Установка для перекачивания пылегазовой смеси

 

Использование: перекачивание пылегазовой смеси с большим содержанием пыли и твердых частиц. Сущность изобретения: установка снабжается гомогенизаторами, выравнивающими плотность потока по высоте поперечных сечений всасывающего и нагнетательного патрубков роторного компрессора . Компрессор размещен в герметичном кожухе, полость которого сообщена через фильтрующий материал с нагнетательным патрубком.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4608296/29 (22) 23.11.88 (46) 30.07.92. Бюл. М 28 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро Института технической механики АН УССР и Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт холодильного машиностроения (72) А.А.Вихляев. Е.Г,Диденко, В.И.Тимошенко, Ю.В.Кнышенко, Ю,Г.Ляшенко и В.Ф.Копысов (56) В.Хлумский, Ротационные компрессоры и вакуум-насосы. М.: Машиностроение, 1971, с.80, рис.57.

Изобретение относится к энергетическому машиностроению, может быть использовано в пневмотранспортных установках преимущественно для циркуляции пылегазовой смеси в замкнутых контурах, работающих под высоким давлением (до 10 МПа).

Установка для перекачивания пылегазовой смеси, основным узлом которых являются роторйые компрессоры, применяются для циркуляции пылегазовой смеси с высокой массовой концентрацией твердых частиц (не менее 5%) в замкнутых . пневмотранспортных установках.

Известна установка для перекачивания пылегаэовой смеси, содержащая двухроторный компрессор с внешним сжатием, два ротора которого заключены в корпус с всасывающими и нагнетательными окнами, и привод, включающий двигатель, подшипниковые узлы и узлы уплотнения (1),,, Ы„„1751411 А1 (si)s F 04 С 18/00

2 (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ПЕРЕКАЧИВАНИЯ

ПЫЛЕГАЗОВОЙ СМЕСИ (57) Использование: перекачивание пылегазовой смеси с большим содержанием пыли и твердых частиц . Сущность изобретения: установка снабжается гомогенизаторами, выравнивающими плотность потока по высоте поперечных сечений всасывающего и нагнетательного йатрубков роторного компрессора, Компрессор размещен в герметичном кожухе, полость которого сообщена через фильтрующий материал с нагнетательным патрубком, Ф

Перекачивание пылегазовой смеси данной установкой осуществляется механическим перемещением -двухфазного потока роторами со стороны вСасйванйя на сторону нагнетания, где давленЪГе газа ТТгйЪвен но повышается до давленйя нагнетания после соединения очередной порции смеси с ранее поданной. Поскольку перекачивание пылегазовой смеси при этом происходит неравномерно — порциями, то одним из основных требований, обеспечивающим эффективную работу установки, является уменьшение пульсаций давления газа в трубопроводах и обеспечение равномерного момента вращательного движения роторов, Недостатком известной установки для перекачивания пылегазовой смеси является неравномерное вращательное движение роторов. На входе в компрессор двухфазный поток имеет массовую концентрацию твердых частиц более высокую в нижней

1751411 части сечения входного патрубка, что приводит к периодическому подтормаживанию вращательного движения роторов во время перемещения нижним ротором порции пыле газовой смеси. Кроме того, под действием значительного перепада давления на уплотнительных узлах подшипниковых опор роторов происходит проникновение частиц твердой фазы в подшипники опор; что также приводит к возникновению нерегулярных тормозящих усилий при вращении роторов.

Наиболее близким техническим решением к предложенному, выбранным в качестве прототипа, является установка для перекачивания пылегазовой смеси, содержащая кожух со всасывающим и нагнетательным патрубками, размещенные в нем корпус роторного компрессора, электродвигатель и шестеренный механизм синхронизации роторов, при этом впускное и выпускное окна корпуса компрессора выполнены профилированными с наклонными отсечными гранями (2).

Недостатком известной установки для перекачивания пылегазовой смеси является низкая эффективность работы на двухфазных средах, обусловленная неравномерным с вращательным моментом роторов. Неравномерное вращательное движение роторов возникает при их подтормаживании как за счет различия плотностей порций потока пылегазовой смеси, захватываемых нижним и верхним роторами, так и эа счет забивания подшипниковых опор твердыми частицами. Выполнение в корпусе компрессора впускного и выпускного окон профилированными с наклонными отсечными гранями позволяет за счет более постоянного и равномерного отсекания порций перЕкачиваемой смеси уменьшить амплитуды пульсаций давления газа в трубопроводах, но не устраняет причины торможения роторов, Целью изобретения является повышение эффективности работы установки на двухфазных средах путем стабилизации вращательного момента роторов.

