Устройство для дожимания газа



Устройство для дожимания газа
Устройство для дожимания газа

 


Владельцы патента RU 2610356:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" (RU)

Изобретение относится к области сжатия и перекачки газа и может быть использовано при бурении, освоении и эксплуатации нефтяных и газовых скважин, а также для заправки автомобильного транспорта сжиженным газом. Устройство для дожимания газа содержит подводящую трубу 1 с ударным клапаном 2, напорный колпак 3 с размещенным внутри него демпфером 4, выполненным в виде полой эластичной камеры, подключенный к трубе 1 с возможностью заполнения его внутренней полости рабочей средой. Наружная сторона демпфера 4 обращена во внутреннюю полость колпака 3, а также впускной и перепускной клапаны 5 и 6. Труба 1 выполнена в виде замкнутого гидравлического контура. Клапаны 5 и 6 включены во внутреннюю полость колпака 3. Дополнительно содержится регулировочный вентиль 7, насос 9, расширительная емкость 10, теплообменник 8 и регулятор давления 11. Вентиль 7 установлен между колпаком 3 и трубой 1, в которую последовательно включены теплообменник 8 и насос 9, вход которого соединен с емкостью 10. Регулятор давления 11 установлен на выходе клапана 6. Изобретение направлено на повышение надежности и эффективности работы устройства. 1 ил.

 

Изобретение относится к энергетике, а именно к области сжатия и перекачки газа, и может быть использовано при бурении, освоении и эксплуатации нефтяных и газовых скважин, а также для заправки автомобильного транспорта сжиженным газом.

Известно устройство для нагнетания газов и газожидкостных смесей, включающее гидравлический нагнетатель объемного типа, состоящий из ряда секций, компрессионные камеры, сообщенные с нагнетателем, каждая из которых содержит всасывающий клапан для подачи в камеру газа или газожидкостной смеси от независимого источника. Над всасывающим клапаном размещен нагнетательный клапан, сообщенный с потребителем. Насос для подачи питательной жидкости через всасывающий клапан нагнетателя установлен для создания в компрессионных камерах гидрозатвора. Компрессионные камеры выполнены в виде отдельного модуля компремирования, соединенного трубопроводами с гидравлической частью нагнетателя (RU 2282749, МПК F04B 19/06, F04B 35/00, опубл. 27.08.2006).

Недостатками известного устройства являются большие затраты энергии на привод кривошипно-шатунного механизма, а также относительно большие потери энергии на трение. Кроме того, при дожимании газа он растворяется в воде, что требует последующего разделения газожидкостной смеси на газ и жидкость, что приводит к усложнению технологического процесса.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является таран гидравлический, содержащий водоподъемную ступень, включающую подводящую трубу с ударным клапаном, напорный колпак, содержащий штуцер с золотником и размещенным внутри него полым демпфером, выполненным в виде полой резиновой камеры, впускной и перепускной клапаны, а также трубу, соединяющую напорный колпак с водонапорной емкостью. Полый демпфер включен между впускным и перепускным клапанами с возможностью заполнения его внутренней полости рабочей средой, при этом наружная сторона демпфера обращена во внутреннюю полость напорного колпака, которая посредством штуцера сообщена с атмосферой (RU 144214, МПК F04F 7/02, опубл. 10.08.2014).

Работоспособность устройства обеспечивается использованием эффекта гидравлического удара. Повышение давления ΔР (Па) в жидкости, достигаемое при гидравлическом ударе, достигает значительных величин и может быть определено по формуле:

ΔP=100γν,

где γ - удельный вес жидкости, Н/м3;

ν - скорость установившегося движения жидкости, м/с (Овсепян В.М. Гидравлический таран и таранные установки. / В.М. Овсепян. - М.: Машиностроение, 1968. - 124 с. ).

Недостатком описанного выше технического решения является то, что слив рабочей среды (жидкости) происходит за пределы гидравлической системы. Известное устройство не предназначено для сжатия и перекачки газа, но оно выбрано за прототип, так как эффект повышения давления при гидравлическом ударе в жидкости использован для повышения давления газа.

