Модульный центробежный компрессор с осевым входом и встроенным электроприводом

Изобретение относится к компрессорной технике. Модульный центробежный компрессор с осевым входом и встроенным электроприводом содержит модуль электропривода и модуль ступени сжатия, объединенные во внешнем корпусе и имеющие единый ротор, выполненный в виде трубы, на внешней стороне которой установлены роторные части электродвигателя и опор системы активных магнитных подшипников. Ротор одним своим концом сообщен с всасывающим патрубком, а другим концом - с входом в консольно закрепленное рабочее колесо модуля ступени сжатия, выход из которого соединен с выходным патрубком компрессора. Внутренний корпус модуля электропривода установлен в наружном корпусе с образованием полости охлаждения электродвигателя, выполненной герметичной относительно полостей всасывания и нагнетания компрессора. Изобретение позволяет создать модульный компрессор с технологичной при изготовлении и монтаже конструкцией, обеспечивающей компактную сборку из нескольких компрессорных агрегатов с оптимальным распределением параметров по ступеням сжатия. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к компрессорной технике и может использоваться в качестве компрессорного агрегата для сжатия различных газов в нефтегазовых, химических и других отраслях промышленности.

Известные компрессорные агрегаты обычно выполняют в виде многоступенчатых конструкций (компрессорных корпусов сжатия, электродвигателей, мультипликаторов), объединенных с помощью различного типа трансмиссий в единый компрессорный агрегат (Шнепп В.Б. Конструкция и расчет центробежных компрессорных машин. - М.; Машиностроение. 1995. - 240 с).

Недостатком таких агрегатов является необходимость большой установочной площади для размещения составных частей агрегата и трубной обвязки.

Известны конструкции многовальных компрессорных агрегатов с осевым входом и со встроенным мультипликатором, в которых каждое рабочее колесо или два колеса установлены на концы своей вал-шестерни и образуют секцию центробежного компрессора с оптимальным подбором параметров. (Шнепп В.Б. Конструкция и расчет центробежных компрессорных машин. - М.; Машиностроение. 1995. - 240 с).

Такая конструкция наиболее близка функционально к предлагаемому устройству, однако она имеет ограничение по количеству ступеней и применяется на относительно невысокие давления

Известны конструкции компрессорных агрегатов, в которых электродвигатель и компрессорные ступени сжатия объединены в единую конструкцию, причем рабочие колеса центробежных ступеней сжатия устанавливаются на концы ротора электродвигателя с одной или с двух сторон. Такая компоновка компрессорного агрегата получила название MOPICO (Motor Pipeline Compressor) (М. Брюне, И. Детомб. Применение активных магнитных подшипников в турбокомпрессорах и турбодетандерах газовой промышленности. Компрессорная техника и пневматика. №7, 2001 г., 18 с).

В компрессорных агрегатах по схеме MOPICO все вращающиеся элементы находятся в одном герметизированном корпусе, расположенном в среде технологического газа. Учитывая, что оси входных и выходных патрубков таких компрессоров расположены под углом 90 градусов, то при многокорпусной компоновке агрегата также требуется большая площадь для размещения составных частей агрегата и трубной обвязки, что является их недостатком.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является создание высокоэффективной и технологичной при монтаже конструкции компрессора полной заводской готовности, обеспечивающую также компактную сборку из нескольких компрессоров многокорпусного компрессорного агрегата.

Технический результат достигается тем, что в модульном компрессоре с осевым входом и встроенным электроприводом, содержащем установленный во внутреннем корпусе модуль электропривода с электродвигателем и опорами активных магнитных подшипников и модуль ступени сжатия, объединенные в едином наружном корпусе и имеющие единый ротор, сам ротор выполнен в виде полой трубы, сообщенной одним своим концом со всасывающим патрубком, а другим концом - со входом в консольно закрепленное на ней центробежное рабочее колесо модуля ступени сжатия, выход из которого соединен с выходным патрубком компрессора, причем с внешней стороны трубы установлены роторы электродвигателя и опор системы магнитных подшипников, при этом внутренний корпус модуля электропривода установлен в наружном корпусе с образованием полости охлаждения электродвигателя, выполненной герметичной относительно полостей всасывания и нагнетания компрессора. Кроме того, центробежное рабочее колесо может быть выполнено либо закрытого типа и при этом быть связанным своим выходом через диффузор и обратный направляющий аппарат с осевым выходным патрубком, либо полуоткрытого типа и при этом быть связанным с радиальным выходным патрубком через выходное устройство в виде сборной улитки, конструктивно совмещенным с задней крышкой компрессора.

