Устройство и работа поршневого компрессора: Устройство и принцип работы поршневого компрессора

Содержание

Устройство и принцип работы поршневого компрессора

Поршневой компрессор является одним из первых видов компрессорных установок, который широко используется и на сегодняшний день. Его высокие рабочие показатели и возможность интенсивной эксплуатации при больших объемах производительности позволяют использовать поршневой компрессор в промышленном назначении и на небольших производствах.

 

Устройство и принцип работы поршневых компрессоров зависит от типа данных установок, которые могут быть различны:

  • по количеству в оборудовании цилиндров – бывают одно-, двух- и многоцилиндровые;
  • по виду расположения в установке цилиндров – W, V-образные, а также рядные;
  • в зависимости от количества ступеней для сжатия воздуха в поршневом компрессорном оборудовании – многоступенчатые, одноступенчатые.

Однако, вне зависимости от своего типа, установки поршневые имеют базовое оснащение, характерное всем типам данных установок.

 

Поршневые компрессоры и их устройство

Устройство поршневых компрессоров является наиболее простым в одноцилиндровых установках. В состав данного оборудования входят такие элементы, как поршень, цилиндр, два клапана - для нагнетания и всасывания воздуха, которые находятся в крышке цилиндра. При работе установки, шатун, соединенный с вращающимся коленчатым валом, передает на поршень ограниченные движения по камере сжатия. В данном процессе происходит увеличение объема, находящегося между клапанами и нижней части поршня, что приводит к разрежению.


Здесь Вы можете ознакомиться с каталогом поршневых компрессоров, реализуемых ООО ГК "ТехМаш". 


Превышая сопротивление пружины, которая закрывает клапан, выполняющий всасывающие функции, атмосферный воздух открывает его и поступает в цилиндр по всасывающему патрубку.

Возвратное действие поршня приводит к сжиманию воздуха и возрастанию его давления. Нагнетательный клапан, который также удерживается пружиной, открывается потоком воздуха, находящегося под высоким давлением, после чего сжатый воздух попадает в нагнетательный патрубок. При этом питание оборудование может осуществляться от электродвигателя или же автономного двигателя, который может быть дизельным или бензиновым.

При этом принцип работы поршневых компрессоров позволяет получить максимально эффективную работу оборудования. Однако есть и один незначительный минус – сжатый воздух, подаваемый данной установкой, поступает в виде импульсов, а не ровным потоком. Для выравнивания давления сжатого воздуха и его пульсации, поршневые компрессоры используются преимущественно с ресиверами, позволяющими исключить возможность перебоев, как в давлении подаваемого воздуха, так и в работе всего оборудования.

Также необходимо рассмотреть особенности конструкции и действия двухцилиндровых установок поршневого типа. В данном случае установка является одноступенчатой и оснащенной двумя одинаковыми по размеру цилиндрами. Работа цилиндров происходит в противофазе, в результате чего они всасывают воздух поочередно. Далее воздух сжимается до максимального уровня давления и вытесняется в нагнетающую часть оборудования.

В случае с двухступенчатыми двухцилиндровыми установками, оборудование оснащено цилиндрами различных размеров. Сжатие воздуха до определенного значения происходит в цилиндре первой ступени. Далее он переходит в межступенчатый охладитель, где охлаждается до необходимого уровня. Затем, попадая в цилиндр второй ступени, воздух дожимается, что позволяет получить максимально высокий уровень давления воздуха.

В качестве межступенчатого охладителя используется медная трубка, обеспечивающая охлаждение находящегося под давлением воздуха на промежутке между цилиндрами двух ступеней. Охлаждение воздуха позволяет оптимизировать процесс его сжатия и значительно повысить КПД всей установки. При этом специальным образом подбираются размеры обоих цилиндров – так, чтобы одинаковая работа проводилась на всех ступенях сжатия воздуха.

Двухступенчатые поршневые компрессоры, устройство которых позволяет получить более эффективный уровень работы оборудования, в сравнении с одноступенчатыми установками, имеют большое количество важных преимуществ. В первую очередь – это затрачивание минимального количества энергии при одинаковой мощности двигателя. Так при одноступенчатом сжатии воздуха требуется большее количество энергии, чем для сжатия этого же объема воздуха двухступенчатым оборудованием.

Кроме того, температура в цилиндрах двухступенчатых установок имеет значительно более низкий показатель, чем в компрессорах одноступенчатого класса. Низкая температура обеспечивает надежность и эффективность работы всего оборудования, а также повышает ресурс поршневой группы. При этом двухступенчатые установки имеют производительность на 20% выше, нежели компрессоры других типов.