Указанная цель достигается тем, что установка для перекачивания пылегазовой смеси, содержащая кожух со всасывающим и нагнетательным патрубками, размещенные в нем корпус роторного компрессора, электродвигатель и шестеренный механизм синхронизации роторов. при этом в корпусе напротив друг друга выполнены профилированные впускное и выпускное окна с наклонными отсечными гранями, снабжена двумя гомогенизаторами, сообщающими всасывающий и нагнетательный патрубки соответственно с впускным и вы50 дальной со стороны окон корпуса 4 компрессора до формы трубопровода патрубков кожуха 1 и имеют постоянную площадь пе. реходного сечения. Часть поверхности гомогенизатора 13, соединяющего выпускное

55 окно 11 корпуса компрессора с нагнетательным патрубком 3 кожуха 1 установки, выполнена в виде вставок 14 из фильтрующего материала.

Для обеспечения смазки шестеренного механизма 6 на корпус 4 установлена крыш10

45 пускным окнами корпуса. Кроме того, окна корпуса роторного компрессора выполнены в форме трапеций, большие основания которых расположены по разные стороны продольной оси корпуса, при этом большее основание трапеции впускного окна размещено над осью, а сумма длин боковых граней каждой трапеции равна сумме длин ее основания, Укаэанная цель достигается также тем, что каждый гомогенизатор выполнен в виде патрубка с плавно изменяющейся по длине формой поперечного сечения от трапецеидальной со стороны окна до формы трубоповода кожуха и имеющего. постоянную площадь продольного сечения, при этом поверхность нагнетательного патрубка частично выполнена из фильтрующего материала, На фиг.1 изображена установка для перекачивания пылегазовой смеси: на фиг.2— сечение А-А на фиг,1.

Установка содержит герметичный кожух 1 со всасывающим 2 и нагнетательным

3 патрубками. В кожухе 1 размещены корпус 4 роторного компрессора, привод роторного компрессора — электродвигатель 5 и шестеренный механизм 6 синхронизации вращения роторов 7 компрессора, которые установлены в корпусе 4 на подшипниковых опорах 8, отделенных от двухфазного потока уплотнительными узлами 9. Всасывающий 2 и нагнетательный 3 патрубки кожуха

1 установки сообщены соответственно с впускным 10 и выпускным 11 окнами корпуса 4 гомогенизаторами 12 и 13, Впускное 10 и выпускное 11 окна корпуса 4 выполнены профилированными в форме трапеций с наклонными осями симметрии, при этом большее основание трапеции впускного окна 10 размещено над продольной осью корпуса 4; а большее основание трапеции выпускного окна 11 размещено под продольной осью корпуса 4. Кроме того, сумма длин боковых граней каждой трапеции равна сумме длин ее оснований.

Гомогенизаторы 12 выполнены а виде патрубков с плавно изменяющейся по длине формой поперечного сечения от трапецеи1751411 ка 15 с фильтром 16, Для охлаждения элек- На выходе из компрессора в выпускном тродвигатель 5 и корпус 4 роторного комп- трапецеидальном окне 11 за счет располорессора снабжены жидкостными жения большего его основания ниже протеплообменниками 17 и i8, дольной оси корпуса 4 также происходит

Установка работает следующим о6ра- 5 выравнивание концентрации твердой фазы, так как нижний ротор подает более плотный

Пылегазовая смесь поступает из подво- потбк смеси в больший объем по сравнению дящего трубопровода во всасывающий пат- с объемом, в который подает поток верхний рубок 2 и далее в гомогенизатор 12, при ротор. Кроме того, такое соотношение проэтом вследствие влияния сил тяжести наи- 10 ходных сечений способствует. уменьшению большая концентрация твердых частиц име- гидравлического сопротивления при выдавет место в нижней части потока смеси. Так ливании более плотной порции смеси нижкак трапецеидальное впускное окно 10 кор- ним ротором, т.е. способствует пуса 4 компрессора имеет меньшее основа- выравниванию нагрузок на роторы, ние ниже продольной оси корпуса 4, а 15 В выходном гомогенизаторе 13 за счет гомогенизатор 12 имеет постоянную пло- сохранения постоянной площади проходнощадьпроходногосечения,топоходудвиже- ro сечения при плавном его изменении от ния потока пылегазовой смеси вследствие трапецеидальной до формы трубопровода сужения проходного сечения в нижней час- кожуха происходит перемешивание порций ти гомогенизатора 12 происходит ускоре- 20 смеси, подаваемых роторами, и перемещение потока и отбрасывание твердых частиц ние гомогенизированного по1ока к нагнетавверх, что приводит к выравниванию кон- тельному патрубку 3 установки, Равное центрации твердых частиц в проходном се- отношение сумм длйн боковых граней и чении гомогенизатора 12, К впускному окну сумм длин оснований трапеций окон 10 и 11