В качестве электродвигателя модуля электропривода может быть применен высокочастотный электродвигатель постоянного или переменного тока с регулируемой частотой вращения единого ротора от электронного преобразователя.

Исполнение единого ротора компрессора в виде трубы уменьшает массу ротора и повышает жесткость роторной системы, что облегчает выбор режимов настройки САМП, повышая, тем самым эффективность работы компрессора, и обеспечивая компактность и технологичность его схемы.

Установка внутреннего корпуса модуля электропривода в наружном корпусе с образованием герметичной относительно полостей всасывания и нагнетания компрессора полости, позволяет осуществлять охлаждение электродвигателя, что повышает эффективность работы компрессора.

Конструктивное исполнение модульного компрессора, как с осевым, так и радиальным направлением выхода компримируемого газа позволяет создавать максимально компактную сборку многокорпусного компрессорного агрегата из нескольких различных модульных компрессоров.

Применение в предлагаемой конструкции компрессора электропривода с регулируемой частотой вращения позволяет выбирать оптимальные режимы работы модуля ступени сжатия при использовании компрессора, как в индивидуальном применении, так и в составе многоступенчатого компрессорного агрегата.

На фиг. 1 представлен модульный компрессор с осевым входом и выходом компримируемого газа, на фиг. 2 представлен модульный компрессор с осевым входом и радиальным выходом компримируемого газа, на фиг. 3 представлен разрез А-А фиг. 2, на фиг. 4 представлена схема организации многокорпусной компоновки компрессорного агрегата, составленная из модульных компрессоров.

Модульный компрессор содержит цилиндрический внутренний корпус 1, в котором установлен статор 2 электродвигателя, статоры 3 и 4 радиальных и осевых электромагнитных опор системы активных магнитных подшипников (САМП), а также страховочные механические подшипники 5. Единый ротор компрессора выполнен в виде трубы 6, на которой с внешней стороны установлены ротор 7 электродвигателя, роторы 8 радиальных и осевых (диск упорный) электромагнитных опор САМП и рабочее колесо 9 модуля ступени сжатия. Рабочее колесо 9 может быть выполнено полуоткрытого и закрытого типа. При выполнении рабочего колеса закрытого типа (фиг. 1) оно состоит из основного и покрывного дисков 10, 11, тогда как у рабочего колеса полуоткрытого типа (фиг. 2) в наличии только основной диск 10 с выфрезерованными или приваренными к нему лопатками. Внутренняя полость трубы 6 соединена с осевым входным патрубком компрессора 12 и является полостью всасывания компрессора.

Внутренний корпус 1 и статорная часть модуля ступени сжатия размещены во внешнем цилиндрическом корпусе 13, являющимся и корпусом компрессора. Между внешним и внутренним корпусами 1, 13 образована полость 14 охлаждения электродвигателя, герметичная по отношению к полостям всасывания и нагнетания компрессора. Статорная часть модуля ступени сжатия содержит диффузор 15 и обратный направляющий аппарат 16, организующий совместно с элементом 18 поворот и осевой выход компримируемого газа через патрубок 17 (фиг. 1). Статорная часть модуля ступени сжатия может также быть выполнена в виде сборной улитки 19, организующей выход газа в радиальном направлении через выходной патрубок 17 (фиг. 2, 3).

Электродвигатель выполнен в виде высокочастотного электропривода постоянного или переменного тока с регулируемой частотой вращения ротора от электронного преобразователя. В конструкции может быть и электродвигатель другого типа, например синхронный двигатель или безконтактный двигатель постоянного тока, при этом при этом конструкция агрегата принципиально не изменяется, а отличаться варианты будут только роторными элементами электродвигателя и аппаратурой управления.

Модульное исполнение компрессора с осевым входом и осевым или радиальным выходом позволяет компоновать многоступенчатый компрессорный агрегат путем последовательной сборки друг за другом модульных компрессоров с их соединением через входные и выходные патрубки 12, 17. При этом производственная площадь, занимаемая многокорпусным компрессорным агрегатом, будет минимальна. На фиг. 4 показан вариант компоновки из модульных компрессоров 20, конструкция которых представлена на фиг. 1 и модульных компрессоров 21 конструкция которых, представлена на фиг. 2, 3.

