CN105134549A - 空气压缩机*** - Google Patents

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Abstract

公开了一种空气压缩机***，其包括基底结构，该基底结构具有可与支承面接合的第一部分以及从第一部分悬伸的第二部分。压缩机可定位于基底结构的第一部分上，并且与压缩机流体连通的中间冷却器由第二悬臂部分支承。带有连接到中间冷却器的挂钩部件的至少一个附接安装件与基底结构的第二部分可滑动地接合。

Description

空气压缩机***
技术领域
本发明大体涉及工业空气压缩机***，并且更特别但非唯一地，涉及一个或多个中间冷却器与压缩机***的组装和连接。
背景技术
大型工业压缩机***典型地具有复杂的设计和组装程序，并且由于大的尺寸和重量而很难移动。减少***复杂性可以减少关于制造和组装的花费以及增加***的耐久性。关于某些应用来说一些现存***具有多种缺点。据此，在该技术领域存在对进一步改进的需求。
发明内容
本发明的一个实施例是独特的压缩机***。其它实施例包括用于带有悬挂自基底支承件的中间冷却器的压缩机***的设备、***、装置、硬件、方法以及组合。本申请的进一步的实施例、形式、特征、方面、益处和优点应从在此提供的说明和附图中变得明显。
附图说明
图1是根据本公开的一个实施例的压缩机***的透视图；
图2是带有独特的附接支架的中间冷却器的透视图；
图3是一对中间冷却器和支承安装组件的透视图；以及
图4是图3的安装组件和中间冷却器的附接支架的一部分的放大图。
具体实施方式
为了便于理解本发明的原理的目的，现在将参考附图中示出的实施例，并且使用具体的语言来描述该实施例。不过将理解的是，本发明的范围不会由此限制。在所述实施例中的任何改变和进一步修正、以及在此所述的本发明的原理的任何进一步应用预期为通常会由本发明所属领域的技术人员想到。
使用外部流体到流体热交换器如中间冷却器的工业压缩机***是很重的套件。在此所述的热交换器可以是通常用于工业应用的任何形式。应该注意，诸如中间冷却器、冷却器、中间级冷却器、后冷却器或类似的术语可以交换或被替代，并且仍然落入如由本公开限定的热交换器的宽泛定义内。本压缩机***包括中间冷却器和主基底，用以支承空气端构件和带有一体油储存器的电机。典型地由于工业构件的尺寸和重量中的每一者，每个构件分开地运输和组装到位。
本公开的压缩机***套装概念消除了大型基底结构的需要，并且使得套件能以单个单元运输，以便避免安装过程中的定点组装工作。此概念是可缩放的，并且可应用到压缩机的整个范围。
组装很重中间冷却器的方面在本申请中公开。中间冷却器可以悬挂自中央基底结构并且随后可选地被螺栓接头夹紧。中间冷却器可包括附接件，例如使得中间冷却器能安装于基底结构上的悬挂支架。中间冷却器外壳和悬挂支架的结构设计在所有***运转条件期间允许冷却器外壳的自由热膨胀，并且允许重冷却器连同基底结构的提升而不会永久变形或损坏冷却器外壳。
本申请的中间冷却器可便于模块化设计概念；可便于跨过带有外部冷却器的离心压缩机的整个范围和尺寸的结构和构件的标准化；可减少整个覆盖区尺寸；可便于由于模块化设计导致的花费减少和构件质量提升；可从基底结构隔离冷却器的热应力和偏差；和/或可以简化冷却器和其他子***的组装和操作性。
现在参考图1，在此图示压缩机***10。压缩机***包括原动力源20，诸如电动机、内燃机或流体驱动涡轮或类似物。压缩机20可包括多级压缩，并且在示例性实施例中包括第一级压缩机32、第二级压缩机34和第三级压缩机36。在其它实施例中可使用不同数量的级。原动力源20可操作以用于通过驱动轴22驱动压缩机30以压缩诸如空气的流体或类似物。结构基底12配置成在诸如地板或地面或类似物的支承面13上支承压缩机***10的至少部分。如以下详细描述，一个或多个悬伸延长件或臂14可从基底12延伸，并且配置成保持悬挂在支承面13上方的压缩机***10的部分。从压缩机30排出的压缩空气的部分可穿过一个或多个导管40、50、60、70和80传输到一个或多个中间冷却器100和/或到另一个压缩机级。入口流体歧管90和出口流体歧管92可流体地连接到中间冷却器100，以提供诸如水或其它液体冷却剂的冷却流体，来冷却从压缩机30的一个或多个压缩机级排出后的压缩空气。压缩机***10还可包括控制器110，其可操作以用于控制原动力源以及在压缩机30和中间冷却器100之间的各种阀和流体控制机构(未图示)。