Особенности конструкции и принцип действия компрессоров поршневого типа отличаются своей сравнительной простотой в сочетании с высокой эффективностью работы оборудования, его практичностью и длительным сроком эксплуатации при интенсивном использовании. Эти преимущества сделали установки данного типа одними из наиболее популярных, как в быту, так в полупромышленном и промышленном использовании.

Поршневые компрессоры: особенности, устройство, принцип работы

Пневматическое оборудование применяют на производственных предприятиях, строительных площадках, станциях технического обслуживания. Для получения сжатого воздуха используют компрессоры. Широкое распространение получили поршневые модели. Это оборудование отличается высоким КПД, надежностью и низкой ценой. Поршневые компрессоры рекомендуют использовать при рабочем давлении не менее 1 МПа. Один из главных критериев современной техники высокая мощность, поэтому компрессоры, генерирующие сжатый воздух с давлением более 1 МПа пользуются широким спросом.


Устройство поршневого компрессора

 

Простое устройство воздушного поршневого компрессора – гарантия надежной работы оборудования. Выпускают однопоршневые и двухпоршневые модели. Конструктивные особенности наглядно можно рассмотреть на оборудовании с одним поршнем. Главные узлы:

  • поршень;

  • цилиндр;

  • нагнетающий клапан;

  • всасывающий клапан;

  • коленчатый вал;

  • шатун.

Выполняется работа поршневого компрессора при вращении коленчатого вала. Он передает момент вращения шатуну, который производит ограниченные движения поршня в камере сжатия. Объем воздуха между клапанами, расположенными в верхней части камере и поршнем увеличивается. В результате воздух в камере разряжается, это позволяет атмосферному воздуху преодолеть сопротивления пружины клапана. При сжатии поршня, объем камеры уменьшается, а давление увеличивается и воздух попадает в нагнетательный клапан.

 

Такое устройство воздушного поршневого компрессора позволяет эффективно нагнетать воздух в режиме пульсации. Чтобы исключить возможность перебоев, оборудование комплектуется ресиверами. Двухпоршневые модели в них не нуждаются, конструктивные особенности позволяют стабилизировать поток нагнетаемого воздуха. Два поршня работают поочередно: на противофазе воздух сжимается, после этого подается в нагнетающую часть оборудования.

 

Поршни располагаются в чугунном корпусе. В движение поршни приводятся электродвигателем или двигателем внутреннего сгорания. Двухпоршневые модели могут комплектоваться цилиндрами разного размера. При этом устройство и работа поршневого компрессора усложняется. Между камерами поршня устанавливается медная трубка, выполняющая роль охладителя. Из камеры поршня большего диаметра, воздух через охладитель попадает в цилиндр меньшего размера. Здесь воздух дожимается, что позволяет получить максимальное давление.

Виды поршневых компрессоров

 

Поршневые компрессоры классифицируют по типу привода, количеству поршней и ступеней сжатия, расположению цилиндров и установленному двигателю. По типу привода выделяют модели:

  • с прямым приводом – имеют высокий КПД, потребляют меньше энергии, отличаются низким показателем уровня шума;

  • с ременным приводом – характеризуются низким уровнем нагрузки на основные узлы при запуске, что увеличивает срок службы.

 

По уровню давления оборудование классифицируют на три группы:

  • компрессоры низкого давления – рабочий диапазон от 5 до 12 бар;

  • агрегаты среднего давления – работают в диапазоне от 2 до 100 бар;

  • компрессоры высокого давления – максимальный уровень достигает 1000 бар.

 

По расположению цилиндров агрегаты делят на три группы:

В угловых моделях цилиндры расположены под небольшим наклоном, имеют V-образную или W-образную компоновку.

 

По исполнению выделяют стационарные и передвижные компрессоры. Стационарные применяются на производственных предприятиях, модели с низким давлением – на строительных площадках. Мобильные агрегаты высокого и среднего давления используют в дорожном строительстве, на возведении промышленных и муниципальных объектов.

 

В зависимости от типа установленного силового агрегата компрессоры делят на три группы:

  • электрические – комплектуются однофазными или трехфазными электродвигателями. Преимущества – отсутствие вредных выбросов, минимальный уровень шума, регулировка рабочих параметров в широком диапазоне. Компрессоры используют при работе в помещениях;

  • дизельные – комплектуются экономичными двигателями, предназначенными для интенсивной эксплуатации на протяжении рабочего дня. Установка моторов большой мощности позволяет решать сложные производственные задачи, работать с любым пневматическим инструментом;

  • бензиновые – установленные двигатели отличаются пониженным уровнем шума, высокой мощностью, незначительным уровнем вредных выбросов. Агрегаты легко запускаются при отрицательной температуре воздуха.

В каждой категории выпускаются агрегаты разной мощности и комплектации. Это позволяет выбрать компрессор в зависимости от требований производства.