Технический результат заключается в повышении надежности и эффективности работы устройства для дожимания газа, которые достигаются повышением давления сжимаемого газа и отсутствием необходимости разделения газожидкостной смеси при упрощении конструкции.

Сущность изобретения заключается в том, что устройство для дожимания газа, включающее подводящую трубу с ударным клапаном, напорный колпак с размещенным внутри него полым демпфером, выполненным в виде полой эластичной камеры, наружная сторона которого обращена во внутреннюю полость напорного колпака, подключенного к подводящей трубе, а также впускной и перепускной клапаны. Подводящая труба выполнена в виде замкнутого гидравлического контура, впускной и перепускной клапаны включены во внутреннюю полость напорного колпака. Дополнительно содержится регулировочный вентиль, насос, расширительная емкость, теплообменник и регулятор давления. Регулировочный вентиль установлен между напорным колпаком и подводящей трубой рабочей среды, в которую последовательно включены теплообменник и насос, вход которого соединен с расширительной емкостью, а регулятор давления установлен на выходе перепускного клапана.

На чертеже изображено устройство для дожимания газа.

Устройство для дожимания газа содержит подводящую трубу 1 в виде замкнутого гидравлического контура с ударным клапаном 2. Напорный колпак 3, с размещенным внутри него полым демпфером 4, выполненным в виде полой эластичной камеры, наружная сторона которого обращена во внутреннюю полость напорного колпака 3. Полый демпфер 4 подключен к подводящей трубе 1 с возможностью заполнения его внутренней полости рабочей средой. Впускной 5 и перепускной 6 клапаны включены во внутреннюю полость напорного колпака 3. Между напорным колпаком 3 и подводящей трубой 1 установлен регулировочный вентиль 7. Теплообменник 8 и насос 9 последовательно включены в подводящую трубу 1. Вход насоса 9 соединен с расширительной емкостью 10. Регулятор давления 11 установлен на выходе перепускного клапана 6.

Устройство для дожимания газа работает следующим образом. Сначала подводящая труба 1 через расширительную емкость 10 заполняется рабочей средой (например, водой). Затем осуществляют ее циркуляцию при помощи насоса 9. При этом ударный клапан 2 автоматически открывает и закрывает проходное сечение подводящей трубы 1, что обеспечивает увеличение при положительной волне гидравлического удара и уменьшение при отрицательной волне гидравлического удара объема полого демпфера 4 во внутренней полости напорного колпака 3. Газ, подаваемый с начальным давлением через впускной клапан 5 во внутреннюю полость напорного колпака 3, под действием положительной волны гидравлического удара сжимается в нем и поступает через перепускной клапан 6 и регулятор давления 11 к потребителю (на рисунке не указан). Регулировочный вентиль 7 при изменении проходного сечения позволяет изменять величину степени сжатия газа в напорном колпаке 3 от воздействия положительной волны гидравлического удара, часть которой гасится в расширительной емкости 10. При сжатии газа полым демпфером 4 напорный колпак 3 нагревается. Отвод тепла обеспечивается циркулирующей через него рабочей средой, которая, возвращаясь каждый раз в момент действия отрицательной волны гидравлического удара в подводящую трубу 1, охлаждается в теплообменнике 8. Тепловыделение можно использовать для повышения энергетической эффективности устройства.

По сравнению с известным техническим решением предлагаемое обеспечивает повышение надежности и эффективности работы устройства для дожимания газа, которые достигаются повышением давления сжимаемого газа, отсутствием необходимости разделения газожидкостной смеси и упрощением конструкции.

