[go: up one dir, main page]

RU2832788C1 - Compressor with liquid ring - Google Patents

Compressor with liquid ring Download PDF

Info

Publication number
RU2832788C1
RU2832788C1 RU2023134294A RU2023134294A RU2832788C1 RU 2832788 C1 RU2832788 C1 RU 2832788C1 RU 2023134294 A RU2023134294 A RU 2023134294A RU 2023134294 A RU2023134294 A RU 2023134294A RU 2832788 C1 RU2832788 C1 RU 2832788C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
liquid
liquid ring
working chamber
tank
compressor
Prior art date
Application number
RU2023134294A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Роман Эдуардович Кобыльский
Сергей Сергеевич Бусаров
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет"
Application granted granted Critical
Publication of RU2832788C1 publication Critical patent/RU2832788C1/en

Links

Abstract

FIELD: mechanical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to compressors with a liquid ring. Compressor comprises housing 1 with working chamber installed with possibility of rotation from electric motor, right and left end covers 4 and 3, liquid ring 22 formed in chamber. Compressor is equipped with an auxiliary pump, a set of shutoff valves, suction and injection gas valves 12 and 7 made in cover 4. In cover 4 there are also injection grooves 8 for liquid. In cover 3 there are suction grooves 6 for liquid. Auxiliary pump by means of a set of shutoff valves is made with possibility of pumping liquid into liquid ring 22 from the tank and suction from liquid ring 22 of liquid into the tank to increase or decrease the volume of the working chamber.
EFFECT: invention is aimed at increasing the overall isothermal efficiency by increasing the hydraulic efficiency by excluding the impeller from the main working members.
1 cl, 8 dwg

Description

Заявленное техническое решение относится к компрессорам с жидкостным кольцом.The claimed technical solution applies to compressors with a liquid ring.

Технической задачей заявленного изобретения является повышение общего изотермического коэффициента полезного действия жидкостно-кольцевых машин за счет увеличения гидравлического коэффициента полезного действия путем исключения из основных рабочих органов рабочего колеса.The technical task of the claimed invention is to increase the overall isothermal efficiency of liquid ring machines by increasing the hydraulic efficiency by eliminating the impeller from the main working elements.

Известна жидкостно-кольцевая машина (RU № 2056537 С1) содержащая корпус, эксцентрично размещенное в нем с зазором и с возможностью вращения полое рабочее колесо с лопатками, образующими рабочие камеры, и неподвижный распределительный полый вал с перегородкой, образующей с одного торца вала входной, а с другого - выходной патрубки, на валу с эксцентриситетом размещены неподвижные части подшипников, в которых выполнены каналы подвода и отвода жидкости, при этом корпус установлен с возможностью вращения от электродвигателя и с образованием жидкостного кольца , рабочее колесо с внешней стороны вала установлено на подшипниках свободно и выполнено из двух торцевых дисков и жестко соединенных с ними радиальных плоских лопаток, снабженных уплотнительными элементами, расположенными со стороны вала.A liquid ring machine is known (RU No. 2056537 C1) comprising a housing, a hollow impeller eccentrically placed therein with a gap and with the ability to rotate, with blades forming working chambers, and a stationary hollow distribution shaft with a partition forming an input branch pipe on one end of the shaft and an output branch pipe on the other, fixed parts of bearings are placed on the shaft with an eccentricity, in which channels for supplying and removing liquid are made, while the housing is installed with the ability to rotate from an electric motor and with the formation of a liquid ring, the impeller is freely mounted on bearings on the outer side of the shaft and is made of two end disks and radial flat blades rigidly connected to them, equipped with sealing elements located on the shaft side.

Недостатками данной конструкции являются несоответствие в окружных скоростях вращения корпуса и ротора (приводимого во вращение жидкостным кольцом) и трение вставок из антифрикционного материала о неподвижный полый вал и, как следствие, нарушение геометрии жидкостного кольца, и повышенное сопротивление вращению ротора, что приводит к снижению коэффициента полезного действия.The disadvantages of this design are the discrepancy in the peripheral speeds of rotation of the housing and the rotor (driven by the liquid ring) and the friction of the antifriction material inserts on the stationary hollow shaft and, as a consequence, the violation of the geometry of the liquid ring, and the increased resistance to rotation of the rotor, which leads to a decrease in the efficiency.

