可调节能压缩机

著录项
  • CN201010519529.6
  • 20101018
  • CN102102659A
  • 20110622
  • 虞岩贵
  • 不公告发明人
  • F04B49/00
  • F04B49/00

  • 浙江省杭州市天目山路160号国际花园东公寓楼13E
  • 中国,CN,浙江(33)
摘要
本发明名称为“可调节能压缩机”,是机械、石化行业广泛使用的通用机械。多级压缩机只能在特定的压力、流量等工艺条件下运行才能发挥应有的效率。而压缩机上的联轴器原是用于固定这种特定生产条件下运行的驱动机主轴与压缩机曲轴之间的连接结构。本发明借助于压缩机多功能优化设计软件的优化数据,在原设计参数条件下,或级间压力参数改变后造成能耗增高的原运行条件下,依靠齿形联轴器,以旋转左、右各半联轴器其内外齿的齿数来调整轴和轴之间的相对角度(称细调);依靠普通柱销(螺栓)联轴器,用旋转左半联轴器与右半联轴器插销孔之间的相对位置来实现调整轴和轴之间相对角度(称粗调)。诸方法,投入少,周期短,能达到节能增效之目的。
权利要求

1.关于申请“可调节能压缩机”发明专利的要求

国家知识产权局专利局:

本人研究和发明一整套“可调节能压缩机技术”,该技术的部分技术在L3.3-17/320压缩机上成功应用和运行后,有效地调节了两侧曲轴或驱动机主轴与曲轴之间的相对角度,提高了机械效率,降低了单机电耗。具有运行平稳,安全可靠;投入少、产出多等优点。

该技术的特征:

1、“可调节能压缩机”的定义特征:

凡是多级往复式压缩机在原设计参数条件下,或级间压缩改变后造成能耗增高的原运行条件下,依靠压缩机多功能优化设计计算分析软件,在曲轴或主轴旋转方向上,采用联轴器调整多拐曲轴(含双拐曲轴)各曲轴之间的相对角度(夹角位置),或者压缩机曲轴与驱动机主轴之间的相对角度来改善压缩机运行机械效率,达到节能增效为目的压缩机称为“可调式节能增效压缩机”,简称为“可调节能压缩机”。

2、“可调节能压缩机”的构成特征:

1)多级压缩机优化设计多功能计算和分析软件(专利权方提供或其他方面提供)。

2)各种类型的多级往复式压缩机(制造企业或使用运行企业自备)。

3)驱动机(电动机,或汽轮机,或柴油机,制造企业或使用运行企业自备)。

4)可调式联轴器(外购件:齿形联轴器,或普通螺栓联接的刚性联轴器,或弹性圈柱销联轴器)。

3、“可调节能压缩机”的调节技术和方法特征:

“可调节能压缩机”多拐曲轴各曲拐之间相对角度(夹角位置)的调整,或者压缩机曲轴与驱动机主轴之间的相对角度的调整,是依靠于旋转普通联轴器的左半联轴器与右半联轴器插销孔之间的相对位置来实现(相对角度,称为粗调);或者是依靠于旋转齿形联轴器之左半联轴器的内齿圈和外齿圈之间相对角度,或者是旋转齿形联轴器右半联轴器的内齿圈和外齿圈其轮齿之间的相对位置来实现(称为细调),从而达到提高压缩机机械效率和降低压缩机运行耗电量之目的。

不属于保护范围:

1、凡是制造企业自制的各种类型往复压缩机;凡是各种外购件齿形联轴器,或普通螺栓联接的刚联轴器,或弹性圈柱销联轴器;均不属于请求保护之范围。

2、凡是在往复式压缩机曲轴或主轴之间安装普通螺栓联接的刚性联轴器,或弹性圈柱销联轴器;或由单拐曲轴组成的多拐曲轴(含双拐曲轴)其各曲拐之间安装普通螺栓联接的刚性联轴器,或弹性圈柱销联轴器;或者在压缩机曲轴与曲轴(含主轴)之间安装普通螺栓联接的刚性联轴器,或弹性圈柱销联轴器或者在压缩机曲轴与驱动机主轴之间安装普通螺栓联接的刚性联轴器,或弹性圈柱销联轴器;上述各种形式联接的联轴器,若都只是用于固定两轴之间相对位置,都只是具有固定连接(联接)功能之特征,都是不被作为提高机械效率,降低能耗的有效调节手段而被使用的条件下,都不属于请求保护之范围。

请求保护的范围:

1、对新机设计制造而言,凡是在往复式压缩机曲轴或主轴之间安装齿形联轴器;或由单拐曲轴组成的多拐曲轴(含双拐曲轴)各曲轴之间安装齿形联轴器;或者在压缩机曲轴与曲轴(含主轴)之间安装齿形联轴器;或者在压缩机曲轴与驱动机主轴之间安装齿形联 轴器都请求给予保护。

2、对新机设计制造而言,凡是在原型号往复式压缩机将单拐曲轴组成的多拐曲轴(含双拐曲轴)其各曲拐之间原安装普通螺栓联接的刚性联轴器,或弹性圈柱销联轴器,分别改造为齿形联轴器;或者在压缩机曲轴与驱动机主轴之间将原安装普通螺栓联接的刚性联轴器,或弹性圈柱销联轴器分别改造为齿形联轴器的技术方案和技术方法都请求给予保护。

3、对新机设计制造而言,凡是利用本发明人多功能优化设计软件对已优化调节某种类型压缩机的数据、技术方案和技术方法,将普通螺栓联接的刚性联轴器,或弹性圈柱销联轴器或齿形联轴器联接的曲轴与曲轴(主轴)之间的相对角度的数据,用于同一型号新设计制造的压缩机上来调节两侧曲轴纵截面之间的相对角度的技术方案;或者用发明人对气缸与气缸之间组装位置的调整方法,气缸直径数据,平衡段连接位置等,用于同一型号新设计制造的压缩机上,达到提高压缩机机械效率和降低压缩机运行耗电量为目的的技术方法,都请求给予保护。

4、对旧机设计和改造而言,凡是在原设计参数与现场实际运行参数基本符合的旧往复压缩机上,将普通螺栓联接的刚性联轴器,或弹性圈柱销联轴器,按优化设计数据,在压缩机主轴旋转的方向上,旋转两半联轴器连接孔之间的相对夹角,调节两侧曲轴纵截面之间的相对角度;或者用本发明人依靠多功能优化设计软件的优化数据,在同一类型旧机上做级间压力改变的改造,用调整和旋转曲轴与曲轴之间或曲轴与驱动机主轴之间各半联轴器的相对角度,或者辅以对个别气缸的组装位置或气缸直径做小范围内的调整和改变的方法,用于同一型号压缩机的改造设计上,从而达到提高压缩机机械效率和降低压缩机运行耗电量为目的的技术方案,都请求给予保护。

5、对旧机设计和改造而言,凡是在往复式压缩机曲轴与曲轴之间将原安装普通螺栓联接的刚性联轴器,或弹性圈柱销联轴器改造为齿形联轴器;将由单拐曲轴组成的多拐曲轴(含双拐曲轴)其各曲轴之间原安装普通螺栓联接的刚性联轴器,或弹性圈柱销联轴器改造为齿形联轴器;或者在压缩机曲轴与驱动机主轴之间原安装普通螺栓联接的刚性联轴器,或弹性圈柱销联轴器分别改造为齿形联轴器,都请求给予保护。

6、对旧机设计和改造而言,凡是将齿形联轴器用于按优化设计数据需要来作为调节各种类型压缩机两侧曲轴(或主轴)纵截面之间的相对角度,达到提高压缩机机械效率和降低压缩机运行耗电量为目的的技术方案和技术方法,请求给予保护。

7、对旧机设计和改造而言,凡是利用本发明人对已优化调节某种类型压缩机的数据、技术方案和技术方法,将普通螺栓联接的刚性联轴器,或弹性圈柱销联轴器或齿形联轴器联接的曲轴与曲轴(主轴)之间的相对角度的数据,用于其他同一类型压缩机上来调节两侧曲轴纵截面之间的相对角度的技术方案上;用发明人对气缸与气缸之间组装位置的调整方法,气缸直径数据,平衡段连接位置等,用于同一型号压缩机的改造设计上,都请求给予保护。