现在参考图2，每个中间冷却器100可包括空气入口200和空气出口210，以传输相对热的空气进入中间冷却器以及传输相对较冷的空气离开中间冷却器100。中间冷却器100还可包括冷却流体入口220和冷却流体出口230，以传输诸如水或类似物的冷却介质进入和离开中间冷却器100。一个或多个独立支承架250可连接到中间冷却器100，使得在安装、附接或以其它方式组装中间冷却器100与压缩机***10时，中间冷却器100可放置于支承面上。应该注意的是，在运转期间支承架250不接触支承基底12或支承面13。
一个或多个附接安装件或悬挂支架300可以附接到中间冷却器100的外壳102。悬挂支架300可以由任何所需方式附接到外壳102，然而，在说明性实施例中，悬挂支架可焊接到外壳102。其它附接方式可包括螺纹紧固件和/或诸如楔形接头的锁定连接、压配构型以及如本领域技术人员所知的其它机械紧固方式的使用。每个悬挂支架300可包括可与外壳102的表面的一部分一致的附接部分302。在说明性实施例中，外壳102基本上是圆形的并且形成圆柱形状，其中附接部分302形成有与外壳102的表面互补的表面。应该理解为，说明性形状只不过是一个示例，并且在此可设想其它形式和形状。每个悬挂支架300可包括过渡到挂钩部分306中的基本平坦的竖直面304，该挂钩部分306具有从竖直面304延伸到前凸缘310的顶部分308。前凸缘310以基本上平行于平坦竖直面304的取向向下延伸。应该理解为，术语“竖直”和“平行”不必为精确的，并且各种不同的角度和弯曲部分可在某些实施例中采用。如下将详细地描述，空间或槽312形成于前凸缘310和竖直面304之间，以便提供用于将中间冷却器100悬挂于压缩机***10的基底12的一部分上的方式。
现在参考图3，一对中间冷却热交换器100图示为联接至来自基底12的延伸件。压缩机***10的一部分可安装在与诸如平台或地面的支承面相接合的基底12上。基底12可包括悬臂部分，例如图1中可部分观察但在图3中更清楚可见的臂。悬臂14可包括在一对中间冷却器100之间延伸的横跨部件400。横跨部件400可包括一个或多个孔眼410，该孔眼配置成允许附接机构如吊线、链、绳、缆或其它提升构件(未示出)来附接至其，或者提升和帮助定位整个压缩机***10。悬臂14可包括基本相互平行且定位在基本竖直方向上的第一、第二壁450、460。如上所解释，术语“平行”和“竖直”不意味着严格地定义，并且可设想根据文中原理可组装和运转的***的范围变化。壁450、460以悬臂方式在基底12下的支承面13上方远离基底12延伸。顶壁470可在第一壁450和第二壁460之间延伸以限定悬臂14的宽度。第一壁450和第二壁460两者可包括顶部分452、462，以分别使悬挂支架300在其顶部上方滑动地接合。悬挂支架300允许每个中间冷却器100由悬臂14支承在支承面13上方，并且还允许中间冷却器300组件响应于力(例如多种构件的热膨胀)沿着悬臂14的顶部分452、462滑动，和/或适当地定位中间冷却器100以与压缩机***10组装。在一种形式中，一个或多个悬挂支架300能在安置后通过螺纹紧固件301或类似物而可释放地锁定至悬臂。当一个或多个支架螺栓连接或当所有支架都不机械紧固时，悬挂支架300允许中间冷却器在可变的热负荷下膨胀和收缩。连接到侧壁450和460的向前壁480提供结构稳定性和邻接部分472，以防止悬挂支架300不慎地滑动经过悬臂14的向前边缘。