Наиболее близким устройством является жидкостно-кольцевая машина (RU № 2294456 С1) содержащая корпус, размещенное в нем с эксцентриситетом и возможностью вращения рабочее колесо на неподвижном распределительном полом валу с перегородкой, образующей с одного торца вала входной, а с другой выходной патрубки. Корпус установлен с возможностью вращения от электродвигателя. На внутренней цилиндрической поверхности корпуса расположены жестко закрепленные радиальные лопатки с углом наклона и длиной, обеспечивающими передачу вращения рабочему колесу. Число лопаток корпуса равно числу лопаток рабочего колеса.The closest device is a liquid-ring machine (RU No. 2294456 C1) containing a housing, an impeller placed in it with eccentricity and the ability to rotate on a fixed distribution shaft with a partition forming an input branch pipe on one end of the shaft and an output branch pipe on the other. The housing is installed with the ability to rotate from an electric motor. On the inner cylindrical surface of the housing, there are rigidly fixed radial blades with an angle of inclination and a length that ensure the transmission of rotation to the impeller. The number of blades in the housing is equal to the number of blades in the impeller.

Недостатком указанной конструкции является сложность конструкции (полый вал, расположенный эксцентрично, на котором дополнительно расположено с возможность вращения рабочее колесо) и дополнительные затраты мощности на вращение рабочего колеса, которое создает гидравлические потери и тем самым приводит к снижению коэффициент полезного действия жидкостно-кольцевой машины.The disadvantage of this design is the complexity of the design (a hollow shaft located eccentrically, on which an impeller with the ability to rotate is additionally located) and additional power costs for rotating the impeller, which creates hydraulic losses and thereby leads to a decrease in the efficiency of the liquid ring machine.

Технической задачей заявленного изобретения является повышение общего изотермического коэффициента полезного действия жидкостно-кольцевых машин за счет увеличения гидравлического коэффициента полезного действия путем исключения из основных рабочих органов рабочего колеса.The technical task of the claimed invention is to increase the overall isothermal efficiency of liquid ring machines by increasing the hydraulic efficiency by eliminating the impeller from the main working elements.

Указанная задача достигается тем, что компрессор с жидкостным кольцом содержащий корпус с рабочей камерой, установленным с возможностью вращения от электродвигателя, правую и левую торцевые крышки, жидкостное кольцо, образуемое в рабочей камере, согласно изобретению, снабжен вспомогательным насосом, комплектом запорной арматуры, всасывающим и нагнетательным клапанами для газа, выполненными в правой крышке, в которой также выполнены нагнетательные проточки для жидкости, а в левой крышке выполнены всасывающие проточки для жидкости, при этом вспомогательный насос посредством комплекта запорной арматуры выполнен с возможностью нагнетания жидкости в жидкостное кольцо из бака и всасывания из жидкостного кольца жидкости в бак для увеличения или уменьшения объема рабочей камеры.The said task is achieved in that the compressor with a liquid ring comprising a housing with a working chamber mounted with the possibility of rotation from an electric motor, right and left end covers, a liquid ring formed in the working chamber, according to the invention, is provided with an auxiliary pump, a set of shut-off valves, suction and discharge valves for gas, made in the right cover, in which discharge passages for liquid are also made, and in the left cover suction passages for liquid are made, wherein the auxiliary pump by means of a set of shut-off valves is made with the possibility of pumping liquid into the liquid ring from a tank and sucking liquid from the liquid ring into the tank to increase or decrease the volume of the working chamber.

Предложенная конструкция поясняется чертежами, где на:The proposed design is illustrated by drawings, where:

Фиг. 1 показана жидкостно-кольцевая машина в сборе без жидкости.Fig. 1 shows the liquid ring machine assembled without liquid.

Фиг. 2 показана жидкостно-кольцевая машина в сборе, заполненная жидкостью.Fig. 2 shows a liquid ring machine assembled and filled with liquid.

