Компрессор поршневой схема – —

Содержание

Устройство и принцип работы поршневого насоса, компрессора

Что такое поршневой компрессор и как он работает? Это поршневой насос сжимающий газ. Если сжимается жидкость, говорят о насосе. Если сжимается какой-либо газ, то говорят о компрессоре. Принцип действия у поршневого насоса и поршневого компрессора одинаков.

Схема работы поршневого компрессораСхема работы поршневого компрессора

На рисунке показана минимальная компоновка поршневого компрессора:

  1. Впускной клапан
  2. Выпускной клапан
  3. Поршень
  4. Шатун
  5. Коленчатый вал
  6. Цилиндр

Слева показан цикл впуска газа в цилиндр. Когда поршень идет вниз, под впускным клапаном возникает разряжение. Этот клапан, прижатый к седлу пружиной, открывается (из-за разности давлений над ним и под ним). Газ всасывается в цилиндр. Справа показан цикл сжатия газа. Поршень идет вверх, сжимая газ. Под давлением закрывается впускной клапан, открывается выпускной, газ устремляется в нагнетательную трубу.

Привод компрессора может быть электрическим, бензиновым, дизельным. Соответственно, коленчатый вал получает вращение от электродвигателя или же от двигателя внутреннего сгорания, бензинового или солярочного.

Видео: поршневой насос - принцип работы

Типы поршневых компрессоров

Выше был показан самый простой компрессор одностороннего действия. Намного эффективнее компрессор двустороннего действия.

Поршневой компрессор двустороннего действияПоршневой компрессор двустороннего действия

Как видим из рисунка, для всасывания и нагнетания воздуха, используется движение поршня как в одну, так и в другую сторону. Когда слева газ сжимается и соответственно нагнетается, справа идет всасывание. И наоборот. Производительность увеличивается почти в два раза. Чуть меньше, так как шток, толкающий поршень занимает некоторый объем.

Выше показаны одноцилиндровые компрессоры. Также производят двух, трех и более цилиндровые. Соответственно и мощность будет больше в два, три и более раз.

Двухцилиндровый поршневой компрессорДвухцилиндровый поршневой компрессор

В таких агрегатах поршни ходят в противофазе. Этим достигается равномерность подачи воздуха. Также уменьшается тряска компрессора.

По расположению цилиндров бывают горизонтальные, вертикальные, угловые компрессоры.

Также различаются компрессоры по количеству ступеней сжатия. Вышерассмотренные компрессоры были одноступенчатыми. Бывают также и двух, трех и более ступенчатые.

Компрессор

Двухступенчатый поршневой компрессор

Воздух, сжатый в первом цилиндре, поступает в меньший по объему второй цилиндр. Там он дожимается до более высокого давления. Понятно, что двухступенчатый компрессор должен иметь два цилиндра. При сжатии газа происходит его нагрев. Поэтому сжатый газ из первого цилиндра попадает во второй через охладитель. Его изготавливают из материала быстро отдающего тепло. Чаще всего это медная трубка.

Двухступенчатый компрессор имеет более высокий КПД. Это происходит по нескольким причинам:

  • промежуточное охлаждение воздуха, делает работу компрессора более комфортной. Меньше изнашиваются трущиеся части оборудования. Например, пара поршень – цилиндр.
  • при одинаковой мощности привода, двухступенчатый компрессор на выходе дает большее давление.

Первый компрессор, созданный человеком, был поршневой. Потом появились другие виды. Самое общее деление компрессоров: объемные и динамические. В объемных компрессорах газ сжимается за счет уменьшения объема камеры. В динамических - за счет взаимодействия с лопатками ротора. К объемным, помимо поршневых компрессоров, относятся и широко распространенные винтовые компрессоры.

Видео: как работает поршневой компрессор

Устройство и принцип работы винтового компрессора

Два винта ведущий и ведомый синхронно вращаются в паре. Зубья одного входят во впадины второго. Но винты, их металлические поверхности не соприкасаются. Он расположены параллельно друг другу на валах. На этих же валах имеются шестерни, которые входят в зацепление друг с другом, что обеспечивает жесткую кинематическую связь между винтами.

Винтовой компрессорВинтовой компрессор

Роторы (винты) вращаются навстречу друг другу. Воздух через отверстие в корпусе поступает в пространство между винтами. Ввиду того, что зазор между роторами очень мал: 0,1 – 0,3 мм, по мере вращения воздух отсекается от атмосферы и захватывается винтами. Дальнейший поворот валов приводит к уменьшению объема воздуха и значит к его сжатию. На выходе получаем высокое давление.

Вместе с воздухом впрыскивается машинное масло, которое уменьшает зазор между винтами до нуля. Кроме того, масло смазывает винты, уменьшая силы трения. Также масло забирает лишнее тепло, которое неизбежно возникает по мере сжатия воздуха.

Когда камера, образованная винтами, соединяется с выпускным отверстием, воздухомасляная смесь под давлением выбрасываются в нагнетательную линию. Далее смесь проходит через масляный фильтр, который задерживает масло и передает его обратно в систему.

Преимущества винтового компрессора перед поршневым очевидны:

  1. равномерность работы намного превосходит поршневой компрессор
  2. межремонтный период в разы больше
  3. небольшие габариты, легко монтировать
  4. КПД на 30% больше поршневых

Видео: работа и устройситво винтового компрессора

Безмасляный компрессор

На данный момент наша промышленность очень сильно нуждается в безмасляных компрессорах, которые бывают как поршневыми, так и винтовыми. В некоторых случаях недопустимо наличие масла в воздухе даже в минимальных количествах. Например, для надувания кислородной подушки. Или для заполнения кислородного баллона.

Чтобы поршневой компрессор был безмасляным, поверхность его цилиндров покрыта специальным составом, позволяющим работать без машинного масла. Также и поршень покрывается спецсоставом. Несмотря на большие достижения в области материалов, уменьшающих скольжение, время непрерывной работы безмасляного поршневого компрессора ограничено. В некоторых моделях 10 – 15 минут в час.

Видео: безмаслянные компрессоры

Чтобы винтовой компрессор выдавал сжатый воздух абсолютно без масла, оно не должно использоваться для уплотнения роторов, и охлаждения. То есть в камеру сжатия масло не впрыскивается. Чтобы такой агрегат успешно работал и не нагревался, к изготовлению винтов предъявляют повышенные требования. Степень сжатия уменьшается, по сравнению с масляными, в 3 – 4 раза.

Безмасляные компрессоры уступают масляным по всем параметрам, кроме одного – чистоте сжатого воздуха. Поэтому если покупателю не нужен абсолютно чистый сжатый газ, лучше брать масляный компрессор.

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

principraboty.ru

Устройство, работа поршневого компрессора

В этой статье мы рассмотрим устройство и работу поршневого компрессора, который чаще всего применяется в пневматической системе автосервисов и шиномонтажей.

Что же такое компрессор? – по своему устройству это машина, предназначенная для сжатия и транспортировки газов с повышением давления на соотношение более чем 1,1. В наше время область применения и работа поршневых компрессоров очень широка, они необходимы на всех предприятиях, где в качестве источника энергии используют сжатый воздух. Компрессор можно встретить на заводах, газозаправочных станциях, автосервисах, медицинских учреждениях и даже мастерских по ремонту обуви.

На сегодняшний день наиболее распространенными типами устройств являются поршневые и винтовые компрессоры. Так как винтовые компрессоры имеют более высокую стоимость, то на небольших предприятиях, в том числе и СТО, широко применяются в работе поршневые компрессоры. Потребителями сжатого воздуха в автосервисе служат пневмогайковерты, пневмодрели, краскопульты, шиномонтажные станки, установки вакуумного отбора масла и т. д.

Устройство поршневого компрессора

Основным элементом устройства поршневого компрессора является компрессорная головка (поршневой узел). Ее конструкция напоминает двигатель внутреннего сгорания. Она состоит из цилиндра, поршня, поршневых колец компрессора, шатуна, коленчатого вала, а также впускного и нагнетательного клапанов. В отличие от ДВС, клапаны в компрессоре представляют собой пластинку с пружиной и при работе поршневого компрессора приводятся в действие не принудительно, а от перепада давлений. Для смазки устройства поршневого компрессора, в частности трущихся деталей, в компрессорную головку заливают масло.

В случае если необходимо получить сжатый воздух высокой чистоты и без примесей масла (например, в медицинских учреждениях) применяют безмасляные компрессоры. В таком устройстве поршневого компрессора кольца выполнены с полимерных материалов, а для надежной работы поршневого компрессора применяют графитовую смазку.

Для достижения более высокой производительности поршневого компрессора компрессорные головки изготавливают с несколькими цилиндрами, которые могут иметь рядное, V-образное или оппозитное устройство.

В движение коленчатый вал приводится от электродвигателя, что обеспечивает работу поршневого компрессора. В зависимости от способа соединения с электродвигателем различают компрессоры поршневые с ременным и прямым приводом.

  1. При прямом приводе головка и двигатель расположены на одной оси и их валы в устройстве поршневого компрессора соединены напрямую.
  2. В компрессорах поршневых ременного типа привод головки и мотор расположены параллельно друг другу, а движение предается через ременную передачу. На шкиве привода головки установлены лопасти, которые обеспечивают охлаждение поршневого узла.

Другим важным элементом в устройстве и работе поршневого компрессора является ресивер, который представляет собой стальную емкость и предназначен для поддержания постоянного давления и равномерного расхода воздуха. В ресивере также установлен клапан для сброса давления в случае если будет превышено его допустимое значение.

Для обеспечения работы поршневого компрессора в автоматическом режиме в устройстве поршневого компрессора находится прессостат (реле давления), который при достижении заданного давления размыкает контакты и останавливает двигатель, а при снижении давления ниже некоторого значения замыкает контакты и запускает компрессор.

