RU170792U1

RU170792U1 - GAS COMPRESSOR INSTALLATION

Info

Publication number: RU170792U1
Application number: RU2016131123U
Authority: RU
Inventors: Борис Андреевич Шахов
Original assignee: Борис Андреевич Шахов
Priority date: 2016-07-27
Filing date: 2016-07-27
Publication date: 2017-05-11

Abstract

Полезная модель относится к газокомпрессорному оборудованию и может быть использована для компрессии газовой среды, а также при производстве кислорода, азота.Эффективность работы компрессора обусловлена изменением камеры сжатия в широких пределах за счет установки поршней попарно и оппозитно в каждом цилиндре, что позволяет увеличить объем и степень сжатия сжимаемой газовой среды за единицу времени, давление и производительность в камере сжатия, не увеличивая при этом диаметр поршня, цилиндра и плечо коленчатого вала, действием кинетической энергии вращающихся деталей блок компрессоров, а также расположением электродвигателя от центра вращения (рычаг усилия) относительно противодействующей силы, возникающей при сжатии газовой среды.В результате встречного вращения двух и более блок цилиндров исчезает проблема кориолисова ускорения, связанная с поворотом оси вращения в перпендикулярном направлении (гироскопический эффект), наличие электромагнитных подушек, размещение соосных валов на пустотелой оси снижает осевые нагрузки на подшипники, ограничивает воздействие центробежных сил при вращении компрессорных блоков, способствуя таким образом плавному ходу вращения компрессорных блоков, снижается так же дисбаланс, вызванный работой поршневой группы.The utility model relates to gas compressor equipment and can be used for compression of a gas medium, as well as in the production of oxygen, nitrogen. The efficiency of the compressor is due to a wide variation of the compression chamber due to the installation of pistons in pairs and opposite in each cylinder, which allows to increase the volume and degree compressing the compressible gas medium per unit time, pressure and productivity in the compression chamber, without increasing the diameter of the piston, cylinder and crankshaft arm, energy of rotating parts of the compressor unit, as well as the location of the electric motor from the center of rotation (force lever) relative to the opposing force arising from the compression of the gas medium. As a result of the counter rotation of two or more cylinder blocks, the problem of Coriolis acceleration associated with rotation of the axis of rotation in the perpendicular direction disappears (gyroscopic effect), the presence of electromagnetic pillows, the placement of coaxial shafts on the hollow axis reduces axial loads on the bearings, limits the impact e centrifugal forces during rotation of compressor units, thereby facilitating a smooth move of rotation of compressor units is reduced as imbalance caused by the work piston.

Description

Полезная модель относится к газокомпрессорному оборудованию с приводом от электродвигателя и может быть использована для компрессии газовой среды, а также при производстве кислорода, азота.The utility model relates to gas compressor equipment driven by an electric motor and can be used to compress a gas medium, as well as in the production of oxygen, nitrogen.

Известна двигатель-генераторная установка, содержащая двигатель внутреннего сгорания, имеющая блок цилиндров с размещенными в них поршнями, связанными кривошипно-шатунными механизмами с коленчатыми валами, кинематически связанными с генератором электрического тока, имеющего статор и ротор, установленные соосно с возможностью вращения ротора, электромагниты, токосъемное кольцо, поршни, установленные попарно и оппозитно в каждом цилиндре, последние расположены в двух параллельных плоскостях, образуя собой стороны квадратов, причем кривошипно-шатунные механизмы соседних цилиндров попарно соединены с дополнительно введенными коленчатыми валами, а статор и ротор установлены на двух соосных валах, выполнены в виде тонкостенных пустотелых взаимно сопрягающихся цилиндров с одной стороны перекрытых основаниями, причем цилиндр статора расположен в цилиндре ротора, концентрически и эквидистантно последнему, при этом статор установлен также с возможностью вращения в направлении, противоположном направлению вращения ротора, ось валов совпадает с центрами квадратов, а генератор расположен между квадратами (см. RU 104641U1 , МПК F03B 13/00, опубликовано: 20.05.2010).Known engine-generator set containing an internal combustion engine having a cylinder block with pistons placed in them, connected by crank mechanisms with crankshafts kinematically connected to an electric current generator having a stator and rotor mounted coaxially with rotor rotation, electromagnets, slip ring, pistons installed in pairs and opposite in each cylinder, the latter are located in two parallel planes, forming the sides of the squares, and the crank gears of adjacent cylinders are paired with additionally inserted crankshafts, and the stator and rotor are mounted on two coaxial shafts, made in the form of thin-walled hollow mutually mating cylinders on one side covered by bases, and the stator cylinder is located in the rotor cylinder, concentrically and equidistant to the last while the stator is also mounted rotatably in a direction opposite to the direction of rotation of the rotor, the axis of the shafts coincides with the centers of the squares, and the gene Therator is located between the squares (see RU 104641U1, IPC F03B 13/00, published: 05/20/2010).