 


Где используются поршневые компрессоры

 

Сфера применения поршневых компрессоров постоянно расширяется. Оборудование используется в автосервисах для накачки шин, раскручивания гаек. В пищевой промышленности агрегаты применяют при упаковке продуктов питания, при производстве напитков. При строительных работах используют гайковерты, дрели и перфораторы. При отделочных работах краскопульты и пескоструйные аппараты, работающие на сжатом воздухе. В дорожном строительстве используют мобильные агрегаты, которые приводят в действие отбойные молотки.

 

Мощные поршневые компрессоры устанавливают на металлургических производствах для подачи сжатого воздуха. Здесь используют бесмасленные модели. Аналогичное оборудование применяют на предприятиях по производству электроники. Предприятия машиностроительной отрасли, мебельные производства используют агрегаты на линиях покраски, сборки.

 

Преимущества поршневых компрессоров

 

Оборудование этого класса используется в разных отраслях промышленности более 70 лет. Это объясняют преимущества поршневых компрессоров:

  • простая конструкция;

  • продолжительный срок службы при регулярном техобслуживании;

  • низкая цена;

  • широкий ассортимент моделей позволяет выбрать технику для любой отрасли;

  • возможность эксплуатации в сложных климатических условиях.

Поршневые компрессоры рассчитаны на интенсивную эксплуатацию. Это делает технику удачным выбором для производственных предприятий и строительных компаний.

 

Среди недостатков оборудования – повышенный уровень шума. Это компенсируется установкой мощных компрессоров в отдельных помещениях. При использовании на улице персонал использует индивидуальные средства защиты.

 

Производители поршневых компрессоров

 

При покупке оборудования для пневматической техники эксперты рекомендуют остановить выбор на поршневых компрессорах. Среди агрегатов этого класса можно подобрать модель для всех видов работ. Поршневые компрессоры используют в различных сферах – от аэрографии до металлургических производств. Везде это оборудование демонстрирует надежность и удобное обслуживание. Доступная стоимость техники и продолжительный срок эксплуатации сделали применение компрессоров рентабельным на производственных предприятиях.

 

Технику выпускают отечественные и зарубежные машиностроительные предприятия. Популярные производители поршневых компрессоров:

  • FUBAG – немецкая компания, предлагающая широкий выбор техники для небольших производственных предприятий, строительных компаний и частного использования. Оборудование используют для покраски стен, аэрографии, на станциях техобслуживания и в кузовных цехах;

  • FIAC – итальянская компания, выпускающая компрессоры разной конструкции и производительности. Продукция привлекает качеством сборки, продолжительным интервалом между плановыми техническими обслуживаниями;

  • KRONVUZ – чешская компания, предлагающая качественную технику по доступной цене;

  • REMEZA – белорусский бренд, привлекающий качеством оборудования, доступностью расходных материалов, легким обслуживанием моделей;

  • KRAFTMAN – немецкая компания, предлагающая компрессоры со сроком службы 20-25 лет. В модельном ряду техника для разных отраслей промышленности;

  • ABAC – итальянский производитель, имеющий 70-летний опыт выпуска компрессоров, признанных одними из лучших в мире с момента своего появления. Среди преимуществ – доступная цена, надежность, высокая производительность.

На вершине профессионального рейтинга машиностроительные компании Италии и Германии. Эти производители постоянно совершенствуют модельный ряд и тщательно следят за требованиями, пожеланиями потребителей.

 

"Пневматическое оборудование применяют на производственных предприятиях, строительных площадках, станциях технического обслуживания. Для получения сжатого воздуха используют компрессоры. Широкое распространение получили поршневые модели. Это оборудование отличается высоким КПД, надежностью и низкой ценой. Поршневые компрессоры рекомендуют использовать при рабочем давлении не менее 1 МПа. Один из главных критериев современной техники высокая мощность, поэтому компрессоры, генерирующие сжатый воздух с давлением более 1 МПа пользуются широким спросом.

"

Устройство поршневого компрессора

 

Простое устройство воздушного поршневого компрессора – гарантия надежной работы оборудования. Выпускают однопоршневые и двухпоршневые модели. Конструктивные особенности наглядно можно рассмотреть на оборудовании с одним поршнем. Главные узлы:

  • поршень;

  • цилиндр;

  • нагнетающий клапан;

  • всасывающий клапан;

  • коленчатый вал;

  • шатун.

Выполняется работа поршневого компрессора при вращении коленчатого вала. Он передает момент вращения шатуну, который производит ограниченные движения поршня в камере сжатия. Объем воздуха между клапанами, расположенными в верхней части камере и поршнем увеличивается. В результате воздух в камере разряжается, это позволяет атмосферному воздуху преодолеть сопротивления пружины клапана. При сжатии поршня, объем камеры уменьшается, а давление увеличивается и воздух попадает в нагнетательный клапан.

 

Такое устройство воздушного поршневого компрессора позволяет эффективно нагнетать воздух в режиме пульсации. Чтобы исключить возможность перебоев, оборудование комплектуется ресиверами. Двухпоршневые модели в них не нуждаются, конструктивные особенности позволяют стабилизировать поток нагнетаемого воздуха. Два поршня работают поочередно: на противофазе воздух сжимается, после этого подается в нагнетающую часть оборудования.

 

Поршни располагаются в чугунном корпусе. В движение поршни приводятся электродвигателем или двигателем внутреннего сгорания. Двухпоршневые модели могут комплектоваться цилиндрами разного размера. При этом устройство и работа поршневого компрессора усложняется. Между камерами поршня устанавливается медная трубка, выполняющая роль охладителя. Из камеры поршня большего диаметра, воздух через охладитель попадает в цилиндр меньшего размера. Здесь воздух дожимается, что позволяет получить максимальное давление.

Виды поршневых компрессоров

 

Поршневые компрессоры классифицируют по типу привода, количеству поршней и ступеней сжатия, расположению цилиндров и установленному двигателю. По типу привода выделяют модели:

  • с прямым приводом – имеют высокий КПД, потребляют меньше энергии, отличаются низким показателем уровня шума;

  • с ременным приводом – характеризуются низким уровнем нагрузки на основные узлы при запуске, что увеличивает срок службы.

 

По уровню давления оборудование классифицируют на три группы:

  • компрессоры низкого давления – рабочий диапазон от 5 до 12 бар;

  • агрегаты среднего давления – работают в диапазоне от 2 до 100 бар;

  • компрессоры высокого давления – максимальный уровень достигает 1000 бар.

 

По расположению цилиндров агрегаты делят на три группы:

В угловых моделях цилиндры расположены под небольшим наклоном, имеют V-образную или W-образную компоновку.

 

По исполнению выделяют стационарные и передвижные компрессоры. Стационарные применяются на производственных предприятиях, модели с низким давлением – на строительных площадках. Мобильные агрегаты высокого и среднего давления используют в дорожном строительстве, на возведении промышленных и муниципальных объектов.

 

В зависимости от типа установленного силового агрегата компрессоры делят на три группы:

  • электрические – комплектуются однофазными или трехфазными электродвигателями. Преимущества – отсутствие вредных выбросов, минимальный уровень шума, регулировка рабочих параметров в широком диапазоне. Компрессоры используют при работе в помещениях;

  • дизельные – комплектуются экономичными двигателями, предназначенными для интенсивной эксплуатации на протяжении рабочего дня. Установка моторов большой мощности позволяет решать сложные производственные задачи, работать с любым пневматическим инструментом;

  • бензиновые – установленные двигатели отличаются пониженным уровнем шума, высокой мощностью, незначительным уровнем вредных выбросов. Агрегаты легко запускаются при отрицательной температуре воздуха.

В каждой категории выпускаются агрегаты разной мощности и комплектации. Это позволяет выбрать компрессор в зависимости от требований производства.

 


Где используются поршневые компрессоры

 

Сфера применения поршневых компрессоров постоянно расширяется. Оборудование используется в автосервисах для накачки шин, раскручивания гаек. В пищевой промышленности агрегаты применяют при упаковке продуктов питания, при производстве напитков. При строительных работах используют гайковерты, дрели и перфораторы. При отделочных работах краскопульты и пескоструйные аппараты, работающие на сжатом воздухе. В дорожном строительстве используют мобильные агрегаты, которые приводят в действие отбойные молотки.

 

Мощные поршневые компрессоры устанавливают на металлургических производствах для подачи сжатого воздуха. Здесь используют бесмасленные модели. Аналогичное оборудование применяют на предприятиях по производству электроники. Предприятия машиностроительной отрасли, мебельные производства используют агрегаты на линиях покраски, сборки.

 

Преимущества поршневых компрессоров

 

Оборудование этого класса используется в разных отраслях промышленности более 70 лет. Это объясняют преимущества поршневых компрессоров:

  • простая конструкция;

  • продолжительный срок службы при регулярном техобслуживании;

  • низкая цена;

  • широкий ассортимент моделей позволяет выбрать технику для любой отрасли;

  • возможность эксплуатации в сложных климатических условиях.

Поршневые компрессоры рассчитаны на интенсивную эксплуатацию. Это делает технику удачным выбором для производственных предприятий и строительных компаний.

 

Среди недостатков оборудования – повышенный уровень шума. Это компенсируется установкой мощных компрессоров в отдельных помещениях. При использовании на улице персонал использует индивидуальные средства защиты.