说明书

可调节能压缩机

技术领域

往复式压缩机是高校、设计研究院所和压缩机制造企业长期研究开发、设计制造的往复回转机械;是石油、化工、化肥企业、西气东送等压缩机运行企业广泛应用的通用机械;是制备空气、氧气、氨气、氢氮气、二气化碳等各种气体压力、输送各种气体成分的空压机、制氧机、氨压缩机、氢氮气压缩机、二气化碳压缩机等其气体的制压和输送机械;也是具有L型、M型、Z型、H型、M-H型不同结构形式气体压缩机其气体的输送和制压机械。因此“可调节能压缩机”属于通用机械技术领域。

本专利申请的“可调节能压缩机”是依靠于多功能多级往复压缩机的优化设计计算软件(优化程序),对各种类型压缩机热力和动力做优化计算结果的数据;依靠可调联轴器实现各种类型压缩机轴与轴之间相对转角的调整和固定的技术方案和技术方法,从而达到降低各种类型压缩机的阻力矩,减小机器振动;提高机械效率,降低功耗;投入极少,施工周期短;促进安全生产,能达到节能增效之目的。

背景技术

对于设计院所和制造企业而言,当前国内外设计制造某种结构形式的压缩机,都是按一定的压力、温度、流量等生产工艺参数条件下经过热力学、动力学、结构强度设计计算后所确定的某种特定的结构形式。因此都只能被使用于一种特定(固定的)工艺生产条件(一定的压力参数)下运行才能发挥应有的效率。而压缩机上使用的联轴器,是用于连接压缩机曲轴和驱动机主轴之间的固定连接装置,或者是用于曲轴与曲轴之间的固定连接装置。因而压缩机安装后,在压缩机主轴旋转方向上,压缩机在曲轴上(或驱动机主轴)由左、右侧各半联轴器连接而成的整体联轴器其相对位置是固定的,它是按特定设计条件下使其相对位置固定不变。在这种情况下,即使采用多功能更先进的优化设计软件,对原设计参数进行优化得出机械效率更高、能耗更低的技术数据,而制造企业往往为维护本企业经济利益,担心要更换制造模具和制造工艺而增加制造成本。因此,也可能仍然要维持其原压缩机各级气缸或联轴器等部件固有的组装状态和固定的连接关系,维持原有的较低效率、较高能耗的条件下制造和生产新产品。特别是对曲轴与曲轴之间的连接关系或曲轴与驱动机主轴之间的联接关系,通常都是不被作为提高机械效率,降低能耗的有效调节功能而被使用。

另一方面,对于一般运行压缩机的生产企业,总是不停地要通过技术改造才能不断地提高企业的生产效益。但一旦企业进行生产工艺改造,其生产工艺技术参数(例如压缩机各级间压力指标)发生改变后,必然引起原压缩机运行性能参数的改变,使压缩机各种作用力失去了原有较平衡的运行状态。多级压缩机是结构复杂、价格高昂、企业改造难度较大的运动机械设备,因此压缩机运行企业大多数情况下都难以或不轻易对压缩机进行技术改造。当企业生产工艺技术改造而改变了压缩机运行的压力参数后,轻者引起压缩机机械效率降低,能耗增加,造成能源的损失;重者容易引发机件过载断裂,甚至引发机械事故。这是国内外大多数压缩机运行企业常常困惑而难以解决的大问题。

本专利权申请者虞岩贵于1970年-1987年在温州化工总厂合成氨厂从事化工机 械工程技术工作期间,负责主持当时运行的7级L3.3-17/320压缩机发生的事故和高电耗问题的技术改造和创新工作;1987年-2005年在温州大学和浙江科技学院任教并从事科研工作期间,曾完成浙江绍兴化工有限公司H12压缩机和福建清流氨盛化工有限公司L3.3-17/320的技术革新和改造;2005至如今在杭州创办了浙江广信机电化工新技术应用研究院(法人代表)任院长兼总工程师(教授)期间,曾完成浙江开化县清华化工有限公司L3.3-17/320的技术革新和改造。此间还曾对M-H型、红旗压缩机、美国引进的BDC压缩机和8HHE压缩机等多种类型的压缩机进行优化设计和节能增效研究,取得了较多的研究和实践创新成果。

