RU2631471C2 - Rotary valve for piston compressors and method related thereto - Google Patents

Rotary valve for piston compressors and method related thereto Download PDF

Info

Publication number
RU2631471C2
RU2631471C2 RU2014141997A RU2014141997A RU2631471C2 RU 2631471 C2 RU2631471 C2 RU 2631471C2 RU 2014141997 A RU2014141997 A RU 2014141997A RU 2014141997 A RU2014141997 A RU 2014141997A RU 2631471 C2 RU2631471 C2 RU 2631471C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
actuator
compression chamber
rotary
valve
rotary disk
Prior art date
Application number
RU2014141997A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014141997A (en
Inventor
Риккардо БАГАЛЬИ
Леонардо ТОНЬЯРЕЛЛИ
Original Assignee
Нуово Пиньоне СРЛ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Нуово Пиньоне СРЛ filed Critical Нуово Пиньоне СРЛ
Publication of RU2014141997A publication Critical patent/RU2014141997A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2631471C2 publication Critical patent/RU2631471C2/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/10—Adaptations or arrangements of distribution members
    • F04B39/102—Adaptations or arrangements of distribution members the members being disc valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B7/00—Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving
    • F04B7/0019—Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving a common distribution member forming a single discharge distributor for a plurality of pumping chambers
    • F04B7/0023—Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving a common distribution member forming a single discharge distributor for a plurality of pumping chambers and having a rotating movement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/10—Adaptations or arrangements of distribution members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/10—Adaptations or arrangements of distribution members
    • F04B39/102—Adaptations or arrangements of distribution members the members being disc valves
    • F04B39/1033—Adaptations or arrangements of distribution members the members being disc valves annular disc valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/10—Adaptations or arrangements of distribution members
    • F04B39/1066—Valve plates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B7/00—Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving
    • F04B7/0057—Mechanical driving means therefor, e.g. cams
    • F04B7/0061—Mechanical driving means therefor, e.g. cams for a rotating member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
    • F16K11/02—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
    • F16K11/06—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements
    • F16K11/072—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with pivoted closure members
    • F16K11/074—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with pivoted closure members with flat sealing faces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/44—Mechanical actuating means
    • F16K31/53—Mechanical actuating means with toothed gearing
    • F16K31/535—Mechanical actuating means with toothed gearing for rotating valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/44—Mechanical actuating means
    • F16K31/53—Mechanical actuating means with toothed gearing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Compressor (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

Abstract

FIELD: machine engineering.
SUBSTANCE: piston compressor 300 includes a compression chamber 310 for compressing fluid introduced through a suction opening into the compression chamber and discharged from said chamber after compression through a discharge opening. The actuator 350 is configured to generate angular movement. The rotary valve 340 is adapted to receive said angular movement and regulate opening and closing of the suction and discharge openings depending on the angular movement. The rotary valve 340 comprises a rotary disc made rotatable due to angular movement. There is a first opening providing input of the input fluid flow into a compression chamber when the first opening is aligned with the suction opening and a second opening providing outlet of the outlet fluid flow from the compression chamber when the second opening is aligned with the outlet opening. It is possible to adjust both the suction and discharge flow channels with a single actuator.
EFFECT: improvement of the rotary valve.
13 cl, 7 dwg

Description

Варианты выполнения изобретения, рассмотренные в данном документе, в целом относятся к устройствам и способам для использования одного исполнительного механизма для регулирования как впуска, так и выпуска текучей среды в камере сжатия поршневого компрессора, и, более конкретно, для приведения в действие поворотного клапана, выполненного с возможностью закрытия или открытия впускного проточного канала в камеру сжатия и выпускного проточного канала из камеры сжатия.Embodiments of the invention discussed herein generally relate to devices and methods for using a single actuator to control both the inlet and outlet of a fluid in a compression chamber of a reciprocating compressor, and more specifically, to actuate a rotary valve made with the possibility of closing or opening the inlet flow channel into the compression chamber and the exhaust flow channel from the compression chamber.

Компрессоры могут подразделяться на объемные (например, винтовые или лопастные компрессоры) или динамические компрессоры (например, центробежные или осевые компрессоры). В объемных компрессорах сжатие достигается путем захвата газа и затем уменьшения его объема. В динамических компрессорах сжатие газа получают путем передачи кинетической энергии, как правило, от вращающегося элемента, такого как лопаточное рабочее колесо, к газу, сжимаемому компрессором.Compressors can be divided into volumetric (for example, screw or vane compressors) or dynamic compressors (for example, centrifugal or axial compressors). In volume compressors, compression is achieved by trapping gas and then decreasing its volume. In dynamic compressors, gas compression is obtained by transferring kinetic energy, usually from a rotating element, such as a blade impeller, to gas compressed by the compressor.

Фиг. 1 иллюстрирует обычный поршневой компрессор 10 со сдвоенной камерой. Сжатие текучей среды происходит внутри корпуса 20, имеющего, обычно, цилиндрическую форму. Текучую среду, которая должна быть сжата (например, природный газ), вводят в корпус 20 через впускное отверстие 30 и всасывающие клапаны 32 и 34, а затем после сжатия текучую среду выпускают через выпускные клапаны 42 и 44 и выпускное отверстие 40. Такое сжатие является циклическим процессом, при котором сжатие текучей среды происходит за счет перемещения поршня 50 внутри корпуса 20 между торцом 26 со стороны головки поршня и торцом 28 со стороны кривошипа. Поршень 50 делит корпус 20 на две камеры 22 и 24 сжатия, работающие в разных фазах цикла сжатия, так что при минимальном значении величины объема камеры 22 величина объема камеры 24 имеет максимальное значение и наоборот.FIG. 1 illustrates a conventional reciprocating reciprocating compressor 10 with a dual chamber. The compression of the fluid occurs inside the housing 20, which is usually cylindrical in shape. The fluid to be compressed (eg, natural gas) is introduced into the housing 20 through the inlet 30 and the suction valves 32 and 34, and then, after compression, the fluid is discharged through the exhaust valves 42 and 44 and the outlet 40. This compression is a cyclic process in which the compression of the fluid occurs due to the movement of the piston 50 inside the housing 20 between the end face 26 from the side of the piston head and the end face 28 from the side of the crank. The piston 50 divides the housing 20 into two compression chambers 22 and 24, operating in different phases of the compression cycle, so that with a minimum value of the volume of the chamber 22, the volume of the chamber 24 has a maximum value and vice versa.

Всасывающие клапаны 32 и 34 выполнены с возможностью открытия с обеспечением вхождения поступающей текучей среды (имеющей первое давление P1), соответственно, в камеры 22 и 24 сжатия. Выпускные клапаны 42 и 44 выполнены с возможностью открытия с обеспечением выпуска выходящей сжатой текучей среды (имеющей второе давление Р2>P1), соответственно, из камер 22 и 24 сжатия. Поршень 50 совершает перемещение за счет энергии, передаваемой ему кривошипом 60 через ползун 70 и шток 80 поршня. Клапаны 32, 34, 42 и 44 показаны расположенными на боковых стенках корпуса 20, однако, они также могут быть расположены на торцах 26 и 28 корпуса 20.The suction valves 32 and 34 are configured to open to allow incoming fluid (having a first pressure P 1 ) to enter the compression chambers 22 and 24, respectively. The exhaust valves 42 and 44 are configured to open to allow the release of the outgoing compressed fluid (having a second pressure P 2 > P 1 ), respectively, from the compression chambers 22 and 24. The piston 50 moves due to the energy transmitted to it by the crank 60 through the slider 70 and the piston rod 80. Valves 32, 34, 42 and 44 are shown located on the side walls of the housing 20, however, they can also be located at the ends 26 and 28 of the housing 20.

Как правило, всасывающие и выпускные клапаны, используемые в поршневом компрессоре, являются автоматическими клапанами, переключаемыми между закрытым состоянием и открытым состоянием благодаря перепаду давления на клапане (т.е. между давлением на одной стороне подвижной части клапана и давлением на другой ее стороне). Недостаток автоматических клапанов заключается в том, что они существенно увеличивают свободный неиспользуемый объем камеры сжатия, так как такой объем (например, обозначенный ссылочной позицией 25) является объемом, который не может эффективно использоваться в цикле сжатия. Чем больше свободный неиспользуемый объем, тем меньше эффективность сжатия.Typically, the suction and exhaust valves used in a reciprocating compressor are automatic valves that switch between a closed state and an open state due to the pressure difference across the valve (i.e., between the pressure on one side of the moving part of the valve and the pressure on its other side). The disadvantage of automatic valves is that they significantly increase the free unused volume of the compression chamber, since such a volume (for example, indicated by 25) is a volume that cannot be effectively used in the compression cycle. The greater the free unused volume, the lower the compression efficiency.

Приводные поворотные клапана сводят к минимуму часть свободного неиспользуемого объема камеры сжатия, занимаемого клапанами, и увеличивают поперечное сечение потока. Фиг. 2А и 2B иллюстрируют обычный поворотный клапан 200, который может быть установлен с возможностью открытия и закрытия протока между впускным отверстием 30 и камерой 22 сжатия. Клапан 200 может быть рассмотрен для использования вместо любого из клапанов 32, 34, 42 и 44. Клапан 200 имеет седло (или статор) 210 и поворотную часть 220. Седло 210 и поворотная часть 220 представляют собой коаксиальные диски с отверстиями, занимающими сектор одного и того же размера вокруг стержня 230. Поворотная часть 220 может поворачиваться вокруг стержня 230 из первого положения (фиг. 2А), в котором ее отверстие 222 совмещено с отверстием 212 седла, во второе положение (фиг. 2B), в котором отверстие 222 и отверстие 212 (показано пунктирной линией) занимают разные сектора. Когда поворотная часть 220 расположена в первом положении, то клапан 200 находится в открытом состоянии, обеспечивая возможность для прохождения текучей среды через клапан. Когда часть 220 расположена во втором положении, то клапан 200 находится в закрытом состоянии, препятствуя тем самым прохождению текучей среды через клапан.Actuated rotary valves minimize a portion of the unused volume of the compression chamber occupied by the valves and increase the flow cross section. FIG. 2A and 2B illustrate a conventional rotary valve 200 that can be installed to open and close a duct between inlet 30 and compression chamber 22. The valve 200 may be considered to be used in place of any of the valves 32, 34, 42 and 44. The valve 200 has a seat (or stator) 210 and a rotary part 220. The saddle 210 and the rotary part 220 are coaxial disks with holes occupying a sector of one and the same size around the rod 230. The pivot portion 220 can rotate around the rod 230 from a first position (FIG. 2A), in which its hole 222 is aligned with the hole 212 of the saddle, in a second position (FIG. 2B), in which the hole 222 and the hole 212 (shown by the dashed line) occupy different with the ector. When the rotary part 220 is located in the first position, the valve 200 is in the open state, allowing fluid to pass through the valve. When the portion 220 is located in the second position, the valve 200 is in the closed state, thereby preventing the passage of fluid through the valve.

Применение поворотных клапанов в компрессорах, применяемых в нефтегазовой промышленности, является затруднительным, если вообще выполнимым. Компрессоры, применяемые в нефтегазовой промышленности, должны удовлетворять особым требованиям этой отрасли, которые учитывают, например, тот факт, что сжатая текучая среда часто является коррозионной и воспламеняемой. Американский институт нефтяной промышленности (API) - организация, устанавливающая официальный промышленный стандарт для оборудования, используемого в нефтегазовой промышленности, выпустил документ API618, перечисляющий ряд минимальных требований для поршневых компрессоров.The use of rotary valves in compressors used in the oil and gas industry is difficult, if not impossible. Compressors used in the oil and gas industry must meet the specific requirements of this industry, which take into account, for example, the fact that compressed fluid is often corrosive and flammable. The American Petroleum Institute (API), an organization setting an official industry standard for equipment used in the oil and gas industry, has released API618, listing a number of minimum requirements for reciprocating compressors.

С учетом того обстоятельства, что время приведения в действие клапанов, используемых в нефтегазовой промышленности, обычно составляет около 5 мс, то для приведения в действие поворотных клапанов для таких компрессоров потребуются крупногабаритные (что касается имеющегося пространства) исполнительные механизмы. Вследствие возможной опасности возникновения взрыва электрические исполнительные механизмы для клапанов (обеспечивающие требуемое время приведения в действие) предпочтительно размещают так, что они не находятся в контакте с воспламеняемым газом, при этом движение, сообщаемое этими исполнительными механизмами, механически передается к подвижной части клапана, находящейся в контакте с текучей средой. Пространство, необходимое для размещения исполнительного механизма и средства для передачи перемещения, задаваемого исполнительным механизмом, к подвижной части клапана, не всегда может иметься. Кроме того, торец поршневого компрессора со сдвоенной камерой, расположенный со стороны кривошипа, обычно имеет меньше свободного места, чем его торец со стороны головки поршня.Given the fact that the actuation time of valves used in the oil and gas industry is usually about 5 ms, actuators will require large-sized (as regards the available space) actuators for actuating rotary valves. Due to the possible danger of an explosion, the electric actuators for the valves (providing the required actuation time) are preferably arranged so that they are not in contact with the flammable gas, while the movement imparted by these actuators is mechanically transmitted to the movable part of the valve located in fluid contact. The space necessary to accommodate the actuator and means for transmitting the movement specified by the actuator to the movable part of the valve may not always be available. In addition, the end face of a reciprocating compressor with a dual chamber located on the side of the crank usually has less free space than its end on the side of the piston head.

Соответственно, имеется потребность в техническом решении, альтернативном автоматизированным клапанам для поршневых компрессоров, применяемых в нефтегазовой промышленности, удовлетворяющем указанным требованиям и учитывающем ограниченное пространство.Accordingly, there is a need for a technical solution alternative to automated valves for reciprocating compressors used in the oil and gas industry, satisfying these requirements and taking into account limited space.

Использование поворотных клапанов в поршневых компрессорах имеет преимущество, заключающееся в регулировании как всасывающего, так и выпускного проточных каналов с помощью одного исполнительного механизма. Поворотные клапаны могут быть установлены на торце поршневого компрессора со сдвоенной камерой, расположенном со стороны головки поршня, и на его торце со стороны кривошипа. В поршневом компрессоре со сдвоенной камерой два поворотных клапана могут приводиться в действие с использованием одного и того же исполнительного механизма.The use of rotary valves in reciprocating compressors has the advantage of controlling both the suction and exhaust flow channels using a single actuator. Rotary valves can be installed on the end face of a reciprocating compressor with a dual chamber located on the side of the piston head and on its end on the side of the crank. In a twin-chamber reciprocating compressor, two rotary valves can be actuated using the same actuator.

В соответствии с иллюстративным вариантом выполнения поршневой компрессор содержит (1) камеру сжатия, выполненную с возможностью сжатия текучей среды, поступившей в камеру сжатия через впускное отверстие и выпускаемой из камеры сжатия после процесса сжатия через выпускное отверстие, (2) исполнительный механизм, выполненный с возможностью создания углового перемещения, и (3) поворотный клапан, выполненный с возможностью восприятия углового перемещения и регулирования открытия или закрытия всасывающего отверстия или выпускного отверстия в зависимости от углового перемещения. Поворотный клапан содержит поворотный диск, выполненный с возможностью поворота, обусловленного указанным угловым перемещением, и имеющий первое отверстие, обеспечивающее возможность поступления потока всасываемой текучей среды в камеру сжатия, когда первое отверстие совмещается с всасывающим отверстием, и второе отверстие, обеспечивающее возможность выхода выпускного потока текучей среды из камеры сжатия, когда второе отверстие совмещается с выпускным отверстием.In accordance with an illustrative embodiment, the reciprocating compressor comprises (1) a compression chamber configured to compress a fluid entering the compression chamber through the inlet and discharged from the compression chamber after the compression process through the outlet, (2) an actuator configured to creating an angular displacement, and (3) a rotary valve configured to sense angular displacement and regulate the opening or closing of the suction port or outlet depending on the angular displacement. The rotary valve comprises a rotary disk configured to rotate due to the indicated angular displacement and having a first opening allowing the flow of suction fluid to enter the compression chamber when the first opening is aligned with the suction opening and a second opening allowing the outlet of the fluid media from the compression chamber when the second hole is aligned with the outlet.

В соответствии с другим иллюстративным вариантом выполнения поршневой компрессор со сдвоенной камерой имеет (1) корпус, разделенный на две камеры сжатия, каждая из которых выполнена с возможностью сжатия текучей среды, поступившей в нее через всасывающее отверстие и выпускаемой из камеры сжатия через выпускное отверстие, (2) поршень, выполненный с возможностью перемещения вдоль корпуса с обеспечением изменения объема двух камер сжатия, (3) исполнительный механизм, выполненный с возможностью создания углового перемещения, и (4) два поворотных клапана, расположенных на противоположных торцах корпуса и выполненных с возможностью восприятия указанного углового перемещения и регулирования открытия или закрытия всасывающего отверстия или выпускного отверстия соответствующей камеры в зависимости от углового перемещения. Каждый поворотный клапан содержит поворотный диск, выполненный с возможностью поворота, обусловленного указанным угловым перемещением, и имеющий (А) первое отверстие, обеспечивающее возможность поступления потока всасываемой текучей среды в соответствующую камеру сжатия, когда оно совмещается с всасывающим отверстием, и (В) второе отверстие, обеспечивающее возможность выхода выпускного потока текучей среды из соответствующей камеры сжатия, когда оно совмещается с выпускным отверстием. Указанное угловое перемещение вызывает поворот по меньшей мере одного из двух поворотных клапанов.In accordance with another illustrative embodiment, the reciprocating compressor with a dual chamber has (1) a housing divided into two compression chambers, each of which is configured to compress the fluid entering it through the suction port and discharged from the compression chamber through the outlet port, ( 2) a piston made with the possibility of movement along the housing with the provision of changing the volume of two compression chambers, (3) an actuator configured to create angular movement, and (4) two rotary th valve located on opposite ends of the housing and made with the possibility of perception of the specified angular displacement and regulation of the opening or closing of the suction port or outlet of the corresponding chamber depending on the angular displacement. Each rotary valve comprises a rotary disk configured to rotate due to the indicated angular movement, and having (A) a first hole allowing the flow of suction fluid to flow into the corresponding compression chamber when it is aligned with the suction hole, and (B) a second hole allowing the fluid outlet to exit the corresponding compression chamber when it is aligned with the outlet. The specified angular movement causes the rotation of at least one of the two rotary valves.

В соответствии с еще одним иллюстративным вариантом выполнения поворотный клапан, который может применяться на одном торце камеры сжатия, содержит торцевую пластину с всасывающим отверстием, выполненным с обеспечением возможности поступления потока всасываемой текучей среды в камеру сжатия, и выпускное отверстие, выполненное с обеспечением возможности выхода выпускного потока текучей среды из камеры сжатия. Поворотный клапан содержит поворотный диск, имеющий первое отверстие и второе отверстие, расположенные в различных угловых положениях, так что когда первое отверстие совмещается с всасывающим отверстием, через них проходит поток всасываемой текучей среды, а когда второе отверстие совмещается с выпускным отверстием, через них проходит выпускной поток текучей среды.According to another illustrative embodiment, a rotary valve, which can be used at one end of the compression chamber, comprises an end plate with a suction port configured to allow the flow of suction fluid to enter the compression chamber, and an outlet configured to allow outlet fluid flow from the compression chamber. The rotary valve comprises a rotary disk having a first hole and a second hole located in different angular positions, so that when the first hole is aligned with the suction hole, a stream of suction fluid passes through them, and when the second hole is aligned with the outlet, the outlet passes through them fluid flow.

В соответствии с еще одним иллюстративным вариантом выполнения предложен способ модернизации поршневого компрессора, изначально содержащего два автоматизированных клапана, расположенных на торцевой пластине камеры сжатия поршневого компрессора. Указанный способ включает (1) удаление подвижных частей клапанов с сохранением при этом седел указанных клапанов на своем месте, причем каждое седло имеет отверстие, выходящее во внутреннюю часть камеры сжатия, (2) обеспечение исполнительного механизма, выполненного с возможностью создания углового перемещения, (3) монтаж снаружи указанного торца камеры сжатия поворотного диска, имеющего два отверстия, расположенных в различных угловых положениях, так что одно из отверстий поворотного диска совмещается с отверстием одного из седел в первом угловом положении, а второе из отверстий поворотного диска совмещается с отверстием другого из седел во втором угловом положении, отличающемся от первого углового положения. Указанный способ дополнительно включает (4) присоединение поворотного диска к исполнительному механизму для обеспечения возможности поворота указанного диска, обусловленного указанным угловым перемещением, в положения, в которых одно из отверстий поворотного диска совмещается с соответствующим отверстием одного из седел с обеспечением возможности прохождения через них потока текучей среды в направлении камеры сжатия или из нее.In accordance with another illustrative embodiment, a method for upgrading a reciprocating compressor, initially comprising two automated valves located on the end plate of the compression chamber of the reciprocating compressor, is proposed. The specified method includes (1) removing the movable parts of the valves while maintaining the seats of these valves in place, each seat having an opening extending into the inside of the compression chamber, (2) providing an actuator configured to create an angular movement, (3 ) mounting on the outside of the specified end of the compression chamber of the rotary disk having two holes located in different angular positions, so that one of the holes of the rotary disk is combined with the hole of one of the seats in the first m angular position, and the second openings of the rotary disc is aligned with a hole of the other of the seats in the second angular position different from the first angular position. The specified method further includes (4) attaching the rotary disk to the actuator to enable said disk to be rotated due to the indicated angular movement to positions in which one of the holes of the rotary disk is aligned with the corresponding hole of one of the saddles so that a fluid flow can pass through them media in or out of the compression chamber.

Сопроводительные чертежи, которые включены в данное описание и составляют его часть, иллюстрируют один или более вариантов выполнения и вместе с описанием объясняют эти варианты выполнения. На чертежахThe accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of this specification, illustrate one or more embodiments and, together with the description, explain these embodiments. In the drawings

фиг. 1 изображает схематический вид обычного поршневого компрессора со сдвоенной камерой;FIG. 1 is a schematic view of a conventional twin chamber reciprocating compressor;

фиг. 2А и 2B изображают обычный приводной поворотный клапан, соответственно, в открытом и в закрытом состояниях;FIG. 2A and 2B depict a conventional rotary actuator valve, respectively, in open and closed states;

фиг. 3 схематически изображает поршневой компрессор с одной камерой в соответствии с иллюстративным вариантом выполнения;FIG. 3 schematically depicts a piston compressor with a single chamber in accordance with an illustrative embodiment;

фиг. 4 изображает поворотный диск поворотного клапана в соответствии с иллюстративным вариантом выполнения;FIG. 4 shows a rotary disk of a rotary valve in accordance with an illustrative embodiment;

фиг. 5 изображает схематически поршневой компрессор со сдвоенной камерой в соответствии с иллюстративным вариантом выполнения;FIG. 5 depicts schematically a twin-chamber reciprocating compressor in accordance with an illustrative embodiment;

фиг. 6 изображает схематически поршневой компрессор со сдвоенной камерой в соответствии с иллюстративным вариантом выполнения; иFIG. 6 is a schematic illustration of a dual chamber reciprocating compressor in accordance with an illustrative embodiment; and

фиг. 7 изображает блок-схему способа модернизации поршневого компрессора в соответствии с иллюстративным вариантом выполнения.FIG. 7 depicts a flow chart of a piston compressor retrofit method in accordance with an illustrative embodiment.

Нижеследующее описание иллюстративных вариантов выполнения приведено со ссылкой на сопроводительные чертежи. Одинаковыми номерами позиции на различных чертежах обозначены одинаковые или подобные элементы. Нижеследующее подробное описание не ограничивает изобретение. Объем правовой охраны изобретения определен в прилагаемой формуле изобретения. Обсуждение следующих вариантов выполнения для упрощения выполнено с использованием терминологии и конструкции, относящихся к поршневым компрессорам, применяемым в нефтегазовой промышленности. Однако рассматриваемые ниже варианты выполнения не ограничиваются этими компрессорами, так как они могут быть применены в других установках, требующих обеспечения силового воздействия, при низкой стоимости и меньшей занимаемой площади.The following description of illustrative embodiments is given with reference to the accompanying drawings. The same reference numbers in different drawings denote the same or similar elements. The following detailed description does not limit the invention. The scope of legal protection of the invention is defined in the attached claims. A discussion of the following embodiments for simplicity is made using terminology and design related to reciprocating compressors used in the oil and gas industry. However, the embodiments discussed below are not limited to these compressors, as they can be used in other installations that require power, at a low cost and less footprint.

Ссылка в данном описании на «один вариант выполнения» или «вариант выполнения» означает, что конкретный признак, конструкция или характеристика, описанные в отношении одного варианта выполнения, включен(а) по меньшей мере в один вариант выполнения изобретения. Таким образом, появление формулировок «в одном варианте выполнения» или «в варианте выполнения» в различных местах описания не обязательно относится к одному и тому же варианту выполнения. Кроме того, конкретные признаки, конструкции или характеристики могут быть объединены любым подходящим способом в одном или более вариантах выполнения.The reference in this description to “one embodiment” or “embodiment” means that a particular feature, structure or characteristic described in relation to one embodiment is included (a) in at least one embodiment of the invention. Thus, the appearance of the wording “in one embodiment” or “in an embodiment” at various places in the description does not necessarily refer to the same embodiment. In addition, specific features, structures, or characteristics may be combined in any suitable manner in one or more embodiments.

Как было изложено в отношении предшествующего уровня техники, одной технической проблемой, относящейся к применению приводных клапанов в поршневых компрессорах, является то, что исполнительный механизм, способный обеспечивать угловое перемещение за очень короткое время (приблизительно 5 мс), является сравнительно громоздким и относится к электрооборудованию. Вследствие воспламеняемости текучей среды в нефтегазовой промышленности исполнительный механизм не должен находиться в контакте с этой средой, а приводное движение должно передаваться к подвижной части клапана, находящейся в контакте с текучей средой. Пространство, необходимое для установки исполнительного механизма и передаточного средства для каждого клапана, может быть недоступным в значительной близости от клапанов поршневого компрессора. Некоторые из рассмотренных ниже вариантов выполнения используют один исполнительный механизм для регулирования (т.е. открытия и закрытия) двух каналов для прохождения потока к камере сжатия и из нее. Помимо этого, в некоторых вариантах выполнения один и тот же исполнительный механизм обеспечивает регулирование все четырех проточных каналов к камерам сжатия и из них в поршневом компрессоре со сдвоенной камерой.As described in relation to the prior art, one technical problem related to the use of actuating valves in reciprocating compressors is that an actuator capable of providing angular movement in a very short time (approximately 5 ms) is relatively cumbersome and relates to electrical equipment . Due to the flammability of the fluid in the oil and gas industry, the actuator must not be in contact with this fluid, and the drive movement must be transmitted to the movable part of the valve in contact with the fluid. The space required to install the actuator and gear for each valve may not be available in close proximity to the valves of the reciprocating compressor. Some of the embodiments described below use one actuator to control (i.e., open and close) two channels for flow to and from the compression chamber. In addition, in some embodiments, the same actuator provides control of all four flow channels to and from the compression chambers in a reciprocating compressor with a dual chamber.

В соответствии с иллюстративным вариантом, показанным на фиг. 3, поршневой компрессор 300 с одной камерой содержит камеру 310 сжатия, предназначенную для приема текучей среды через всасывающее отверстие 320, сжатия текучей среды и затем ее выпуска из камеры 310 через выпускное отверстие 330. Какой из двух каналов для прохождения текучей среды открыт - в камеру 310 из отверстия 320 или из камеры 310 в отверстие 330, зависит от расположения отверстий поворотного диска 340, совершающего поворот, обусловленный угловым перемещением, создаваемым исполнительным механизмом 350. Диск 340 является переключающим (подвижным) элементом поворотного клапана, регулирующим, куда проходит текучая среда - в камеру 310 или из нее. Отверстия диска 340 выполнены так, что они совмещаются с всасывающим отверстием 320 и выпускным отверстием 330 в определенных угловых положениях. Всасывающее отверстие 320 и выпускное отверстие 330 выполнены в торце 360 камеры 310 со стороны головки поршня. Объем, в котором расположен диск 340, от окружающей среды отделяет крышка 365.In accordance with the illustrative embodiment shown in FIG. 3, a single-chamber reciprocating compressor 300 includes a compression chamber 310 for receiving fluid through a suction port 320, compressing a fluid, and then discharging it from a chamber 310 through an outlet 330. Which of the two fluid channels is open to the chamber 310 from the hole 320 or from the chamber 310 to the hole 330, depends on the location of the holes of the rotary disk 340, making a rotation due to the angular movement created by the actuator 350. The disk 340 is a switching (movable) element ntom rotary valve regulating where fluid extends - in the chamber 310 or out of it. The holes of the disk 340 are made so that they are aligned with the suction port 320 and the outlet port 330 in certain angular positions. A suction port 320 and an exhaust port 330 are formed at the end face 360 of the chamber 310 from the side of the piston head. The volume in which the disk 340 is located is separated from the environment by a cover 365.

Вследствие возвратно-поступательного движения поршня 370 вдоль оси 375 сжатие текучей среды происходит циклически с соотнесением по времени с открытием или закрытием отверстий 320 и 330 посредством диска 340.Due to the reciprocating movement of the piston 370 along the axis 375, the compression of the fluid occurs cyclically with time correlation with the opening or closing of the holes 320 and 330 by means of a disk 340.

На фиг. 4 показан вид спереди поворотного диска 340, имеющего первое отверстие 342, через которое поток текучей среды поступает в камеру 310 сжатия, когда первое отверстие 342 совмещается с всасывающим отверстием 320. Диск 340 также имеет второе отверстие 344, через которое поток текучей среды выходит из камеры 310, когда второе отверстие 344 совмещается с отверстием 330.In FIG. 4 is a front view of a rotary disk 340 having a first hole 342 through which a fluid stream enters the compression chamber 310 when the first hole 342 is aligned with a suction hole 320. The disk 340 also has a second hole 344 through which a fluid stream exits the chamber 310 when the second hole 344 is aligned with the hole 330.

Угловое перемещение диска 340 передается от исполнительного механизма 350 через зубчатую передачу. Угловое перемещение может быть непрерывным поворотом (в одном направлении), или поворотом с чередованием (по часовой стрелке и против часовой стрелки). Исполнительный механизм 350 предпочтительно размещен вне рабочей текучей среды, чтобы избежать опасности взрыва (при условии, что текучие среды, возможно, являются воспламеняемыми). Зубчатая передача содержит стержень 380 со стороны клапана, проходящий через крышку 365. Зубчатое колесо 382 прикреплено к концу стержня 380 и находится в зацеплении с диском 340 (т.е. зубья 382А зубчатого колеса 382 находятся в зацеплении с зубьями 340А диска 340) внутри объема, заполненного текучей средой между диском 340 и крышкой 365. Другое зубчатое колесо 384 прикреплено к другому концу стержня 380. Один конец стержня 390 со стороны исполнительного механизма прикреплен к исполнительному механизму 350, а другой конец прикреплен к зубчатому колесу 392, находящемуся в зацеплении с зубчатым колесом 384 (т.е. зубья 384А зубчатого колеса 384 находятся в зацеплении с зубьями 392А зубчатого колеса 392). Стержень 380 может иметь буртики 386 и втулки 388, расположенные с обеих сторон крышки 365, для улучшения стабильности в процессе работы.The angular movement of the disk 340 is transmitted from the actuator 350 through a gear transmission. Angular movement can be a continuous rotation (in one direction), or rotation with alternation (clockwise and counterclockwise). The actuator 350 is preferably located outside the working fluid to avoid the risk of explosion (provided that the fluids are possibly flammable). The gear train comprises a valve side shaft 380 extending through the cover 365. The gear 382 is attached to the end of the shaft 380 and is meshed with the disk 340 (i.e., the teeth 382A of the gear 382 are meshed with the teeth 340A of the disk 340) inside the volume filled with fluid between the disk 340 and the cover 365. The other gear 384 is attached to the other end of the shaft 380. One end of the shaft 390 from the side of the actuator is attached to the actuator 350, and the other end is attached to the gear 392 located bobbing in mesh with gear 384 (i.e., teeth 384A of gear 384 are engaged with teeth 392A of gear 392). The rod 380 may have collars 386 and bushings 388 located on both sides of the cover 365 to improve stability during operation.

На фиг. З показано, что исполнительный механизм 350 и зубчатая передача расположены ближе к всасывающему отверстию 320. Однако в других вариантах выполнения он может быть расположен ближе к выпускному отверстию 330, или в другом месте вокруг камеры 310 сжатия. Следует понимать, что между компонентами, показанными на фиг. 3, или в других иллюстративных вариантах выполнения, показанных на чертежах, относительная взаимосвязь размеров не выдержана.In FIG. It is shown in FIG. 3 that the actuator 350 and the gear train are located closer to the suction port 320. However, in other embodiments, it may be located closer to the outlet 330, or elsewhere around the compression chamber 310. It should be understood that between the components shown in FIG. 3, or in other illustrative embodiments shown in the drawings, the relative dimensional relationship is not maintained.

В нефтегазовой промышленности поршневой компрессор со сдвоенной камерой (или двустороннего действия) используют чаще, чем поршневой компрессор с одной камерой (или одностороннего действия). Фиг. 5 показывает поршневой компрессор 500 со сдвоенной камерой в соответствии с еще одним иллюстративным вариантом выполнения. Сжатие текучей среды происходит благодаря возвратно-поступательному перемещению поршня 510, расположенного внутри корпуса 520 между торцевой пластиной 530 со стороны головки поршня и торцевой пластиной 540 со стороны кривошипа. Поршень 510 делит корпус 520 на две камеры 522 и 524 сжатия, работающие в разных фазах, так что при минимальном значении величины объема камеры 522 величина объема камеры 524 имеет максимальное значение и наоборот. Поршень 510 перемещается назад и вперед за счет энергии, получаемой им, например от кривошипа через ползун (не показаны) и шток 512 поршня.In the oil and gas industry, a reciprocating compressor with a dual chamber (or double acting) is used more often than a reciprocating compressor with a single chamber (or single acting). FIG. 5 shows a reciprocating compressor 500 with a dual chamber in accordance with yet another illustrative embodiment. The compression of the fluid occurs due to the reciprocating movement of the piston 510 located inside the housing 520 between the end plate 530 from the side of the piston head and the end plate 540 from the side of the crank. The piston 510 divides the housing 520 into two compression chambers 522 and 524 operating in different phases, so that with a minimum value of the volume of the chamber 522, the volume of the chamber 524 has a maximum value and vice versa. The piston 510 moves back and forth due to the energy it receives, for example, from a crank through a slider (not shown) and piston rod 512.

Через торцевую пластину 530 со стороны головки поршня проходят всасывающее отверстие 532 и выпускное отверстие 534, сообщающиеся с камерой 522 сжатия. Подобным образом, через торцевую пластину 540 со стороны кривошипа проходят всасывающее отверстие 542 и выпускное отверстие 544, сообщающиеся с камерой 524 сжатия. Снаружи корпуса 520 расположены поворотные диски 550 и 560, соответственно, у торца со стороны головки и торца со стороны кривошипа. Диски 550 и 560 выполнены с возможностью поворота благодаря угловому перемещению, воспринимаемому, соответственно, от исполнительных механизмов 570 и 580. Каждый из дисков 550 и 560 имеет первое отверстие, создающее возможность для поступления потока текучей среды в соответствующую камеру 522 или 524 сжатия, когда первое отверстие совмещается, соответственно, с всасывающим отверстием 532 или 542. Кроме того, каждый из дисков 550 и 560 имеет второе отверстие, создающее возможность для выхода потока текучей среды из соответствующей камеры 522 или 524 сжатия, когда второе отверстие совмещается, соответственно, с выпускным отверстием 534 или 544. Конструкция дисков 550 и 560 может быть подобна конструкции диска 340, показанного на фиг. 4. Некоторые из деталей торцевой стороны, обращенной к кривошипу (т.е. вокруг диска 560), не показаны, чтобы не загораживать детали, имеющие отношение к данному вопросу.Through the end plate 530 from the side of the piston head pass a suction hole 532 and an outlet 534 communicating with the compression chamber 522. Similarly, through the end plate 540 from the crank side, a suction port 542 and an outlet 544 communicating with the compression chamber 524 pass. Outside the housing 520, rotary disks 550 and 560 are located, respectively, at the end on the side of the head and the end on the side of the crank. The disks 550 and 560 are rotatable due to angular displacement perceived from actuators 570 and 580, respectively. Each of the disks 550 and 560 has a first opening, which allows the flow of fluid into the corresponding compression chamber 522 or 524, when the first the hole is aligned, respectively, with the suction hole 532 or 542. In addition, each of the discs 550 and 560 has a second hole, making it possible for the fluid flow to exit from the corresponding compression chamber 522 or 524, when yes, the second hole is aligned, respectively, with the outlet 534 or 544. The design of the discs 550 and 560 may be similar to the design of the disc 340 shown in FIG. 4. Some of the details of the end face facing the crank (ie, around the disk 560) are not shown so as not to obscure the details related to this issue.

Зубчатые передачи 575 и 585 выполнены с возможностью передачи углового перемещения, соответственно, от исполнительных механизмов 570 и 580, соответственно, к дискам 550 и 560. Крышки 555 и 565 отделяют объем текучей среды от внешней среды. Подробное описание каждого из компонентов зубчатых передач не приведено, так как указанные передачи аналогичны передаче, описанной для компрессора 300 с одной камерой.Gears 575 and 585 are configured to transmit angular displacement, respectively, from actuators 570 and 580, respectively, to discs 550 and 560. Covers 555 and 565 separate the volume of fluid from the external environment. A detailed description of each of the components of the gears is not given, since these gears are similar to the gear described for the compressor 300 with a single chamber.

Несмотря на то что поршневой компрессор 500 со сдвоенной камерой показан на фиг. 5 с поворотными клапанами (образованными поворотными дисками) 550 и 560, расположенными на обоих торцах как со стороны головки поршня, так и со стороны кривошипа, тем не менее, другие варианты выполнения могут содержать поворотный клапан только на одном из этих торцов, а также клапаны другого типа, расположенные на другом конце камер сжатия.Although the reciprocating compressor 500 with a dual chamber is shown in FIG. 5 with rotary valves (formed by rotary disks) 550 and 560 located on both ends of the piston head and crank side, however, other embodiments may include a rotary valve on only one of these ends, as well as valves another type located at the other end of the compression chambers.

Фиг. 6 иллюстрирует поршневой компрессор 600 со сдвоенной камерой, содержащий поворотные клапаны, расположенные на торцах как со стороны головки поршня, так и со стороны кривошипа. Диски 550 и 560 компрессора 600 приводит в действие один и тот же исполнительный механизм 590 вместо двух исполнительных механизмов 570 и 580, показанных на фиг. 5. Поскольку компоненты компрессора 600 аналогичны компонентам компрессора 500, то их описание не приведено.FIG. 6 illustrates a reciprocating piston compressor 600 with a dual chamber, comprising rotary valves located at the ends of both the piston head side and the crank side. The disks 550 and 560 of the compressor 600 drive the same actuator 590 instead of the two actuators 570 and 580 shown in FIG. 5. Since the components of compressor 600 are similar to those of compressor 500, a description is not given.

