений относится к компрессорному устройству. Компрессорное устройство снабжено по меньшей мере винтовым компрессором с камерой сжатия, которая образована корпусом сжатия, приводным двигателем, который снабжен камерой двигателя, образованной корпусом двигателя, и выпускным отверстием для выпуска сжатого воздуха, которое присоединено к сосуду высокого давления через выпускной трубопровод. Корпус сжатия и корпус двигателя присоединены непосредственно друг к другу для образования корпуса компрессора. Камера двигателя и камера сжатия не изолированы друг от друга. Выпускной трубопровод между сосудом высокого давления и винтовым компрессором не имеет запирающих средств. Группа изобретений направлена на создание компрессорного устройства, в котором потери энергии минимизированы и, в частности, когда винтовой компрессор остановлен, потеря сжатого воздуха ограничена. 2 н. и 32 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх