[go: up one dir, main page]

RU2418654C1 - Method of controlling gasostatic extruder gas drive and device to this end - Google Patents

Method of controlling gasostatic extruder gas drive and device to this end Download PDF

Info

Publication number
RU2418654C1
RU2418654C1 RU2009144787/02A RU2009144787A RU2418654C1 RU 2418654 C1 RU2418654 C1 RU 2418654C1 RU 2009144787/02 A RU2009144787/02 A RU 2009144787/02A RU 2009144787 A RU2009144787 A RU 2009144787A RU 2418654 C1 RU2418654 C1 RU 2418654C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pressure
gas
receiver
compressor
pressure compressor
Prior art date
Application number
RU2009144787/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Григорьевич Тришкин (RU)
Виктор Григорьевич Тришкин
Николай Васильевич Пасечник (RU)
Николай Васильевич Пасечник
Борис Александрович Сивак (RU)
Борис Александрович Сивак
Александр Владимирович Наливайко (RU)
Александр Владимирович Наливайко
Александр Павлович Шляхин (RU)
Александр Павлович Шляхин
Николай Павлович Черваков (RU)
Николай Павлович Черваков
Наталья Викторовна Чехова (RU)
Наталья Викторовна Чехова
Михаил Андреевич Цыбин (RU)
Михаил Андреевич Цыбин
Андрей Алексеевич Галяев (RU)
Андрей Алексеевич Галяев
Original Assignee
Открытое акционерное общество Акционерная холдинговая компания "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения имени академика Целикова" (ОАО АХК "ВНИИМЕТМАШ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество Акционерная холдинговая компания "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения имени академика Целикова" (ОАО АХК "ВНИИМЕТМАШ") filed Critical Открытое акционерное общество Акционерная холдинговая компания "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения имени академика Целикова" (ОАО АХК "ВНИИМЕТМАШ")
Priority to RU2009144787/02A priority Critical patent/RU2418654C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2418654C1 publication Critical patent/RU2418654C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/001Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses using a flexible element, e.g. diaphragm, urged by fluid pressure; Isostatic presses
    • B30B11/002Isostatic press chambers; Press stands therefor

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: process engineering. ^ SUBSTANCE: invention relates to powder metallurgy, particularly, to equipment for processing discrete or solid materials at combined or separate effects of gas pressure of up to 500 MPa and temperature of up to 2000C developed inside working chamber of gasostatic extruder. Proposed method comprises feeding gas into gas regulator mounted extruder gas drive suction pipeline to communicated high-pressure compressor with low-pressure compressor. The both compressors incorporate shut-off valves with unloading gas cylinder. Pressure regulator is made up of receiver furnished with pressure pickup and shut-off valve. With increasing pressure in extruder container, pressure equal or approximating to maximum suction pressure of high-pressure compressor is maintained in suction pipeline of said compressor. Note here that, with pressure drop of 5 MPa in high-pressure compressor suction pipeline, low-pressure compressor is switched on in response to receiver pressure pickup signal. Low-pressure compressor feeds gas to suction side of high-pressure compressor and to receiver. With pressure increasing in receiver and high-pressure compressor suction pipeline to maximum suction pressure, low-pressure compressor is switched off in response to receiver pressure pickup signal. Extruder gas drive control device comprises pressure regulator arranged on suction line communicating interacting high-pressure compressor with low-pressure compressor. Said pressure regulator consists of gas receiver provided with pressure pickup and shut-off valve. ^ EFFECT: faster development of preset pressure and execution of work cycles, decreased work cycle duration. ^ 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области создания промышленного оборудования для обработки крупногабаритных изделий из сплошных и дискретных материалов при одновременном или комбинированном воздействии на них высоких до 500 МПа давлений и температур до 2000°С, создаваемых в газовой среде рабочей камеры газостата.The invention relates to the field of creating industrial equipment for the processing of large-sized products from solid and discrete materials with simultaneous or combined exposure to high pressures and temperatures up to 500 MPa and temperatures up to 2000 ° C created in the gas environment of the working chamber of a gas thermostat.

Основными компонентами газостата являются:The main components of the gas thermostat are:

- собственно газостат, включающий контейнер с верхней и нижней пробками, а также силовую станину;- the actual gas thermostat, including a container with upper and lower plugs, as well as a power bed;

- газовая и вакуумная системы, обеспечивающие необходимые технологические параметры газовой среды в рабочей камере машины;- gas and vacuum systems providing the necessary technological parameters of the gaseous medium in the working chamber of the machine;

- системы нагрева и охлаждения,- heating and cooling systems,

- а также система управления.- as well as a control system.