Существующие в настоящее время поршневые компрессоры с автоматизированными клапанами могут быть модернизированы с использованием приводного поворотного клапана (клапанов). На фиг. 7 показана блок-схема способа 700 модернизации поршневого компрессора, изначально содержащего два автоматизированных клапана, расположенных на торцевой пластине камеры сжатия указанного компрессора. На этапе S710 способ 700 включает удаление подвижных частей автоматизированных клапанов, с сохранением при этом седел этих клапанов на своем месте, причем каждое седло имеет отверстие, проходящее во внутреннюю часть камеры сжатия. Седло всасывающего клапана может служить в качестве всасывающего отверстия, а седло выпускного клапана может служить в качестве выпускного отверстия.Existing piston compressors with automated valves can be upgraded using a rotary actuator (s). In FIG. 7 is a flowchart of a method 700 for upgrading a reciprocating compressor, initially comprising two automated valves located on the end plate of the compression chamber of said compressor. At step S710, method 700 includes removing the movable parts of the automated valves while keeping the seats of these valves in place, with each seat having an opening extending into the interior of the compression chamber. The suction valve seat can serve as a suction port, and the outlet valve seat can serve as an outlet.

Способ 700 на этапе S720 дополнительно включает обеспечение исполнительного механизма, выполненного и присоединенного с возможностью создания углового перемещения, а на этапе S730 - монтаж снаружи торца камеры сжатия поворотного диска, имеющего два отверстия в различных угловых положениях.The method 700 in step S720 further includes providing an actuator configured and connected to create angular movement, and in step S730, mounting an rotary disk having two holes in different angular positions from the outside of the compression chamber.

На этапе S740 способ 700 также включает присоединение поворотного диска к исполнительному механизму для обеспечения возможности поворота диска в результате углового перемещения в положения, в которых одно из отверстий диска совмещается, соответственно, с отверстием одного из седел, создавая возможность для прохождения через них потока текучей среды в направлении камеры сжатия или из нее.In step S740, method 700 also includes attaching a rotary disk to an actuator to enable rotation of the disk as a result of angular movement to positions in which one of the holes of the disk is aligned with the hole of one of the seats, making it possible for fluid to flow through them towards or out of the compression chamber.

Способ 700 может дополнительно включать монтаж зубчатой передачи для передачи углового перемещения от исполнительного механизма к поворотному диску. Зубчатая передача может быть выполнена так, что она проходит через крышку поршневого компрессора, отделяющую объем, заполненный текучей средой, от внешней среды, где расположен исполнительный механизм.Method 700 may further include mounting a gear train for transmitting angular displacement from an actuator to a rotary disk. The gear train can be made so that it passes through the piston compressor cover separating the volume filled with the fluid from the external environment where the actuator is located.

Если модернизируемый поршневой компрессор является поршневым компрессором, содержащим в корпусе две последовательные камеры сжатия и изначально содержащим два вторых автоматических клапана, расположенных на торце корпуса, противоположном торцу, на котором расположены два первых автоматических клапана, то способ 700 может дополнительно включать этапы: замены двух вторых автоматических клапанов на новый поворотный клапан. Таким образом, способ 700 может включать (1) удаление подвижных частей вторых двух клапанов с сохранением при этом седел этих клапанов на своем месте, причем каждое седло имеет отверстие, проходящее во внутреннюю часть второй камеры сжатия, (2) монтаж снаружи противоположного торца нового поворотного диска, имеющего два вторых отверстия в различных угловых положениях, и (3) присоединение второго поворотного диска к исполнительному механизму с возможностью поворота этого диска, обусловленного угловым перемещением, в положения, в которых одно из отверстий второго поворотного диска совмещается, соответственно, с одним из двух вторых отверстий, создавая возможность для прохождения через них потока текучей среды во вторую камеру сжатия или из нее.If the piston compressor to be upgraded is a piston compressor that contains two sequential compression chambers in the housing and initially contains two second automatic valves located at the end of the housing opposite the end on which the first two automatic valves are located, then the method 700 may further include the steps of: replacing two second automatic valves to the new rotary valve. Thus, the method 700 may include (1) removing the movable parts of the second two valves while keeping the seats of these valves in place, each seat having an opening extending into the inside of the second compression chamber, (2) mounting the opposite end of the new rotary a disk having two second holes in different angular positions, and (3) attaching a second rotary disk to the actuator with the possibility of rotation of this disk, due to angular movement, in positions in which one from the holes of the second rotary disk is combined, respectively, with one of the two second holes, making it possible for the fluid to flow through them to or from the second compression chamber.

Раскрытые иллюстративные варианты выполнения предлагают поршневые компрессоры по меньшей мере с одним поворотным клапаном и способ модернизации существующих в настоящее время поршневых компрессоров с размещением в них по меньшей мере одного поворотного клапана. Следует понимать, что это описание не предназначено для ограничения изобретения. Напротив, подразумевается, что иллюстративные варианты выполнения охватывают варианты, модификации и их эквиваленты, которые включены в сущность и объем правовой охраны данного изобретения, определенные в прилагаемой формуле изобретения. Кроме того, в подробном описании иллюстративных вариантов выполнения приведено описание многочисленных конкретных деталей, чтобы обеспечить всестороннее понимание заявленного изобретения. Однако специалисту следует понимать, что различные варианты выполнения могут быть реализованы на практике без использования подобных конкретных деталей.The disclosed illustrative embodiments offer reciprocating compressors with at least one rotary valve and a method of modernizing existing piston compressors with at least one rotary valve in them. It should be understood that this description is not intended to limit the invention. On the contrary, it is understood that exemplary embodiments encompass variants, modifications, and their equivalents that are included in the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. In addition, in the detailed description of illustrative embodiments, numerous specific details are set forth in order to provide a thorough understanding of the claimed invention. However, one of skill in the art should understand that various embodiments may be practiced without the use of such specific details.

Несмотря на то что признаки и элементы представленных иллюстративных вариантов выполнения описаны в конкретных сочетаниях, каждый признак или элемент может использоваться индивидуально без других признаков и элементов данных вариантов выполнения, или в различных сочетаниях с другими признаками и элементами, рассмотренными в данном документе, или без них.Although the features and elements of the illustrated illustrative embodiments are described in specific combinations, each feature or element may be used individually without other features and elements of these embodiments, or in various combinations with other features and elements discussed herein, or without them. .

В изложенном описании используются примеры изобретения, дающие возможность специалисту осуществить его на практике, включая выполнение и использование любых устройств или систем, а также выполнение любых относящихся к этому способов. Объем правовой охраны изобретения определен его формулой, при этом оно может включать другие примеры, которые встретятся специалистам. Подразумевается, что такие примеры подпадают под объем правовой охраны формулы изобретения.The above description uses examples of the invention, which enable a specialist to put it into practice, including the implementation and use of any devices or systems, as well as the implementation of any related methods. The scope of legal protection of an invention is determined by its formula, while it may include other examples that will be encountered by specialists. It is understood that such examples fall within the scope of legal protection of the claims.