 

Производители поршневых компрессоров

 

При покупке оборудования для пневматической техники эксперты рекомендуют остановить выбор на поршневых компрессорах. Среди агрегатов этого класса можно подобрать модель для всех видов работ. Поршневые компрессоры используют в различных сферах – от аэрографии до металлургических производств. Везде это оборудование демонстрирует надежность и удобное обслуживание. Доступная стоимость техники и продолжительный срок эксплуатации сделали применение компрессоров рентабельным на производственных предприятиях.

 

Технику выпускают отечественные и зарубежные машиностроительные предприятия. Популярные производители поршневых компрессоров:

  • FUBAG – немецкая компания, предлагающая широкий выбор техники для небольших производственных предприятий, строительных компаний и частного использования. Оборудование используют для покраски стен, аэрографии, на станциях техобслуживания и в кузовных цехах;

  • FIAC – итальянская компания, выпускающая компрессоры разной конструкции и производительности. Продукция привлекает качеством сборки, продолжительным интервалом между плановыми техническими обслуживаниями;

  • KRONVUZ – чешская компания, предлагающая качественную технику по доступной цене;

  • REMEZA – белорусский бренд, привлекающий качеством оборудования, доступностью расходных материалов, легким обслуживанием моделей;

  • KRAFTMAN – немецкая компания, предлагающая компрессоры со сроком службы 20-25 лет. В модельном ряду техника для разных отраслей промышленности;

  • ABAC – итальянский производитель, имеющий 70-летний опыт выпуска компрессоров, признанных одними из лучших в мире с момента своего появления. Среди преимуществ – доступная цена, надежность, высокая производительность.

На вершине профессионального рейтинга машиностроительные компании Италии и Германии. Эти производители постоянно совершенствуют модельный ряд и тщательно следят за требованиями, пожеланиями потребителей.

 

Комплексные работы по оптимизации пневмосистем предприятий

Сегодня мы рассмотрим детально поршневые компрессоры так же принцип работы поршневых компрессоров. Перед этим еще раз напомним, что компрессоры это установка для повышения давления газов и его перемещение. Компрессорная установка – это объединение компрессора, привода, трубопровода и другого оборудования, необходимого для повышения давления.

           Поршневые компрессоры принцип работы:

Принцип работы компрессора данного типа достаточно прост: уменьшение занимаемого газом объема, происходит с помощью перемещения поршня (так называемого сжимающего элемента). Поршень совершает прямолинейное движение.

Обычный поршневой компрессор состоит из:

•          Цилиндра

•          Поршня

 Между ними находиться достаточно небольшой зазор.

 

      К данному типу относят свободнопоршневое и мембранное оборудование.

   Поршневые компрессоры классифицируют по конструктивному исполнению, различным компоновкам, схемам. Также есть некоторые различия по устройству цилиндров, их расположению и числу, ступеням  сжатия.

   Компрессорное оборудование используют в машиностроении,  текстильном производстве, криогенной технике, холодильной промышленности и химической, их применение очень разнообразно – обеспечение сжатым воздухом, измерительным приборам и так далее.

         Особенность поршневых компрессоров - это возвратно-поступательное движение сжимающего элемента, которое выталкивает газ, перемещая поршень.  

Клапаны компрессора находятся в крышке цилиндра. За один оборот вала происходит  полный рабочий цикл в каждом цилиндре компрессора. Когда поршень совершает движение, в пространстве над поршнем создается разрежение. Пары хладагента попадают в цилиндр. Когда поршень движется в обратном направлении,  давление растет, а пары сжимаются.

При этом всасывающий клапан закрывается. Пары поступают в конденсатор через нагнетательный клапан. Далее движение поршня происходит наоборот, при этом конденсатор всасывает пары, находящиеся в испарителе.

 Поршневой компрессор состоит из:

 

Наши сотруденики помогут Вам подобрать и установить поршневой комрпессор любого типа.

 

 



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 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 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 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.

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 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: 3 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Как работает поршневой компрессор?

Самым первым вариантом выпуска компрессорной установки был поршневой компрессор. Он нашёл очень широкое применение и широко используется на сегодняшний день, за счёт высоких показателей производительности и не прихотливости в обслуживании. Может успешно эксплуатироваться как в небольших мастерских, так и в промышленном производстве.

Принцип работы и устройство компрессоров поршневого типа зависит непосредственно от вида компрессорной установки, и  могут отличаться по:

 

  • количеству цилиндров (с одним цилиндром, с двумя цилиндрами, с тремя цилиндрами)
  • расположению цилиндров (W-образные, V-образные, рядные)
  • количеству ступеней сжатия (одноступенчатые, многоступенчатые)

 

Все компрессоры имеют базовый вариант оснащения, который присущ большинству типов компрессорных установок.