下面,以同一类型的旧机L3.3-17/320压缩机为例,说明本专利技术方法的明显节能和安全运行之效益。

旧压缩机L3.3-17/320原设计和制造方法是将高压侧曲轴与低压侧曲轴在电机旋转的方向上超前108度固定。所有这种型号的压缩机,出产后不管到任何工厂或企业,不管在任何生产工艺参数下运行,不管过去和现在,在该机上的联轴器都与其它往复式压缩机一样,曲轴上的一半联轴器与另一曲轴上的一半联轴器,都是作为固定联接之用。但是这一机型在各企业不同生产条件的运行参数下,与原设计条件发生改变后,电动机实际运行功率与原设计相差甚大,因此必然造成电机功率的损失。

1、其一,以温州化工总厂为例(见表1),该厂L3.3-17/320压缩机因级间压力的改变,产生了各级间(特别是2、3级)压缩比的变化,造成各级活塞力失去了原有的较平衡状态。在同样的生产现场工艺参数运行条件下,原设计将联轴器作为固定连接方法(108度固定不变)时,电机运行功率为391.3KW,因此压缩机耗电量大幅度增加,烧毁320千瓦电动机7台;同时因机件运行过载,造成连杆断裂,甚至发生曲轴箱破坏等严重事故。可是经本专利技术申请人将同样的联轴器改为具有可调节功能的技术方法,用计算机软件优化计算得出的数据,把高压侧曲轴与低压侧曲轴在电机旋转的方向上做超前60度调整后再固定,此时电机运行功率就降低到355.7KW,降低了35.6KW,降低电耗9.1%;而且运行安全、稳定、可靠。

2、其二,以福建清流氨盛公司的L3.3-17/320压缩机为例(见表1),2003年4月15日在该厂生产现场同样的工艺参数运行条件下,原设计将联轴器作为固定连接方法(108度固定不变)时,电机运行功率为434.44KW;可是经本专利技术申请者将弹性圈柱销联轴器改为可调式齿形联轴器,成为具有细调节功能的技术特征,并用多功能软件优化后,用调整齿数的技术方法,将高压侧曲轴与低压侧曲轴在电机旋转的方向上做超前325度调整后再固定,此时电机运行功率就降低到411.86KW,降低电耗5.2%(见该公司的证明附件:关于压缩机的计算机节电与增效技术使用情况的证明;该软件技术功能可见附件:“科学技术成果鉴定证书,浙科鉴字[2004]第118号”;软件可查国家版权局“计算机机软件著作权登记证书049543号,登记号:2006SR01877”)。

3、其三,以开化县清华化工有限公司6号L3.3-17/320压缩机为例(见表1),2010年3月17日在该厂生产现场同样的工艺参数运行条件下,原设计将联轴器作为固定连接方法(108度固定不变)时,电机运行功率为437.86KW;可是经本专利技术将弹性圈柱销联轴器改为粗调节功能的技术方法,并用多功能软件优化后(该软件技术功能可见附件:“科学技术成果鉴定证书,浙科鉴字[2004]第118号”;软件可查国家版权局“计算机机软件著作 权登记证书049543号,登记号:2006SR01877”),用调整联轴器的插销孔的技术方法,将高压侧曲轴与低压侧曲轴在电机旋转的方向上做超前216度调整后再固定,此时电机运行功率就降低到410.50KW,降低电耗6.25%%。

基于设计院所设计压缩机和制造企业制造压缩机将联轴器作为在特定工艺参数和特定环境下连接轴与轴之间的固定功能之特征;基于生产企业运行压缩机因企业技术改造,工艺技术参数改变,造成原压缩机运行效率降低,能耗增高的运行背景。本申请人研究和发明的这种技术,其核心内容是在往复式多级压缩机原设计运行参数条件下,依靠压缩机具有多功能优化的设计软件(程序)计算之数据,采用在曲轴或驱动机主轴旋转方向上,改变、调整再固定多拐曲轴(含双拐曲轴)其各曲拐之间的新的相对角度(夹角位置),或者调整并固定压缩机曲轴与驱动机主轴之间新的相对角度,从而达到改善压缩机在原设计运行参数条件下的机械效率和运行的稳定性,甚至明显地超过原设计的机械效率和稳定运行指标,达到节能增效的目的。而对于原机各级间压力指标要做改变时,也依靠于软件的优化数据,改变、调整再固定多拐曲轴(含双拐曲轴)其各曲拐之间的新的相对角度(夹角位置),或者调整并固定压缩机曲轴与驱动机主轴之间新的相对角度,从而达到改善压缩机原设计运行参数条件下的机械效率和运行的稳定性;或者再辅以对个别气缸的位置或尺寸进行局部较小的改变和调整,达到提高机械效率和运行的稳定性(例如表1温州化工总厂的L3.3-17/320)。此类技术投入加工制造的成本极低,施工周期极短,机械振动小,安全可靠,节能降耗效益明显。故称具有这类技术的压缩机为“可调式节能增效压缩机”,简称“可调节能压缩机”。因此本发明的技术方案是属于方法发明。