Если использовать известную двигатель-генераторную установку как поршневую компрессорную установку, в которой газ сжимается оппозитно установленными поршнями с приводом от электродвигателя, то появляются определенные преимущества, связанные с увеличением объемов сжимаемого газа за единицу времени, а значит и ростом производительности и давления в цикле, не увеличивая при этом диаметр цилиндра, поршня, а также плечо коленчатого вала.If you use the well-known engine-generator set as a reciprocating compressor unit, in which gas is compressed by opposed mounted pistons driven by an electric motor, there are certain advantages associated with an increase in the volume of compressible gas per unit time, which means an increase in productivity and pressure in the cycle, while increasing the diameter of the cylinder, piston, as well as the crankshaft shoulder.

Недостатком такого технического решения является расположение действующей силы (электродвигателя) концентрически ближе к центру вращения относительно противодействующей силы (камера сжатия), не эффективное решение проблемы осевых нагрузок вызванная центробежными силами вращающихся двигателей на подшипниках.The disadvantage of this technical solution is the location of the acting force (electric motor) concentrically closer to the center of rotation relative to the opposing force (compression chamber), not an effective solution to the problem of axial loads caused by centrifugal forces of rotating motors on bearings.

Задачей, решаемой полезной моделью, является расположение действующей силы (электродвигателя) концентрически дальше от центра вращения относительно противодействующей силы (камера сжатия), эффективное решение, снижающее действие осевых нагрузок, вызванных центробежными силами вращающихся деталей двигателя на подшипники.The problem solved by the utility model is the location of the acting force (electric motor) concentrically farther from the center of rotation relative to the opposing force (compression chamber), an effective solution that reduces the effect of axial loads caused by centrifugal forces of the rotating engine parts on the bearings.

