Гидродинамический компрессор

(51) 04 31/00 (2009.01) 04 27/00 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Решение задачи достигается в устройстве,отличающимся от прототипа тем, что содержит замкнутый контур из двух симметричных образных труб, которые имеют возможность занимать положение в горизонтальной плоскости,при этом в каждой из двух симметрично разделительных стенках между -образными трубами выполнены три взаимопараллельных канала,в двух из которых размещены подпружиненные штоковые золотники с кольцевыми проточками и с односторонними выбегами штоков в обе смежные полости, а третий сквозной канал свободно соединяет обе смежные полости и одновременно с поперечным каналом впуска объмного энергоносителя, связывающим последовательно золотниковые каналы и свободный канал по их середине и с поперечным золотниковым клапаном выпуска сжатого воздуха, при этом обе пары тангенциальных патрубков оборудованы герметичными поршнями, отделяющими жидкость от разделительных стенок. Использование изобретения позволит с высокой эффективностью обеспечивать технологические процессы, например процесс подземной угольной газификации или процессы переработки нефтяных амбаров, а также аварийных проливов нефти на рельефе местности при е трубопроводной транспортировке. При этом устройство работает без динамических перегрузок и занимает в пространстве наивыгоднейшее положение и габариты в т.ч. и на передвижных платформах без фундаментов.(72) Жубаниязов Берик Нугуметжанович Кунжарикова Клара Мырзахановна Гуменников Евгений Степанович(73) Дочернее Государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Институт горного дела им. Д.А. Кунаева Республиканского государственного предприятия Национальный центр по комплексной переработке минерального сырья Республики Казахстан(56) Предварительный патент РК 14216, кл. 04 31/00, 04 27/00, 2004(57) Изобретение относится к области компрессоростроения, в частности, к компрессорам,в которых сжатие выполняется жидкостью. Недостатками прототипа являются высокая динамическая неустойчивость системы из-за мощных попеременных ударов сжатия в обеих ветвях -образной трубы и связанные с этим массивность фундамента и малый прочностной ресурс устройства от высоких изгибающих нагрузок. Настоящим изобретением устраняются указанные недостатки с обеспечением мобильности устройства и малых объмных габаритов для транспортировки в рабочем положении. 22813 Изобретение относится к компрессоростроению,в частности, к компрессорам, в которых сжатие выполняет жидкость. Известен гидродинамический компрессор по предварительному патенту РК 14216 МКИ 7 04 27/00, 31/00, опубл. в бюлл.4 от 15.04.2004 г., по числу существенных признаков принятый за прототип, и содержащий корпус, выполненный совместно с тангенциальными патрубками в виде образной трубы, обе ветви которого заглушены концевыми головками и установлены вертикально вверх, а его нижняя коленная часть заполнена постоянным объмом жидкости с образованием в обеих тангенциальных ветвях обратимых полостей для разгона столба жидкости и сжатия воздуха, при этом обратимые полости соединены с атмосферой выхлопными патрубками,оборудованными обратными клапанами низкого давления, а в теле концевых головок смонтированы патрубки с клапанами высокого давления, связанные с пневморасходной сетью, а также оборудованы золотниковыми устройствами для порционного впуска объмного энергоносителя,которые выполнены с возможностью взаимодействия с жсткими тепловыми экранами в их крайне верхнем положении в полости сжатия,постоянно находящимися на верхних уровнях жидкости в обеих ветвях -образной трубы. Недостатками прототипа являются высокая динамическая неустойчивость корпусной системы из-за мощных попеременных ударов сжатия в противоположных ветвях -образной трубы и связанные с этим массивность фундамента и малый прочностной ресурс устройства от высоких изгибающих нагрузок. Задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков с обеспечением мобильности устройства и малых объмных габаритов, необходимых для транспортировки в рабочем положении и использовании на различных платформах. Решение задачи достигается в устройстве,отличающимся от прототипа тем, что содержит замкнутый контур из двух симметричных образных труб, которые могут занимать положение в горизонтальной плоскости, при этом в каждой из двух симметрично разделительных стенках между-образными трубами выполнены три взаимопараллельных канала, в двух из которых размещены подпружиненные штоковые золотники с кольцевыми проточками и с односторонними выбегами штоков в обе смежные полости, а третий сквозной канал свободно соединяет обе смежные полости и одновременно с поперечным каналом впуска объмного энергоносителя, связывающим последовательно золотниковые каналы и свободный канал по их середине и с поперечным золотниковым клапаном выпуска сжатого воздуха, при этом обе пары тангенциальных патрубков оборудованы герметичными поршнями, отделяющими жидкость от разделительных стенок. На приведнном чертеже показан вертикальный разрез устройства гидродинамического компрессора. Гидродинамический компрессор включает в себя пару соединнных концами ветвей -образных корпусных патрубков 1 с помощью пары разделительных стенок 2. Коленная часть симметричных патрубков заполнена жидкостью постоянного объма, которая отделена от разделительных стенок 2 двумя парами поршней 3,имеющих возможность возвратно-поступательному перемещению на тангенциальных участках 4 корпусных патрубков. Участки патрубков,примыкающих к разделительным стенкам 2, оснащены клапанными патрубками 5 с подпружиненными в сторону выхода в атмосферу клапанами 6, при этом клапан 6 открывает доступ атмосферному воздуху. Разделительные стенки 2 имеют три продольных сквозных канала. Два из них 7 и 8 снабжены подпружиненными