Фиг. 3 показана упрощенная принципиальная схема жидкостно-кольцевой машины.Fig. 3 shows a simplified schematic diagram of a liquid ring machine.

Фиг. 4 показан процесс образования жидкостного кольца.Fig. 4 shows the process of liquid ring formation.

Фиг. 5 показан процесс сжатия газа.Fig. 5 shows the process of gas compression.

Фиг. 6 показан процесс нагнетания газа.Fig. 6 shows the gas injection process.

Фиг. 7 показан процесс обратного расширения газа.Fig. 7 shows the process of reverse expansion of gas.

Фиг. 8 показан процесс всасывания свежего газа в рабочую камеру.Fig. 8 shows the process of sucking fresh gas into the working chamber.

Предложенный компрессор с жидкостным кольцом состоит из вращающегося посредством электродвигателя корпуса 1 на который надеваются подшипники качения 2. На подшипники качения 2 надеваются торцевые неподвижные левая крышка 3 и правая крышка 4. В неподвижной торцевой левой крышке 3 выполнены: резьбовое отверстие 5 и всасывающие проточки 6. В неподвижной торцевой правой крышке 4 расположен нагнетательный клапан 7; выполнены: нагнетательные проточки 8 и резьбовое отверстие 9 для соединения с последующим технологическим оборудованием, например, ресивером. Также, в торцевой неподвижной правой крышке 4 выполнены: резьбовое отверстие 10, проточки 11 для отвода жидкости (на фиг.1 пунктирная линия) и всасывающий клапан 12 для подачи свежего газа. Герметичность соединения корпуса 1 с торцевыми неподвижными крышками 3 и 4 обеспечивается уплотнением 13 выполненным из антифрикционного материала. Замкнутый объем между корпусом 1, неподвижными торцевыми крышками 3 и 4 создают рабочую камеру 14. Также конструкция содержит комплект запорной арматуры 15, 16 для нагнетания жидкости посредствам вспомогательного насоса 17 из бака 18 в рабочую камеру 14 и запорную арматуру 19 для всасывания жидкости из рабочей камеры 14 и ее возврата в бак 18. Бак 18 оснащен датчиком контроля уровня жидкости 20. Вращение корпуса 1 приводится в действие посредством электродвигателя 21.The proposed compressor with a liquid ring consists of a housing 1 rotating by means of an electric motor, onto which rolling bearings 2 are placed. Fixed end left cover 3 and right cover 4 are placed onto rolling bearings 2. In the fixed end left cover 3 the following are made: a threaded opening 5 and suction grooves 6. In the fixed end right cover 4 the discharge valve 7 is located; the following are made: discharge grooves 8 and a threaded opening 9 for connection with subsequent process equipment, for example, a receiver. Also, in the fixed end right cover 4 the following are made: a threaded opening 10, grooves 11 for liquid drainage (in Fig. 1 the dotted line) and a suction valve 12 for supplying fresh gas. The tightness of the connection of the housing 1 with the fixed end covers 3 and 4 is ensured by the seal 13 made of antifriction material. The closed volume between the housing 1, fixed end covers 3 and 4 is created by the working chamber 14. The design also contains a set of shut-off valves 15, 16 for pumping liquid by means of an auxiliary pump 17 from a tank 18 into the working chamber 14 and shut-off valves 19 for sucking liquid from the working chamber 14 and returning it to the tank 18. The tank 18 is equipped with a liquid level control sensor 20. The rotation of the housing 1 is driven by an electric motor 21.

Заявленный компрессор с жидкостным кольцом работает следующим образом: работающий электродвигатель 21 передает крутящий момент корпусу 1 посредством шестерённого, клина-ременного или любого другого вида соединения. Открывается комплект запорной арматуры 15, 16 и запускается вспомогательный насос 17, который нагнетает жидкость из бака 18 в рабочую камеру 14. Вращающийся корпус 1 захватывает данную жидкость тем самым создавая жидкостное кольцо 22, которое будет служить своеобразным поршнем (фиг. 4). В свою очередь вспомогательный насос 17 продолжает нагнетать жидкость в рабочую камеру 14, жидкостное кольцо начинает сужаться (уменьшать свой внутренний диаметр), уменьшать объем рабочей камеры 14 и тем самым сжимать находящийся газ в рабочей камере 23 (фиг. 5). При достижении требуемого давления сжимаемого газа 23 отроется нагнетательный клапан 7 и произойдет процесс нагнетания через нагнетательные проточки 8, например, в ресивер (фиг. 6)The claimed compressor with a liquid ring operates as follows: the operating electric motor 21 transmits torque to the housing 1 by means of a gear, wedge-belt or any other type of connection. The set of shut-off valves 15, 16 opens and the auxiliary pump 17 starts, which pumps liquid from the tank 18 into the working chamber 14. The rotating housing 1 captures this liquid, thereby creating a liquid ring 22, which will serve as a kind of piston (Fig. 4). In turn, the auxiliary pump 17 continues to pump liquid into the working chamber 14, the liquid ring begins to narrow (reduce its internal diameter), reduce the volume of the working chamber 14 and thereby compress the gas in the working chamber 23 (Fig. 5). When the required pressure of the compressed gas 23 is reached, the discharge valve 7 will open and the process of injection will occur through the discharge grooves 8, for example, into the receiver (Fig. 6)

Зная объём жидкости на который необходимо опустошить бак 18 для достижения требуемого давления сжимаемого газа 23 настраивается датчик контроля уровня 20. При достижении данного уровня произойдет автоматическое закрытие комплекта запорной арматуры 15, 16 и открытие запорной арматуры 19. Вспомогательный насос 17 начнет всасывать жидкость из жидкостного кольца 22 и возвращать ее в бак 18. Жидкостное кольцо 22 начнет уменьшаться в диаметре тем самым увеличивать объем рабочей камеры 14 (фиг. 7). Сжатый газ 23 оставшийся в мёртвом объеме начнет обратно расширяться. В момент, когда жидкостное кольцо откроет всасывающий клапан 12 произойдет наполнение рабочей камеры 14 свежей порцией газа (Фиг. 8). При достижении максимального уровня жидкости в баке 18 произойдет автоматическое закрытие запорной арматуры 19 и открытие комплекта запорной арматуры 15, 16 и процесс повторяется.Knowing the volume of liquid by which it is necessary to empty tank 18 to achieve the required pressure of compressed gas 23, level control sensor 20 is adjusted. Upon reaching this level, the set of shut-off valves 15, 16 will automatically close and shut-off valve 19 will open. Auxiliary pump 17 will begin to suck liquid from liquid ring 22 and return it to tank 18. Liquid ring 22 will begin to decrease in diameter, thereby increasing the volume of working chamber 14 (Fig. 7). Compressed gas 23 remaining in the dead volume will begin to expand back. At the moment when liquid ring opens suction valve 12, working chamber 14 will be filled with a fresh portion of gas (Fig. 8). Upon reaching the maximum level of liquid in tank 18, shut-off valve 19 will automatically close and set of shut-off valves 15, 16 will open and the process is repeated.

Предложенный компрессор с жидкостным кольцом позволяет повысить общий изотермический коэффициент полезного действия жидкостно-кольцевых машин за счет увеличения гидравлического коэффициента полезного действия путем исключения из основных рабочих органов рабочего колеса.The proposed compressor with a liquid ring allows to increase the overall isothermal efficiency of liquid ring machines by increasing the hydraulic efficiency by eliminating the impeller from the main working parts.

Claims (1)