Работа поршневого компрессора

Работа поршневого компрессора осуществляется по следующему принципу: при движении поршня вниз в цилиндре создается разрежение, в результате чего открывается впускной клапан. Так как в цилиндре давление ниже атмосферного, то через клапан поступает воздух. Для очистки поступающего воздуха в устройстве поршневого компрессора применяют фильтры. Во время движения поршня вверх при работе поршневого компрессора оба клапана закрыты. При сжатии воздуха возрастает давление в цилиндре и открывается нагнетательный клапан, через который воздух поступает в ресивер. Работающие по такому принципу поршневые компрессоры носят название одноступенчатых.

Одним из недостатков устройств поршневых одноступенчатых компрессоров является ограниченное рабочее давление. Работа поршневого компрессора данного типа возможна с повышением давления только до 10 атмосфер. Это объясняется тем, что при больших давлениях сильно возрастает температура в цилиндре и может загореться масло, которое используется для смазки деталей.

Для достижения более высоких давлений в работе поршневых компрессоров применяют многоступенчатый принцип, в котором воздух поочередно сжимается в каждой ступени до определенного значения, после чего охлаждается в холодильнике и подается в цилиндр следующей ступени, где сжимается до более высокого давления. В качестве холодильника в устройстве поршневого компрессора используют медную трубку с ребрами охлаждения.

Работа поршневых компрессоров на небольших предприятиях наиболее часто основывается на двухступенчатой установке с двумя цилиндрами. Цилиндр первой ступени, как правило, имеет больший диаметр чем второй.

При выборе поршневого компрессора необходимо в первую очередь учитывать характеристики потребителей сжатого воздуха. Ведь работа поршневого компрессора не должна быть постоянной. При правильном подборе компрессорной головки и ресивера время работы компрессора должно быть равным времени отдыха.

Стоит учесть, что все производители указывают на своих компрессорах производительность в л/мин только на входе. Так как при повышении давления нагнетания производительность снижается, то для того чтобы узнать ее значение на выходе нужно от указанных данных отнять 30 %.

info-parts.ru

14. Поршневые компрессоры

Устройство и работа поршневого компрессора. Поршневые ком­прессоры по конструктивным признакам сходны с поршневыми насосами. Конструктивная схема одноступенчатого компрессора с цилиндром двойного действия и индикаторная диаграмма пред­ставлены на рис. 64. Цилиндр компрессора, закрытый с обеих сторон крышками, имеет две полости. В стенках цилиндра в спе­циальных коробах расположены всасывающий и нагнетательный клапаны, которые открываются л закрываются автоматически под действием перепада давлений между рабочей, полостью и соответ­ствующей камерой (всасывающей либо нагнетательной).

Цилиндры поршневых компрессоров чаще всего охлаждаются водой. Для этого в них предусмотрена специальная водяная рубашка. Небольшие компрессоры выполняют с воздушным ох­лаждением, а их поршень соединен непосредственно с шату­ном (бескрейцкопфные компрессоры). В месте прохода штока через крышку цилиндра помещается уплотнение, называемое сальником.

Перепад давлений, обеспечивающий открытие клапанов и пре­одоление их гидравлических сопротивлений, определяет допол­нительные затраты работы по сравнению с идеальным компрес­сорным циклом (см. заштрихованные площадки на индикаторной диаграмме рис. 64).

Рис. 64. Одноступенчатый порш­невой компрессор двустороннего действия:

а — общая схема: / — цилиндр; 2 — поршень; 3 — шток; 4 — крейцкопф; 5 — шатун; 6 — кривошип; 7, 8 — всасывающий и нагнетательный кла­паны; б — индикаторная диаграмма: 1...5— точки процесса

В рабочей полости цилиндра в конце нагнетания всегда остает­ся газ объемом VM, который называется мертвым объемом. Его величина определяется в основном размерами зазора между порш­нем, находящимся в крайнем положении, и крышкой цилиндра. Зазор необходим для исключения удара поршня о крышку.

Отношение объема мертвого пространства VH к рабочему объему Vh называется относительным объемом мертвого простран­ства:

a=VM/Vh

В большинстве цилиндров компрессоров а < 0,05. Остаток газа в мертвом пространстве расширяется по линии 3—4 (см. рис. 64 noэтому всасывание газа начинается не в начале хода поршня, а в конце процесса расширения, т. е. в точке 4. Следовательно, объем VB фактически поступившего в цилиндр газа оказывается меньше рабочего объема цилиндра.

Отношение объема всасываемого газа VB к рабочему объему Vh называется объемным коэффициентом:

λυ=Vв/Vh

Считая процесс расширения (линия 3— 4) политропным, мож­но записать

VB/VM=(p2/p1)1/n = ε1/тр

Отношение этих объемов может быть также представлено в сле­дующем виде;

VB/VM=(VM - Vh -VB)/Vm =1+(1/a)(1-λv)

откуда получаем объемный коэффициент

λv= 1-a(εp1/n – 1) (8.20)

Для современных компрессоров λv = 0,7 ...0,9.

Из формулы (20) видно, что увеличение степени повышения давления εр при а = const приводит к снижению λv т.е. подач компрессора. В пределе при критическом значении εрпред=(1+1/а)т подача становится равной нулю (λv = 0). Если принять, например, а = 0,1; п= 1,2, то компрессор будет работать вхолостую εр = 17,8. Таким образом, в одной ступени компрессора можно достичь только определенных значений ер .

Снижение подачи компрессора связано также с отсутствием герметичности цилиндра (возможны утечки газа через клапаны, сальники), подогревом газа в процессе всасывания и дру­гими причинами и в целом характеризуется коэффициентом по­дачи λ =Vд/Vт , где Vддействительная, Vт - теоретическая подачи компрессора.

Для компрессоров, имеющих цилиндры простого действия

VT = FSn0 = Vhn0 (8-21)

где Fплощадь поршня; Sход поршня; n0 - частот вала.

Коэффициент подачи λ определяется при испытаниях машины и обычно составляет 0,6…0,85

Для увеличения подачи поршневых компрессоров необходимо увеличивать размеры цилиндров и поршней, в результате чего возрастает сила инерции возвратно-поступательных масс машины. Поэтому поршневые компрессоры проектируют с довольно низ­кими частотами вращения вала. С технико-экономических пози­ций подачу поршневого компрессора, равную 3,5 м3/с, следует считать предельной, хотя имеются и более мощные машины.

Мощность и КПД компрессора. Ранее отмечалось, что ком­прессоры выполняют обычно с водяным охлаждением цилиндра и его крышки. При этом обеспечивается довольно интенсивный теплообмен и процессы сжатия и расширения являются политропными со средними значениями показателей п = 1,35 и n = 1,2 (для двухатомных газов).

Точный расчет работы цикла компрессора производится по урав­нениям термодинамики реальных газов.

Расчет компрессоров с конечным давлением сжатия до 10 МПа по уравнениям термодинамики идеального газа дает результаты, весьма близкие к действительным, поэтому последующее изло­жение материала основано на теории компрессора идеального газа.

При высоких давлениях, применяющихся, например, при син­тезе химических продуктов, учет свойств реальных газов при рас­чете компрессора совершенно необходим.

Вычисляя работу, затрачиваемую на валу компрессора, можно пренебрегать влиянием мертвого пространства. Последнее не ока­зывает заметного влияния на потребление энергии компрессором, потому что работа, затрачиваемая на сжатие газа в объеме мерт­вого пространства, в значительной мере возвращается на вал в процессе расширения.

Для вычисления мощности компрессора воспользуемся отно­сительным изотермическим КПД, откуда получим: N = Nиз/ηизηм

Используя выражение удельной энергии изотермического ком­прессорного процесса Lиз (Дж/кг) и значение массовой подачи компрессора М(кг/с), окончательно получим

N = MLиз/1000ηизηм = p1V1ln(p2/p1)/ 1000ηизηм

где pt и p2давления на всасывающей и нагнетательной сторо­нах, Па; V1— объемная производительность компрессора (пода­ча) по условиям всасывания, м3/с; ηиз — изотермический КПД, который зависит от интенсивности охлаждения и находится в пре­делах 0,65...0,85; пм — механический КПД (для компрессоров в крейцкопфном исполнении ηм = 0,9...0,93, для малых бескрейцкопфных ηм = 0,8...0,85).

Характеристики и регулирование подачи. Компрессор обычно подключается к системе трубопроводов, на которых установленs запорные регулирующие и другие устройства. Совокупность этих устройств и трубопроводов называется сетью. Гидравлические свой­ства сети определяются ее характеристикой, т. е. зависимостью между расходом Vc и давлением рс в сети. Характеристика большин­ства газовых сетей имеет вид параболы.

Одной из важных характеристик компрессора является зависимость между его подачей Vо и рабочим давлением . В расчетном режиме подача поршневого компрессора практически не зависит от развиваемого давления и характеристики для различных значений n0 , близки к вертикальным линиям (рис. 65).

Пересечение характеристик компрессора и сети определяют рабочую точку А и рабочие параметры машин — подачу и давление. Расход газа в сети по условиям работы потребителей обычно непостоянен. Во избежание резких колебаний давления газа в сети необходимо изменять подачу компрессоров так, чтобы он всегда соответствовала потреблению. Регулирование подачи ком­прессоров в настоящее время осуществляется следующими способами:

  • отключением одной или нескольких машин при их параллельной работе на сеть;

  • изменением частоты вращения вала ком­прессора;

  • изменением объема мертвого пространства;

  • дросселирование потока на всасывании;

  • отжатием пластин всасывающего клапана.

Периодические остановки компрессора (отключение машины от сети) возможны лишь при значительном и, главное, длительном снижении потребления газа. Очень часто отключение машины приводит к чрезмерному перегреву электропривода и выход из строя.

Рис. 65. Характеристики ра­боты поршневого компрес­сора на различные сети и

при различной частоте вра­щения вала (л;,, «о)

И зменение частоты вращения вала,как это видно из формулы (21) пропорционально изменяет подачу и индикаторную мощ­ность машины. Такое регулирование может быть осуществлено в установках с приводом от турбины, ДВС и электродвигателя переменного или постоянного тока.

Рис. 66. Индикаторная диаграмма одноступенчатого поршневого комп­рессора при регулировании подключением дополнительного мертвого объема (а) и дросселированием на всасывании (б)

Изменение объема мертвого пространства достигается подклю­чением к цилиндру отдельной полости постоянного или перемен­ного объема. Подключение дополнительного мертвого объема VMдоп уменьшает объем всасываемого газа (V'B < VB), так как политропа расширения 3—4' становится более пологой (рис. 66, о). Для удобства сравнения процесс расширения с VMдоп изображен в сдвинутой системе координат. Новая политропа сжатия (линия 1—2') будет соответствовать меньшему объему подаваемого в сеть газа (V2 < V2). B пределе объем мертвого пространства может быть таким, что политропы расширения и сжатия совпадут с линией 1—3, а подача станет равной нулю. Такой способ регулирования применяется на новейших компрессорах со средней и большой

подачей.

Дросселирование газа на всасывании осуществляется шибером или задвижкой. В результате падения давления перед компрессором объем всасываемого газа уменьшается с VB до VBрег (рис. 66, б), а объем подачи уменьшается с V2 до V2 но при этом растут сте­пень повышения давления в цилиндре ер и связанная с ней тем­пература. Во избежание воспламенения смазки, применяемой в цилиндрах, температура газа на нагнетании не должна превышать

Рис. 67. Автоматическое устрой­ство для регулирования

подачи дросселированием на всасывании: I — компрессор; 2 — трубка;

3 — бал­лон; 4 — поршневой механизм; 5 — дроссельная заслонка

160.., 170 *С. Схема автоматического регулирования такого типа по­казана на рис. 67. Если расход из баллона 3 в сеть уменьшается то при данной подаче компрессора 1 давление в баллоне 3 возрас­тает и, передаваясь по рубке 2 в полость поршневого механизма 4 воздействует на поршень, который, сжимая пружину, прикрывает дроссельную заслонку 5 и подача компрессора уменьшается, сравниваясь с расходом газа из баллона. Регулирующее устройство может быть настроено на требующуюся подачу натяжением пру­жины поршневого механизма 4. Благодаря простоте и автоматич­ности действия этот способ регулирования широко применяется при высоких степенях сжатия, но энергетическая эффективна его невысока.

Отжимание пластин всасывающего клапана, как способ регули­рования подачи, осуществляется по схеме, показанной на рис. 68. Если вследствие уменьшения расхода в сети давление в баллоне повысится, то повышенное давление, передаваясь по импульсной трубке 1 к поршневому механизму 4, преодолеет натяжение пру­жины и подвинет вниз поршень 5. Шток поршня имеет на конце вилку 3, рожки которой будут препятствовать пластине всасывающего клапана садиться на седло. при этом сжатие и подача газа не произойдут, потому что всасывающий клапан будет открыт и газ из цилиндра будет выталкиваться во всасывающий трубопровод. Вследствие этого произойдет пропуск сжатия и подачи. Это будет продолжаться до тех пор, пока давление в баллоне 2 не понизится и поршень 5 не приведет вилку З в нормальное положение, не пре­пятствующее пластине клапана А плотно садиться на место. Таким образом, уменьшение подачи компрессора достигается здесь про­пусками подачи. Это очень простой способ регулирования, но энер­гетическая эффективность его мала, так как на холостой ход при пропуске подачи затрачивается не менее 15 % полной мощности

Рис. 68. Регулирование подачи отжиманием пластин всасываюшего клапана:

/ — импульсная трубка; 2 — баллон; 3 — вилка; 4 — поршневой механизм; 5 – поршень

Такой способ регулирования применяется для компрессоров с лю­быми степенями сжатия и подачами.

Отжим клапанов линии всасывания в течение всего хода пор­шня приводит, как указывалось, к пропускам подачи, т.е. к сни­жению подачи компрессора до нуля.

В настоящее время применяют отжим клапанов на части хода поршня, получая возможность плавного изменения подачи от номинальной до 0,1 номинальной.

Многоступенчатые компрессоры. Одноступенчатые поршне­вые компрессоры с водяным охлаждением цилиндра применя­ются в основном для сжатия газов до давления менее 0,6 МПа. Более высокое давление получают в многоступенчатых комп­рессорах с охлаждением газа в холодильнике после каждой сту­пени.

При сжатии газа температура его повышается. В табл. 4 при­ведены конечные температуры воздуха, сжимаемого при различ­ных условиях в компрессоре с D = 0,7 м, от начальной темпера­туры t1 = 293 К. Так как компрессорные смазочные масла имеют температуру вспышки 493... 533 К, то конечная температура сжа­тия 493... 443 К, получаемая при εр = 8, является опасной, Элек­трические разряды невысокого потенциала, возникающие в про­точной части компрессоров, могут вызвать возгорание нагара и затем при достаточной концентрации масляных паров в воздухе взрыв компрессора. Это ограничивает степень повышения давле­ния в одном цилиндре компрессора.

В современных компрессорах с водяным охлаждением сте­пень повышения давления в одном цилиндре выше семи встре­чаются редко. В отечественных конструкциях большой подачи εр 4. Если степень повышения давления компрессора превы­шает семь, то процесс сжатия ведут в нескольких последова­тельно включенных полостях — ступенях давления — и при переходе из одной ступени в другую газ охлаждают в промежуточ­ных охладителях.

Для достижения заданной степени повышения давления ( εр )принимают следующее количество ступеней (z)

εp …………….. до 6 6…30 30…100  100…150 свыше 150

я ……………… 1 2 4 5 6 и более

Табл. 4. Температура сжатия при адиабатном и политропном процессах

εр= р21

Конечная температура воздуха, К

Адиабатное сжатие

Политропное сжатие с охлаждением цилиндра

Политропное сжатие с охлаждением цилиндра и крышки

2

358

337

325

4

428

402

372

6

493

454

409

8

536

493

443

Увеличение количества ступеней усложняет конструкцию и уве­личивает стоимость компрессора. Это обстоятельство обусловли­вает предел увеличения количества ступеней современных компрессоров.

Многоступенчатое сжатие с промежуточным охлаждением при­ближает рабочий процесс компрессора к изотермическому, по­этому при заданной степени повышения давления компрессора применение ступенчатого сжатия обеспечивает существенную номинальную мощности приводного двигателя.

Мощность многоступенчатого компрессора. В многоступенчатых компрессорах с числом ступеней Z при одинаковых работах отдельных ступеней изотермическая мощность компрессора опреде­ляется по формуле

Nиз = p1Q1*ln(p2/p1)*z/1000

Мощность на валу компрессора при указанном условии

Nиз=p1Q1*ln(p2/p1)*z/1000ηизηм

Если работа отдельных ступеней неодинакова, то мощность на валу компрессора определяется как сумма мощностей отдельных ступеней.

Конструктивные типы компрессоров. Многоступенчатые компрессоры выполняются в двух основных вариантах: с дифференциальными поршнями и несколькими ступенями сжатия; со сту­пенями сжатия в отдельных цилиндрах. Рассмотрим некоторые из них.

В двухступенчатом компрессоре с дифференциальным поршнем дву­стороннего действия (рис. 69) ступени сжататия разнесены по обе стороны дифференциального поршня. При движении поршня вправо происходит всасывание в первую ступень, сжатие и выталкивание во второй ступени. Когда поршень начинает двигаться влево, в пер­вой ступени происходит сжатие, а во второй — всасывание газа.

Компрессоры общего назначения со ступенями сжатия в отдель­ных цилиндрах выполняются с вертикальным, горизонтальными и угловым расположением осей цилиндров (рис. 70).

Рис. 69. Схема двухсту­пенчатого компрессора с дифференциальным поршнем

Вертикальные компрессоры занимают небольшую площадь и имеют хорошую устойчивость. Они выпускаются многорядными (до шести рядов цилиндров) и мно­гоступенчатыми (до шести ступеней сжа­тия) на подачу до 1,67 м3/с и широкий диапазон давлений (до 85 МПа).

Горизонтальные компрессоры более ти­хоходны, чем вертикальные, и занимают больше места, но их обслуживание более удобно. Трубопроводы и аппаратуру гори­зонтальных компрессоров можно размещать в подвале, освобождая тем самым площад­ку для обслуживания. Горизонтальные ком­прессоры строятся на среднюю и большую (от 0,83 до 6 м3/с) подачи и широкий диапазон давлений (до 85 МПа).

Угловые компрессоры выпускаются с вертикально-горизонталь­ным и наклонным V- и W-образным расположением осей цилин­дров на подачу до 3 м3/с и давление до 40 МПа. Характерные особенности угловых компрессоров — хорошая уравновешенность, небольшая масса, компактность и высокая частота вращения вала (до 16,7 1/с) предопределили их широкое применение в промыш­ленности.

Согласно ГОСТ 18985—73 воздушные поршневые компрессо­ры на избыточное давление 0,78 МПа бывают (табл. 5):

бескрейцкопфные с V-образным расположением осей ци­линдров (обозначаются ВУ) на подачу 0,05 и 0,1 м3/с;

крейцкопфные с прямоугольным расположением осей ци­линдров (ВП) на подачу 0,166; 0,332 и 0,5 м3/с;

Рис. 70. Схемы двухступенчатых компрессоров с вертикальным (а), горизонтальным (б) и угловым (в) расположением осей цилиндров

крейцкопфные оппозитные с горизонтальным распо­ложением осей цилиндров (ВМ) на подачу 0,83 и 1,66 м3/с.

Компрессоры типа ВМ, называемые оппозитными, получили в последнее время широкое распространение. Это объясняется многими причинами и главным образом тем, что благодаря про­тивоположному движению поршней (при угле между коленами вала 180*) они легко балансируются динамически и допускают частоту вращения, в 2... 3 раза большую, чем компрессоры дру­гих типов. Компрессоры ВМ являются горизонтальными и требу­ют малых высот при относительно больших площадях помещений.

Табл. 5. Характеристики компрессоров общего назначения

Тип компрессора

Номинальная подача при заданных услониях всасы­вания (предельное отклпе­ние 5 %), mj/c (м'/мин)

Удельный рас­ход МОЩНОСТИ, кВт/(м'/мин), не более

Масса, кг, не более

ВУ

С воздушным охлаждением

0,050 (3) 0,100 (6)

6,5

540 690

С водяным охлаждением

0,100 (6) 0,050 (3)

6,2

690 540

ВП

0,166(10) 0,332 (20) 0,500 (30)

5,7 5,6 5,3

1350 2800 4000

ВМ

0,830 (50) 1,660 (100)

5,4 5,4

7900 14 500

Рис. 71. Схема двухступенчатого оппозитного компрессора типа ВМ:

/ — воздухоохладитель; 2 — электродвигатель; 3 — цилиндр первой i всасывающий патрубок; 5— нагнетательный патрубок; 6 — цили

пени

При большом количестве ступеней давления или высокой по­даче с разделением ее на два цилиндра оппозитный компрессор может быть выполнен многорядным.

В условных обозначениях угловых и горизонтальных компрес­соров имеются особенности. Например, марка компрессора ВУ-3/8 в соответствии с ГОСТ 18985—73 означает: V-образный компрессор с подачей 0,5 мэ/с (30 м3/мин) и конечным избыточ­ным давлением 0,78 МПа, а марка компрессора 2BM-I0-50/8 — двухрядный оппозитный компрессор с поршневым усилием 100 кН, конечным давлением 0,78 МПа и подачей 0,83 м3/с (50 м3/мин).

На рис. 71 показан оппозитный компрессор типа ВМ с двумя ступенями сжатия. Воздух через всасывающий патрубок 4 посту­пает в цилиндр первой ступени сжатия 3, где сжимается до давле­ния около 0,3 МПа, и затем направляется в промежуточный воз­духоохладитель 1. После охлаждения там до температуры 30...40 °С воздух дожимается в цилиндре второй ступени 6 и подается в на­гнетательный патрубок 5. Приводной электродвигатель 2 распо­ложен на конце коленчатого вала.

Литература:

  1. Быстрицкий Г.Ф. Энергосиловое оборудование промышленных предприятий. Уч. пособие.М.,»Академия», 2003

  2. Лыков А.Н. Автоматизация технологических процессов и производств.Уч. пособие. Эл. вид.Пермь – 2007

studfile.net

Поршневой компрессор устройство и принцип работы

Поршневой компрессор устройство и принцип работы

Содержание

Поршневой компрессор устройство и принцип работыПоршневые компрессоры применяются в самых разных областях промышленности и частной технической деятельности человека. Агрегаты этого типа используются на крупных предприятиях, в небольших цехах, гаражных мастерских и строительных объектах.

Поршневой компрессор устройство и принцип работыУстройство и предназначение поршневого компрессора

По принципу работы поршневой компрессор относится к машинам объемного сжатия. В этих агрегатах компрессия выполняется методом уменьшения объема, в котором заключена газообразная среда.

Рабочее движение – ход поршня внутри цилиндра. Конструкция поршневого компрессора определяет его предназначение. Эти машины не рассчитаны на круглосуточную нагрузку. У аппаратов бытового назначения длительность рабочего цикла составляет не более 20 мину, затем отдых, пока не остынет поршневая.

Полупрофессиональные версии разработаны, чтобы функционировать в режиме 50/50. Только промышленные модификации способны отработать без остановки восьмичасовую смену.

Устройство поршневого компрессора


Устройство поршневого компрессораУстройство поршневого компрессора: основные узлы

Агрегаты этого типа состоят из нескольких основных узлов, отвечающих за определенные функции:

Устройство поршневого компрессораДвигатель, как правило, – электрический. Создает рабочую силу. На компрессоры устанавливают и бензиновые или дизельные силовые установки, но это редкость.

Устройство поршневого компрессораПередача. Приводит в движение поршневую группу, передавая работу от мотора. Бывает клиноременная, либо прямая.

Устройство поршневого компрессораБлок цилиндров. Ведомая часть, которая непосредственно выполняет сжатие воздушной или газовой массы.

Устройство поршневого компрессораРесивер. Емкость для хранения запаса сжатого воздуха. Устанавливается практически на всех моделях. Часто выполняет функцию станины.

Устройство поршневого компрессораУзлы поршневого компрессора скомпонованы в слаженную систему с помощью контрольно-измерительных приборов и автоматики. Вспомогательные устройства обеспечивают безопасность, а также позволяют работать агрегату в автоматическом режиме.

Основные узлы поршневого компрессора


Основные узлы поршневого компрессораДвигатель

Основные узлы поршневого компрессораЭлектродвигатель устанавливается на площадке, которая крепится к ресиверу. В легких моделях используются однофазные электромоторы. Для мощных аппаратов требуются трехфазные двигатели. Силовая установка генерирует крутящий момент, который передается на коленчатый вал механизма сжатия.

Основные узлы поршневого компрессораПередача

Клиноременная передача состоит из двух шкивов. На двигателе установлен ведущий, на поршневой головке – ведомый. Ремни соединяют обе детали в один узел. На ведомом шкиве установлен храповик, который служит для сохранения плавности хода передачи, а также играет роль элемента охлаждения.
В маломощных компактных компрессорах реализован механизм прямой или коаксиальной передачи. Крутящий момент от двигателя передается непосредственно на коленвал цилиндропоршневой головки. Достоинство решения только одно – компактность. Прямая передача уступает ременной по эксплуатационным и рабочим характеристикам.

Двигатель поршневого компрессора


Двигатель поршневого компрессораБлок цилиндров

Двигатель поршневого компрессораВ этом узле происходит непосредственное сжатие воздуха или газа. Условно можно сказать, что кинематика поршня схожа с движением аналогичной детали двигателя внутреннего сгорания. В четырехтактном моторе во втором такте происходит сжатие воздушно-топливной смеси, в компрессоре аналогично протекает процесс нагнетания воздуха. Когда поршень опускается, в освобождающееся пространство через впускной клапан всасывается воздух из атмосферы.
Двигатель поршневого компрессораВ результате вращения коленвала поршень проходит точку возврата и начинает движение вверх. Впускной клапан затворяется. Шатун продолжает двигать поршень, объем уменьшается, давление растет. Когда уровень компрессии достигает определенного значения, открывается нагнетательный клапан. Рабочая среда под давлением вытесняется в пневмомагистраль.

Устройство поршневого компрессораПо-другому можно сказать, что в компрессоре поршни и коленвал поменялись ролями. В моторе поршневой стакан – это ведущий элемент, коленвал – ведомый. В компрессоре, наоборот, кривошипно-шатунный механизм сообщает движение поршню.


Двигатель поршневого компрессораРесивер

Резервуар для сжатого воздуха или газа устанавливается практически на всех моделях поршневых компрессоров. Он выполняет две функции.

Двигатель поршневого компрессораПервая – большой объем воздуха в емкости гасит пульсацию давления, возникающую из-за возвратно-поступательного движения поршня.

Двигатель поршневого компрессораВторая функция – обеспечение кратковременно-повторного режима работы.

Устройство поршневого компрессораКомпрессор заполняет ресивер, после чего останавливается. Пока потребителю подается депонированный сжатый воздух из емкости, двигатель и цилиндропоршневая головка остывают. В противном случае аппарат перегреется, произойдет авария.

Ресивер поршневого компрессора


Ресивер поршневого компрессораРазличия конструктива

Альтернативы конструкций, применяемые при производстве поршневых компрессоров:

Устройство поршневого компрессора с ременной либо коаксиальной передачей

Устройство поршневого компрессора маслозаполненные и безмасляные.

Каждое конструктивное решение направлено на достижение определенной цели.


Ресивер поршневого компрессораПрямая передача

Коаксиальный привод разработан, чтобы уменьшить вес и габариты конструкции. Это решение позволяет отказаться от громоздких шкивов, ремней и храповика. Крутящий момент передается напрямую с вала двигателя на кривошипно-шатунный механизм блока цилндров. Недостаток этой конструкции – затрудненное охлаждение.

Устройство поршневого компрессораРежим работы техники с прямым приводом не бывает больше 1:2, то есть 20 минут она работает, 40 – отдыхает. Иногда соотношение еще меньше – до 1:4. Здесь имеется в виду беспрерывная работа!

Ресивер поршневого компрессораКлиноременная передача

Это традиционная конструкция, использующаяся с первых образцов поршневых компрессоров. С тех пор были внесены лишь незначительные усовершенствования.

Ресивер поршневого компрессораМассивный храповик обеспечивает общую плавность работы цилиндропоршневой группы. Это первое преимущество. Храповик имеет форму колеса. В современных моделях спицы выполнены в форме лопастей, которые создают воздушный поток, направленный на поршневую головку.

Ресивер поршневого компрессораДополнительное охлаждение – второй плюс.

Ресивер поршневого компрессораТретье преимущество – простота обслуживания и ремонта. Износу в основном подвергаются ремни, которые легко заменить. В процессе эксплуатации следует следить за их натяжением, при необходимости подтягивать. Чтобы выполнить эти действия не нужно разбирать компрессор.

Поршневые компрессоры


Поршневые компрессорыМаслозаполненные и безмасляные

Здесь все просто. В компрессорах сухого сжатия масло не используется. Технический нефтепродукт выполняет функцию смазки, охлаждения и защиты от коррозии. Лишенный такой защиты безмасляный агрегат способен работать не более 15 минут в час. Затем ему надо остыть. Эта особенность ограничивает сферу применения подобной техники.

Поршневые компрессорыОсновное достоинство безмасляного поршневого компрессора – полное отсутствие масла в вырабатываемом сжатом воздухе. Такое преимущество востребовано при обеспечении работы медицинских инструментов, при производстве продуктов питания, медикаментов и упаковочных материалов.

Еще одно достоинство – простота обслуживания: не нужно менять масло и фильтры. Масляные аппараты рассчитаны на более продолжительную работу. Разрешенный период непрерывного нагнетания может составлять от 20 минут в час до полного рабочего дня. Главная причина – использование масла. Эта жидкость выполняет несколько функций:

Устройство поршневого компрессорасмазывает детали для уменьшения трения

Устройство поршневого компрессораохлаждает механизмы

Устройство поршневого компрессора уплотняет технологические зазоры

Устройство поршневого компрессора удаляет продукты износа компонентов цилиндропоршневой группы

Устройство поршневого компрессоразащищает от коррозии.

Устройство поршневого компрессораЕдинственный недостаток использования компрессорного масла – загрязнение рабочей среды микроскопическими каплями жидкости. Однако современные системы подготовки воздуха могут на 99,9% удалить эти примеси.

Теги: устройство поршневого компрессора, устройство поршневого компрессора основные узлы, устройство и принцип действия поршневого компрессора, устройство и работа поршневого компрессора, схема устройства поршневого компрессора, компрессора поршневые устройство и предназначение


www.compressor-mash.ru

Основные узлы и детали поршневых компрессоров

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 17Следующая ⇒

 

Коленчатые валы

 

Коленчатый вал предназначен для передачи вращательного движения от привода к шатуну. Он является одной из главных деталей поршневого компрессора. В холодильных компрессорах валы обычно выполнены с двумя шатунными шейками, смещенными друг относительно друга на (рисунок 9)

 

Рисунок 9 – Коленчатые валы в сборе

 

а-компрессора АУ45; б-компрессора П110

1-шестерня промежуточная ; 2-валик промежуточной шестерни; 3-гайка; 4-шестерня привода маслонасоса; 5-упорное кольцо; 6-крышка корпуса; 7-корпус подшипника; 8-подшипник качения; 9-заглушка; 10-коленчатый вал; 11-пробка.

 

На щеках вала имеются литые съемные противовесы, которые служат для уравновешивания сил и моментов инерции.

В некоторых малых компрессорах применяются консольные или эксцентриковые валы, двухколенные. Валы выполняют цельноковаными, штампованными или литыми. Для компрессоров с принудительной смазкой коленчатые валы изготавливают со специальными просверленными масляными каналами. При смазке разбрызгиванием на валу (иногда на шатунах) устанавливают захватывающие устройства.

Для коленчатых валов применяют высококачественную углеродистую сталь 40, 45 или легированную сталь 40Х с последующей термообработкой. Поверхность шатунных и коренных шеек доводят до твердости 48-62НRС.

 

Картеры

 

Картеры и блок-картеры являются основной несущей конструкцией поршневых компрессоров. В них расположены коленчатый вал, шатунно-поршневая группа и система смазки. Основные требования, предъявляемые к картерам-достаточная прочность и жесткость. Картеры и блок-картеры воспринимают силы, возникающие при работе компрессора и передают на фундамент реакцию от крутящего момента, неуравновешенные силы и моменты от сил инерции движущихся масс, а также вес компрессора. Для наблюдения за уровнем масла в картере предусмотрено смотровое окно, а для обеспечения доступа к кривошипно-шатунному механизму и масляному насосу имеются боковые и торцевые съемные крышки.

Картеры изготавливают обычно литыми из чугуна СЧ18 или СЧ21, иногда сварными из стального листа. В малых компрессорах транспортных машин для уменьшения массы применяют алюминиевые сплавы.

 

Цилиндры

 

В цилиндрах осуществляются рабочие процессы компрессора: разряжение, всасывание, сжатие и нагнетание пара холодильного агента. В крейцкопфных компрессорах цилиндры выполняются в виде самостоятельных отливок, в которых размещают нагнетательные и всасывающие клапаны. Цилиндры бескрейцкопфных блок-картерных компрессоров имеют сменные гильзы на скользящей посадке. Стенки цилиндров воспринимают силы от давления пара холодильного агента, а также силы со стороны поршней (горизонтальные составляющие веса и инерционные силы).

Цилиндры и гильзы цилиндров (рисунок 10) выполняют из чугуна СЧ21 или СЧ24 легированного присадками. Их твердость находится в пределах НВ 170-241.

Рисунок 10 – Гильзы компрессоров

 

а – прямоточного компрессора АУ-45; б – непрямоточного компрессора П110

 

Поршни

 

Поршень предназначен для создания разряжения в цилиндре компрессора при увеличении его внутреннего объема и сжатия пара хладагента при уменьшении внутреннего объема. По конструкции различают дифференциальные, дисковые и тронковые поршни.

Дифференциальные поршни (рисунок 11а) применяют в компрессорах многоступенчатого сжатия. Поршни изготавливают как цельными, так и составными. Двухступенчатые дифференциальные поршни горизонтальных компрессоров выполняют подвешенными на штоке. Более сложные поршни делают скользящими по поверхности цилиндра. Компрессоры с дифференциальными поршнями применяют в основном для сжатия различных газов и в холодильной технике большого практического значения не получили.

Дисковые поршни используются в крейцкопфных холодильных компрессорах (рисунок 11б). Дисковые поршни делают обычно полыми и днища соединяют между собой ребрами. Высота поршня компрессора небольшая и определяется из условия размещения на нем уплотнительных колец.

Рисунок 11 – Поршни компрессоров

а – дифференциальный; б – дисковый; в – тронковый непроходной; г – тронковый проходной.

 

Поршни крейцкопфных компрессоров могут подвешиваться на штоке или опираться на рабочую поверхность цилиндра. В последнем случае дисковый поршень снабжают дополнительной несущей поверхностью, воспринимающей вес поршня.

Тронковые поршни применяют в холодильных бескрейцкопфных компрессорах, они соединяются непосредственно с шатуном при помощи поршневого пальца. В непрямоточных бескрейцкопфных компрессорах применяют тронковые непроходные поршни, которые имеют вид перевернутого вверх дном стакана (рисунок 11в). На верхней части поршня имеются канавки для уплотнительных и маслосъемных колец. В отечественных конструкциях принято применять два-три уплотнительных и одно маслосъемное кольцо. Прямоточные бескрейцкопфные компрессоры снабжены тронковыми проходными поршнями. Проходной поршень не имеет дна, вместо которого устанавливается клапанная доска с всасывающими клапанами (рисунок 11г). Форма поршня удлиненная, где предусмотрены окна или каналы для прохода пара холодильного агента из всасывающего трубопровода к всасывающим клапанам.

Тронковые поршни выполняют из высококачественных чугунов СЧ21, СЧ24 или алюминиевых сплавов АЛ10В, АЛ30. Для малых поршней (диаметром до 50мм) без уплотнительных колец применяют чугун, алюминиевые сплавы или низкоуглеродистую автоматную сталь.

 

Поршневые кольца

 

Поршневые кольца бывают двух типов: уплотнительные и маслосъемные.

Рисунок 12 – Поршневые уплотнительные кольца.

Уплотнительные (компрессионные) кольца (рисунок 12) предназначены для уплотнения зазора между поршнем и цилиндром с целью уменьшения утечек пара из полости сжатия в полость всасывания. Уплотнение обеспечивается упругостью колец или экспандеров, давлением пара в канавку поршня и лабиринтным действием набора колец.

Маслосъемные кольца служат для удаления со стенок цилиндра смазочного масла, уменьшая тем самым попадание его в нагнетательную полость и теплообменные аппараты.

Рисунок 13 – Маслосъемное поршневое кольцо

а - коническое; б - с проточенной поршневой канавкой.

 

Наиболее распространенными являются два типа маслосъемных колец: конические (рисунок 13а) и с проточной кольцевой канавкой (рисунок 13б). Действие конического кольца основано на том, что при переходе поршня вверх масло попадает в клиновидный зазор и остается на стенках цилиндра. При обратном движении поршня вниз, масло снимается кольцом с зеркала цилиндра, собирается в канавку под кольцом и через отверстия в поршне стекает внутрь поршня, а затем в картер. У кольца с проточкой на внешней поверхности сделана кольцевая канавка, в которую входит ряд отверстий, просверленных в стенке поршня. Данное кольцо обеспечивает стекание масла в картер как при ходе поршня вверх, так и при его ходе вниз.

 

Рисунок 14 – Виды замков поршневых колец

а – прямой; б – косой; в – в нахлёстку

 

Для удобства сборки все поршневые кольца имеют разрез, называемый замком. Различают следующие конструкции замков: прямой, косой и в нахлестку (рисунок 14). В рабочем состоянии замок имеет некоторый зазор для компенсации теплового расширения материала, через который происходит основная перетечка пара. В связи с этим лучшими являются замки внахлестку, но изготовление их значительно дороже. В холодильных компрессорах в основном используются кольца с прямым и косым замком.

Поршневые кольца выполняют из чугуна СЧ24 или композиционных соединений ТНК2-Г5 (на основе капрона), Ф40С8Г4, Ф4К-20, флубона 4 (на основе фторопласта). В последнем случае для упругости колец применяют специальные радиальные или тангенциальные экспандеры, которые размещены в канавке поршня и прижимают кольца к цилиндру. Неметаллические материалы имеют сравнительно низкий коэффициент трения и существенно снижают износ зеркала цилиндра.

Шатуны

 

Шатун (рисунок 15) служит для преобразования вращательного движения коленчатого вала в поступательное движение поршня. Он соединяет шатунную шейку вала с поршнем или крейцкопфом. Шатун состоит из трех частей: верхней (поршневой) головки, стержня и нижней (шатунной) головки. Верхняя головка шатуна выполняется неразъемной с запрессованной бронзовой или латунной втулкой. Нижняя головка при коленчатом вале – разъемная, скрепленная шатунными болтами.

Для снижения коэффициента трения и предотвращения износа шатуна в нижней головке применяются съемные вкладыши из сплавов на базе олова (баббиты), из алюминиевых сплавов и сплавов из свинцовых бронз.

В малых холодильных компрессорах применяются также цельноалюминиевые и бронзовые шатуны, которые не имеют ни втулок ни вкладышей. Таким шатунам соответствует прямой вал с эксцентриком. Форма разъема (с прямым или косым разъемом) предусматривает свободный проход шатунно-поршневой группы через цилиндр при сборке и ремонте компрессора.

Шатуны со сменными вкладышами изготавливают из конструкционной углеродистой стали 40 или 45.

Рисунок 15 – Шатуны поршневого компрессора

а-с косым разъемом; б-с прямым разъемом;

Клапаны

 

Всасывающий и нагнетательный клапаны осуществляют газораспределение пара холодильного агента при работе компрессора.

Всасывающий клапан предназначен для пропуска пара хладона из полости всасывания в полость цилиндра при движении поршня сверху вниз. Он открывается при достижении давления в цилиндре несколько ниже (до 0,3 ) давления всасывания. Когда давление в цилиндре выше давления всасывания – клапан закрыт.

Нагнетательный клапан служит для выпуска пара холодильного агента из полости цилиндра в нагнетательную полость при движении поршня снизу вверх. Он открывается при достижении давления в цилиндре выше (до 0,7 ) давления нагнетания. При давлении в цилиндре ниже давления нагнетания – клапан закрыт.

В компрессоре клапаны могут располагаться различным образом: в крышке цилиндра, радиально по бокам цилиндра, по бокам непосредственно у зеркала, в днище поршня и т. д.

Основными элементами любого клапана являются пластина, седло, на котором лежит пластина, закрывая сечение для прохода, и направляющая пластина (розетка) для ограничения подъема над седлом. Во многих компрессорах пластины прижимаются к седлу пружиной.

В холодильных компрессорах применяются кольцевые, полосовые, пятачковые и лепестковые клапаны. Эти клапаны, как правило, самодействующие, то есть открываются под действием разности давлений с двух сторон, а закрываются под действием упругой пластины или пружины.

Кольцевые клапаны применяются в основном в средних и крупных непрямоточных компрессорах. Пластины клапанов имеют кольцевую форму, толщина которой равна мм. Для обеспечения своевременного закрывания клапана по периметру пластины размещены цилиндрические стальные пружины.

 

Рисунок 16 – Нагнетательный клапан с пятачковой пружиной

1 - розетка; 2 - направляющая втулка.

Пятачковые клапаны применяются чаще всего в компрессорах малой и средней производительности (рисунок 16). Пластины пятачковых клапанов имеют круглую форму (форму пятака) и прижимаются к седлу при помощи рабочей пружины. Клапаны такого типа имеют лучшую статическую полость, что играет положительную роль в автоматизированных компрессорах.

Полосовые клапаны используются преимущественно в прямоточных компрессорах. В них всасывающие полосовые клапаны расположены в верхней части поршня (рисунок 17). Пластина клапана, свободно лежащая на седле, при подъеме прижимается к ограничителю, форма которого соответствует линии прогиба, равномерно нагруженной балки на двух опорах. Эти клапаны имеют малый относительный мертвый объем.

 

Рисунок 17 – Полосовой нагнетательный клапан компрессора АУ200

1 - седло; 2 - розетка; 3 - пластина; 4 - ограничитель; 5 - штифт; 6 - болт; 7 - шайба стопорная.

 

Лепестковые клапаны представляют собой пластины различной конфигурации. Пластины, как правило, консольного типа, закреплены с одной стороны штифтами. Другой конец пластины свободно поднимается над клапанной доской, пропуская пар. Такие клапаны используются в компрессорах малой производительности.

Для предотвращения аварии при попадании жидкости в полость цилиндра служит буферная пружина. Она обеспечивает возможность увеличения подъема клапанной пластины в случае влажного хода компрессора.

Седла и розетки клапанов выполняются из термообработанной углеродистой стали 45,40Х, из высококачественного чугуна СЧ21 или стального литья по выполненным моделям. Для клапанов применяются листовые хромистые легированные стали Х18Н9Т, 70С2ХА, 30ХГСА и др. с термической обработкой, с обработкой в расплаве синтетических сплавов или стали электрошлакового переплава.

 

Крейцкопфы

 

Крейцкопф служит для соединения штока с шатуном и является частью кривошипно-шатунного механизма крейцкопфного компрессора. Он соединяется со штоком с помощью специального болтового соединения, а с шатуном-с помощью пальца. Крейцкопф воспринимает на себя все боковые нагрузки, действующие на шатуннопоршневую группу.

Корпус крейцкопфа отливают из стали 40,45, а башмаки - из серого чугуна СЧ21 с баббитовой заливкой. Палец крейцкопфа изготавливают из углеродистой стали 20 и 45 или 20Х и 40Х.

Штоки

 

Штоки применяются для соединения поршня с крейцкопфом в крейцкопфных компрессорах. В современных конструкциях компрессоров применяются в основном штоки, представляющие собой цилиндрическую деталь с участками различного диаметра. На переднем штоке (со стороны крейцкопфа) выполнена резьба, с помощью которой он закрепляется в крейцкопфе. Для фиксации поршня на штоке предусмотрен упорный цилиндрический бурт и специальная гайка, которая навинчивается на задний конец штока (со стороны поршня).

Шток изготавливается из углеродистой стали 20,35 и 40.

Сальники

 

Сальники служат в бескрейцкопфных компрессорах для уплотнения вала, выступающего из картера, а в крейцкопфных - также и для уплотнения штока. Правильная работа сальников обеспечивает герметичность компрессора и надежность его работы.

Сальники штоков крейцкопфных компрессоров выполняются многокамерными с разрезными чугунными или алюминиевыми кольцами. На наружной поверхности колец имеются пружины, которые стягивают разъемные части кольца и прижимают их радиально к штоку. Смазку сальника и штока крейцкопфного компрессора производят от насоса-дубликатора через специальный фонарь.

Для уплотнения выходного кольца коленчатого вала компрессора применяют сальники с кольцами торцевого трения. Они состоят из двух трущихся колец, одно из которых вращается вместе с валом, а другое неподвижное, плотно соединенное с крышкой сальника. Кольца прижимаются друг к другу или с помощью сильфона или с помощью пружин. Плотность и герметичность между кольцами достигается за счет силы сильфона (сильфонные сальники) или пружины, которая давит на вращающееся кольцо.

Односторонние сальники применяются в компрессорах со смазкой разбрызгиванием, двухсторонние с принудительной системой смазки для создания избыточного давления в полости сальника (рисунок 18).

В качестве пар трения применяют закаленную легированную сталь 15Х, 20Х и один из следующих материалов: фосфористую бронзу, чугун, композиционный материал на основе графита, пластмассу. В настоящее время наиболее часто используется пара трения сталь – композиционный материал на основе графита АГ-1500Б83, АПГ-Б83, которые имеют наименьший коэффициент трения и могут работать без смазки.

 

 

Рисунок 18 – Сальник компрессора П80

1-неподвижное металлографитовое кольцо; 2-вращающееся с валом (подвижное) стальное кольцо; 3,9-штифты; 4-крышка сальника; 5-шарик; 6-нажимное кольцо; 7-резиновое кольцо; 8-прокладка; 10-пружина;11-ведущее кольцо (обойма).

 

Системы смазки компрессора

 

Смазка компрессора необходима для снижения коэффициента трения и отвода теплоты от кинематических пар. Смазка уменьшает износ и нагрев движущихся частей компрессора, снижает расход потребляемой энергии, а также создает дополнительную плотность в сальниках, поршневых кольцах и клапанах.

Для смазки бескрейцкопфных компрессоров, работающих на фреоне, используются масла ХФ, ХС, ХМ и др. Аммиачные компрессоры смазываются маслом марок ХА. В крейцкопфных компрессорах для смазки открытого кривошипно-шатунного механизма применяется масло “Индустриальное-45” или машинное - марки СУ.

В современных холодильных поршневых компрессорах применяют различные системы смазки - разбрызгиванием (барботажная смазка), принудительная и комбинированная.

Смазку разбрызгиванием применяют обычно в малых компрессорах. В них часть нижних головок шатунов или противовесов погружена в масляную ванну картера. При вращении коленчатого вала масло разбрызгивается по всему внутреннему объему компрессора, смазывается тем самым все поверхности трения.

В компрессорах большой производительности для смазки трущихся поверхностей применяется принудительная смазка с помощью масляного насоса, который приводится в движение от коленчатого вала. Масло насосом подается в полость сальника, а оттуда по специальным отверстиям в коленчатом вале направляется к шатунным шейкам (рисунок 19).

 

Рисунок 19 – Принудительная система смазки поршневого компрессора.

 

1-масляный насос; 2-всасывающая масляная трубка; 3-нагнетательная масляная трубка; 4-фильтр грубой очистки масла; 5-фильтр тонкой очистки масла; 6-жидкое смазочное масло; 7-масляные каналы коленчатого вала; 8-входное отверстие коленчатого вала; 9-выходные отверстия в шатунных шейках.

 

 

Для смазки втулки верхней головки шатуна и поршневого пальца предусматриваются специальные сверления в стержне шатуна или отдельные трубки, через которые масло поступает от шатунной шейки коленчатого вала. В качестве масляных насосов используются центробежные, шестеренчатые, ротационные или плунжерные насосы, приводимые в действие от коленчатого вала, через зубчатую передачу.

Комбинированная система смазки используется в компрессорах средней производительности и в некоторых крупных компрессорах. Здесь кривошипно-шатунный механизм смазывается принудительно от масляного насоса, а шатунно-поршневая группа и стенки цилиндра смазываются за счет масляного тумана.

Схема принудительной подачи масла от шестеренчатого насоса к нижним головкам шатунов, через сверления в коленчатом валу показана на рис.19.

В крейцкопфных компрессорах смазку кривошипного механизма производят от масляного насоса, а зеркало цилиндров, поверхности трения поршней и сальники штоков - многоплунжерными дубликаторами. Дубликаторы и насосы приводятся в действие индивидуальными электроприводами.

 

Марка компрессоров

 

Каждому типоразмеру компрессоров соответствует свое определенное обозначение-марка компрессора.

В марку, согласно ГОСТам, входит буква, обозначающая холодильный агент, расположение цилиндров, степень герметичности компрессора, число ступеней сжатия, температурный режим работы, стандартная холодопроизводительность и др. Холодильный агент в марке обозначается начальной буквой его названия: аммиак-А; фреон-Ф и т.д. Направление осей цилиндров показывается буквами В, О, У, УУ, что соответствует обозначению:

В- вертикальный,О- оппозитный, У- Vобразный, УУ- веерообразный.

Буквы Г и БС показывают, что компрессор герметичный (Г) или бессальниковый (БС), сальниковый компрессор буквой не обозначают. Режим работы герметичных компрессоров показывается: буквой В-высокотемпературный, С-среднетемпературный и Н-низкотемпературный. После буквенных обозначений в конце марки пишется число, показывающее холодопроизводительность компрессора при стандартном температурном режиме. За цифрами могут быть буквы РЭ, означающие, что компрессор с электромагнитным регулированием производительности.нце марки пишется чисый, С-среднетемпературный и Н-низкотемпературный.

 

 




infopedia.su

Компрессор. Принцип действия, устройство, виды компрессоров.

Компрессор (от латинского слова compressio - сжатие) - энергетическая машина или устройство для повышения давления (сжатия) и перемещения газообразных веществ.

Компрессорная установка - это совокупность компрессора, привода и вспомогательного оборудования (газоохладителя, осушителя сжатого воздуха и т. д.).

Общепринятая классификация механических компрессоров по принципу действия, под принципом действия понимают основную особенность процесса повышения давления, зависящую от конструкции компрессора. По принципу действия все компрессоры можно разделить на две большие группы: динамические и объёмные.


Объёмные компрессоры

В компрессорах объёмного принципа действия рабочий процесс осуществляется в результате изменения объёма рабочей камеры. Номенклатура компрессоров данного типа разнообразна (более десятка видов), основные из которых: поршневые, винтовые, роторно-шесте-рён- чатые, мембранные, жидкостно-кольцевые, воздуходувки Рутса, спиральные, компрессор с катящимся ротором.



Рис. 1. Классификация объемных компрессоров

Поршневые компрессоры (рис. 2-3) могут быть одностороннего или двухстороннего действия, крейцкопфные и бескрейцкопфные, смазываемые и без применения смазки (сухого трения или сухого сжатия), при высоких давлениях сжатия применяются также плунжерные.

Роторные компрессоры - это машины с вращающим сжимающим элементом, конструктивно подразделяются на винтовые, ротационнопластинчатые, жидкостно-кольцевые, бывают и другие конструкции.

 



Рис. 2. Схема работы поршневого компрессора



Рис. 3. Поршневой компрессор: 1 - коленчатый вал; 2 - шатун; 3 - поршень; 4 - рабочий цилиндр; 5 - крышка цилиндра; 6 - нагнетательный трубопровод; 7 - нагнетательный клапан; 8 - воздухозаборник; 9 - всасывающий клапан; 10 - труба для подвода охлаждающей воды



Рис. 4. Одноступенчатый поршневой компрессор одинарного действия

Поршневой компрессор в основном состоит из рабочего цилиндра и поршня; имеет всасывающий и нагнетательный клапаны, расположенные обычно в крышке цилиндра. Для сообщения поршню возвратно-поступательного движения в большинстве поршневых компрессорах имеется кривошипно-шатунный механизм с коленчатым валом. Поршневые компрессоры бывают одно и многоцилиндровые, с вертикальным, горизонтальным, V или W - образным и другим расположением цилиндров, одинарного и двойного действия (когда поршень работает обеими сторонами), а также одноступенчатого или многоступенчатого сжатия.

Действие одноступенчатого воздушного поршневого компрессора (рис. 3) заключается в следующем. При вращении коленчатого вала 1 соединённый с ним шатун 2 сообщает поршню 3 возвратные движения. При этом в рабочем цилиндре 4 из-за, увеличения объёма, заключённого между днищем поршня и крышкой цилиндра 5, возникает разрежение и атмосферный воздух, преодолев своим давлением сопротивление пружины, удерживающей всасывающий клапан 9, открывает его и через воздухозаборник (с фильтром) 8 поступает в рабочий цилиндр. При обратном ходе поршня воздух будет сжиматься, а затем, когда его давление станет больше давления в нагнетательном патрубке на величину, способную преодолеть сопротивление пружины, прижимающей к седлу нагнетательный клапан 7, воздух открывает последний и поступает в трубопровод 6. При сжатии газа в компрессоре его температура значительно повышается.

Для предотвращения самовозгорания смазки компрессоры оборудуются водяным (труба 10 для подвода воды) или воздушным охлаждением. При этом процесс сжатия воздуха будет приближаться к изотермическому (с постоянной температурой), который является теоретически самым выгодным. Одноступенчатый компрессор, исходя из условий безопасности и экономичности его работы, целесообразно применять со степенью повышения давления при сжатии до b = 7 - 8. При больших сжатиях применяются многоступенчатые компрессоры, в которых, чередуя сжатие с промежуточным охлаждением, можно получать газ очень высоких давлений - выше 10 Мн/м2. В поршневых компрессорах обычно предусматривается автоматическое регулирование производительности в зависимости от расхода сжатого газа для обеспечения постоянного давления в нагнетательном трубопроводе. Существует несколько способов регулирования. Простейший из них - регулирование изменением частоты вращения вала.

Принципы действия ротационного и поршневого компрессора в основном аналогичны и отличаются лишь тем, что в поршневом все процессы происходят в одном и том же месте (рабочем цилиндре), но в разное время (из-за чего и потребовалось предусмотреть клапаны), а в ротационном компрессоре всасывание и нагнетание осуществляются одновременно, но в различных местах, разделенных пластинами ротора. Известны другие конструкции ротационного компрессора, в том числе винтовые, с двумя роторами в виде винтов. Для удаления воздуха с целью создания разрежения в каком-либо пространстве применяют роторные водокольцевые вакуумнасосы. Регулирование производительности ротационного компрессора осуществляется обычно изменением частоты вращения их ротора.

Ротационные компрессоры имеют один или несколько роторов, которые бывают различных конструкций. Значительное распространение получили ротационные пластинчатые компрессоры (рис. 5), имеющие ротор 2 с пазами, в которые свободно входят пластины 3, ротор расположен в цилиндре корпуса 4 эксцентрично. При его вращении по часовой стрелке пространства, ограниченные пластинами, а также поверхностями ротора и цилиндра возрастать корпуса, в левой части компрессора будут возрастать, что обеспечит всасывание газа через отверстие 1. В правой части компрессора объёмы этих пространств уменьшаются, находящийся в них газ сжимается и затем подаётся из компрессора в холодильник 5 или непосредственно в нагнетательный трубопровод. Корпус ротационного компрессора охлаждается водой, для подвода и отвода которой предусмотрены трубы 6 и 7. Степень повышения давления в одной ступени пластинчатого ротационного компрессора обычно бывает от 3 до 6.



Рис. 5. Ротационный пластинчатый компрессор: 1 - отверстие для всасывания воздуха; 2 - ротор; 3 - пластина; 4 - корпус; 5 - холодильник; 6 и 7 - трубы для отвода и подвода охлаждающей воды


Винтовые компрессоры

Конструкция винтового блока состоит из двух массивных винтов и корпуса. При этом винты во время работы находятся на некотором расстоянии друг от друга, и этот зазор уплотняется масляной пленкой. Трущихся элементов нет.

Таким образом, ресурс винтового блока практически неограничен и достигает более чем 200-300 тысяч часов. Регламентной замене подлежат лишь подшипники винтового блока.


Пластинчато-роторные компрессоры

Конструкция пластинчато-роторного блока состоит из одного ротора, статора и минимум восьми пластин, масса которых, а соответственно и толщина ограничены. На пластину в процессе работы действуют силы: центробежная и трения/упругости масляной пленки.

Так как масляная пленка нормализуется и становится равномерной и достаточной лишь после нескольких минут работы компрессора, то во время стартов и остановов идет трение пластин о статор и соответственно повышенный их износ и выработка.

Чем большее давление должен нагнетать такой блок, тем большая разницы давлений в соседних камерах сжатия, и тем большая должна быть центробежная сила для недопущения перетоков сжимаемого воздуха из камеры с большим давлением в камеру с меньшим. В свою очередь, чем больше центробежная сила, тем больше и сила трения в моменты пуска и остановки и тем тоньше масляная пленка во время работы - это является основной причиной, почему данная технология получила широкое распространение в области вакуума (то есть давление до 1 бара) и в области нагнетания давления до 0,3-0,4 МПа.

Так как масляная пленка между пластинами и статором имеет толщину всего несколько микрон, то любая пыль, тем более твердые частички крупнее размеров, выступают как абразив, который царапает статор и делает выработку по пластинам. Это приводит к тому, что возникают перепуски сжимаемого воздуха из одной камеры сжатия в другую и производительность заметно падает.

В отличие от небольших вакуумных насосов, где широко применяется пластинчато-роторная технология, в компрессорах большой производительности и давлением выше 0,5 МПа со временем необходимо будет менять весь блок в сборе, так как замена отдельно пластин эффективна лишь в случае восстановления геометрии статора, а такие большие статоры восстановлению (шлифовке) не подлежат.

Производители обычно не дают никаких данных по ресурсу пластинчато-роторного блока, так как он очень сильно зависит от качества воздуха и режима работы компрессора. Для газовых компрессоров, качающих газ практически не останавливаясь круглый год, ресурс может действительно достигать и более 100 тысяч часов потому, что масляная пленка равномерна и достаточна все время работы без остановок.

А при промышленном использовании, где разбор воздуха крайне неравномерен и компрессор запускают и останавливают десятки раз в день, большую часть времени нормальной для работы масляной пленки внутри блока нет, что является причиной агрессивного износа пластин. В таком случае ресурс блока не более 25 тысяч часов.


Динамические компрессоры

В компрессорах динамического принципа действия газ сжимается в результате подвода механической энергии от вала, и дальнейшего взаимодействия рабочего вещества с лопатками ротора. В зависимости от направления движения потока и типа рабочего колеса такие компрессоры бывают центробежные (рис. 6) и осевые (рис. 7).



Рис. 6. Центробежный компрессор: 1 - вал; 2, 6, 8, 9, 10 и 11 - рабочие колёса; 3 и 7 - кольцевые диффузоры; 4 - обратный направляющий канал; 5 - направляющий аппарат; 12 и 13 - каналы для подвода газа из холодильников; 14 - канал для всасывания газа

Центробежный компрессор в основном состоит из корпуса и ротора, имеющего вал 1 с симметрично расположенными рабочими колёсами. Центробежный 6-ступенчатый компрессор разделён на три секции и оборудован двумя промежуточными холодильниками, из которых газ поступает в каналы 12 и 13. Во время работы центробежного компрессора частицам газа, находящимся между лопатками рабочего колеса, сообщается вращательное движение, благодаря чему на них действуют центробежные силы. Под действием этих сил газ перемещается от оси компрессора к периферии рабочего колеса, претерпевает сжатие и приобретает скорость. Сжатие продолжается в кольцевом диффузоре из-за снижения скорости газа, то есть преобразования кинетической энергии в потенциальную. После этого газ по обратному направляющему каналу поступает в другую ступень компрессор и т.д.

Получение больших степеней повышения давления газа в одной ступени (более 25-30, а у промышленных компрессоров - 8-12) ограничено главным образом пределом прочности рабочих колёс, допускающих окружные скорости до 280-500 м/сек. Важная особенность центробежных компрессоров (а также осевых) - зависимость давления сжатого газа, потребляемой мощности, а также КПД от его производительности. Характер этой зависимости для каждой марки компрессоров отражается на графиках, называемых рабочими характеристиками.

Регулирование работы центробежных компрессоров осуществляет различными способами, в том числе изменением частоты вращения ротора, дросселированием газа на стороне всасывания и другими.

Рис. 7. Осевой компрессор: 1 - канал для подачи сжатого газа; 2 - корпус; 3 - канал для всасывания газа; 4 - ротор; 5 - направляющие лопатки; 6 - рабочие лопатки

Осевой компрессор (рис. 7) имеет ротор 4, состоящий обычно из нескольких рядов рабочих лопаток 6, на внутренней стенке корпуса 2 располагаются ряды направляющих лопаток 5, всасывание газа происходит через канал 3, а нагнетание через канал 1. Одну ступень осевого компрессора составляет ряд рабочих и ряд направляющих лопаток. При работе осевого компрессора вращающиеся рабочие лопатки оказывают на находящиеся между ними частицы газа силовое воздействие, заставляя их сжиматься, а также перемещаться параллельно оси компрессора (откуда его название) и вращаться. Решётка из неподвижных направляющих лопаток обеспечивает главным образом изменение направления скорости частиц газа, необходимое для эффективного действия следующей ступени. В некоторых конструкциях осевых компрессорах между направляющими лопатками происходит и дополнительное повышение давления за счёт уменьшения скорости газа. Степень повышения давления для одной ступени осевого компрессора обычно равна 1,2-1,3, то есть значительно ниже, чем у центробежных компрессоров, но КПД у них достигнут самый высокий из всех разновидностей компрессоров.

Зависимость давления, потребляемой мощности и кпд от производительности для нескольких постоянных частот вращения ротора при одинаковой температуре всасываемого газа представляют в виде рабочих характеристик. Регулирование осевых компрессоров осуществляется так же, как и центробежных. Осевые компрессоры применяют в составе газотурбинных установок.

Техническое совершенство осевых, а также ротационных, центробежных и поршневых компрессоров оценивают по их механическому КПД и некоторым относительным параметрам, показывающим, в какой мере действительный процесс сжатия газа приближается к теоретически самому выгодному в данных условиях.

Струйные компрессоры по устройству и принципу действия аналогичны струйным насосам. К ним относят струйные аппараты для отсасывания или нагнетания газа или парогазовой смеси. Струйные компрессоры обеспечивают более высокую степень сжатия, чем струйные насосы. В качестве рабочей среды часто используют водяной пар.

Турбокомпрессоры - это динамические машины, в которых сжатие газа происходит в результате взаимодействия потока с вращающейся и неподвижной решётками лопастей.

Прочие классификации

По назначению компрессоры классифицируются по отрасли производства, для которых они предназначены (химические, холодильные, энергетические, общего назначения и т. д.). По роду сжимаемого газа (воздушный, кислородный, хлорный, азотный, гелиевый, фреоновый, углекислотный и т. д.). По способу отвода теплоты - с жидкостным или воздушным охлаждением.

По типу приводного двигателя они бывают с приводом от электродвигателя, двигателя внутреннего сгорания, паровой или газовой турбины. Дизельные газовые компрессоры широко используются в отдаленных районах с проблемами подачи электроэнергии. Они шумные и требуют вентиляции для выхлопных газов. С электрическим приводом компрессоры широко используются в производстве, мастерских и гаражах с постоянным доступом к электричеству. Такие изделия требуют наличия электрического тока, напряжением 110-120 Вольт (или 230-240 Вольт). В зависимости от размера и назначения, компрессоры могут быть стационарными или портативными. По устройству компрессоры могут быть одноступенчатыми и многоступенчатыми.

По конечному давлению различают:

- вакуум-компрессоры, газодувки - машины, которые отсасывают газ из пространства с давлением ниже атмосферного или выше. Воздуходувки и газодувки подобно вентиляторам создают поток газа, однако, обеспечивая возможность достижения избыточного давления от 10 до 100 кПа (0,01-0,1 МПа), в некоторых специальных исполнениях - до 200 кПа (0,2 МПа). В режиме всасывания воздуходувки могут создавать разрежение, как правило, 10-50 кПа, а в отдельных случаях - до 90 кПа и работать как вакуумный насос низкого вакуума;

- компрессоры низкого давления, предназначенные для нагнетания газа при давлении от 0,15 до 1,2 МПа;

- компрессоры среднего давления - от 1,2 до 10 МПа;

- компрессоры высокого давления - от 10 до 100 МПа.

- компрессоры сверхвысокого давления, предназначенные для сжатия газа выше 100 МПа.

Рис. 8. Пример чертежей компрессора


Производительность компрессоров

Производительность компрессоров обычно выражают в единицах объёма газа сжатого в единицу времени (м3/мин, м3/час). Производительность обычно считают по показателям, приведённым к нормальным условиям. При этом различают производительность по входу и по выходу, эти величины практически равны при маленькой разнице давлений между входом и выходом, но при большой разнице, например, у поршневых компрессоров, выходная производительность может при тех же оборотах падать более чем в 2 раза по сравнению с входной производительностью, измеренной при нулевом перепаде давления между входом и выходом. Компрессоры называются дожимающими, если давление всасываемого газа заметно превышает атмосферное.


Агрегатирование компрессоров

Агрегатирование представляет собой процесс установки компрессора и двигателя на раму. В связи с тем, что компрессоры поршневого типа характеризуются неравномерной тряской, результатом которой при отсутствии соответствующего основания или опоры становится чрезмерная вибрация, агрегатирование должно выполняться с учетом качественно спроектированного фундамента.

www.eti.su

Схема компрессоров поршневых - Справочник химика 21


    Поршневые компрессоры. Поршневые компрессоры по принципу действия делят на компрессоры простого (одинарного) и двойного действия, а по числу ступеней сжатия — на одно-, двух-и многоступенчатые. Многоступенчатые компрессоры применяют для сжатия газов свыше 0,7 МПа. На рис. П1-19 приведены схемы компрессоров. [c.108]     На рис. 132 даны схемы компрессорных установок с гидравлическими приводами. На рис. 132, а показана установка с горизонтальным поршневым насосом и вертикальным двухрядным расположением сервомотора и компрессора. Поршневой насос 5 соединяется с сервомоторами 2 трубопроводами 1. [c.241]
    В схему поршневого компрессора входят база, т. е. число н взаимное расположение рядов компрессора распределение ступеней между рядами и внутри ряда крейцкопф (если он есть). Схема компрессора зависит от его назначения, производительности, давления, специальных требований и т. д. Так, компрессоры транспортные и передвижных установок должны быть легкими, компактными, хорошо уравновешенными крупные поршневые компрессоры — экономичными и надежными. В зависимости от того, как составлена схема компрессора, она влияет на величину утечки газа, износ поршней, степень уравновешенности, размеры маховика и т. д. По этим причинам число используемых схем очень велико. [c.110]

    В третьем издании книги приведены новейшие конструктивные схемы многоступенчатых поршневых компрессоров и дан их анализ, рассмотрены типовые конструкции и отмечены присущие им особенности. Расширен ряд разделов теории компрессоров, приведены новые зависимости для выполнения термодинамических расчетов и проектирования систем регулирования производительности. [c.2]

    Расположение ступеней и утечки газа. Схему компрессора выбирают так, чтобы диаметр поршня ступеней высокого давления был минимальным. Этим снижают не только утечку газа, но и работу трения поршневых колец. Для уменьшения диаметра ступень высокого давления располагают в торце дифференциального блока. При выборе порядка ступеней в блоке цилиндров руководствуются также тем, чтобы сальник по возможности не приходился на ступени высокого давления. [c.129]

    Можно указать несколько путей снижения поршневых сил, позволяющих во многих случаях применить меньшую базу. К ним относятся уравнивание поршневых сил перераспределением сжатия или изменением схемы компрессора увеличение числа ступеней сжатия увеличение частоты вращения вала уменьшение мертвых пространств и диаметра цилиндров у всех или некоторых ступеней компрессора. Если допустимо изменить задание, следует выбрать производительность компрессора такой, чтобы поршневые силы соответствовали нормализованной базе. [c.671]

    При выборе базы надо учитывать следующее правило при неи

www.chem21.info

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о