[發明專利]一種浮動式往復壓縮機故障模擬實驗臺

有效

• 申請號: 201210445249.4
• 申請日: 2012-11-08
• 公開（公告）號: CN102926984A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 江志農;張進杰;楊漢寶;徐豐甜;謝軼男
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: F04B51/00
• 分類號: F04B51/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

技術領域

本發明涉及一種浮動式往復壓縮機故障模擬實驗臺，用于模擬海洋平臺往復壓縮機工作環境，進行往復壓縮機故障模擬實驗研究。

背景技術

海洋采油平臺在海洋波浪、海流和風載荷的作用下，將出現動力響應，工作在平臺上的往復壓縮機、機泵等設備將因此處于浮動的基座上，與陸地煉化企業固定在堅固地基上的機組有著顯著區別；這種工作狀態的變化將會導致往復壓縮機出現不同故障，如不平衡、不對中、基礎松動等。

目前對往復壓縮機故障原理及實驗模擬的研究主要集中于堅固地基上的往復壓縮機，而對海洋采油平臺上工作的往復壓縮機研究較少；因此，搭建一個能夠有效模擬海洋采油平臺的往復壓縮機實驗基座，并對在此基座上工作的往復壓縮機常見故障進行研究顯得尤為必要，而國內外尚無這樣的實驗平臺。

發明內容

本發明涉及一種浮動式往復壓縮機故障模擬實驗臺，該實驗臺模擬海洋平臺往復壓縮機工作環境，可對不同支撐剛度下往復壓縮機工作狀態以及典型故障進行模擬分析。該實驗臺采用模塊化加工、整體焊接方式，選用力學性能優良的角鋼構建實驗臺整體框架；采用彈性支撐與剛性立柱支撐組合方式組成實驗臺支撐架構，彈性支撐選用彈簧或液壓系統，剛性支撐則采用立柱支撐，立柱采用正反扣螺紋結構，高度可調，可改變彈性支撐的受力狀態，以實現實驗臺支撐剛度的改變。立柱支撐采用自鎖結構，保證了剛性支撐的穩定性與可靠性，彈性支撐亦安裝有導向柱，與承重的剛性立柱一起承受橫向載荷，防止實驗臺橫向傾覆。本實驗臺通過人工改變剛性支撐立柱的高度，控制彈性支撐的受力狀態，模擬出不同支撐狀態，用以研究不同支撐剛度狀態下的往復壓縮機運行特征，并進行故障模擬實驗，直接指導海洋平臺往復壓縮機故障診斷及支撐結構設計。

一種浮動式往復壓縮機故障模擬實驗臺，該實驗臺模擬海上采油平臺往復壓縮機工作環境，其特征在于包括以下方面：

1)實驗臺主體結構包括上、下層框架，彈性支撐、剛性支撐；

實驗臺整體框架分為上、下兩層，上層框架用于固定往復壓縮機與驅動機，下層框架采用固定連接方式，直接與地面固定，或者固定于海上采油平臺鋼架上；

2)使用彈性與剛性支撐配合的組合支撐方式，剛性支撐立柱采用正反扣螺紋結構；

上下層框架之間使用彈性支撐與剛性支撐配合的組合支撐方式，彈性支撐與剛性支撐布置在實驗臺重要受力點，彈性支撐采用液壓或彈簧結構，剛性支撐采用剛性立柱結構；剛性立柱由上、下兩根螺柱，中間調整螺母以及3個鎖緊螺母組成，從上至下依次為頂端鎖緊螺母、上螺柱、代表上螺柱鎖緊螺母、中間調整螺母、下螺柱鎖緊螺母、下螺柱，上、下螺柱螺紋旋向相反；上螺柱通過頂層鎖緊螺母與上層框架結構固定，下螺柱則依靠螺栓固定在底層框架結構上；

由于采用了正反扣螺紋結構，隨著中間調整螺母的左旋或右旋轉動，上、下螺柱分別受向外的推力或向內拉力，從而帶動實驗臺的抬升與下降，當立柱完全受力時模擬完全的剛性支撐，當立柱高度逐漸降低，彈簧受到壓力，實驗臺剛度降低，柔性增加，直至降低到完全由彈性支撐承重，實驗臺可模擬完全柔性支撐的工作環境，上述調整過程可實現浮動式實驗臺的設計要求；

由于上、下螺柱螺紋旋向相反，上下螺柱的鎖緊螺母受力始終相反，起到了自鎖作用，需要強調的是，在推動中間運動螺母運動前，需要松動3個鎖緊螺母，其中上、下螺柱鎖緊螺母為限制中間運動螺母位置，螺紋方向相反，頂層鎖緊螺母用于壓緊上層框架與上螺柱；

3)彈性支撐設計有導向結構，與剛性立柱一起承受橫向載荷，防止實驗臺橫向傾覆；對彈簧結構，采用導向柱方式：彈簧固定于上、下彈簧座之間，導向柱放在彈簧內，導向柱分別與上、下彈簧座配合；

對液壓結構，將液壓裝置固定于下底座凹形孔內，下底座凹形孔內壁開有便于液壓結構高度調節的缺口，上、下底座相互嵌套、間隙配合，從而形成導向結構。

本發明不僅可用于往復壓縮機，其關鍵技術還可用于海洋平臺上的其他大型、關鍵動設備，如外輸油泵，燃氣發動機的故障模擬實驗臺設計、加工、安裝，用以解決海洋平臺大型動設備故障診斷與支撐結構設計難題。

附圖說明

圖1是本發明外形整體結構圖；

圖2是本發明立柱結構圖；

圖3是本發明彈簧支撐結構圖；

圖4是本發明液壓支撐結構圖；

圖5是本實施實例選用的往復壓縮機外形圖；

圖6是本實施實例最終效果示意圖。

具體實施方式

下面具體結合附圖與實例對本發明作進一步的說明。

本發明實施過程主要由4大部分組成，詳細的步驟如下。