Мобильная установка для получения азота

Предложена мобильная установка для получения азота, в которой в качестве ресивера используется железнодорожная цистерна, а в качестве компрессора применен переделанный двигатель внутреннего сгорания. Эффективность предложенного устройства значительно выше существующих компрессоров, а стоимость значительно ниже.

Полезная модель относится к области техники по получению сжатых газов, в частности, азота и использованию его во всех сферах сельскохозяйственного производства, а также при азотном пожаротушении, при покраске, в пищевой промышленности, в том числе и в масложировом производстве, в виноделии, в пивоварении и при хранении овощей и фруктов. Полезная модель может быть использована также для работы пневмо-инструмента в местах, где излишнее количество кислорода противопоказано, при опрессовке и продувке трубопроводов, продувке скважин.

Настоящая полезная модель касается поршневых систем, которые предпочтительней в первую очередь тогда, когда имеются большие перепады в потреблении сжатого воздуха: благодаря некоторым конструктивным особенностям они лучше работают в повторно-кратковременном режиме (Шаммазов A.M. и др. Проектирование и эксплуатация насосных и компрессорных станций. М., Недра, 2003, стр.174-184).

Известны компрессоры для создания высокого давления газов (Рахмилевич З.З. и др. Компрессорные установки в химической промышленности. М., «Химия», 1977, стр.9-13). В подобных компрессорах иногда используются два различных по диаметру поршня, один из которых сжимает воздух, например, до 4 атм., а второй дожимает его, например, до 14 атм.

Известны также передвижные азотные компрессорные станции ТГА (СДА) Промышленной Группы «Тегас» (сайты компании: www.tegaz.ru и www.techgaz.com). Они устанавливаются на шасси КАМАЗ, КрАЗ, УРАЛ, МЗКТ. Применение данных станций целесообразно для оперативной поставки азота к труднодоступным или удаленным объектам, а так же для периодического обслуживания большого количества объектов.

Прототипом для полезной модели может служить поршневой компрессор по изобретению RU 2156887, (автор: Чоповский Б.П., 2000.09.27], а также, в качестве косвенных прототипов, могут быть приняты во внимание все компрессоры, описанные в справочном пособии: Воронецкий А.В. «Современные компрессорные станции». М., ООО «Премиум Инжиниринг», 2009.

Общим недостатком конструкции указанных компрессоров является сложность технологического решения и высокая стоимость устройства.

Задачей настоящей полезной модели является создание мобильного ресивера для азота, упрощение конструкции компрессоров вообще и компрессоров для передвижных азотных станций в частности, повышение надежности работы системы компрессор-ресивер, создание возможности широкого применения азота в народном хозяйстве, например, в сельском хозяйстве, и особенно в малых городах и поселках вдоль железнодорожных путей.

В результате использования предлагаемой полезной модели появляется возможность полностью уйти от применения импортных винтовых компрессоров и комплектующих. Тем самым сократятся расходы на обслуживание установок для получения азота, существенно повысится ремонтопригодность и неприхотливость компрессорных станций. Появится возможность использовать двигатели внутреннего сгорания для получения сжатого воздуха в гораздо большей степени сжатия, чем на стандартных компрессорах; значительно повысится срок безремонтной работы двигателя внутреннего сгорания в качестве компрессора; появится возможность получать сжатый азот (и воздух, обогащенный кислородом) без использования топлива, а также использовать списанный двигатель внутреннего сгорания для переделки его в компрессор.

Для достижения поставленных целей в предлагаемой полезной модели использован более простой способ получения сжатого азота (и воздуха) с применением серийного двигателя внутреннего сгорания. Двигатель после переделки становится компрессором с производительностью, гораздо более высокой, чем у прототипа. Двигатель - компрессор располагается на шасси (тележке) стандартной цистерны, которую используют в качестве ресивера. Для получения азота используется известный мембранный метод и известные азотные мембранные установки (см.; фирма «Грасис» - сайт фирмы www.grasys.ru; фирма «Иммертехник» - сайт фирмы www.immertechnik.ru; промышленная группа "Тегас" - сайт фирмы www.techgaz.com).

При движении мобильной установки вслед за локомотивом или составом осуществляется передача вращательного движения от осей колесных пар на вал двигателя - компрессора с помощью, например, ременной или карданной передачи. С помощью стандартного редуктора вращение передается на коленчатый вал двигателя, а тот, в свою очередь, передает движение на поршни двигателя. Таким образом в цилиндрах двигателя -компрессора создается избыточное давление, которое передается в азотную мембранную установку, а затем, уже полученный азот, поступает под давлением в ресивер (цистерну).

