Результат интеллектуальной деятельности: ТУРБОКОМПРЕССОР ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

Изобретение относится к области компрессоростроения, а именно к мультипликаторным центробежным компрессорам, который может быть использован для работы на взрывобезопасных легкокипящих хладагентах в составе установок получения холода.

Известен турбокомпрессор холодильной установки, содержащий, рабочие ступени, каждая из которых расположена в своем корпусе, мультипликатор, ведущее звено которого установлено на валу привода, а ведомое - на валу ротора каждой рабочей ступени, при этом полость мультипликатора сообщена с рамой-маслобаком, корпус каждой рабочей ступени соединен с всасывающим и нагнетательным трубопроводами газовой системы холодильной установки, а рама-маслобак сообщена с всасывающим трубопроводом, соединенным с корпусом первой рабочей ступени (см. Труды XIV Международной научно-технической конференции по компрессорной технике, том II/ ЗАО «НИИтурбокомпрессор им. В.Б. Шнеппа». - Казань: Изд. «Слово», 2007 г., стр.102-105).

Недостатком известной установки является то, что заполненная хладагентом газовая система холодильной установки, а также турбокомпрессор, при стоянке находятся под давлением паров насыщения хладагента, значительно превышающим рабочее давление на всасывании в турбокомпрессор. При снижении давления в газовой системе установки, перед запуском турбокомпрессора, вследствие декомпрессии масла в раме-маслобаке происходит образование масляной пены, которая вытесняется во всасывающий трубопровод избыточным давлением хладагента, находящегося во внутренней полости мультипликатора. В свою очередь давление в полости мультипликатора обусловлено наличием в ней хладагента, испаряющегося с уровня масла в сливном патрубке рамы-маслобака и гидравлическим сопротивлением столба масла в сливном патрубке, а также связано с динамичностью процесса откачивания хладагента из газовой системы холодильной установки.

Техническим результатом изобретения является обеспечение защиты рабочих ступеней и газовой системы установки получения холода в целом от попадания в них масла из рамы-маслобака в период подготовки к запуску турбокомпрессора и общих потерь масла при его эксплуатации, повышение надежности и срока службы устройства, обеспечение стабильной динамики ротора (роторов), исключение необходимости применения дополнительных устройств для улавливания (удаления) масляной пены в маслобаке или ее слива из всасывающего трубопровода и проточной части, исключение необходимости долива масла в маслобак до установленного в нем уровня.

Указанный технический результат согласно первому варианту выполнения изобретения достигается благодаря тому, что турбокомпрессор холодильной установки содержит размещенную в корпусе рабочую ступень, мультипликатор, ведущая шестерня которого установлена на валу привода и находится в зацеплении с ведомой шестерней, установленной на валу ротора рабочей ступени, при этом внутренняя полость мультипликатора сообщена с рамой-маслобаком, корпус рабочей ступени соединен с всасывающим и нагнетательным трубопроводами газовой системы холодильной установки, а рама-маслобак сообщена с всасывающим трубопроводом, причем внутренняя полость мультипликатора сообщена с всасывающим трубопроводом через уравнительную линию, снабженную запорной арматурой, которая находится в открытом положении при нерабочем состоянии турбокомпрессора и в закрытом при запуске и рабочем состоянии турбокомпрессора.

Кроме того, внутренняя полость мультипликатора может быть сообщена с рамой-маслобаком через сливной патрубок.

Кроме того, рама-маслобак может быть сообщена с всасывающим трубопроводом, соединенным с корпусом рабочей ступени, через трубопровод с газовым фильтром.

Указанный технический результат согласно второму варианту выполнения изобретения достигается благодаря тому, что турбокомпрессор холодильной установки содержит, по меньшей мере, две рабочие ступени, каждая их которых размещена в соответствующем корпусе, мультипликатор, ведущая шестерня которого установлена на валу привода и находится в зацеплении с ведомой шестерней, установленной на валу ротора каждой рабочей ступени, при этом внутренняя полость мультипликатора сообщена с рамой-маслобаком, корпус каждой рабочей ступени соединен с всасывающим и нагнетательным трубопроводами газовой системы холодильной установки, а рама-маслобак сообщена с всасывающим трубопроводом, соединенным с корпусом первой рабочей ступени, причем внутренняя полость мультипликатора сообщена с всасывающим трубопроводом, соединенным с корпусом первой рабочей ступени, через уравнительную линию, снабженную запорной арматурой, которая находится в открытом положении при нерабочем состоянии турбокомпрессора и в закрытом при запуске и рабочем состоянии турбокомпрессора.