Работу модульного компрессора рассмотрим на примере исполнения секций электродвигателя по типу асинхронного с обмоткой ротора в виде беличьей клетки.

Первым этапом включения в работу является включение САМП представляющей собой пятиканальную систему автоматической стабилизации ротора относительно оси внутреннего корпуса 1. При включении САМП активизируются ее радиальные и осевые опоры, в результате действия которых ротор компрессора стабилизируется относительно оси корпуса без механического контакта с неподвижными элементами. На втором этапе включения в работу многофазная обмотка статора 2 электродвигателя запитывается от частотного преобразователя, осуществляющего запуск двигателя по определенному алгоритму. Компримируемый газ поступает со стороны всасывания, проходит через модуль ступени сжатия и поступает на сторону нагнетания, либо через обратный направляющий аппарат в осевом направлении, либо через сборную улитку в радиальном направлении.

Применение в предлагаемой конструкции компрессора электропривода с регулируемой частотой вращения позволяет выбирать оптимальные режимы работы при использовании компрессора, как в индивидуальном, так и в составе многоступенчатого компрессора.

Таким образом, благодаря выполнению компрессора в виде совмещенной конструкции модуля электропривода и модуля ступени сжатия, с единым ротором в виде трубы, установленной в опорах системы активных магнитных подшипников, получена возможность создания модульного компрессора с осевым входом и встроенным электроприводом, конструкция которого технологична при изготовлении, монтаже и вводе в эксплуатацию, и которая позволяет создавать компактную сборку многоступенчатых компрессорных агрегатов с оптимальным распределением параметров по ступеням сжатия.

1. Модульный центробежный компрессор с осевым входом и встроенным электроприводом, содержащий установленный во внутреннем корпусе модуль электропривода с электродвигателем и опорами активных магнитных подшипников, и модуль ступени сжатия, объединенные в едином наружном корпусе и имеющие единый ротор, отличающийся тем, что ротор выполнен в виде полой трубы, сообщенной одним своим концом с всасывающим патрубком, а другим концом - с входом в консольно закрепленное на ней рабочее колесо модуля ступени сжатия, выход из которого соединен с выходным патрубком компрессора, причем с внешней стороны трубы установлены роторы электродвигателя и роторные опоры системы магнитных подшипников, при этом внутренний корпус модуля электропривода установлен в наружном корпусе с образованием полости охлаждения электродвигателя, выполненной герметичной относительно полостей всасывания и нагнетания компрессора.

2. Модульный компрессор по п. 1, отличающийся тем, что выходной патрубок компрессора выполнен осевым, при этом центробежное рабочее колесо выполнено закрытого типа и связано с выходным патрубком через диффузор и обратный направляющий аппарат.

3. Модульный компрессор по п. 1, отличающийся тем, что рабочее колесо выполнено полуоткрытого типа и связано с выходным патрубком через выходное устройство в виде сборной улитки, конструктивно совмещенной с задней крышкой компрессора, при этом выходной патрубок компрессора выполнен радиальным.

4. Модульный компрессор по п. 2 или 3, отличающийся тем, что электропривод выполнен в виде высокочастотного электродвигателя постоянного или переменного тока с регулируемой частотой вращения ротора от электронного преобразователя.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения. Компрессорная станция имеет как минимум два комплектных независимых друг от друга компрессорных агрегата, расположенных рядом на общем основании 1 и накрытых общим кожухом, выполненных с возможностью работать независимо друг от друга.

Настоящее изобретение относится к интегрированному вентиляционному аппарату для подвальных помещений. Он включает в себя: приточный вентилятор, установленный в отверстии для подачи воздуха каждого яруса подвального помещения; вытяжной вентилятор, установленный в выпускном воздушном отверстии на каждом ярусе, направленный в воздухоотводящий канал подвального помещения; множество промежуточных вентиляторов, установленных на потолке каждого яруса подвального помещения; и контроллер, получающий электрические сигналы от датчиков, равномерно распределенных по потолку каждого яруса, для общего контроля вентиляторов; приточный вентилятор и вытяжной вентилятор, включающие цилиндрический вентилятор, установленный в полигональной колоннообразной раме, при этом по меньшей мере один из приточного вентилятора и вытяжного вентилятора дополнительно снабжен противопожарной заслонкой, которая открывается или закрывается в зависимости от того, работает вентилятор или нет, и которая может быть принудительно закрыта с помощью предохранителя, срабатывающего при определенной температуре, при этом по меньшей мере один из приточного вентилятора и вытяжного вентилятора дополнительно снабжен распылительными соплами, которые всасывают воду под действием разрежения создаваемого воздушного потока для мелкодисперсного распыления воды.