Поставленная задача достигается тем, что газокомпрессорная установка (ГКУ), содержащая блок цилиндров с размещенными в них поршнями, связанными кривошипно-шатунными механизмами с коленчатым валом, статор, ротор, установленные соосно электромагниты, поршни установлены попарно и оппозитно в каждом цилиндре, последние расположены в двух параллельных плоскостях, образуя собой стороны квадратов, кривошипно-шатунные механизмы цилиндров попарно соединены с дополнительно введенными коленчатыми валами, а статор и ротор выполнены в виде тонкостенных пустотелых взаимно сопрягающихся цилиндров, с одной стороны перекрытых основаниями, цилиндр статора расположен в цилиндре ротора концентрически, блок цилиндры образуют стороны квадратов, установлены на соосных валах и электромагнитных подушках, кривошипно-шатунные механизмы противоположных блок цилиндров попарно соединены кинематически через шкивы, закрепленные на коленчатых валах, и неподвижные шкивы размещены на раме (ГКУ), цилиндры электромагнитных подушек выполнены в виде тонкостенных пустотелых цилиндров, с одной стороны перекрытых основаниями, цилиндры роторов расположены в цилиндрах электромагнитных подушек концентрически, причем цилиндры электромагнитных подушек и статоров установлены основаниями на раме (ГКУ), а роторы установлены на двух блоках цилиндров, образующих стороны квадратов, соосные валы, установленные на подшипниках, закреплены на пустотелой оси, размещенной на раме (ГКУ).The task is achieved in that the gas compressor installation (GKU), containing a cylinder block with pistons placed in them, connected by crank mechanisms with a crankshaft, a stator, a rotor, coaxially mounted electromagnets, pistons are installed in pairs and opposite in each cylinder, the latter are located in two parallel planes, forming the sides of the squares, the crank mechanisms of the cylinders are paired with additional crankshafts introduced, and the stator and rotor are made in the form of thin of hollow mutually mating cylinders, on one side overlapped by bases, the stator cylinder is concentrically located in the rotor cylinder, the cylinder block forms the sides of the squares, is mounted on coaxial shafts and electromagnetic pillows, the crank mechanisms of the opposite cylinder blocks are kinematically coupled kinematically through the pulleys mounted on the cranked shafts, and fixed pulleys are placed on the frame (GKU), the cylinders of electromagnetic pillows are made in the form of thin-walled hollow cylinders, on one side overlapped by the bases, the rotor cylinders are located concentrically in the cylinders of the electromagnetic pillows, and the cylinders of the electromagnetic pillows and stators are mounted on the frame (GCU), and the rotors are mounted on two cylinder blocks forming the sides of the squares, the coaxial shafts mounted on the bearings are mounted on the hollow axis placed on the frame (GKU).

Полезная модель поясняется чертежами: на фиг. 1 показана схема ГКУ, продольный разрез; на фиг. 2 - поперечный разрез.The utility model is illustrated by drawings: in FIG. 1 shows a GKU diagram, a longitudinal section; in FIG. 2 is a transverse section.

Газокомпрессорная установка (ГКУ) содержит блок цилиндров 1 с размещенными в них поршнями 2, связанными кривошипно-шатунными механизмами 3 с коленчатым валом 4, статор 5, ротор 6 установлены соосно, электромагниты 7, поршни 2 установлены попарно и оппозитно в каждом цилиндре 8, последние расположены в двух параллельных плоскостях, образуя собой стороны квадратов 9, кривошипно-шатунные механизмы 3 соседних цилиндров 8 попарно соединены с дополнительно введенными коленчатыми валами 4, а статор 5 и ротор 6 выполнены в виде тонкостенных пустотелых взаимно сопрягающихся цилиндров, с одной стороны перекрытых основаниями, цилиндр статора 5 распложен в цилиндре ротора 6 концентрически. Блок цилиндров 1 образует собой стороны квадратов 9, установлены на соосных валах 10 и электромагнитных подушках 11, кривошипно-шатунные механизмы 3 противоположных блок цилиндров 1 попарно соединены кинематически через шкивы 12, закрепленные на коленчатых валах 4. Неподвижные шкивы 13 размещены на раме 14 (ГКУ), цилиндры электромагнитных подушек 11 выполнены в виде тонкостенных пустотелых цилиндров, с одной стороны перекрытых основаниями, цилиндры роторов 6 расположены в цилиндрах электромагнитных подушек 11 концентрически, причем цилиндры электромагнитных подушек 11 и статоров 5 установлены основаниями на раме 14 (ГКУ), а роторы 6 установлены на двух блоках цилиндров 1 образующих стороны квадратов 9, соосные валы 10, установленные на подшипниках 15 закреплены на пустотелой оси 16, размещенной на раме 14 (ГКУ).The gas compressor installation (GKU) contains a cylinder block 1 with pistons 2 located in them, connected by a crank mechanism 3 with a crankshaft 4, a stator 5, a rotor 6 mounted coaxially, electromagnets 7, pistons 2 mounted in pairs and opposite in each cylinder 8, the last are located in two parallel planes, forming the sides of the squares 9, the crank mechanisms 3 of the adjacent cylinders 8 are paired with additionally inserted crankshafts 4, and the stator 5 and rotor 6 are made in the form of thin-walled hollow aimno mating cylinders on one side overlapped bases stator cylinder 5 is bred in the rotor cylinder 6 concentrically. The cylinder block 1 forms the sides of the squares 9, mounted on the coaxial shafts 10 and the electromagnetic pads 11, the crank mechanisms 3 of the opposite cylinder blocks 1 are kinematically coupled kinematically through the pulleys 12 mounted on the crankshafts 4. The fixed pulleys 13 are placed on the frame 14 (GKU ), the cylinders of the electromagnetic cushions 11 are made in the form of thin-walled hollow cylinders, on one side covered by bases, the cylinders of the rotors 6 are located concentrically in the cylinders of the electromagnetic cushions 11, and the cylinders are ele magnetic cushions 11 and stators 5 are mounted with bases on the frame 14 (GCU), and the rotors 6 are mounted on two cylinder blocks 1 forming the sides of the squares 9, the coaxial shafts 10 mounted on the bearings 15 are mounted on the hollow axis 16 located on the frame 14 (GCU) .