表1L3.3-17/320压缩机技术方法改变后技术经济指标的比较

应该说明,与本专利申请直接有关的是申请人在浙江科技学院和温州大学任教和从事科研工作期间,上述为福建清流氨盛有限公司在L3.3-17/320压缩机上提供的“可调 式联(连)轴器”的技术方案和技术方法,此技术2003年4月在该厂实际现场运行取得了效益后,该厂还提供了使用的报告(见附件:“关于压缩机的计算机节电与增效技术使用情况的报告”)。2004年9月浙江省科技厅组织专家鉴定在《科学技术成果鉴定证书》浙科鉴字[2004]第118号“压缩机的计算机优化节能技术”中对这项技术也曾做过积极的评价。另一方面,本专利申请人2001年主持并完成了浙江省科技厅的科技计划项目(合同号为011101148号),研究、设计、编制和开发了一套“活塞式压缩机的计算机的设计改造计算分析”软件。2004年9月29日,该软件经浙江省科技厅组织专家鉴定,认为“所开发的软件系统在活塞力、切向力、法向力、飞轮矩及极值、优化值等方面达到了同类软件国际先进水平”(见附件:《科学技术成果鉴定证书》浙科鉴字[2004]第118号“压缩机的计算机优化节能技术”》第5页)。此后,2004年11月18日,又获国家版权局《计算机软件著作权登记证书》,编号:软著登字第029564号,登记号2004SR11163,软件名称“活塞式压缩机的计算机设计和改造计算分析软件”V1.0版,著作权人:虞岩贵。2006年,获国家版权局的新版证书,软件名称“活塞式压缩机的计算机设计和改造计算分析软件”V2.0版,编号:软著登字第049466号,登记号2006SR01800。

在基础理论研究方面,1994年在《机械工程学报》英文版《CHINESE JOURNAL OF MECHANICALENGINEERING》发表了题为“Calculations to its fatigue damage fracture and total life under mamy-stageloading for a crank shaft”之论文。2005年参加了国际压缩机和制冷学术会议,发表了“Calculating programs ofreciprocating compressors”(往复压缩机的计算程序)等2篇论文。2007年6月14-17日还在“第5届国际一般系统论学术会议”上发表了题为“THE INCORPORATE SYSTEM USED TO ON-LINE MEASURE,CONTROL AND OFF-LINE DESIGN CALCULATION FOR COMPRESSOR”(“压缩机的在线检测、控制与离线设计计算的一体化系统”)之论文,还被该会议聘为分会场主席,主持了6月16日下午的学术会议。

此外,还应该说明的是本专利申请人以往研究工作的基础及相关技术背景:

本专利技术申请人现在所在单位浙江广信机电化工新技术应用研究院是中国机械工程学会机械设计分会理事单位,也是中华环保联合会能源环境专业委员会理事会常务理事单位。申请人以往曾完成化肥厂建厂安装工程、完成L3.3型、H12型等各种类型压缩机技术改造、化肥机械系统的设计等重大和重点工程项目8项;完成“压缩机的计算机优化节能技术”、“活塞式压缩机的计算机检测监控增产技术”等省部级科研项目8项,获省、市科技进步奖5项;经浙江省科技厅组织专家鉴定其中达到国际先进水平1项(见附件:科学技术成果鉴定证书),国内领先水平2项,国内先进水平3项;获省、部、市级科技进步奖10多项;研究、编制并已获国家版权局计算机软件著作权的大型《压缩机优化设计软件》V1.0版、《压缩机智能监控软件》V1.0版2套,升级版V2两套。在《航空学报》(英文版)、《机械工程学报》(英文版)以及《PERGAMON》、《TRANS TECH PUBLICATIONS》出版的国内外刊物发表有关压缩机的优化设计、计算、检测、控制,机械结构和材料的疲劳、损伤、断裂的理论计算,以及结构现代强度理论、失效计算分析等论文88篇,其中以英文论文在国内外英文期刊发表的论文28多篇,获省市一、二、三等优秀论文奖10项。