现在参考图4，图示出中间冷却器组件的一部分的放大透视图以提供悬挂支架300的附接部分的近视图。悬挂支架300的挂钩部分306可悬挂在第一壁450的顶部分452以及第二壁460的顶部分462的顶部边缘上方。每个悬挂支架300的挂钩部分306都可以沿着由双箭头线500所示的方向来回滑动，以便在压缩机***10的运转期间限制热膨胀引起的结合、以及简化组装程序和提高结构完整性。应该理解为，尽管悬臂14示出为具有附接到任一侧的中间冷却器100，但在备选实施例中，仅仅一个中间冷却器100可附接到悬臂14。
在运转中，压缩机***配置成以所需温度和压力提供压缩空气到外部***。压缩机***可以用于任何工业应用中，该工业应用包括但不限于自动机器、纺织机器、加工工业、精炼、电厂、矿业、材料处理等。控制器允许使用者输入来限定参数，例如压力、温度和质量流速。控制器将传送命令信号到电机，使得电机在所需运转速度下旋转，以便驱动一个或多个压缩机并且控制不同阀以控制空气流速和冷却剂流速。在说明性实施例中，压缩机***包括三级离心压缩机***，然而，***可以其它形式的压缩机和/或以更多或更少的压缩机级运转。一个或多个中间冷却器可流体地连接到每个压缩机级，使得在空气穿过第一级被压缩后，该空气可被传输穿过第一中间冷却器并且可通过热传输机构(如管式热交换器中的传导和对流)而被冷却到所需温度。压缩空气可随后传输进入第二级压缩机，在此空气被进一步压缩并且必要时通过热动力过程加热到更高温度。第二级压缩空气可随后传送通过第二中间冷却器以冷却空气到所需温度，同时维持处于或接近第二级压缩机的压缩机出口压力。从第二中间冷却器排出的冷却压缩空气可随后被传输到第三级压缩机，在此空气将被压缩到最终所需压力并且随后传送到第三级中间冷却器，以将最终排出空气压力的温度带到用于传送到最终子***的所需温度。在一种形式中压缩机可为离心压缩机，然而在本公开的教导下，可使用其它压缩形式，可包括轴流压缩机、活塞压缩机或其它容积式压缩机。中间冷却器以如下方式设计和组装，以便允许相对于包括基底支承件和从基底支承件延伸的悬臂部分的压缩机***的其它构件的热膨胀。在此方式下，中间冷却器可保持结构地声音并且最小化诸如由负载产生的裂纹的潜在机械故障，该裂纹由在横跨***的高温度梯度条件期间限制材料膨胀的机械约束引起。中间冷却器、基底支承结构和其它构件的材料选择可按需要包括多种形式的金属、复合材料或合金。金属可包括但不限于铝、钢、铁和/或超合金。金属材料可进一步通过铸造件、锻造件或板构型来形成。
尽管已经在附图和前述说明中详细地说明和描述了本发明，但是其本质上被考虑为说明性而非限制性的，应该理解为，仅仅是优选的实施例已被示出和描述，而包含在本发明的精神内的所有变形和修订都期望被保护。应该理解为，尽管在以上描述中利用的单词(如优选的、优选地、优选或更优选)的使用表明如此描述的该特征可能更加合乎需要，但是这可能不是必要的，并且缺乏此的实施例可设想为在本发明的范围内，该范围由随后的权利要求限定。在阅读权利要求时，意图是，当使用单词如“一”、“一个”、“至少一个”或“至少一部分”时，不打算将权利要求限制为仅仅一项，除非权利要求中特别地相反声明。当使用语言“至少一部分”和/或“一部分”时，该项可包括一部分和/或整个项，除非特别地相反声明。
除非特别或另外地限制，术语“安装”、“连接”、“支承”和“联接”及其变形被宽泛地使用，并且包括直接或间接的安装、连接、支承和联接。进一步，“连接”和“联接”不限于物理或机械的连接或联接。

Claims (21)

1.一种压缩机***，包括：
基底结构，其具有可与支承面接合的第一部分和从所述第一部分悬伸的第二部分；
压缩机，其定位于所述基底结构的所述第一部分上；
中间冷却器，其与所述压缩机流体连通；
至少一个附接安装件，其带有连接到所述中间冷却器的挂钩部件；
其中，所述挂钩部件与所述基底结构的所述第二部分可滑动地接合。
2.根据权利要求1所述的压缩机***，其特征在于，所述至少一个附接安装件将所述中间冷却器支承于所述支承面上方。