Эффективность работы газостата во многом зависит от производительности и надежности его главной - газовой системы. В свою очередь качественный уровень работы последней определяется производительностью газового привода машины, а именно производительностью и схемой включения газовых компрессоров, пропускной способностью их запорной аппаратуры и газового трубопровода, а также конструкцией самой газовой системы.The efficiency of a gas thermostat largely depends on the performance and reliability of its main gas system. In turn, the quality level of the latter is determined by the gas drive of the machine, namely the performance and circuitry of gas compressors, the capacity of their shut-off equipment and gas pipeline, as well as the design of the gas system itself.

Аналогом изобретения является газостат, описанный в книге Кривоноса Г.А., Максимова Л.Ю., Зверева А.Д. «Процессы и оборудование для газостатической обработки». - М.: Металлургия, 1994 г., стр.110, в котором способ управления газовым приводом и устройство для его осуществления содержат следующие элементы: газовую и вакуумные системы, собственно газостат с системой нагрева и систему охлаждения, баллонную станцию, компрессор, контрольно-измерительную аппаратуру, трубопроводы и запорно-регулирующую аппаратуру высокого давления (запорные вентили с ручным управлением). Существенным недостатком привода аналога является то, что для создания давления в контейнере в качестве источника давления используется один компрессор, установленный непосредственно между баллонной станцией и рабочей камерой, максимальное давление нагнетания которого должно быть не менее технологически необходимого давления рабочего цикла, находящегося в диапазоне 200-500 МПа. Следует отметить, что создание давлений, превышающих 200 МПа, одним компрессором практически невозможно. При указанном расположении компонентов, а именно: баллоны-компрессор-рабочая камера, производительность компрессора резко снижается по мере увеличения его степени сжатия - отношения давления нагнетания к давлению всасывания, в данном случае равное отношению возрастающего давления в контейнере к давлению в баллонах. При этом увеличивается время создания необходимого давления в рабочей камере и общее время рабочего цикла, а также снижается производительность газостата.An analogue of the invention is a gas thermostat described in the book by G. A. Krivonos, L. Yu. Maksimov, A. D. Zverev. "Processes and equipment for gas-static treatment." - M .: Metallurgy, 1994, p. 110, in which the gas drive control method and device for its implementation contain the following elements: gas and vacuum systems, the actual gas thermostat with heating system and cooling system, balloon station, compressor, control measuring equipment, pipelines and shut-off and control equipment of high pressure (shut-off valves with manual control). A significant drawback of the analogue drive is that to create pressure in the container, one compressor is used as the pressure source, installed directly between the balloon station and the working chamber, the maximum discharge pressure of which should be at least the technologically necessary working cycle pressure in the range 200-500 MPa It should be noted that creating pressures in excess of 200 MPa with a single compressor is almost impossible. With the indicated arrangement of components, namely: cylinders-compressor-working chamber, compressor productivity decreases sharply as its compression ratio increases - the ratio of discharge pressure to suction pressure, in this case equal to the ratio of increasing pressure in the container to the pressure in the cylinders. This increases the time required to create the pressure in the working chamber and the total time of the working cycle, and also reduces the performance of the gas thermostat.

Прототипом изобретения является газостат, описанный патентом РФ №2350429 от 09.06.2007 г., в котором способ управления газовым приводом осуществляется следующим образом при выполнении устройства управления в виде газостата, содержащего контейнер с пробками, образующими его рабочую камеру, силовую станину, газовую систему, соединенную с рабочей камерой трубопроводом высокого давления и снабженную запорно-регулирующей аппаратурой с небольшим условным проходом Ду 3-5 мм, системы нагрева и охлаждения, а также систему управления, при этом газовый привод оснащен компрессорами низкого и высокого давлений с возможностью их одновременной работы с максимальной производительностью в режимах параллельного и последовательного включения за счет установки между компрессорами регулятора давления игольчатого типа.The prototype of the invention is a gas thermostat described by RF patent No. 2350429 of 06/09/2007, in which the gas drive control method is as follows when the control device is in the form of a gas bath containing a container with plugs forming its working chamber, power bed, gas system, connected to the working chamber by a high pressure pipeline and equipped with shut-off and regulating equipment with a small nominal bore DN 3-5 mm, heating and cooling systems, as well as a control system, while gas ivod compressors equipped with low and high pressures with the possibility of simultaneous operation with maximum efficiency in the modes parallel and series connection through the installation between compressors needle-type pressure regulator.

К недостаткам способа управления газовым приводом и устройства для его осуществления следует отнести использование игольчатого регулятора давления достаточно сложной конструкции, оснащенного тарельчатыми пружинами большой жесткости и подвижной иглой с блоком ее уплотнений. Внутренняя герметичность регулятора и его работоспособность могут быть обеспечены только при соблюдении высокой степени соосности диаметров подклапанной полости и стержня иглы, а также отсутствия биения посадочного конуса иглы относительно диаметра ее стержня. Регулятор давления установлен на трубопроводе небольшого объема, соединяющего компрессоры низкого и высокого давлений, в котором имеет место постоянная пульсация и броски давления газа, приводящие к срабатыванию регулятора. При частом срабатывании регулятора его острая кромка обминается и разрушается под действием усилия блока жестких тарельчатых пружин в процессе посадки в седло закаленной иглы, интенсивно изнашиваются элементы блока уплотнений и ослабляются соединения высокого давления трубопровода и аппаратуры. В результате требуется регулярно частое восстановление рабочих поверхностей иглы и седла регулятора, замены блока изношенных уплотнений и восстановление герметичности газовых соединений.The disadvantages of the method of controlling a gas drive and a device for its implementation include the use of a needle pressure regulator of a rather complicated design, equipped with disk springs of high rigidity and a movable needle with a block of its seals. The internal tightness of the regulator and its operability can be ensured only if a high degree of alignment of the diameters of the subvalvular cavity and the needle shaft is observed, as well as the lack of runout of the needle seating cone relative to the diameter of its shaft. The pressure regulator is installed on a small-volume pipeline connecting low and high pressure compressors, in which there is constant pulsation and gas pressure surges leading to the operation of the regulator. With frequent operation of the regulator, its sharp edge collapses and collapses under the force of the block of rigid disk springs during landing in the saddle of the hardened needle, the elements of the seal block wear out intensively and the high-pressure connections of the pipeline and equipment are weakened. As a result, regular frequent restoration of the working surfaces of the needle and the regulator seat, replacement of the worn-out seal block, and restoration of gas tightness are required.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание высокопроизводительных, надежных газостатов для обработки изделий промышленного назначения из дискретных, сплошных и нанопорошковых материалов высоким (до 500 МПа) давлением газовой среды при температуре до 2000°С.The technical result of the invention is the creation of high-performance, reliable gas baths for processing industrial products from discrete, continuous and nanopowder materials with high (up to 500 MPa) gas pressure at temperatures up to 2000 ° C.

Технический результат изобретения, заключающийся в:The technical result of the invention, which consists in:

- создании эффективной газовой системы с повышенным рабочим давлением;- creating an effective gas system with increased working pressure;

- уменьшении времени создания заданного давления в контейнере цикла;- reducing the time of creating a given pressure in the container of the cycle;

- существенном снижении ее металлоемкости и стоимости;- a significant reduction in its metal consumption and cost;

- повышении производительности газостата и снижении стоимости выпускаемой продукции,- increasing the productivity of the gas thermostat and reducing the cost of products,

достигается тем, что газовый привод машины включает компрессоры низкого и высокого давлений, работающие с максимальной производительностью при их одновременном включении, управляемые газовым ресивером, установленным на трубопроводе, соединяющем компрессоры, при снабжении газовой системы газовым трубопроводом и компактной аппаратурой с увеличенным условным проходом, выполненной в виде запорного клапана с цилиндром разгрузки.is achieved by the fact that the gas drive of the machine includes low and high pressure compressors operating at maximum performance while turning them on, controlled by a gas receiver installed on the pipeline connecting the compressors, while supplying the gas system with a gas pipeline and compact equipment with increased nominal bore, made in in the form of a shut-off valve with a discharge cylinder.

Конструкция газостата со способом управления газовым приводом, предлагаемым по изобретению, представлена на фигуре 1, на фигуре 2 в качестве информационного материала показана конструкция регулятора давления игольчатого типа (прототип).The design of a gas thermostat with the gas drive control method of the invention is shown in FIG. 1, FIG. 2 shows the construction of a needle-type pressure regulator (prototype) as information material.

Газостат содержит силовую станину 1, скрепленную бандажом высокопрочной ленты 2, контейнер 3, закрытый по торцам верхней 4 и нижней 5 пробками, нормально-закрытые клапаны с увеличенным проходом 6, 7, 8 и 9, газовый компрессор низкого 10 (КНД) и высокого 11 (КВД) давлений, а также баллонную станцию 12. КВД, как правило, изготавливается в виде двухступенчатого агрегата.The gas thermostat contains a power frame 1, fastened with a bandage of high-strength tape 2, a container 3, closed at the ends of the upper 4 and lower 5 plugs, normally-closed valves with an increased passage 6, 7, 8 and 9, a gas compressor low 10 (KND) and high 11 (HPC) pressure, as well as a balloon station 12. HPP, as a rule, is made in the form of a two-stage unit.

Для управления потоками рабочей среды при выполнении технологических операций рабочего цикла клапаны 6, 7, 8 и 9 соединены между собой и с другими компонентами газовой системы трубопроводом 13, при этом газовый ввод 14 в контейнер 3 выполнен в верхней пробке. На трубопроводе, соединяющем компрессоры, установлен газовый ресивер 15, оснащенный собственным ручным запорным вентилем 16, предохранительным клапаном 17, манометром 18 и датчиком давления 19. Последние в случае их ремонта или замены отсекаются от ресивера, заполненного газом, запорными вентилями 20 и 21 соответственно.To control the flow of the working medium during the technological operations of the working cycle, the valves 6, 7, 8 and 9 are interconnected and with other components of the gas system by a pipe 13, while the gas inlet 14 into the container 3 is made in the upper tube. A gas receiver 15 is installed on the pipeline connecting the compressors, equipped with its own manual shut-off valve 16, a safety valve 17, a pressure gauge 18, and a pressure gauge 19. The latter, if they are repaired or replaced, are cut off from the gas-filled receiver by shut-off valves 20 and 21, respectively.

С целью создания эффективного газового привода промышленные газостаты с большим объемом рабочей камеры комплектуются компрессорами низкого давления, производительность которых в несколько раз превышает производительность компрессоров высокого давления, работающих последовательно при подъеме давления в контейнере. Поэтому синхронизировать или использовать их максимальную производительность в условиях постоянно изменяющихся давлений всасывания и нагнетания без применения дополнительных средств невозможно. К попыткам решения этой проблемы можно отнести использование, как в прототипе, регулятора давления, установленного между КНД и КВД.In order to create an efficient gas drive, industrial gas thermostats with a large working chamber volume are equipped with low-pressure compressors, the performance of which is several times higher than the performance of high-pressure compressors operating sequentially when the pressure rises in the container. Therefore, it is impossible to synchronize or use their maximum performance under constantly changing suction and discharge pressures without the use of additional tools. Attempts to solve this problem include the use, as in the prototype, of a pressure regulator installed between KND and KVD.

В предложенном изобретении эффективность газового привода газостата обеспечивается за счет использования газового ресивера, управляющего работой компрессоров высокого и низкого давления и установленного между компрессорами, при этом в компрессоре высокого давления поддерживается давление, равное или близкое к максимальному давлению всасывания, отсутствия динамической нагрузки на аппаратуру и соединения высокого давления вследствие плавного изменения давления в системе КНД-ресивер-КВД, а также экономии электроэнергии при периодическом отключении КНД в процессе подъема давления в рабочей камере газостата. Время отключения КНД на 40-50% меньше времени работы КВД.In the proposed invention, the efficiency of the gas drive of the gas thermostat is ensured by the use of a gas receiver that controls the operation of high and low pressure compressors and installed between the compressors, while the high pressure compressor maintains a pressure equal to or close to the maximum suction pressure, the absence of dynamic load on the equipment and connections high pressure due to a smooth change in pressure in the KND-receiver-KVD system, as well as energy savings during periods of eskom CPV disconnected during pressure build-up in the working chamber gazostat. KND shutdown time is 40-50% less than the KVD operating time.

Газовый привод газостата работает следующим образом. В исходном положении силовая станина 1 сдвинута с оси контейнера 3. На нижнюю пробку 5, находящуюся в нижнем положении вне контейнера, устанавливают заготовку и вводят ее в рабочее пространство камеры газостата. Затем силовая станина устанавливается на оси контейнера.The gas drive gas thermostat operates as follows. In the initial position, the power frame 1 is shifted from the axis of the container 3. On the lower tube 5, which is in the lower position outside the container, the workpiece is installed and introduced into the working space of the gas thermostat chamber. Then the power bed is installed on the axis of the container.

Во время проведения подготовительных к выполнению технологического цикла работ, включающих загрузку заготовки, выполняется заполнение ресивера 15 рабочим газом. Для этого открывается клапан 9, и газ самотеком из баллонов 12 перетекает в ресивер до выравнивания давления в них, при этом вентиль 16 открыт.Далее включается КНД 10 и поднимает давление в ресивере 15 до величины, равной максимальному давлению всасывания КВД 11. По сигналу датчика давления 19 КНД 10 останавливается, а клапан 9 закрывается. Визуально величину давления в ресивере можно определить по манометру 18. Предохранительный клапан 17, установленный на ресивере, настроен на давление срабатывания, на 10% превышающее давление всасывания КВД. Затем открывается клапан 8 и газ из баллонов 12 самотеком поступает в контейнер 3. После выравнивания давления в них клапан 8 закрывается. Открывается клапан 7, и включается КВД 11, перекачивающий газ из ресивера 15 в контейнер 3. При падении давления в ресивере на заданную величину (например, на 5 МПа) по сигналу датчика 19 открывается клапан 9 и включается КНД 10, одновременно подавая газ из баллонов в ресивер и на всасывание КВД, который закачивает его в контейнер. Оба компрессора работают по схеме последовательного включения. При достижении давления в ресивере 15, равного максимальному давлению всасывания КВД, по сигналу датчика давления 19 останавливается КНД, а клапан 9 закрывается. КВД 11 продолжает работать, подавая газ из ресивера 15 в контейнер. При снижении давления в ресивере на заданную величину по сигналу датчика 19 открывается клапан 9 и включается КНД 10. Далее описанная последовательность работы компрессоров и запорных клапанов повторяется до момента создания в контейнере давления газа необходимой величины, при этом КВД в течение всего периода подъема давления работает с максимальной или близкой к ней производительностью, а КНД периодически отключается. Общее время создания необходимого давления в контейнерах промышленных газостатов с большим объемом рабочей камеры достигает нескольких часов. После этого компрессоры останавливаются, закрываются клапаны 7, 9 и вентиль 16. Включается система нагрева, разогревая заготовку до необходимой температуры. При заданных давлении и температуре заготовка выдерживается в течение необходимого времени. Затем система нагрева выключается, и рабочее пространство камеры с заготовкой охлаждается. Открывается клапан 8, и газ самотеком перетекает из контейнера 3 в баллоны 12. Оставшийся газ через открытый клапан 6 выпускают из контейнера в баллонную станцию низкого давления (не показана) или в атмосферу. После снижения давления в контейнере до величины атмосферного силовая станина 1 сдвигается с оси контейнера, освобождая нижнюю пробку 5, которая вместе с обработанным изделием извлекается из него, и может быть проведен новый рабочий цикл. Время выполнения следующего рабочего цикла будет уменьшено на величину, необходимую для первичного подъема давления в ресивере 15 с помощью КНД 10, поскольку при выполнении предыдущего рабочего цикла он остался заряженным до величины, находящейся в узком интервале принятого изменения давления в ресивере.During the preparatory work for the technological cycle, including loading the workpiece, the receiver 15 is filled with working gas. To do this, valve 9 is opened, and gas flows by gravity from the cylinders 12 into the receiver until the pressure in them is equalized, while valve 16 is open. Next, the KND 10 is turned on and raises the pressure in the receiver 15 to the value equal to the maximum suction pressure of the high-pressure pump 11. According to the sensor signal pressure 19 KND 10 stops, and valve 9 closes. Visually, the pressure in the receiver can be determined by a pressure gauge 18. The safety valve 17 installed on the receiver is set to a response pressure that is 10% higher than the suction pressure of the HPC. Then the valve 8 opens and the gas from the cylinders 12 by gravity enters the container 3. After equalizing the pressure in them, the valve 8 closes. Valve 7 opens, and KVD 11 is turned on, pumping gas from receiver 15 to container 3. When the pressure in the receiver drops by a predetermined amount (for example, by 5 MPa), valve 9 opens according to the signal from sensor 19 and KND 10 turns on, simultaneously supplying gas from cylinders into the receiver and suction the HPC, which pumps it into the container. Both compressors operate in series. When the pressure in the receiver 15 is equal to the maximum suction pressure of the HPC, the pressure sensor 19 stops the pressure switch and the valve 9 closes. KVD 11 continues to work, supplying gas from the receiver 15 to the container. When the pressure in the receiver decreases by a predetermined value according to the signal of the sensor 19, valve 9 opens and KND 10 is turned on. Next, the described sequence of operation of compressors and shut-off valves is repeated until the necessary pressure is created in the gas container, while the KVD works with maximum or close to her performance, and CPV is periodically disabled. The total time for creating the necessary pressure in the containers of industrial gas thermostats with a large volume of the working chamber reaches several hours. After that, the compressors stop, valves 7, 9 and valve 16 are closed. The heating system is turned on, heating the workpiece to the required temperature. At a given pressure and temperature, the workpiece is aged for the required time. Then the heating system is turned off, and the working space of the chamber with the workpiece is cooled. Valve 8 opens, and gas flows by gravity from container 3 into cylinders 12. The remaining gas is discharged through open valve 6 from the container to a low-pressure balloon station (not shown) or to the atmosphere. After reducing the pressure in the container to atmospheric, the power bed 1 moves from the axis of the container, releasing the lower plug 5, which together with the processed product is removed from it, and a new duty cycle can be carried out. The execution time of the next working cycle will be reduced by the amount necessary for the initial pressure increase in the receiver 15 using KND 10, since during the previous working cycle, it remained charged to a value that is in a narrow range of the accepted pressure change in the receiver.

Таким образом, оснащение газового привода газостата последовательно включенными компрессорами низкого и высокого давлений, между которыми установлен газовый ресивер, а также нормально-закрытыми клапанами и газовым трубопроводом с увеличенным проходом позволяет:Thus, equipping a gas thermostat gas drive with series-connected low and high pressure compressors, between which a gas receiver is installed, as well as normally-closed valves and a gas pipeline with an increased passage allows:

- создать надежный и высокопроизводительный газостат с большим объемом рабочей камеры;- create a reliable and high-performance gas thermostat with a large volume of the working chamber;

- уменьшить время выполнения операций рабочего цикла, связанных с перемещением рабочей среды между компонентами газовой системы с помощью компрессоров низкого и высокого давлений, работающего с максимальной производительностью;- reduce the execution time of work cycle operations related to moving the working medium between the components of the gas system using low and high pressure compressors operating at maximum capacity;

- сократить общее время цикла, повысить производительность газостата и снизить стоимость выпускаемой продукции.- reduce the total cycle time, increase the productivity of the gas bath and reduce the cost of products.

В качестве примера выполнения газового привода газостата приведен расчет параметров на следующих листах.As an example of the gas drive of the gas thermostat, the calculation of the parameters is given on the following sheets.

При расчете параметров газового привода газостата, заключающегося в определении объема ресивера, обеспечивающего эффективную работу компрессоров низкого и высокого давлений, и соотношения времени работы КНД и КВД при подъеме давления в контейнере использованы свойства газообразного азота из «Газовой Энциклопедии» (Gas Encyclopaedia), издательства "ELSEVIER", 1976 г. Свойства газов в упомянутом источнике приведены при различных давлениях, выраженных в барах, и температурах - в градусах Кельвина.When calculating the parameters of the gas drive of a gas thermostat, which consists in determining the volume of the receiver that ensures the efficient operation of low and high pressure compressors, and the ratio of the operating time of the low pressure and high pressure valves when the pressure in the container rises, the properties of gaseous nitrogen from the Gas Encyclopaedia, publisher " ELSEVIER ", 1976. The gas properties in the mentioned source are given at various pressures expressed in bars and temperatures in degrees Kelvin.

Ниже приведен расчет параметров газового привода газостата, в качестве рабочей среды которого используется газообразный азот, а привод укомплектован мембранным компрессором низкого давления (КНД) марки MKZ-19 (фирмы "Hofer", ФРГ) с номинальными давлением нагнетания Рн10=350 бар, давлением всасывания Рвс10=150 бар и производительностью Q10=520 нм3/ч, а также компрессором высокого давления (КВД) марки 6,3МК 200/350-1500 ("Уралкомпрессор", Россия) с номинальными давлением нагнетания Рн11=1500 бар, давлением всасывания Рвс11=350 бар и производительностью Q11=200 нм3/ч. В расчете использованы номинальные значения производительностей, давлений всасывания и нагнетания КНД и КВД, являющиеся паспортными характеристиками агрегатов.The following is a calculation of the parameters of the gas drive of a gas thermostat, which uses nitrogen gas as the working medium, and the drive is equipped with a low-pressure membrane compressor (KND) of the MKZ-19 brand (Hofer, Germany) with a nominal discharge pressure of pH 10 = 350 bar, pressure the intake of PBC 10 = 150 bar and with a capacity of Q 10 = 520 nm 3 / h, as well as a high-pressure compressor (HPC) of the grade 6.3MK 200 / 350-1500 (Uralkompressor, Russia) with nominal discharge pressure Rn 11 = 1500 bar , suction pressure PBC 11 = 350 bar and a capacity of Q 11 = 200 nm 3 / h In the calculation, the nominal values of capacities, suction and discharge pressures of the low pressure and high pressure valves, which are the passport characteristics of the units, were used.

Для обеспечения работы КВД-11 с максимальной производительностью, что возможно при давлении его всасывания, равном Рвс11=350 бар или близком к нему, принимаем расчетное падение давления в ресивере равным 50 бар (от 350 до 300 бар) в течение времени τ11=5 минут или 0,083 часа работы КВД.To ensure the operation of KVD-11 with maximum productivity, which is possible with a suction pressure equal to PBC 11 = 350 bar or close to it, we take the calculated pressure drop in the receiver to be 50 bar (from 350 to 300 bar) for a time τ 11 = 5 minutes or 0.083 hours of operation of the HPC.

За 5 минут (0,083 часа) КВД отберет из ресивера следующее количество газа, выраженное в нормальных кубических метрахIn 5 minutes (0.083 hours), the HPC will take the following amount of gas, expressed in normal cubic meters, from the receiver

Figure 00000001
Figure 00000001

что соответствует массе азота, выраженной формулойwhich corresponds to the mass of nitrogen expressed by the formula

Figure 00000002
Figure 00000002

где ρн-11=1,12 кг/м3 - плотность азота в условиях окружающей среды, принятых равными: давление Р=1 бар и температура Т=300 К.where ρ n-11 = 1.12 kg / m 3 is the nitrogen density under environmental conditions, taken equal to: pressure P = 1 bar and temperature T = 300 K.

С использованием уравнение состояния реального газа та же масса газа, отобранная из ресивера, может быть рассчитана по следующему выражениюUsing the equation of state of a real gas, the same mass of gas taken from the receiver can be calculated using the following expression

Figure 00000003
Figure 00000003

откуда объем ресивера определяется в видеwhere the receiver volume is defined as

Figure 00000004
Figure 00000004

где P15-1=350 бар и P15-2=300 бap давления газа в ресивере в моменты начала и окончания отбора из него газа;where P 15-1 = 350 bar and P 15-2 = 300 bar gas pressure in the receiver at the beginning and end of the selection of gas from it;

V15 - объем ресивера, м3;V 15 - receiver volume, m 3 ;

Z1=1,1954 и Z2=1,1425 коэффициенты сжимаемости азота при температуреZ 1 = 1.1954 and Z 2 = 1.1425 the compressibility factors of nitrogen at temperature

Т=300 К и давлении 350 и 300 бар соответственно;T = 300 K and a pressure of 350 and 300 bar, respectively;

Т=300 К - температура окружающей среды;T = 300 K is the ambient temperature;

R=30,28 кГм/кг*K - газовая постоянная азота.R = 30.28 kgf / kg * K is the gas constant of nitrogen.

Figure 00000005
Figure 00000005

После снижения давления в ресивере до 300 бар включается КНД, подавая газ из баллонов как на всасывание КВД, так и в ресивер. При этом одна часть газа с расходом 200 нм3/ч потребляется КВД, а другая с расходом, равным разности производительностей КНД и КВД, заполняет ресивер до установленного давления (350 бар).After reducing the pressure in the receiver to 300 bar, the low pressure switch is turned on, supplying gas from the cylinders to both the suction of the high-pressure cylinder and the receiver. At the same time, one part of the gas with a flow rate of 200 nm 3 / h is consumed by the HPC, and the other with a flow equal to the difference in the capacities of the low-pressure and high-pressure filters, fills the receiver to the set pressure (350 bar).

Время заполнения ресивера определяется по формулеThe receiver filling time is determined by the formula

Figure 00000006
Figure 00000006

Время работы КВД в течение одного описанного цикла составляет 5+3,1=8,1 минуты, а КНД - только 3,1 минуты. Это означает, что в процессе подъема давления в контейнере промышленных газостатов с большим рабочим объемом, состоящего из множества рассмотренных мини-циклов и продолжающегося несколько часов, КНД в течение 40% времени выполнения этой операции не работает, сокращая потребление электроэнергии.The operating time of the HPC for one described cycle is 5 + 3.1 = 8.1 minutes, and the HPV is only 3.1 minutes. This means that in the process of increasing the pressure in the container of industrial gas thermostats with a large working volume, consisting of many mini-cycles considered and lasting several hours, KND does not work for 40% of the time this operation is performed, reducing energy consumption.

В качестве ресиверов используются выпускаемые промышленностью баллоны с соответствующим рабочим давлением и объемом, близким к величине, рассчитанной по формуле (5). В данном случае ресивером может служить баллон для азота 400-40 ГОСТ 12247-80 с объемом 400 литров (0,4 м3) и рабочим давлением 40 МПа (400 бар).Cylinders manufactured by the industry with the appropriate working pressure and volume close to the value calculated by the formula (5) are used as receivers. In this case, the receiver can be a nitrogen cylinder 400-40 GOST 12247-80 with a volume of 400 liters (0.4 m 3 ) and a working pressure of 40 MPa (400 bar).

Claims (2)

1. Способ управления газовым приводом газостата, включающий подачу газа в регулятор давления, установленный на всасывающем трубопроводе газового привода газостата, соединяющем компрессор высокого давления и компрессор низкого давления, оснащение компрессора высокого давления запорной арматурой с газовым цилиндром разгрузки, оснащение компрессора низкого давления запорной арматурой с газовым цилиндром разгрузки, отличающийся тем, что в качестве регулятора давления используют ресивер, оснащенный датчиком давления и запорным вентилем, во время подъема давления в контейнере газостата во всасывающем трубопроводе компрессора высокого давления поддерживают давление, равное или близкое к величине максимального давления всасывания компрессора высокого давления, при этом при падении давления на величину 5 МПа во всасывающем трубопроводе компрессора высокого давления по сигналу датчика давления ресивера включают компрессор низкого давления, подающий газ одновременно на всасывание компрессора высокого давления и в ресивер, а при подъеме давления в ресивере и всасывающем трубопроводе компрессора высокого давления до величины максимального давления его всасывания, компрессор низкого давления останавливают по сигналу датчика давления ресивера.1. A method for controlling a gas drive of a gas thermostat, comprising supplying gas to a pressure regulator installed on the suction pipe of a gas drive of a gas thermostat connecting a high pressure compressor and a low pressure compressor, equipping the high pressure compressor with shut-off valves and a gas unloading cylinder, equipping a low-pressure compressor with shut-off valves with gas unloading cylinder, characterized in that a receiver equipped with a pressure sensor and a shut-off valve is used as a pressure regulator , during the pressure rise in the gas thermostat container in the suction pipe of the high-pressure compressor, a pressure is maintained equal to or close to the maximum suction pressure of the high-pressure compressor, while when the pressure drops by 5 MPa, the pressure in the suction pipe of the high-pressure compressor includes low-pressure compressor that feeds gas simultaneously to the suction of the high-pressure compressor and to the receiver, and when the pressure rises in the receiver and the suction m pipeline of a high-pressure compressor to the maximum suction pressure, the low-pressure compressor is stopped by the signal from the receiver's pressure sensor. 2. Устройство для управления газовым приводом газостата, содержащее регулятор давления, установленный на всасывающем трубопроводе, соединяющем компрессор высокого давления и компрессор низкого давления, взаимодействующие между собой, отличающееся тем, что регулятор давления выполнен в виде газового ресивера, оснащенного датчиком давления и запорным вентилем. 2. A device for controlling a gas drive of a gas thermostat, comprising a pressure regulator mounted on a suction pipe connecting a high pressure compressor and a low pressure compressor interacting with each other, characterized in that the pressure regulator is made in the form of a gas receiver equipped with a pressure sensor and a shutoff valve.
RU2009144787/02A 2009-12-03 2009-12-03 Method of controlling gasostatic extruder gas drive and device to this end RU2418654C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009144787/02A RU2418654C1 (en) 2009-12-03 2009-12-03 Method of controlling gasostatic extruder gas drive and device to this end

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009144787/02A RU2418654C1 (en) 2009-12-03 2009-12-03 Method of controlling gasostatic extruder gas drive and device to this end

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2418654C1 true RU2418654C1 (en) 2011-05-20

Family

ID=44733622

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009144787/02A RU2418654C1 (en) 2009-12-03 2009-12-03 Method of controlling gasostatic extruder gas drive and device to this end

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2418654C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1748940A1 (en) * 1990-10-19 1992-07-23 Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения им.А.И.Целикова Gas pressure control device
WO2001026846A2 (en) * 1999-10-15 2001-04-19 Matsys Fluidized fillshoe system
RU2350429C1 (en) * 2007-06-09 2009-03-27 Открытое акционерное общество Акционерная холдинговая компания "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения имени академика Целикова" (ОАО АХК "ВНИИМЕТМАШ") Gasostat

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1748940A1 (en) * 1990-10-19 1992-07-23 Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения им.А.И.Целикова Gas pressure control device
WO2001026846A2 (en) * 1999-10-15 2001-04-19 Matsys Fluidized fillshoe system
RU2350429C1 (en) * 2007-06-09 2009-03-27 Открытое акционерное общество Акционерная холдинговая компания "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения имени академика Целикова" (ОАО АХК "ВНИИМЕТМАШ") Gasostat

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101495943B1 (en) Method for compressing gaseous fuel for fuelling vehicle and device for implementation thereof
KR100927546B1 (en) Material feeder
CN104822943B (en) For to the vacuum pump system of chamber evacuation and for the method controlling vacuum pump system
CN110793860A (en) High-pressure hydrogen testing system and method
CN102954051B (en) Accumulator system capable of automatically regulating inflation pressure
US11286920B2 (en) Method, system and use of controlling working range of a pump bellows
EP1858795B1 (en) Control of fluid conditions in bulk fluid delivery systems
CN102052495B (en) High-pressure natural gas pressure reducing valve
EP2531729B1 (en) Diaphragm pump with hydraulic fluid control system
JP2015521109A (en) Method and apparatus for adaptively controlling a hydraulic press
CN100548505C (en) material supply system
CN101285462B (en) Piston reciprocating compressor step compression method and system
RU2350429C1 (en) Gasostat
RU2418654C1 (en) Method of controlling gasostatic extruder gas drive and device to this end
CN102449319A (en) Hydraulic system for a machine for producing a fiber web
CN209624684U (en) A kind of 400MPa extra-high simple loading unit
RU2427448C2 (en) Gasostatic extruder
CN109533397B (en) Design method of electric propulsion electronic pressure reduction system
CN210774651U (en) Gas fatigue test equipment for gas cylinder
CN214147425U (en) Storage tank pressurization system
US20170182522A1 (en) Treatment method and device using a supercritical fluid and a discharge storage volume
CN201155436Y (en) Four-cylinder electric pressure-testing pump
CN106368940B (en) A kind of pressure charging system and its implementation for piston pump
CN208348959U (en) Corrosive gas pressurization injection sled
CN223435000U (en) A constant pressure grease feeder

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20131204