申请人二十年来一直从事压缩机的理论研究、设计计算及其软件开发,机械结构关键零部件的现代疲劳、损伤、断裂的交叉关系及其工程应用和程序计算的研究开发,化肥 生产全过程工艺技术的实践与设计,经历过多学科、多专业的机械设计、教学和科学研究的工作过程;曾16次分别赴美国、日本、瑞典、加拿大等国内外参加《压缩机与制冷》、《过程技术和集成设计》、《结构强度》、《一般系统论》、《结构完整性》、《疲劳》、《损伤》、《断裂》、《应用力学》等多学科、多专业的国际学术会议;曾分别被“第三届国际固体强度和断裂会议”、“第五届一般系统论国际会议”聘为分会场主席,被第四届国际固体强度和断裂学术会议聘为会议论文审稿专家。

多年来获得的研究成果主要有:

1)1981-1983年温州化工总厂4台L3.3-17/320压缩机发生多起连杆、活塞杆、曲轴箱断裂和7台320KW电机烧毁经本项目负责人用计算器进行计算和改造设计取得安全运行和节电降耗8-9.5%的成功结果。

2)1998年绍兴化工有限公司2台H120压缩机发生多次活塞杆、曲轴箱断裂经本项目负责人用FOXPRO编制计算程序进行改造设计取得安全和成功运行,经浙江省节能测试中心测试每吨氨节电50多度。

3)2003年福建氨盛有限公司8台L3.3-17/320压缩机发生多次活塞杆断裂和320KW电机烧毁经本项目组用C++Bulder6.0和SQL Server7.0编制设计计算程序进行改造设计,取得安全运行和节电降耗5%的成功结果。

4)2010年3月本省开化化肥厂的5台L3.3-17/320压缩机运行电耗过高经本项目组用C++Bulder6.0和SQL Server2000编制设计计算程序进行改造设计,取得安全运行和节电降耗6%的成功结果。

近年来申请人以科研项目总负责人主持并完成与本项目有关的浙江省科技计划项目如下:

1).浙江省科技厅项目:“压缩机的计算机优化节能技术”。2004年9月29日由浙江省科技厅组织专家鉴定通过。

2).浙江省科技厅项目:“活塞式压缩机的计算机检测监控增产技术”,2004年9月29日由浙江省科技厅组织专家鉴定通过(与上项目同时鉴定)。

3).浙江省科委重点项目:“压缩机节能增产研究”,1998年9月23日由省科委组织专家通过鉴定。

4).浙江省科委项目:“活塞式压缩机的计算机设计计算和技术经济程序”,1994年12月30日由浙江省科委组织专家鉴定通过。

5).浙江省科委项目:“合成氨厂压缩机匹配1.4MPa加压流程增产节能研究”,1994年12月30日由浙江省科委组织专家进行鉴定通过。

6).浙江省自然科学基金项目:“用钢材性能常数计算结构材料在裂纹形成阶段的损伤和寿命”。

7).浙江省自然科学基金项目:“往复运转机械主要和复杂机件强度的断裂力学研究”。

8).计算机软件:“活塞式压缩机的计算机设计和改造计算分析软件”V1.0版2004年11月18日获国家版权局计算机软件著作权登记证书,编号:软著登字第029564号,登记号2004SR11163。

9).计算机软件:“活塞式压缩机的计算机计算分析测控软件”V1.0版2004年11 月18日获国家版权局计算机软件著作权登记证书,编号:软著登字第029563号,登记号2004SR11162。

10)升级版:“活塞式压缩机的计算机设计和改造计算分析软件”V2.0版,登记号2006SR01800。

11)升级版:“活塞式压缩机的计算机计算分析测控软件”V2.0版,登记号2006SR01877。

发表与本专利申请有关的论文有:

1.YU Yangui(虞岩贵),DING Donghu,XU Feng,LIU Xilin THE INCORPORATE SYSTEM USED TOON-LINE MEASURE,CONTROL AND OFF-LINE DESIGN CALCULATION FOR COMPRESSOR(压缩机的在线检测、控制与离线设计计算的一体化系统),第5届国际一般系统论学术会议,2007年6月14-17。

