Насосно-компрессорная установка

 

Изобретение относится к гидромашиностроению и компрессоростроению. Насосно-компрессорная установка содержит двигатель, всасывающий канал для поступления перекачиваемой среды и последовательно соединенные центробежный ускоритель, проточную камеру, сепаратор с нагнетательным каналом и калиброванный канал, соединенный с входом ускорителя с образованием замкнутого контура циркуляции энергоносителя. Ускоритель размещен между всасывающим каналом и проточной камерой с возможностью дополнительного силового воздействия на перекачиваемую среду, непосредственно в ускорителе. Ускоритель выполнен секционным и каждая из последовательно соединенных секций содержит корпус и размещенное в нем лопастное колесо. Корпус каждой секции имеет, по меньшей мере, один тангенциальный вход и один тангенциальный выход, а каждая пара секций сообщается между собой через дополнительную проточную камеру, выполненную в виде участка трубопровода, соединяющего тангенциальный выход первой секции с тангенциальным входом второй секции. Использование изобретения позволяет повысить эффективность перекачки газожидкостных смесей и сред с высокой плотностью. 3 ил.

Изобретение относится к гидромашиностроению и компрессоростроению, может быть использовано при создании насосов, компрессоров, гидродвигателей, пневмодвигателей, гидромуфт, движителей водных и воздушных транспортных средств.

Известно устройство для сжатия и перекачки газов (жидкостей), содержащее ускоритель, обеспечивающий импульсную подачу энергоносителя в проточную камеру, постоянно сообщающуюся с всасывающим и нагнетательным каналами. Патент РФ 2082901. Бюл. N 18, 1997.

Однако при работе машины используется только косвенное силовое воздействие на перекачиваемую среду со стороны энергоносителя, что снижает эффективность при перекачке сред с высокой плотностью.

Технический результат, достигаемый при осуществлении заявленного устройства - повышение эффективности перекачки газожидкостных смесей и сред с высокой плотностью.

Задача решается за счет размещения ускорителя между всасывающим каналом и проточной камерой с возможностью дополнительного силового воздействия на перекачиваемую среду непосредственно в ускорителе. Ускоритель выполнен секционным, и каждая из последовательно соединенных секций содержит корпус и размещенное в нем лопастное колесо. Корпус каждой секции имеет, по крайней мере, один тангенциальный вход и один тангенциальный выход, а каждая пара секций сообщается между собой через дополнительную проточную камеру, выполненную в виде участка трубопровода, соединяющего тангенциальный выход первой секции с тангенциальным входом второй секции.

На фиг. 1 представлена схема насосно-компрессорной установки.

На фиг.2 - сечение А-А на фиг. 1.

На фиг.3 - сечение Б-Б на фиг. 1.

Насосно-компрессорная установка содержит узлы, последовательно соединенные между собой с образованием контура циркуляции энергоносителя центробежный ускоритель 1, проточная камера 2, сепаратор 3 и калиброванный канал 4.

Ускоритель выполнен секционным, а каждая из изолированных друг от друга и последовательно соединенных секций содержит корпус 5, 6 и размещенное в нем лопастное колесо 7, 8. Корпус каждой секции имеет, по крайней мере, один тангенциальный вход 9, 10 и один тангенциальный выход 11, 12, а каждая пара секций сообщается между собой через дополнительную проточную камеру 13, выполненную в виде участка трубопровода, соединяющего тангенциальный выход 11 первой секции с тангенциальным входом 10 второй секции. Ускоритель 1 размещен между всасывающим каналом 14 и проточной камерой 2. Ускоритель 1 соединен с приводным двигателем 15. Сепаратор 3 через нагнетательный канал 16 соединяют с потребителем.

Установка работает следующим образом.

Двигатель 15 обеспечивает вращение рабочих колес 7, 8 ускорителя 1. При вращении рабочих колес 7, 8 в корпусе каждой из секций 5, 6 осуществляется силовое воздействие на жидкость, находящуюся там. Жидкость в данной установке исполняет роль энергоносителя. За счет силового воздействия увеличивается кинетическая энергия потока жидкости. В импульсном режиме жидкость из корпуса 5 отводится через тангенциальный выход 11 в промежуточную проточную камеру 13. Частота импульсов определяется количеством лопастей у колеса и частотой вращения самого колеса. В дополнительную проточную камеру 13 поступает также газ через всасывающий канал 14 и корпус 5. В ускорителе осуществляется также и силовое воздействие на газ (на перекачиваемую среду). Поток перекачиваемой среды разгоняется лопастным колесом 7, за счет этого кинетическая энергия потока перекачиваемой среды увеличивается. В проточной камере 13, как в эжекторе, происходит перемешивание жидкости с газом и торможение потока газожидкостной смеси, сопровождаемое повышением гидростатического давления, при уменьшении скорости течения смеси. С пониженной скоростью течения, но при более высоком гидростатическом давлении смесь поступает во входной тангенциальный канал 10 корпуса 6 второй секции ускорителя 1, где осуществляется повторное силовое воздействие на жидкость (и на перекачиваемую среду) с целью передачи дополнительной энергии энергоносителю (и перекачиваемой среде). Поток жидкости разгоняется и отводится через выходной тангенциальный канал 12 в проточную камеру 2. В проточной камере 2, как в эжекторе, происходит перемешивание жидкости с газом и торможение потока газожидкостной смеси, сопровождаемое дальнейшим повышением гидростатического давления, при уменьшении скорости течения смеси. С пониженной скоростью течения, но при более высоком гидростатическом давлении смесь поступает в сепаратор 3. В сепараторе 3 происходит разделение газожидкостной смеси на составляющие компоненты: на жидкость и газ. Газ через нагнетательный канал 16 отводится из насосно-компрессорной установки потребителю. Жидкость из сепаратора возвращается в первую секцию ускорителя через калиброванный канал 4 и входной тангенциальный канал 9. Путем изменения площади сечения калиброванного канала 4 регулируют расход жидкости, циркулирующей по замкнутому контуру. В зависимости от необходимого значения давления газа установка может иметь и три секции в ускорителе 1, или более. При перекачке газожидкостной смеси принцип работы установки не меняется, только из сепаратора 3 через нагнетательный канал 16 потребителю отводится не только газ, но и жидкость. А часть жидкости постоянно циркулирует по замкнутому контуру, как описано выше.

В представленной насосно-компрессорной установке перекачиваемая среда проходит через ускоритель 1, где осуществляется силовое воздействие на перекачиваемую среду и дополнительная передача энергии перекачиваемой среде. Реализация такой формы преобразования энергии способствует повышению эффективности самой насосно-компрессорной установки. В известном техническом решении осуществляется только косвенное силовое воздействие на перекачиваемую среду со стороны энергоносителя, за пределами ускорителя.

Представленное техническое решение может быть использовано и при создании других типов машин. Так, при подаче под давлением (от внешнего источника) жидкости или газожидкостной смеси в тангенциальный канал 9 (или 12), установка способна работать в двигательном режиме, преобразуя энергию жидкости и газа в механическую энергию вращательного движения лопастных колес 7, 8 и вала, на котором они установлены.

Формула изобретения

Насосно-компрессорная установка, содержащая двигатель, всасывающий канал и последовательно соединенные центробежный ускоритель, проточную камеру, сепаратор с нагнетательным каналом и калиброванный канал, соединенный с входом ускорителя с образованием замкнутого контура циркуляции энергоносителя, отличающаяся тем, что ускоритель выполнен секционным, каждая из последовательно соединенных секций содержит корпус и размещенное в нем лопастное колесо, причем корпус каждой секции имеет, по крайней мере, один тангенциальный вход и один тангенциальный выход, а каждая пара секций сообщается между собой через дополнительную проточную камеру, выполненную в виде участка трубопровода, соединяющего тангенциальный выход первой секции с тангенциальным входом второй секции, причем ускоритель размещен между всасывающим каналом и проточной камерой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3