 

Поршневые компрессора с одним цилиндром являются самой простой компрессорной установкой. В состав  входят элементы: цилиндр, поршень, два клапана – один для нагнетания, другой для всасывания воздуха, которые располагаются в крышке цилиндра. Во время работы компрессорной установки, шатун, непосредственно соединенный с вращающимся коленвалом, передает на поршень ограниченные движения по камере сжатия. В процессе происходит увеличение объема, находящегося между клапанами и нижней части поршня, в результате чего происходит разрежение.


 

Превышая сопротивление пластины, которая закрывает всасывающий клапан, атмосферный воздух открывает его и поступает в цилиндр по всасывающему патрубку.

 

В процессе возвратного  действия поршня происходит сжимание  воздуха и возрастание его давления. Клапан, через который нагнетается воздух  и также удерживаемый пластиной, открывается потоком воздуха, который находится под высоким давлением. Далее сжатый воздух поступает в нагнетательный патрубок.  Питание компрессорной установки может производиться от электрического двигателя или при помощи бензинового или дизельного моторов.

При таком принципе работы компрессорной установки получается максимально эффективная работа. Но имеется минус, который выражается в том, что подаваемый сжатый воздух имеет неравномерный характер и поступает с пульсациями. Для сглаживания пульсаций компрессорная установка снабжена ресивером.

 

 

В одноступенчатых двухцилиндровых компрессорных установках  работа цилиндров происходит в противофазе, в следствии чего они всасывают воздух поочередно.  Установки оснащаются  двумя одинаковыми по размеру цилиндрами.  Далее воздух сжимается до максимального уровня и вытесняется в нагнетающую часть оборудования. Затем для сглаживания пульсаций поступает в ресивер.


 

 

Двухступенчатые  двухцилиндровые компрессорные  установки, оснащены цилиндрами различных размеров. Процесс сжатия  воздуха до необходимого уровня  происходит в цилиндре первой ступени. Далее воздух поступает в межступенчатый охладитель,  для охлаждения  до необходимого уровня. Далее, попадая в цилиндр второй ступени, воздух дожимается. Это позволяет получить максимальный уровень давления воздуха.


 

 

Медная трубка обеспечивает охлаждение сжатого  воздуха на промежутке между цилиндрами двух ступеней, что позволяет  оптимизировать процесс  сжатия и значительно повысить КПД всей компрессорной установки. Размеры обоих цилиндров подбираются  так, чтобы одинаковая работа проводилась на всех ступенях сжатия воздуха.

 

Двухступенчатые поршневые компрессоры позволяют получить более высокий  уровень работы компрессорной установки по сравнению с одноступенчатыми установками. Преимущества очевидны: затрачивается минимальное  количество  энергии при одинаковой мощности двигателя одноступенчатой и двухступенчатой компрессорной установки. Температура в цилиндрах двухступенчатых установок ниже, чем в компрессорах одноступенчатого типа. Производительность двухступенчатых компрессорных установок обычно на 20 процентов больше, чем у одноступенчатых аналогов.

 

Компрессоры поршневого типа отличаются своей простотой, длительным сроком эксплуатации  в сочетании с высокой эффективностью работы оборудования. Всё это в целом сделало компрессоры поршневые одними из наиболее популярных, как в частном, так и  в промышленном использовании.

Устройство воздушного компрессора и его особенности

Компрессоры — это устройства, предназначенные для сжатия разнообразных рабочих сред до определенного давления. В современной промышленности применяют кислородные, азотные, фреоновые и другие агрегаты. Но наибольшее распространение получило оборудование, которое производит сжатый воздух. Такие установки применяют во всех отраслях промышленности, а также в энергетике, строительстве, авторемонте, фармакологии, медицине и других направлениях деятельности.

Важно отметить, что эффективность агрегата напрямую зависит от того, насколько он соответствует конкретным условиям эксплуатации. А это значит, что перед покупкой следует изучить устройство компрессора и его характеристики. Это позволит сделать правильный выбор и приобрести ту установку, которая максимально полно отвечает потребностям того или иного предприятия.

Особенности оборудования

Современные производители предлагают потребителям широчайший модельный ряд техники. Поэтому прежде чем говорить о том, как устроен воздушный компрессор, отметим, что установки значительно различаются по конструкции, техническим характеристикам, принципу действия и другим особенностям. Так, к примеру, агрегаты можно классифицировать по таким признакам, как:

  • Тип привода. Наиболее распространены дизельные и электрические устройства, причем последние также делятся на два вида — с питанием от сети 220 и 380 вольт.
  • Конструкция блока, в котором происходит сжатие воздуха. По данному признаку различают поршневые и винтовые компрессоры.
  • Давление в системе. В зависимости от мощности и устройства, компрессоры могут сжимать воздух как до 8-10, так и до 100 и более атмосфер.