2.YU Yangui(虞岩贵)MA Yanghui SUN Yimin, Techniques by software accomplish the optimizationdesign and calculation of reciprocating compres

3.Yangui Yu(虞岩贵),Gang Cen,yiming Sun,Yanghui Ma,Calculating Programs of ReciprocatingCompressors.Proceedings of the 5th International Conference on Compressor and Reftigeration ICCR 2005,XI’AN JIAOTONG UNIVERSITY PRESS,190-197.

4.YanghuiMa(马杨珲),YanguiYu(虞岩贵,TheProgramming and Application of Optimization Procedurein Design and Calculation Software for the Reciprocating Compressor,Proceedings of the 5th InternationalConference on Compressor and Refrigeration ICCR 2005,XI’AN JIAOTONG UNIVERSITY PRESS,111-118.

5,虞岩贵,孙奕鸣,马杨珲,用程序计算分析往复压缩机的外力功耗及其节能降耗,《机械工程学报》,已录用,近期发表。

6.虞岩贵,徐枫,孙奕鸣,往复式压缩机用气缸盖端和轴端余隙容积参数的设计计算和程序分析,机械工程学报,已录用,近期发表。

7.虞岩贵,岑岗,孙奕鸣,往复压缩机设计和改造计算软件,工程设计学报,2005年11月,102-106,Vol.12增刊。

8.虞岩贵,孙奕鸣,马杨珲,用软件技术提高活塞式压缩机的机械效率,机械设计,2004年第21卷专辑,255-256。

9.虞岩贵,李志华,万昌江,用综合技术促进动力机械的安全运行,金属热处理,2007年32卷增刊447-450。

10.虞岩贵,徐枫,万昌江,牛亚平,用综合的现代设计及控制手段降低动力类机械的比功率,机械设计2007年24卷增刊207-209。

基于上述技术基础和技术背景,本专利技术申请人才提出发明专利“可调节能压缩机”的技术方案和技术方法。

发明内容

“可调节能压缩机”的技术方案是对压缩机原设计参数条件下依靠多功能优化设计软件的优化数据,采用旋转组成可调联轴器左、右轴上各半联轴器在主轴旋转方向上的相对角度来调整和固定曲轴箱内的各单拐或双拐曲轴纵截面之间的相对位置,或者调整和固定压缩机曲轴与驱动机主轴纵截面之间相对角度,从而达到节能增效之目的。可调联轴器在结构上可以采用普通弹性圈柱销联轴器;或采用螺栓联接的刚性联轴器;或采用鼓齿形联轴器。

“可调节能压缩机”的可调联轴器,它可以在曲轴箱内部调节和连接各单拐曲轴或双拐曲轴,这种调节称为内调节;也可以在曲轴箱外部调节和连接压缩机的曲轴和驱动机的主轴(或压缩机的另一根曲轴),这种调节称为外调节。

采用普通弹性圈柱销联轴器或螺栓联接的刚性联轴器,在压缩机主轴旋转方向上,依靠于旋转调整普通联轴器的左半联轴器与右半联轴器插销孔之间的相对位置来实现调整并连接在多拐曲轴其各曲拐之间相对角度(夹角位置),或者调整压缩机曲轴与驱动机主轴之间的相对角度。这是一种用调整两侧左、右轴纵截面之间相对旋转角度来实现优化和降低压缩机主轴总阻力矩的技术方法,是一种粗调节的技术方法。

采用齿形联轴器(或称鼓齿形联轴器),是将鼓齿形联轴器的一侧主轴颈孔与某一曲轴主轴颈连接;另一侧主轴颈孔与驱动机的主轴(或另一根曲轴)联接。左、右两侧的各一半的联轴器都是由内齿圈和外齿圈相啮合组成。内齿圈与外齿圈之间根据优化角度的数据可以依靠于分别旋转内、外齿数的齿数来调整相对角度的大小,此调节功能起到了细调角度的作用。这种联轴器的齿形呈腰鼓形形状,可以调节左右轴轴线之间的一定程度的不同轴度(或称不同心度)之公差。左右两侧的各一半的联轴器(外齿圈)用螺栓连接。