Запуск производится следующим образом. Электричество подается на электродвигатели, состоящие из роторов 6 и статоров 5, и на электромагнитные подушки 5. В электродвигателях срабатывает взаимно притягивающая сила электромагнитов роторов 6 и статоров 5. В электромагнитах электромагнитных подушек 11 и электромагнитов роторов 6 взаимно отталкивающая сила создает противоположное вращение блока цилиндров 1 кинематически связанных с неподвижными шкивами 13 через шкивы 12, установленных на коленчатых валах 4, а те, в свою очередь, с кривошипно-шатунными механизмами 3 и поршнями 2. Создается обратно поступательное движение поршневой группы, движение поршней 2 одновременно навстречу друг другу (цикл сжатия газовой среды) или одновременно в разные стороны (цикл наполнения газовой среды в камере сжатия блок цилиндров 1, достигнув определенных оборотов противоположного вращения декомпрессоры (не показано) в камере создаваемого давления отключаются и создается давление за счет встречного движения поршней 2, используя в качестве действующей силы не только электродвигатель, но и кинетическую энергию массы вращающихся блок цилиндров 1.The launch is as follows. Electricity is supplied to electric motors, consisting of rotors 6 and stators 5, and to electromagnetic pillows 5. In the electric motors, the mutually attractive force of the electromagnets of the rotors 6 and stators 5 is triggered. In the electromagnets of the electromagnetic pillows 11 and the electromagnets of the rotors 6, the mutually repulsive force creates the opposite rotation of the cylinder block 1 kinematically connected with the stationary pulleys 13 through the pulleys 12 mounted on the crankshafts 4, and those, in turn, with crank mechanisms 3 and pistons 2. Creates I reverse the translational movement of the piston group, the movement of the pistons 2 simultaneously towards each other (gas compression cycle) or simultaneously in different directions (gas medium filling cycle in the compression chamber of cylinder block 1, reaching a certain speed of the opposite rotation of the decompressors (not shown) in the chamber created pressures are turned off and pressure is created due to the oncoming movement of the pistons 2, using not only an electric motor as the acting force, but also the kinetic energy of the mass of the rotating cylinder block Ndrov 1.

Эффективность работы компрессора обусловлена изменением камеры сжатия в широких пределах, за счет установки поршней попарно и оппозитно в каждом цилиндре, что позволяет увеличить объем и степень сжатия сжимаемой газовой среды за единицу времени, давление и производительность в камере сжатия, не увеличивая при этом диаметр поршня, цилиндра и плечо коленчатого вала, действием кинетической энергии вращающихся блок компрессоров, а так же расположением электродвигателя от центра вращения (рычаг усилия) относительно противодействующей силы, возникающей при сжатии газовой среды.The efficiency of the compressor is due to a wide change in the compression chamber, due to the installation of pistons in pairs and opposite in each cylinder, which allows to increase the volume and compression ratio of the compressible gas medium per unit time, pressure and productivity in the compression chamber, without increasing the diameter of the piston, the cylinder and the crankshaft shoulder, the action of the kinetic energy of the rotating compressor unit, as well as the location of the electric motor from the center of rotation (force lever) relative to the opposing forces Arising during compression of the gaseous medium.