Что касается других отличий, то к их числу стоит отнести тип охлаждения, производительность, область применения и т.д. Логично предположить, что в каждом случае конструкция агрегата будет различаться. А это значит, что без уточнения деталей нельзя ответить на вопрос о том, как устроен воздушный компрессор. Именно поэтому ниже мы приводим только базовое строение механизма, которое в зависимости от модели может быть дополнено теми или иными деталями и узлами.

Конструкция оборудования для производства сжатого воздуха

Итак, основными конструкционными элементами компрессора являются:

  • Двигатель. Как мы уже отмечали выше, агрегаты оснащают электродвигателями и ДВС (бензиновыми и дизельными). Среди бытовых и полупрофессиональных моделей широко распространены установки, работающие от сети напряжением 220 вольт. Если же говорить о промышленном применении, то здесь наиболее востребовано дизельное оборудование, а также компрессоры, предназначенные для подключения к сети 380 вольт. И только в ограниченном числе случаев используют турбины, которые работают на газе или паре.
  • Блок сжатия воздуха. Данный узел может быть как поршневым, так и винтовым. Кроме того, для некоторых отраслей промышленности можно купить компрессоры мембранного, роторно-пластинчатого, шестеренчатого и других типов. Но поскольку их используют довольно редко, мы остановимся подробнее только на двух разновидностях:
    1. Устройство поршневого компрессора предлагает наличие одного или нескольких цилиндров, в которых происходит сжатие воздуха. При движении поршня по направлению от впускного клапана создается разряжение, вследствие которого воздух наполняет цилиндр. При обратном движении происходит сжатие рабочей среды. Когда давление достигает заданного значения, воздух преодолевает усилие пружины нагнетательного клапана и попадает в ресивер.
    2. Если поршневые агрегаты сжимают рабочую среду за счет возвратно-поступательного движения, то винтовые машины для этой цели используют вращение ведущего и ведомого ротора. Плоскости винтов и внутренняя поверхность корпуса создают воздушные камеры, объем которых попеременно увеличивается и уменьшается. За счет этого происходит наполнение камер воздухом, а затем его сжатие.
  • Ресивер. Это металлический сосуд, который оснащен входным и выходным патрубком, а также предохранительным клапаном для защиты от перегрузок. Применение воздухосборников позволяет одновременно решить несколько задач. Во-первых, с их помощью устраняют пульсацию сжатого воздуха, которая возникает вследствие особенностей устройства и принципа работы поршневых компрессоров. Во-вторых, ресивер служит для дополнительного охлаждения рабочей среды, а также ее очистки от конденсата. И наконец, резервуары используют для накопления сжатого воздуха. Небольшой запас позволяет справиться с пиковыми нагрузками на предприятии и обеспечивает работу пневмооборудования в моменты кратковременных отключений агрегатов.

Остались вопросы по устройству компрессоров, предназначенных для сжатия воздуха? Специалисты нашей компании готовы подробно рассказать обо всех особенностях бытовых и промышленных установок. Чтобы получить консультацию, достаточно связаться с нами по телефону, указанному на сайте.

Подготовлено: Елизавета Семёнова

Устройство и принцип работы компрессоров

Для получения сжатого воздуха используется компрессорное оборудование, применяемое в производственных отраслях, гаражах, автомастерских и в строительстве.

Первое компрессорное устройство было изобретено еще до нашей эры, компрессоры в современном исполнении работают уже более 150 лет. Во все времена устройство носило название – поршневая воздуходувка, которая создавала поток воздуха под высоким давлением. И сегодня, несмотря на многочисленные инновации и технологии принцип работы компрессора остается неизменным.

Разновидности поршневых компрессоров

Поршневые компрессоры различаются по типу устройства кривошипно-шатунного узла:

  • Одностороннее всасывание, с мощностью не более 100 кВт;
  • Двухстороннее всасывание.

По устройству цилиндров, и их расположению: вертикальные, угловые, горизонтальные. Различаются по степени сжатия: 1-ступенчатые, 2-ступенчатые, многоступенчатые.

По виду исполнения компрессоры могут быть передвижными и стационарными. Отличается компрессор передвижной и по конечному давлению, что важно учитывать при выборе оборудования:

  • Сверхвысокое давление – более 1000 бар;
  • Высоким давлением – до 1000 бар;
  • Средним давлением – до 100 бар;
  • С низким давлением – до 12 бар.

Принцип работы поршневого компрессора

Поршневой компрессор имеет достаточно простой принцип работы и состоит из чугунного корпуса цилиндрической формы, нагнетательного и всасывающего клапана и поршня. Полный рабочий процесс совершается за два хода поршня, во время которого во внутреннюю часть корпуса заходит жидкость или воздух, после чего происходит возрастание давления и сжатое вещество выталкивается через клапан-нагнетатель.