10 корпуса 4 пылегазовая смесь поступает 25 корпуса 4 компрессора обеспечивает оптиуже во взвешенном (квазигомогенном) со- мальное соотношение между степенью гостоянии. могенизации потока смеси и значением

Далее гомогенизированная пылегазо- гидравлического сопротивления движению вая смесь, попадая в полости роторного смеси в гомогенизаторах. компрессора, ограниченные его корпусом 4 30 3а счет каждой дополнительной порции и верхним или нижним ротором 7, постепен- пылегазовой смеси давление в гомогенизано и равномерно отсекается наклонными торе 13 и на выходе из нагнетательного патотсечными гранями — основаниями трайе - рубка 3 повышается до определенной ции впускного окна 10 и переносится рото- величины, По мере повышения давления в рами без внутреннего сжатия к выпускному 35 гомогенизаторе 13 повышается давление окну 11; выдавливается в гомогенизатор 13, также в полости кожуха 1 установки, куда постепенно и равномерно отсекаясь при газ поступает через вСтавки 14 из фильтруэтом наклонными отсечными гранями осно- ющего материала, и, следовательно, повываний трапецеидального выпускного окна шается давление вблизи подшипниковых

11. 40 опор 8 с уплотнительными узлами 9. Так как

Массовые порции пылегазовой смеси, величина этого давления выше давления, перемещаемые верхним и нижним ротора- действующего на уплотнйтельные узлы 9 с ми 7, выравниваются благодаря тому, что противоположнойстороны — полостикорпупоскольку большее основание трапеции са 4 компрессора, то практически полновпускного окна 10 расположено выше про- 45 стью устраняется попадание частиц дольной оси корпуса 4, то объем порции твердой фазы в подшипниковые опоры 8 смеси, захватываемый верхним ротором, роторов 7 компрессора. больше объема потока. захватываемого Таким образом, путем выравнивания нижним ротором. Кроме того, вследствие нагрузок, действующих на верхний и нижпериодического перекрывания роторами 7 50 ний роторы установки. а также за счет повывхода в полость корпуса 4 компрессора про- шения эффективности защиты исходит периодическое подтормаживание подшипниковых опор роторов от попадания потока и под действием сил тяжести смеще- частиц твердой фазы обеспечивается стабиние части твердых частиц к нижней части лизация вращательного момента роторов, впускного окна 10, т.е, нижним ротором пе- 55 т.е, повышается эффективность работы усремещается порция пылегазовой смеси тановки на двухфазных средах. меньшего объема, но с большей плотно- Формула изобретения стью, чем пылегазовая смесь, перемещае- 1, Установка для перекачивания пылегамая верхним ротором. зовой смеси, содержащая кожух со всасывающим и нагнетательным патрубками, 1751411! раэмещейные в нем корпус роторного компрессора, электродвигатель и шестеренный механизм синхронизации роторов, при этом в корпусе друг найротив друга выполнен профилированные впускное и выпускное 5 окна с наклонными отсечными гранями, о тл и ч а ю щ а я с я тем. что, с целью повышения эффективности работы на двухфазных средах путем стабилизации вращательного момента роторов, установка снабжена дву- 10 мя гомогенизаторами, сообщающими всасывающий и нагнетательный патрубки соответственно с впускным и выпускным окнами корпуса, последние выполнены в форме трапеций, большие основания которых 15 расположены по разные стороны продольной оси корпуса, при этом большее основание трапеции выпускного окна размещено над осью, а сумма длин боковых граней каждой трапеции равна сумме длин ее оснований.

2. Установка поп,1, отл ича ю щая с я тем, что каждый гомогенизатор выполнен в виде патрубка с плавно изменяющейся по длине формой поперечного сечения от трапецеидальной со стороны окна до формы трубопровода кожуха и имеющего постоянную площадь проходного сечения, при этом поверхность нагнетательного патрубка частично выполнена из фильтрующего материала.

1751411

Фиг.2

Составитель Ю.Ляшенко

Редактор Т.Орловская Техред М.Моргентал КоРРектоР М.Ткач

Заказ 2675 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.; 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101