Claims (34)

1. Поршневой компрессор, содержащий:1. A piston compressor comprising: камеру сжатия, имеющую объем, предназначенный для сжатия текучей среды, поступившей в камеру сжатия через всасывающее отверстие, при этом указанная среда выпускается из указанной камеры сжатия через выпускное отверстие после процесса сжатия;a compression chamber having a volume for compressing a fluid entering the compression chamber through the suction port, wherein said medium is discharged from said compression chamber through an outlet after the compression process; крышку компрессора;compressor cover; исполнительный механизм, выполненный с возможностью создания углового перемещения; иan actuator configured to create angular displacement; and поворотный клапан, выполненный с возможностью восприятия указанного углового перемещения с помощью стержня, расположенного со стороны клапана, причем стержень, расположенный со стороны клапана, выполнен с возможностью прохождения через крышку компрессора, и регулирования открытия и закрытия всасывающего отверстия и выпускного отверстия в зависимости от углового перемещения, при этом поворотный клапан содержит:a rotary valve configured to sense said angular movement with a rod located on the valve side, the valve located on the valve side being able to pass through the compressor cover and control opening and closing of the suction port and outlet depending on the angular displacement wherein the rotary valve contains: поворотный диск, выполненный с возможностью поворота, обусловленного угловым перемещением;a rotary disk, made with the possibility of rotation due to angular movement; первое отверстие, обеспечивающее возможность поступления потока всасываемой текучей среды в камеру сжатия, когда первое отверстие совмещается с всасывающим отверстием, иa first opening permitting the flow of suction fluid into the compression chamber when the first opening is aligned with the suction opening, and второе отверстие, обеспечивающее возможность выхода выпускного потока текучей среды из камеры сжатия, когда второе отверстие совмещается с выпускным отверстием,a second hole allowing fluid to escape from the compression chamber when the second hole is aligned with the outlet, при этом первый конец стержня, расположенного со стороны исполнительного механизма, прикреплен к исполнительному механизму, а второй конец стержня, расположенного со стороны исполнительного механизма, прикреплен к зубчатой передаче.wherein the first end of the rod located on the side of the actuator is attached to the actuator, and the second end of the rod located on the side of the actuator is attached to the gear. 2. Поршневой компрессор по п. 1, в котором зубчатая передача расположена вне камеры сжатия и выполнена с возможностью передачи углового перемещения от исполнительного механизма к поворотному диску поворотного клапана.2. The piston compressor according to claim 1, wherein the gear train is located outside the compression chamber and is configured to transmit angular displacement from the actuator to the rotary disk of the rotary valve. 3. Поршневой компрессор по п. 2, в котором зубчатая передача содержит:3. The piston compressor according to claim 2, wherein the gear train comprises: стержень, расположенный со стороны исполнительного механизма и присоединенный к исполнительному механизму, иa rod located on the side of the actuator and attached to the actuator, and по меньшей мере два зубчатых колеса, включающих первое зубчатое колесо, прикрепленное к указанному стержню, расположенному со стороны исполнительного механизма, с возможностью поворота вместе с ним, и второе зубчатое колесо, предназначенное для передачи углового перемещения поворотному диску поворотного клапана.at least two gears, including a first gear attached to the specified shaft located on the side of the actuator, with the possibility of rotation with it, and a second gear, designed to transmit angular movement to the rotary disk of the rotary valve. 4. Поршневой компрессор по п. 3, в котором зубчатая передача содержит второе зубчатое колесо на одном конце стержня, расположенного со стороны клапана, и4. The piston compressor according to claim 3, wherein the gear train comprises a second gear wheel at one end of a shaft located on the valve side, and третье зубчатое колесо, присоединенное к другому концу стержня, расположенного со стороны клапана, и находящееся в зацеплении с первым зубчатым колесом.a third gear attached to the other end of the shaft located on the valve side and meshed with the first gear. 5. Поршневой компрессор по п. 4, в котором5. The piston compressor according to claim 4, in which стержень, расположенный со стороны клапана, имеет первый буртик, расположенный между крышкой и вторым зубчатым колесом, и второй буртик, расположенный между крышкой и третьим зубчатым колесом, иthe shaft located on the valve side has a first shoulder located between the cap and the second gear, and a second shoulder located between the cap and the third gear, and зубчатая передача дополнительно содержит первую втулку, расположенную между первым буртиком и крышкой, и вторую втулку, расположенную между вторым буртиком и крышкой.the gear further comprises a first sleeve located between the first shoulder and the cover, and a second sleeve located between the second shoulder and the cover. 6. Поршневой компрессор по п. 1, который является поршневым компрессором, содержащим две камеры сжатия, при этом поворотный клапан расположен на его торце со стороны головки поршня или на торце со стороны кривошипа, а указанная камера сжатия является одной из указанных двух камер сжатия.6. The piston compressor according to claim 1, which is a reciprocating compressor containing two compression chambers, wherein the rotary valve is located at its end from the side of the piston head or at the end from the side of the crank, and said compression chamber is one of the two compression chambers. 7. Поршневой компрессор по п. 6, дополнительно содержащий:7. The piston compressor according to claim 6, further comprising: второй поворотный клапан, выполненный с возможностью регулирования открытия и закрытия всасывающего отверстия и выпускного отверстия второй из указанных двух камер сжатия в зависимости от приведения в угловое движение, переданное второму поворотному диску, выполненному с возможностью поворота, обусловленного приведением в угловое движение, и имеющий:a second rotary valve, configured to control the opening and closing of the suction port and the outlet of the second of the two compression chambers, depending on the angular movement transmitted to the second rotary disk configured to rotate due to the angular movement, and having: другое первое отверстие, обеспечивающее возможность поступления потока всасываемой текучей среды во вторую из двух камер сжатия, когда другое первое отверстие совмещается с всасывающим отверстием, иanother first hole, allowing the flow of the suction fluid into the second of the two compression chambers when the other first hole is combined with the suction hole, and другое второе отверстие, обеспечивающее возможность выхода выпускного потока текучей среды из второй из двух камер сжатия, когда другое второе отверстие совмещается с выпускным отверстием.another second orifice allowing fluid to escape from the second of the two compression chambers when the other second orifice is aligned with the outlet. 8. Поршневой компрессор по п. 7, содержащий:8. The piston compressor according to claim 7, comprising: по меньшей мере одну зубчатую передачу, выполненную с возможностью передачи углового перемещения от исполнительного механизма для приведения в угловое движение поворотного диска по меньшей мере одного из указанных двух поворотных клапанов.at least one gear transmission, configured to transmit angular displacement from the actuator to bring into rotation the rotary disk of at least one of these two rotary valves. 9. Поршневой компрессор по п. 1, в котором крышка отделяет внешнюю среду от объема, в котором расположен поворотный диск, при этом указанный объем расположен между крышкой и дном камеры сжатия.9. The reciprocating compressor according to claim 1, wherein the cover separates the external environment from the volume in which the rotary disk is located, wherein said volume is located between the cover and the bottom of the compression chamber. 10. Поршневой компрессор по п. 1, в котором стержень, расположенный со стороны клапана, соединяет исполнительный механизм с поворотным диском.10. The piston compressor according to claim 1, in which the rod located on the valve side connects the actuator with a rotary disk. 11. Способ модернизации поршневого компрессора, изначально содержащего два автоматизированных клапана, расположенных на торцевой пластине камеры сжатия поршневого компрессора, включающий:11. A method of upgrading a reciprocating compressor, initially containing two automated valves located on the end plate of the compression chamber of the reciprocating compressor, including: удаление подвижных частей клапанов с сохранением при этом седел указанных клапанов на своем месте, причем каждое седло имеет отверстие, проходящее во внутреннюю часть камеры сжатия,removal of the movable parts of the valves while maintaining the seats of these valves in place, with each seat having an opening extending into the interior of the compression chamber, обеспечение исполнительного механизма, выполненного с возможностью создания углового перемещения, при этом исполнительный механизм выполнен так, что он не находится в контакте с текучей средой, сжимаемой компрессором,providing an actuator configured to create angular movement, wherein the actuator is designed so that it is not in contact with a fluid compressed by the compressor, монтаж снаружи указанного торца камеры сжатия поворотного диска, имеющего два отверстия, расположенных в различных угловых положениях, так что одно отверстие поворотного диска совмещается с отверстием одного седла в первом угловом положении, а другое отверстие поворотного диска совмещается с отверстием другого седла во втором угловом положении, отличающемся от первого углового положения, иmounting outside the specified end of the compression chamber of the rotary disk having two holes located in different angular positions, so that one hole of the rotary disk is combined with the hole of one saddle in the first angular position, and the other hole of the rotary disk is combined with the hole of the other saddle in the second angular position, different from the first angular position, and присоединение поворотного диска к исполнительному механизму через крышку компрессора с обеспечением возможности поворота указанного диска, обусловленного угловым перемещением, при этом стержень, расположенный со стороны клапана, на одном своем конце соединен с поворотным диском, а на другом своем конце соединен с исполнительным механизмом.attaching the rotary disk to the actuator through the compressor cover, allowing rotation of the indicated disk due to angular movement, while the rod located on the valve side is connected at one end to the rotary disk and connected to the actuator at its other end. 12. Способ по п. 11, в котором крышка отделяет внешнюю среду от объема, в котором расположен поворотный диск.12. The method according to p. 11, in which the cover separates the external environment from the volume in which the rotary disk is located. 13. Способ по п. 11, в котором стержень, расположенный со стороны клапана, соединяет исполнительный механизм с поворотным диском.13. The method according to p. 11, in which a rod located on the side of the valve connects the actuator with a rotary disk.
RU2014141997A 2012-05-02 2013-05-02 Rotary valve for piston compressors and method related thereto RU2631471C2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT000022A ITCO20120022A1 (en) 2012-05-02 2012-05-02 ROTARY VALVES FOR ALTERNATIVE COMPRESSORS AND RELATED METHODS
ITCO2012A000022 2012-05-02
PCT/EP2013/059107 WO2013164385A1 (en) 2012-05-02 2013-05-02 Rotative valves for reciprocating compressors and related methods