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для выработки сжатого воздуха для пневматических систем и может эксплуатироваться внутри отапливаемых помещений или на открытом воздухе под навесом.

Изобретение относится к вентиляторным установкам с двухступенчатыми осевыми вентиляторами и может найти применение, в частности, на главных и вспомогательных вентиляторных установках шахт, рудников и других объектах вентиляции.

Компоновка компрессора, по меньшей мере, из одноступенчатого осевого компрессора и, по меньшей мере, из одноступенчатого центробежного компрессора, причем со стороны ротора конструктивные узлы со стороны ротора ступени или каждой ступени осевого компрессора и конструктивные узлы со стороны ротора ступени или каждой ступени центробежного компрессора действуют соответственно на общем ведущем вале.

Вентилятор в сборе включает в себя: сопло, имеющее множество впускных отверстий для воздуха, множество выпускных отверстий для воздуха, путь для первого воздушного потока и путь для второго воздушного потока.

Данное раскрытие направлено на новую компоновку для оборудования, используемого для сжатия текучих сред. Один первичный двигатель соединен с множеством компрессоров.

Предложена система центробежного нагнетателя, включающая в себя: последовательность блоков нагнетателей, причем каждый блок нагнетателя в последовательности содержит кожух, имеющий аксиальное входное отверстие и радиальное выходное отверстие, крыльчатку, расположенную внутри кожуха, для засасывания газообразной среды при первом давлении во входное отверстие и выталкивание газообразной среды при втором, более высоком давлении через выходное отверстие, и двигатель для приведения в действие крыльчатки, и трубопровод, соединяющий выходное отверстие, по меньшей мере одного блока нагнетателя в последовательности с входным отверстием по меньшей мере одного другого блока нагнетателя в последовательности.

Изобретение относится к энергосберегающим технологиям транспорта газа и может быть использовано при создании автоматизированной системы управления технологическим процессом магистрального газопровода на компрессорных станциях.

Изобретение относится к вентиляторостроению, может быть использовано в составе систем терморегулирования изделий космической техники и обеспечивает уменьшение поперечных габаритов и расширение компоновочных возможностей блока центробежных вентиляторов.

Предложен линейный компрессор, который может включать в себя кожух, имеющий открытые первый и второй концы, первую крышку кожуха, которая закрывает первый конец кожуха, вторую крышку кожуха, которая закрывает второй конец кожуха, основную часть компрессора, размещенную в кожухе с возможностью сжатия холодильного агента, первую опору, которая обеспечивает опору для первого конца основной части компрессора внутри кожуха и присоединена к первой крышке кожуха в состоянии, в котором она расположена на расстоянии от кожуха, и вторую опору, которая обеспечивает опору для второго конца основной части компрессора и прикреплена к кожуху.

Вентилятор, предназначенный для создания воздушной струи и содержащий устройство (14) для выпуска воздуха, установленное на опоре (12). Опора (12) содержит основание (38, 40) и основную часть (42), выполненную с возможностью наклона относительно основания (38, 40).

Центробежный компрессор, в частности для компрессорного устройства с центробежным компрессором и осевым компрессором, содержащий впускной канал (10), который ограничен радиально внутренним контуром (12) втулки и радиально наружным контуром (13) корпуса и в котором расположены впускные направляющие лопатки (14), при этом с помощью впускного канала (10) подвергаемая сжатию среда может подаваться к рабочему колесу (11), содержащему рабочие лопатки (15).

Изобретение относится к области подводного обустройства морских нефтегазовых месторождений и предназначено для транспортировки природного газа по подводным трубопроводам.