Кроме того, внутренняя полость мультипликатора может быть сообщена с рамой-маслобаком через сливной патрубок.

Кроме того, рама-маслобак может быть сообщена с всасывающим трубопроводом, соединенным с корпусом первой рабочей ступени, через трубопровод с газовым фильтром.

Изобретение поясняется чертежом, на фиг.1 которого показано устройство турбокомпрессора холодильной установки.

Турбокомпрессор холодильной установки содержит рабочую ступень 1, которая размещена в корпусе 2 (установка может содержать несколько рабочих ступеней 1, при этом каждая из них размещена в своем корпусе 2). С корпусом 2 связан мультипликатор 3, ведущее звено 4 которого выполнено, например, в виде ведущей шестерни, установленной на валу 5 привода и находящейся в зацеплении (кинематически связанной) с ведомым звеном 6, выполненным, например, в виде ведомой шестерни, установленной на валу 7 ротора рабочей ступени 1 (возможно различное выполнение ведущего и ведомого звеньев, например, цепная передача с ведущей и ведомой звездочками и пр.).

Турбокомпрессор холодильной установки также содержит раму-маслобак 8, на которой установлены (закреплены, например, болтовыми соединениями) элементы турбокомпрессора и внутренняя полость которой сообщена с внутренней полостью 9 мультипликатора 3 через сливной патрубок 10. Корпус 2 рабочей ступени 1 (при наличии нескольких рабочих ступеней 1 - корпус 2 каждой рабочей ступени 1) соединен своими соответствующими фланцами с всасывающим и нагнетательным трубопроводами 11, 12 газовой системы холодильной установки. Рама-маслобак 8 сообщена с всасывающим трубопроводом 11, соединенным с корпусом первой рабочей ступени 1, через трубопровод, выполненный в виде суфлирующей линии 13, снабженной газовым фильтром 14. Внутренняя полость 9 мультипликатора 3 дополнительно сообщена с газовой системой посредством уравнительной линии 15, снабженной запорной арматурой 16, которая находится в открытом положении при нерабочем состоянии турбокомпрессора и в закрытом положении при запуске и рабочем состоянии турбокомпрессора.

Турбокомпрессор холодильной установки работает следующим образом.

Перед запуском турбокомпрессора, при откачивании хладагента до необходимого давления из газовой системы холодильной установки, на уравнительной линии 15 открывается запорная арматура 16, тем самым связывается с всасывающим трубопроводом 11 внутренняя полость 9 мультипликатора 3 и газовая полость рамы-маслобака 8, что позволяет уравновесить давление хладагента в указанных элементах.

Масляная пена, которая образуется за счет декомпрессии масла, при уравновешенном давлении во внутренней полости 9 мультипликатора 3, в газовой полости рамы-маслобака 8 и в газовой системе холодильной установки, во всасывающий трубопровод 11 не вытесняется.

После установления требуемого для запуска турбокомпрессора давления хладагента, запорная арматура 16 на уравнительной линии 15 закрывается и производится его запуск.

Турбокомпрессор с дополнительной уравнительной линией 15 позволяет при его подготовке к запуску в работу исключить попадание масла из рамы-маслобака 8 в первую рабочую ступень 1, и при его работе в остальные рабочие ступени 1 (в случае наличия нескольких рабочих ступеней 1), в газовую систему холодильной установки, а также при эксплуатации сократить время регламентного обслуживания устройств и аппаратов установки, уменьшить общие потери масла, позволяет поддерживать проектные характеристики установки ввиду отсутствия масла на рабочих поверхностях теплообменных аппаратов.