Устройство для дожимания газа, включающее подводящую трубу с ударным клапаном, напорный колпак с размещенным внутри него полым демпфером, выполненным в виде полой эластичной камеры, наружная сторона которого обращена во внутреннюю полость напорного колпака, подключенного к подводящей трубе, а также впускной и перепускной клапаны, отличающееся тем, что подводящая труба рабочей среды выполнена в виде замкнутого гидравлического контура, впускной и перепускной клапаны включены во внутреннюю полость напорного колпака, дополнительно содержит регулировочный вентиль, насос, расширительную емкость, теплообменник и регулятор давления, при этом регулировочный вентиль установлен между напорным колпаком и подводящей трубой, в которую последовательно включены теплообменник и насос, вход которого соединен с расширительной емкостью, а регулятор давления установлен на выходе перепускного клапана.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к комбинированным системам для нагрева и охлаждения, а именно к компрессионным машинам и системам, в которых рабочим телом является воздух. Способ преобразования низкопотенциальной тепловой энергии в высокопотенциальную включает генератор пневматической энергии, необходимой для осуществления замкнутого воздушного термодинамического цикла, и источник низкопотенциального тепла.

Изобретение относится к насосостроению, в частности к конструкциям гидравлических таранов. Гидравлический таран содержит подающий трубопровод, камеру с корпусом 11, установленный в ней ударный клапан 12, воздушные колпаки 5 и 6 и водонапорную емкость 31.

Изобретение относится к водоподъемным устройствам. Гидравлический таран содержит напорную магистраль 1 с питающим трубопроводом 2 с ударной камерой 3 в концевой его части.

Изобретение относится к насосостроению, в частности к гидравлическим таранам. Гидравлический таран включает замкнутый корпус 11 в виде камеры, в который введена сливная труба 2.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в системах водоподготовки теплоносителя, а также к области химического машиностроения в системах дозирования жидких сред.

Изобретение относится к насосостроению, в частности к гидравлическим таранам, и может быть использовано в качестве водоподъемного устройства. Гидравлический таран содержит подающий трубопровод, рабочие участки труб 3 и 4, установленные на них ударные клапаны 12 и 13, воздушные колпаки 5 и 6 и водонапорную емкость 33, соединенную с водоподающим трубопроводом 32 и с рабочими участками труб 3 и 4, дополнительный трубопровод, размещенный параллельно подающему трубопроводу, а также съемно-наборной груз-противовес 23 на штоке 22.

Изобретение относится к насосостроению, в частности к гидравлическим таранам. Гидравлический таран содержит питающий трубопровод 2 с рабочей камерой 3, нагнетательный клапан 6, ударный клапан 7 с пружиной 17, воздушный колпак 4 с нагнетательным трубопроводом 5.

Изобретение относится к насосостроению, в частности к гидравлическим таранам. Гидравлический таран содержит питаюший трубопровод 31, воздушный колпак 32 с нагнетательным трубопроводом 44, ударный и нагнетательный клапаны 16 и 43 и напорную емкость 45.

Изобретение относится к насосостроению, в частности к конструкции гидротаранных установок. Гидротаранная установка содержит питательную и нагнетательную трубы 2 и 12, воздушный колпак 9, ударный и нагнетательный клапана 10 и 11, водозаборное устройство.

Изобретение относится к области гидромашиностроения в части возобновляемых источников энергии и может найти применение в системах и установках водоснабжения, орошения, осушки, увеличения напора на микро- и мини-ГЭС, накопления воды в судовых шлюзах.

Изобретение относится к области компрессостроения и может быть использовано для нагнетания газов повышенного давления и снабжения пневматических пластинчатых насосов, пневматических установок с заданным давлением газа для подъема жидкости из скважин.

Изобретение относится к компрессостроению и предназначено для создания повышенного давления газа большой производительности и для снабжения сжатым газом пневматических пластинчатых насосов, пневматических установок с заданным давлением газа.

Изобретение относится к области получения сжатых газов, а именно к установкам для получения сжатого газа с использованием погруженного в водоем электролизера. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в компрессорной технике для нагнетания газа под высоким давлением, например, для заправки им сельскохозяйственной техники или газовых накопительных емкостей.

Изобретение относится к области сжатия и перекачки газов и газожидкостных смесей и, в частности, представляет собой компрессор с гидрозатвором для квазиизотермического сжатия и перекачки газов и газожидкостных смесей преимущественно для газодобывающей промышленности.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к компрессорной технике для нагнетания газа под высоким давлением. .

Изобретение относится к компрессорной технике, более конкретно к устройствам для создания высоких давлений газа. .
Наверх