Изобретение относится к компрессоростроению. Центробежный многоступенчатый компрессорный агрегат содержит параллельно установленные многоступенчатые компрессоры, каждый из которых состоит из двух соединенных между собой выходными улитками секций с несколькими рабочими колесами, мультипликатор с ведущей шестерней, установленной на валу привода, и ведомыми шестернями, установленными на ведомых валах мультипликатора (с противоположных сторон от корпуса мультипликатора), соединенных с валами секций компрессоров, причем валы секций компрессоров смещены относительно друг друга и связаны между собой установленными на этих валах ведомыми шестернями, одна из которых связана с ведущей шестерней.

Изобретение относится к области газовой промышленности, в частности к компрессорным станциям магистрального газопровода, и может быть использовано для выработки природного газа из прилегающего к компрессорной станции участка магистрального газопровода перед выводом его в капитальный ремонт.

Способ работы компрессорной станции магистральных газопроводов, газоперекачивающие агрегаты которой оснащены комбинированным типом привода - электроприводным и газотурбинным, характеризуется тем, что при падении электрической нагрузки общей энергосистемы для газоперекачивающих агрегатов в качестве привода используют обратимый двигатель-генератор, оснащенный преобразователем частоты для работы в режиме двигателя и генератором - для работы в режиме выработки электроэнергии, соединенного с газовым компрессором через автоматическую центробежную расцепную муфту с силовым валом и валом отбора мощности.

Настоящее изобретение относится к интегрированному вентиляционному аппарату для подвальных помещений. Он включает в себя: приточный вентилятор, установленный в отверстии для подачи воздуха каждого яруса подвального помещения; вытяжной вентилятор, установленный в выпускном воздушном отверстии на каждом ярусе, направленный в воздухоотводящий канал подвального помещения; множество промежуточных вентиляторов, установленных на потолке каждого яруса подвального помещения; и контроллер, получающий электрические сигналы от датчиков, равномерно распределенных по потолку каждого яруса, для общего контроля вентиляторов; приточный вентилятор и вытяжной вентилятор, включающие цилиндрический вентилятор, установленный в полигональной колоннообразной раме, при этом по меньшей мере один из приточного вентилятора и вытяжного вентилятора дополнительно снабжен противопожарной заслонкой, которая открывается или закрывается в зависимости от того, работает вентилятор или нет, и которая может быть принудительно закрыта с помощью предохранителя, срабатывающего при определенной температуре, при этом по меньшей мере один из приточного вентилятора и вытяжного вентилятора дополнительно снабжен распылительными соплами, которые всасывают воду под действием разрежения создаваемого воздушного потока для мелкодисперсного распыления воды.

Изобретение относится к области компрессоростроения и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Способ периодического компримирования газа, включающий цикл подачи насосом рабочей жидкости под давлением от питающей емкости в компрессионную камеру с одновременным вытеснением из ее верхней части газа в напорную линию через нагнетательный клапан и, по мере достижения уровнем рабочей жидкости в компрессионной камере максимального положения, переключение компрессионной камеры на слив, цикл опорожнения этой камеры от рабочей жидкости с одновременным поступлением в нее компримируемого газа через всасывающий клапан и, по мере достижения уровнем рабочей жидкости минимального положения, повторение циклов.

Изобретение относится к крыльчатке для вентиляционных каналов, образованной центробежным вентилятором, имеющим улитку (1), оборудованную боковыми отверстиями (2) для забора воздуха и раструбом (3) для выхода воздуха в перпендикулярном направлении, линии (4), соединенные с боковыми отверстиями (2), выходят в общее отверстие 5 для прямого соединения с участком (6) вентиляционного канала.

Изобретение относится к компрессорной технике. Модульный центробежный компрессор с осевым входом и встроенным электроприводом содержит модуль электропривода и модуль ступени сжатия, объединенные во внешнем корпусе и имеющие единый ротор, выполненный в виде трубы, на внешней стороне которой установлены роторные части электродвигателя и опор системы активных магнитных подшипников. Ротор одним своим концом сообщен с всасывающим патрубком, а другим концом - с входом в консольно закрепленное рабочее колесо модуля ступени сжатия, выход из которого соединен с выходным патрубком компрессора. Внутренний корпус модуля электропривода установлен в наружном корпусе с образованием полости охлаждения электродвигателя, выполненной герметичной относительно полостей всасывания и нагнетания компрессора. Изобретение позволяет создать модульный компрессор с технологичной при изготовлении и монтаже конструкцией, обеспечивающей компактную сборку из нескольких компрессорных агрегатов с оптимальным распределением параметров по ступеням сжатия. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх