Установка для перекачивания пылегазовой смеси

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 5)5 04 С 18/ ЗОБ ТЕ ВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕЮЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ С(71) Специальное конструкторско-технологическое бюро Института технической механики АН УССР и Всесоюзныйнаучно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институтхолодильного машиностроения(56) В.Хлумский, Ротационные компрессорыи вакуум-насосы, М.: Машиностроение,1971, с.80, рис.57. Изобретение относится к энергетическому машиностроению, может быть использовано в пневмотранспортныхустановках 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; применяютсядля циркуляции пылегазовой смеси с высокой массовой концентрацией твердых частиц (не менее 50) в замкнутых. пневмотранспортных установках.Известна установка для перекачиванияпылегаэовой смеси, содержащая двухроторный компрессор с внешним сжатием, дваротора которого заключены в корпус с всасывающими и нагнетательными окнами, ипривод, включающий двигатель, подшипниковые узлы и узлы уплотнения 1,Ы 1751411 А 1(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,ФПерекачивание пылегазовой смеси данной установкой осуществляется механическим перемещением двухфазного потока роторами со стороны вСасйванйяна сторону нагнетания, где давФбнЪГе газа ТТгйЪвенно повышается до давления нагнетания после соединения очередной порции смеси с ранее поданной. Поскольку перекачивание пылегазовой смеси при этомпроисходит 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 нижнейчасти сечения входного патрубка, что приводит к периодическому подтормаживанию вращательного движения роторов во время перемещения нижним ротором порции пылегазовой 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 перЕ- качиваемой 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 профилировэнные впускное и выпускное окна с наклонными отсечными гранями, снабжена двумя гомогенизаторами, сообщающими всасывающий и нагнетательный патрубки соответственно с впускным и вы 50 дальной со стороны окон корпуса 4 компрессора до формы трубопровода патрубков кожуха 1 и имеют постоянную площадь переходного сечения, Часть поверхности гомогенизатора 13, соединяющего выпускное 55 окно 11 корпуса компрессора с нагнетательным пэтрубком 3 кожуха 1 установки, выполнена в виде вставок 14 из фильтрующего материала.Для обеспечения смазки шестеренногомеханизма 6 на корпус 4 установлена крыш 1020303540 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 большееоснование 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 фильтрующегоматериала,На фиг.1 изображена установка для перекачивания пылегэзовой смеси; на фиг.2 - сечение А-А на фиг,1.Установка содержит герметичный кожух 1 со всасывающим 2 и нагнетательным3 патрубками. В кожухе 1 размещены корпус 4 роторного компрессора, привод роторного компрессора - электродвигатель 5 и шестеренный механизм 6 синхронизациивращения роторов 7 компрессора, которые установлены в корпусе 4 на подшипниковыхопорах 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 10и выпускное 11 окна корпуса 4 выполненыпрофилированными 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 трапецеика 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 18, дольной оси корпуса 4 также происходитУстановка работает следующим обра выравнивание концентрации твердой фазы,так как нижний ротор подает более плотныйПылегазовая 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 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 нагрузокна роторы, ние ниже продольной оси корпуса 4, а 15 В выходном гомогенизаторе 13 за счет гомогенизатор 12 имеет постоянную пло- сохранения постоянной площади проходнощадьпрьходногосечения,топоходудвиже- го 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 смеси, подаваемых роторами, и перемещение потока и отбрасывание твердых частиц ние гомогенизированного-по 1 ока 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 значениемДалее гомогенизированная пылегазо- гидравлического сопротивления движению вая смесь, попадая в полости роторного смеси в гомогенизаторах. ф компрессора, ограниченные его корпусом 4 30 За 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 - основаниямитрайе- 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 фильтру- этом 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 какМассовые 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 полно- впускного окна 10 расположено выше про стью устраняется попадание частиц дольной оси корпуса 4, то объем порциитвердой 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 роторыустановки. атакжезасчетповывхода 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 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, Установка для перекачивания пылегамая верхним ротором. зовой смеси, содержащая кожух со всасывающим и нагнетательным патрубками,раэмещейные в нем корпусроторного компрессора, электродвигатель и шестеренныймеханизм 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 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,Установкапоп,1,отличающаяся 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.оставитель Ю.Ляшенкоехред М.Моргентал КоРРеоР М,Ткач Тираж Подписноеарственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5