Компрессор с жидкостным кольцом, содержащий корпус с рабочей камерой, установленный с возможностью вращения от электродвигателя, правую и левую торцевые крышки, жидкостное кольцо, образуемое в рабочей камере, отличающийся тем, что компрессор с жидкостным кольцом снабжен вспомогательным насосом, комплектом запорной арматуры, всасывающим и нагнетательным клапанами для газа, выполненными в правой крышке, в которой также выполнены нагнетательные проточки для жидкости, а в левой крышке выполнены всасывающие проточки для жидкости, при этом вспомогательный насос посредством комплекта запорной арматуры выполнен с возможностью нагнетания жидкости в жидкостное кольцо из бака и всасывания из жидкостного кольца жидкости в бак для увеличения или уменьшения объема рабочей камеры.A compressor with a liquid ring comprising a housing with a working chamber mounted with the possibility of rotation from an electric motor, right and left end covers, a liquid ring formed in the working chamber, characterized in that the compressor with a liquid ring is equipped with an auxiliary pump, a set of shut-off valves, suction and discharge valves for gas made in the right cover, in which discharge passages for liquid are also made, and in the left cover suction passages for liquid are made, wherein the auxiliary pump by means of a set of shut-off valves is made with the possibility of pumping liquid into the liquid ring from a tank and sucking liquid from the liquid ring into the tank to increase or decrease the volume of the working chamber.
RU2023134294A 2023-12-21 Compressor with liquid ring RU2832788C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2832788C1 true RU2832788C1 (en) 2025-01-09

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB443892A (en) * 1933-07-07 1936-03-09 Hermann Foettinger Method and apparatus for the hydrodynamic accumulation of energy and its utilisation
US2201575A (en) * 1938-03-04 1940-05-21 Ernest R Corneil Machine for transferring fluids
FR1406260A (en) * 1964-08-28 1965-07-16 Advanced rotary pump
JPS51101209A (en) * 1975-03-05 1976-09-07 Siemens Ag EKITAIRINGUSHIKI ATSUSHUKUKI
RU2294456C1 (en) * 2005-06-09 2007-02-27 ГОУ ВПО "Тамбовский Государственный Технический Университет" (ТГТУ) Fluid-ring machine
RU2593218C2 (en) * 2010-10-11 2016-08-10 Дженерал Электрик Компани Liquid-ring compressor (versions) and underwater compressor plant

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB443892A (en) * 1933-07-07 1936-03-09 Hermann Foettinger Method and apparatus for the hydrodynamic accumulation of energy and its utilisation
US2201575A (en) * 1938-03-04 1940-05-21 Ernest R Corneil Machine for transferring fluids
FR1406260A (en) * 1964-08-28 1965-07-16 Advanced rotary pump
JPS51101209A (en) * 1975-03-05 1976-09-07 Siemens Ag EKITAIRINGUSHIKI ATSUSHUKUKI
RU2294456C1 (en) * 2005-06-09 2007-02-27 ГОУ ВПО "Тамбовский Государственный Технический Университет" (ТГТУ) Fluid-ring machine
RU2593218C2 (en) * 2010-10-11 2016-08-10 Дженерал Электрик Компани Liquid-ring compressor (versions) and underwater compressor plant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3811805A (en) Hydrodynamic thrust bearing arrangement for rotary screw compressor
US7588431B2 (en) Variable capacity pump/motor
MXPA01004909A (en) Fluid energy transfer device.
US3260444A (en) Compressor control system
US7179070B2 (en) Variable capacity pump/motor
KR20100017009A (en) Rotary compressor
GB2215780A (en) Tilting disc pumps and motors
JPH0826865B2 (en) 2-cylinder rotary compressor
RU2832788C1 (en) Compressor with liquid ring
US3574491A (en) Gear-type rotary machine
RU2578383C1 (en) Rotary-vane machine
KR100552597B1 (en) Rotary displacement pump
KR101141427B1 (en) Scroll compressor
RU153818U1 (en) ROLLER MACHINE
KR102608742B1 (en) Rotary compressor
JPH0921391A (en) Scroll compressor
RU2414625C1 (en) Multi-stage liquid-ring compressor
KR100286714B1 (en) The Rotary Compressor with the System of Suction through Bearing
KR100873680B1 (en) Wear Resistant Structure of Hermetic Rotary Compressor
RU2744877C2 (en) Downhole pump unit with submersible multistage pump of rotor-piston type on the basis of ryl hydraulic machine
US8998597B2 (en) Compressor, engine or pump with a piston translating along a circular path
CN213808044U (en) Fluid pump
KR0150215B1 (en) Hermetic compressor with rotary rolling piston
RU2767416C1 (en) Rotary volumetric machine
CN212130784U (en) Centrifugal vacuum type self-unloading pump body end cover