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014141997A RU2014141997A (en) 2016-06-20
RU2631471C2 true RU2631471C2 (en) 2017-09-22

Family

ID=46466643

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014141997A RU2631471C2 (en) 2012-05-02 2013-05-02 Rotary valve for piston compressors and method related thereto

Country Status (11)

Country Link
US (1) US20150139837A1 (en)
EP (1) EP2844876A1 (en)
JP (1) JP6334513B2 (en)
KR (1) KR20150006451A (en)
CN (1) CN104395604B (en)
BR (1) BR112014026085A2 (en)
CA (1) CA2871326A1 (en)
IT (1) ITCO20120022A1 (en)
MX (1) MX369235B (en)
RU (1) RU2631471C2 (en)
WO (1) WO2013164385A1 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105233931B (en) * 2015-10-29 2017-12-01 苏州美生环保科技有限公司 A kind of discharge component on domestic biomass garbage disposer
CN105233964B (en) * 2015-10-29 2018-02-09 苏州美生环保科技有限公司 One kind discharge component
US11519267B2 (en) * 2017-07-10 2022-12-06 Burckhardt Compression Ag Method and device for expanding a gas with a reciprocating-piston machine
EP3636918B1 (en) * 2018-10-12 2021-05-19 Romaco S.r.l. Device and apparatus for dispensing metered quantities of a liquid material
IT201800009423A1 (en) * 2018-10-12 2020-04-12 Romaco Srl DEVICE AND EQUIPMENT FOR THE DISPENSING OF DOSED QUANTITIES OF A LIQUID MATERIAL

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1382336A (en) * 1919-10-25 1921-06-21 Hans C Behr Pump and similar apparatus
US1774662A (en) * 1928-04-12 1930-09-02 Arthur S Parks Vacuum pump
US2135247A (en) * 1936-05-26 1938-11-01 Westinghouse Air Brake Co Compressor valve control
JP2005214018A (en) * 2004-01-27 2005-08-11 Bay City Service Co Ltd Plunger type fluid suction/delivery pump

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB234204A (en) * 1924-03-03 1925-05-28 Samuel Henry Adams Improvements in air compressors
US1840870A (en) * 1926-03-27 1932-01-12 Automotive Engineering Corp Power transmission
US2288774A (en) * 1939-06-22 1942-07-07 William R Beckman Valve mechanism
US4418658A (en) * 1980-07-07 1983-12-06 Diross James Engine valve
JPS58220911A (en) * 1982-06-15 1983-12-22 Toyo Radiator Kk Internal-combustion engine
US4754949A (en) * 1987-09-08 1988-07-05 Rikuo Fukamachi Actuator for valve
JPH0224164U (en) * 1988-08-01 1990-02-16
US4901977A (en) * 1989-06-02 1990-02-20 Automatic Control Components, Inc. Gear drive for a disk
JPH0738827U (en) * 1993-12-15 1995-07-14 株式会社クボタ Orifice valve
US5558049A (en) * 1995-06-05 1996-09-24 Dubose; G. Douglas Variable orbital aperture valve system for fluid processing machines
JPH09184479A (en) * 1995-12-28 1997-07-15 Toyota Autom Loom Works Ltd Duplex head piston type compressor
US5988133A (en) * 1998-02-24 1999-11-23 Agapiades; Thomas Engine disc valve
CN101589227B (en) * 2007-01-25 2014-11-26 布拉德纳公司 Reinforced blade for wind turbine
CA2698229A1 (en) * 2007-09-07 2009-03-12 Renato Bastos Ribeiro Reciprocating piston cylinder head cover having an integrated fluid exchange rotary disc valve
KR100993774B1 (en) * 2008-10-09 2010-11-12 주식회사 두원전자 Displacement control valve of variable displacement compressor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1382336A (en) * 1919-10-25 1921-06-21 Hans C Behr Pump and similar apparatus
US1774662A (en) * 1928-04-12 1930-09-02 Arthur S Parks Vacuum pump
US2135247A (en) * 1936-05-26 1938-11-01 Westinghouse Air Brake Co Compressor valve control
JP2005214018A (en) * 2004-01-27 2005-08-11 Bay City Service Co Ltd Plunger type fluid suction/delivery pump

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
W O2009031125 A2, 12.03.2009. *

Also Published As

Publication number Publication date
MX369235B (en) 2019-11-01
ITCO20120022A1 (en) 2013-11-03
BR112014026085A2 (en) 2017-06-27
CN104395604B (en) 2017-11-17
CN104395604A (en) 2015-03-04
RU2014141997A (en) 2016-06-20
US20150139837A1 (en) 2015-05-21
CA2871326A1 (en) 2013-11-07
EP2844876A1 (en) 2015-03-11
WO2013164385A1 (en) 2013-11-07
JP6334513B2 (en) 2018-05-30
KR20150006451A (en) 2015-01-16
MX2014013261A (en) 2015-02-05
JP2015516042A (en) 2015-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2631471C2 (en) Rotary valve for piston compressors and method related thereto
EP2798221B1 (en) Translo-rotating actuated rotatory valves for reciprocating compressors and related methods
JP5637151B2 (en) Differential pressure valve and electric compressor provided with differential pressure valve
KR101757510B1 (en) Hollow body having an integrated oil separating device
EP2677118B1 (en) Automotive volumetric vacuum pump
CN101225820A (en) Variable capacity rotary compressor
JP6174248B2 (en) Brake device for elevator hoisting machine
CN105179218B (en) A kind of digital radial piston variable displacement pump
US8579614B2 (en) Scroll compressor with three discharge valves, and discharge pressure tap to back pressure chamber
EP2798212B1 (en) Rotary valves having sealing profiles between stator and rotor and related methods
RU2618363C2 (en) Device and method of valve actuation
EP3258113B1 (en) Screw compressor
WO2011048618A1 (en) Screw compressor with variable compression ratio
RU2635754C2 (en) Drive valve with forced transmission for piston compressor and method
JP2010133310A (en) Oil-sealed rotary vacuum pump
JP2013177868A (en) Screw compressor
WO2016147467A1 (en) Screw compressor
CN208735241U (en) Small aero lubricating oil pump and small aero with it
CN105849412A (en) Screw compressor
WO2021106061A1 (en) Screw compressor
EP3264432A1 (en) A spring operated actuator
KR20150132618A (en) Fluid circulating device
KR20120102192A (en) Electric power generating system using expansion of fluid

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200503