3.根据权利要求1所述的压缩机***，其特征在于，所述至少一个安装件允许所述中间冷却器沿着所述基底结构的所述第二部分的滑动移动。
4.根据权利要求1所述的压缩机***，其特征在于，所述至少一个附接安装件通过焊接、机械紧固件和机械干涉接头中的至少一种而连接到所述中间冷却器。
5.根据权利要求1所述的压缩机***，其特征在于，所述至少一个附接安装件和所述中间冷却器的外壳由金属材料形成。
6.根据权利要求5所述的压缩机***，其特征在于，所述金属材料能够选自钢、铝、铁、超合金及其混合物中的一个或多个。
7.根据权利要求1所述的压缩机***，其特征在于，所述中间冷却器是空气到空气和空气到液体热交换器中的一种。
8.根据权利要求7所述的压缩机***，其特征在于，所述液体包括水、乙二醇和/或丙二醇。
9.根据权利要求1所述的压缩机***，其特征在于，进一步包括用以操作所述压缩机的动力源。
10.根据权利要求9所述的压缩机***，其特征在于，所述动力源包括电动机、内燃机和流体驱动涡轮中的一种或多种。
11.一种装置，包括：
支承基底，其支承压缩机***的部分；
至少一个悬臂，其从所述基底延伸；
至少一个中间冷却器，其具有悬挂支架，该悬挂支架配置为与所述至少一个悬臂的一部分滑动地接合并由此支承所述至少一个中间冷却器；以及
其中，所述至少一个中间冷却器流体地连接至所述压缩机***，并且在安置构型中相对于所述至少一个悬臂可滑动地移动。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述压缩机***包括由动力源驱动的多级离心压缩机。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述至少一个中间冷却器包括流体地连接到所述多级压缩机中的每一个的出口的中间冷却器。
14.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述至少一个悬臂在其相对侧上包括第一和第二支承壁以滑动地支承一对中间冷却器。
15.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，每个中间冷却器包括附接到其的至少一个支架；并且其中所述支架包括可与所述悬臂接合的挂钩部分，以将所述中间冷却器悬挂在支承面上方的悬挂位置中。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述至少一个支架焊接到所述中间冷却器的外表面。
17.一种方法，包括：
在由支承面支承的基底上定位压缩机***；
在从所述基底延伸的悬臂上悬挂至少一个中间冷却器；其中所述悬挂包括支架的挂钩部分与所述悬臂的一部分的接合；
流体地连接至少一个中间冷却器到所述压缩机***；
允许所述支架响应于作用在所述至少一个中间冷却器上的移动力而沿着所述悬臂的滑动移动。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述移动力包括由所述至少一个中间冷却器和/或所述压缩机***的其它部分的热膨胀引起的移动。
19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述压缩机***包括离心压缩机、原动力源以及将所述至少一个中间冷却器与所述压缩机***的一部分相连接的流体导管。
20.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，进一步包括：
利用所述中间冷却器冷却由所述压缩机***压缩的所述空气的至少一部分。
21.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，进一步包括：
将所述压缩机***和所述至少一个中间冷却器从一个位置移动到不同位置，而不从所述压缩机***断开所述至少一个中间冷却器。
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