штоковыми золотниками 9 с кольцевыми проточками 10. Третий сквозной канал 11 свободно соединяет обе смежные полости патрубков 4 с золотниковым устройством выпуска сжатого воздуха, которое включает в себя цилиндрический подпружиненный золотник 13 с кольцевой проточкой 14 и тарированную пружину 15. Золотник 13 имеет два рабочих положения. При остановленном устройстве смежный с пружиной 15 участок тела золотника 13 перекрывает герметично выхлопной воздухоотводный канал 16. Все три сквозные каналы и золотниковое устройство 12 соединены поперечным каналом 17,соединнным патрубком 18 с магистральным трубопроводом 19 объмного энергоносителя,например, перегретого водяного пара. На одном из патрубков 4 вблизи разделительной стенки смонтирован пусковой кран 20, соединяющий ресивер сжатого воздуха (не показан) с подпоршневыми полостями тангенциальных патрубков 4. Запуск компрессора в работу начинают с подачи через пусковой кран 19 порции сжатого воздуха сравнительно небольшого давления. Сила пружины 15 превышает силу от пускового сжатого воздуха и оставляет выхлопную систему без изменения. В результате пара поршней 3 займут крайне удалнное положение относительно разделительной стенки 2, а на второй ветви поршни 3 займут ближнее положение. При этом ближняя пара поршней на одной ветви преодолеют силу пружин штоков 9 и переместят их вглубь разделительной стенки 2, а их кольцевые проточки совпадут с поперечным каналом 17 и произойдт впуск высоконапорного водяного пара через сквозной канал 11 одновременно в обе смежные подпоршневые полости патрубков 4. Мощное давление пара одновременно переместит на максимальное расстояние выхлопной золотник 13 максимально сжав пружину 15, который вновь закроит выхлопной канал 16, мгновенно переместив через него кольцевую проточку 14. 22813 Оба сближенных поршня 3, одновременно отжатые от разделительной стенки 2 в противоположные стороны, начинают разгон двух симметричных водяных пробок во вторую ветвь, в которой вторая пара поршней совместно с водяными пробками сжимают атмосферный воздух. Одновременно разбегающаяся пара поршней 3 по мере увеличения объма расширения подпоршневых полостей патрубков 4 большую часть пути перемещается по инерции с созданием разряжения. Отработанный пар в таких условиях быстро конденсируется и этим обеспечивается вакуум для всасывания атмосферного воздуха через клапанные патрубки 5. Сжатый атмосферный воздух под действием сближающихся поршней 3 во второй ветви имеет напор, который имеет возможность на половину сжать пружину 15 от максимума,что обеспечивается совмещение кольцевой проточки 14 с выхлопным каналом 16. Производится выхлоп сжатого воздуха в расходную сеть. Далее процесс повторяется уже посредством водяного пара в автоматическом режиме. При этом рабочий пар используется с закритическим давлением. Практически давление пара может достигает 600 и более атмосфер. В этом случае небольшая порция впускаемого пара совершает передачу своей энергии массивной водяной пробке с поршнями на сравнительно большом пути расширения. Во второй ветви в это время пробка двигается по инерции, ударно сжимая атмосферный воздух второй парой поршней, опираясь на разделительную стенку 2 с е противоположных сторон. Система двух штоковых золотников 9 с кольцевыми проточками 10 с впуском через поперечный канал 16 только в случае совпадения обеих кольцевых проточек с каналом 16 позволяет точно синхронизировать симметричное положение поршней 3 во время работы и этим исключить неравновесную динамику процесса. Результатом работы компрессора является получение горячего влажного и сильно сжатого воздуха. Такой воздух требуется для дутья в процессах горения углеродного или углеводородного топлива. Использование изобретения позволит с высокой эффективностью обеспечивать технологические процессы, например процесс подземной угольной газификации или процессы переработки нефтяных амбаров, а также аварийных проливов нефти на рельефе местности при е трубопроводной транспортировке. При этом устройство работает без динамических перегрузок и занимает в пространстве наивыгоднейшее положение и габариты в т.ч. и на передвижных платформах без фундаментов. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Гидродинамический компрессор, содержащий корпус, выполненный совместно с тангенциальными патрубками в виде -образной трубы, обе ветви которого заглушены, а его нижняя коленная часть заполнена постоянным объмом жидкости с образованием в обеих тангенциальных ветвях обратимых полостей для разгона столба жидкости и сжатия воздуха, при этом обратимые полости соединены с атмосферой выхлопными патрубками,оборудованными обратными клапанами низкого давления, при этом в теле заглушек смонтированы патрубки с клапанами высокого давления,связанные с пневморасходной сетью, а также оборудованы золотниковыми устройствами для порционного впуска объмного энергоносителя,которые выполнены с возможностью взаимодействия с жидкостью при е сближении с заглушкой в полости сжатия, отличающийся тем,что содержит замкнутый контур из двух симметричных -образных труб, которые занимают положение в горизонтальной плоскости, при этом в каждой из двух симметрично разделительных стенках между -образными трубами выполнены три взаимопараллельных канала, в двух из которых размещены подпружиненные штоковые золотники с кольцевыми проточками и с односторонними выбегами штоков в обе смежные полости, а третий сквозной канал свободно соединяет обе смежные полости и одновременно с поперечным каналом впуска объмного энергоносителя, связывающим последовательно золотниковые каналы и свободный канал по их середине и с поперечным золотниковым клапаном выпуска сжатого воздуха, при этом обе пары тангенциальных патрубков оборудованы герметичными поршнями, отделяющими жидкость от разделительных стенок.