具体实施方式

1、“可调节能压缩机”的技术方法,可用于新机设计和制造。对于新机原有设计制造的运行参数,可依靠多功能优化设计软件的优化数据,只要采用本专利技术方法的可调联轴器,依靠调整和旋转曲轴与曲轴之间或曲轴与驱动机主轴之间各半联轴器的的相对角度来实现,达到比原有设计更佳的效率和节能效果。而对于要在同一类型新机上要做级间压力改变时的新机设计制造,也可依靠多功能优化设计软件的优化数据,调整和旋转曲轴与曲轴之间或曲轴与驱动机主轴之间各半联轴器的的相对角度来实现;或者依靠多功能优化设计软件的优化数据,辅以对个别气缸的组装位置或气缸直径做较小范围内的调整和改变来实现,也能达到节能增效之目的。这一新的方法,可以满足企业对新压缩机其级间压力参数改变,适应新的运行环境和运行条件,可以避免或节约新设计和新加工投入的制造费用。

2、“可调节能压缩机”的技术方法,可用于旧机机设计和改造。其中对于旧机原设计参数与现场实际运行参数基本符合的运行企业,可依靠多功能优化设计软件的优化数据,只要采用本专利技术方法的可调联轴器,依靠调整和旋转曲轴与曲轴之间或曲轴与驱动机主轴之间各半联轴器的的相对角度来实现,达到比原有设计更佳的效率和节能效果。而对于要在同一类型旧机上要做级间压力改变时的改造设计,也可依靠多功能优化设计软件的优化数据,调整和旋转曲轴与曲轴之间或曲轴与驱动机主轴之间各半联轴器的相对角 度来实现;或者依靠多功能优化设计软件的优化数据,辅以对个别气缸的组装位置或气缸直径做较小范围内的调整和改变来实现,达到不因压力参数的改变而造成机械效率的降低,甚至可能达到比原设计机械效率更高的目的,避免了因压力运行参数改变后引发的高能耗损失,甚至达到比原设计能耗更低的效益。

3、“可调节能压缩机”所需要的优化设计软件是采用申请人研制的多功能多级往复压缩机优化设计计算软件。此软件能按需求方提供各种相关类型压缩机(包括新机设计或旧机改造设计)运行的实际参数,能做出极详细的热力计算、动力计算和主要机件的强度计算,经优化分别得出各级气缸级间各压缩比,各列气缸之间的优化组合,各曲轴或曲拐之间的优化角度;从而最终得出压缩机曲轴与曲轴纵截面之间,或曲轴与驱动机主轴纵截面之间相对角度之优化数据。

4、“可调节能压缩机”所需要的优化设计软件,根据需求方对相关压缩机做热力和动力优化计算结果的数据,或采用普通弹性圈柱销联轴器,或采用螺栓联接的刚性联轴器,在压缩机主轴旋转方向上,依靠旋转调整普通联轴器的左半联轴器与右半联轴器插销孔(或螺孔)之间的相对位置来实现调整并连接在多拐曲轴其各曲拐之间相对角度(夹角位置),或者调整压缩机曲轴与驱动机主轴之间的相对角度。这是一种用调整两侧左、右轴纵截面之间相对旋转角度来实现优化和降低压缩机主轴总阻力矩的粗调的技术方法。

5、“可调节能压缩机”所需要的优化设计软件,根据需求方对相关压缩机作热力和动力优化计算结果的数据,也可以采用齿形联轴器,在压缩机主轴旋转方向上,用旋转齿形联轴器左半联轴器的内齿圈和外齿圈之间相对角度,或者右半联轴器的内齿圈和外齿圈其轮齿之间的相对位置,实现调整连接在多拐曲轴其各曲拐之间相对角度(夹角位置),或者调整压缩机曲轴与驱动机主轴之间的相对角度。这是一种用调整两侧左、右轴纵截面之间相对旋转角度来实现优化和降低压缩机主轴总阻力矩的细调节的技术方法。

6、按照企业为新机作优化设计或为旧机作优化改造设计的需求,需求方可以与本专利申请人签订技术转让合同或相关合作协议,可以为需求方转让“可调节能压缩机”技术;也可为需求方提供技术服务。

本文发布于:2024-09-23 08:12:44,感谢您对本站的认可!

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