В результате встречного вращения двух и более компрессорных блоков исчезает проблема кориолисова ускорения, связанная с поворотом оси вращения в перпендикулярном направлении (гироскопический эффект), наличие электромагнитных подушек и расположение соосных валов на пустотелой оси снижает осевые нагрузки на подшипники, ограничивается воздействие центробежных сил при вращении компрессорных блоков на соосные валы, размещенные на пустотелой оси, способствуя, таким образом, плавному ходу вращения компрессорных блоков, снижается так же дисбаланс, вызванный работой поршневой группы.As a result of the oncoming rotation of two or more compressor blocks, the Coriolis acceleration problem associated with rotation of the axis of rotation in the perpendicular direction (gyroscopic effect) disappears, the presence of electromagnetic cushions and the location of the coaxial shafts on the hollow axis reduce axial loads on the bearings, the effect of centrifugal forces during compressor rotation is limited blocks on coaxial shafts placed on the hollow axis, thus contributing to the smooth rotation of the compressor blocks, the same balance caused by the operation of the piston group.

Промышленная применимость обеспечивается современными технологиями производства.Industrial applicability is provided by modern production technologies.

Claims

Газокомпрессорная установка (ГКУ), содержащая блок цилиндров с размещенными в них поршнями, связанными кривошипно-шатунными механизмами с коленчатым валом, статор, ротор, установленные соосно электромагниты, поршни установлены попарно и оппозитно в каждом цилиндре, последние расположены в двух параллельных плоскостях, образуя между собой стороны квадратов, кривошипно-шатунные механизмы соседних цилиндров попарно соединены с дополнительно введенными коленчатыми валами, а статор и ротор выполнены в виде тонкостенных пустотелых взаимно сопрягающихся цилиндров, с одной стороны перекрытых основаниями, цилиндр статора расположен в цилиндре ротора концентрически, отличающаяся тем, что блок цилиндры, образующие стороны квадратов, установлены на соосных валах и магнитных подушках, кривошипно-шатунные механизмы противоположных блок цилиндров попарно соединены кинематически через шкивы, закрепленные на коленчатых валах, неподвижные шкивы размещены на раме (ГКУ), цилиндры электромагнитных подушек выполнены в виде тонкостенных пустотелых цилиндров, с одной стороны перекрытых основаниями, цилиндры роторов расположены в цилиндрах электромагнитных подушек концентрически, причем цилиндры электромагнитных подушек и статоров установлены основаниями на раме (ГКУ), а роторы установлены на двух блоках цилиндров, образующих стороны квадратов, соосные валы установлены на подшипниках и закреплены на пустотелой оси, размещенной на раме (ГКУ).Gas compressor unit (GKU), containing a cylinder block with pistons placed in them, connected by crank mechanisms with a crankshaft, a stator, a rotor, coaxially mounted electromagnets, pistons installed in pairs and opposite in each cylinder, the latter are located in two parallel planes, forming between the sides of the squares, the crank mechanisms of the adjacent cylinders are paired with additionally introduced crankshafts, and the stator and rotor are made in the form of thin-walled hollow mutually of mating cylinders, on one side covered by bases, the stator cylinder is concentrically located in the rotor cylinder, characterized in that the cylinder block forming the sides of the squares are mounted on coaxial shafts and magnetic pillows, the crank mechanisms of the opposite cylinder blocks are kinematically coupled kinematically through pulleys fixed on crankshafts, fixed pulleys are placed on the frame (GKU), the cylinders of electromagnetic pillows are made in the form of thin-walled hollow cylinders, on one side they overlap found on the bases, the rotor cylinders are arranged concentrically in the cylinders of the electromagnetic pillows, and the cylinders of the electromagnetic pillows and stators are mounted on the frame (GCU), and the rotors are mounted on two cylinder blocks forming the sides of the squares, the coaxial shafts are mounted on bearings and mounted on the hollow axis, placed on the frame (GKU).