Переделка двигателя внутреннего сгорания в компрессор состоит в том, что имеющиеся клапаны в двигателе внутреннего сгорания зажимают пружиной с удалением толкателей распределительного вала. Вместо форсунок устанавливают обратные клапаны, широко применяемые в сантехнике и выпускаемые большими сериями. Клапаны соединяют с азотной мембранной установкой, а ее выход соединяют с ресивером (цистерной) гибкими шлангами. Из ресивера сжатый азот распределяют по потребителям.

Эффективность работы переделанного устройства (без применения топлива) значительно выше стандартного компрессора.

В кратком выражении сущность полезной модели можно определить следующим образом: Мобильная установка для получения азота, содержащая цистерну на стандартной тележке и колесных парах и азотную мембранную установку, отличающаяся тем, что в качестве накопительной емкости для газа, поступающего от компрессора и азотной мембранной установки, используют цистерну, а в качестве компрессора используют двигатель внутреннего сгорания, в котором толкатель распределительного вала удален, клапан зажат пружиной, на место форсунки установлен обратный клапан, соединенный с ресивером гибким шлангом, а вращательное движение на вал двигателя, используемого в качестве компрессора, передается с осей колесных пар ременной или карданной передачей, при этом на тележке установлены приборные ящики для контроля давления в ресивере и давления, создаваемого двигателем-компрессором.

Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом, где представлен общий вид готового агрегата: ресивер [цистерна), тележка, компрессор [переделанный двигатель внутреннего сгорания) и азотная мембранная установка.

Мобильная установка для получения азота представляет из себя цистерну 1, поставленную на стандартную тележку 2 с колесными парами 3. Двигатели - компрессоры 4 размещены на тележке и к ним выполнена передача 5 вращательного движения от оси колесной пары. В непосредственной близости от двигателя - компрессора расположена азотная мембранная установка 6, которая соединена гибким шлангом 7 с цистерной -ресивером. На тележке установлены приборные ящики 8 для контроля давления в ресивере и давления, создаваемого двигателями - компрессорами, а также предохранительные клапаны стравливания избыточного давления [не показаны). На цистерне, в удобных местах, размещены устройства 9 для отбора сжатого газа [азота) потребителями.

Мобильная установка для получения азота работает следующим образом. Вначале ресивер - цистерну 1 (фиг.1) подцепляют к любому составу и перегоняют до перегона или станции, где его будут использовать. По мере движения ресивера - цистерны 1 по рельсовому пути до станции назначения компрессоры 4 накачивают воздух в азотную мембранную установку 6, а после выделения азота он поступает во внутренний объем ресивера - цистерны 1 и, при достижении предельно допустимого давления, излишний газ автоматически стравливается через предохранительный клапан, размещенный в приборном ящике 8. По прибытии на станцию назначения, мобильную установку для получения азота загоняют в нужный тупик, отцепляют от состава или локомотива и используют по назначению, подсоединяя к линии сжатого газа через устройство 9.

После завершения необходимых работ мобильную установку для получения азота вновь присоединяют к составу и перегоняют на другую станцию (с подзарядкой в пути) для последующего использования.

Использованная литература:

1. Шаммазов А.М. и др. Проектирование и эксплуатация насосных и компрессорных станций. М., Недра, 2003, стр.174-184;

2. Рахмилевич З.З. и др. Компрессорные установки в химической промышленности. М., «Химия», 1977, стр.9-13;

3. RU 2156887, Поршневой компрессор (автор Чоповский Б.П., 2000.09.27];

4. Воронецкий А.В. «Современные компрессорные станции». М., ООО «Премиум Инжиниринг», 2009.

Мобильная установка для получения азота, содержащая цистерну на стандартной тележке и колесных парах и азотную мембранную установку, отличающаяся тем, что в качестве накопительной емкости для газа, поступающего от компрессора и азотной мембранной установки, используют цистерну, а в качестве компрессора используют двигатель внутреннего сгорания, в котором толкатель распределительного вала удален, клапан зажат пружиной, на место форсунки установлен обратный клапан, соединенный с ресивером гибким шлангом, а вращательное движение на вал двигателя, используемого в качестве компрессора, передается с осей колесных пар ременной или карданной передачей, при этом на тележке установлены приборные ящики для контроля давления в ресивере и давления, создаваемого двигателем-компрессором.