Многолетний опыт использования поршневого оборудования в разных сферах деятельности показал ряд таких преимуществ:

  • Работа возможна даже при отсутствующем начальном давлении;
  • Можно комбинировать любые газы и жидкости, даже загрязненные и пожароопасные;
  • Конечное давление более 1000 бар, что позволяет добиться высокой производительности.

Принцип работы винтового компрессора

Винтовые компрессоры работают от электросети и могут быть, как передвижными, так и стационарными. Передвижной винтовой компрессор является единой установкой, состоящей из нескольких элементов:

  • Компрессор;
  • Бензиновый или дизельный двигатель;
  • Электрогенератор.

Передвижные компрессоры надежны и мобильны, так как установлены на прицеп с колесами, что позволяет быстро доставлять оборудование к месту работы. Если оборудование транспортируется на грузовом транспорте, тогда компрессор устанавливается на кузов.

Поршневые компрессоры

: принципы, работа и конструкция

Уважаемый студент,

Добро пожаловать на нашу страницу Udemy.

WR Training - это группа из профессиональных инженеров из различных дисциплин (химическая, нефтехимическая, механическая, электрическая ...), обеспечивающая академических и промышленных онлайн-курсов.

Если вы пытаетесь изучить и открыть новую научную или инженерную тему с нуля, или хотите освежить в памяти что-то, чему вы научились в прошлом, вы попали в нужное место.

WR Training существует, чтобы помочь вам добиться успеха в вашей академической и профессиональной жизни . Наша цель - распространять знания и продвигать науку.

Курсы, на которые вы собираетесь записаться, были предприняты для того, чтобы дать вам четкое представление о научных и инженерных темах с помощью подробных примеров , использующих практическую демонстрацию, и предоставить многочисленных проблем с их решениями . Вы также можете использовать эти курсы как обзор для сдачи экзаменов или как средство для самостоятельного обучения .

Наша методика обучения была разработана таким образом, чтобы обеспечить индивидуального самостоятельного электронного обучения .

Каждый курс предназначен для обучения определенному навыку.

Наши курсы можно посмотреть 24/7 , где бы вы ни находились. Вы также можете просматривать их на мобильных устройствах с помощью мобильного приложения Udemy.

Нас активных онлайн-инструкторов , и мы будем здесь для вас на каждом этапе пути. Если у вас есть вопросы по содержанию курса, вы всегда можете опубликовать свои вопросы или отправить нам личное сообщение.Мы с удовольствием поможем и ответим на ваши вопросы.

Итак, без лишних слов, вперед, выберите курс, подходящий для вас, нажмите кнопку регистрации, и мы увидимся в первом разделе!

WR Training

Распространите свои знания

Основы поршневого компрессора

Поршневой компрессор - это объемная машина, в которой поршень используется для сжатия газа и подачи его под высоким давлением.

Часто они являются одними из самых важных и дорогих систем на производстве и заслуживают особого внимания. От этого типа оборудования зависят газопроводы, нефтехимические заводы, нефтеперерабатывающие заводы и многие другие отрасли промышленности.

Из-за множества факторов, включая, помимо прочего, качество исходной спецификации / дизайна, адекватность методов технического обслуживания и эксплуатационные факторы, промышленные предприятия могут ожидать от своих собственных установок сильно различающихся затрат на жизненный цикл и надежности.

Различные компрессоры есть практически на каждом промышленном предприятии. Типы сжатых газов включают следующие:

  • Воздух для сжатого инструмента и систем сжатого воздуха

  • Водород, кислород и др. Для химической обработки

  • Фракции легких углеводородов в нефтепереработке

  • Различные газы для хранения или передачи

  • Другие приложения

Существуют две основные классификации промышленных компрессоров: прерывистые (объемные), включая поршневые и роторные; и непрерывный поток, включая центробежный и осевой типы потока.

Поршневые компрессоры обычно используются там, где требуются высокие степени сжатия (отношение давления нагнетания к давлению всасывания) на ступень без высоких скоростей потока, а технологическая жидкость относительно сухая.

Компрессоры влажного газа обычно бывают центробежными. Для применений с высоким расходом и низкой степенью сжатия лучше всего подходят осевые компрессоры. Роторные типы в первую очередь используются в системах со сжатым воздухом, хотя другие типы компрессоров также используются в пневматических системах.

Базовая конструкция

Основные компоненты типичной поршневой компрессорной системы можно увидеть на рисунках 1 и 2. Следует отметить, что автор никогда не видел «типовой» компрессорной установки, и признает существование многих исключений.

Цилиндры сжатия (рис. 1), также известные как ступени, которых в конкретной конструкции может быть от одной до шести или более, обеспечивают удержание технологического газа во время сжатия.

Поршень совершает возвратно-поступательное движение для сжатия газа.Устройства могут быть одностороннего или двойного действия. (В конструкции двойного действия сжатие происходит с обеих сторон поршня как при движении вперед, так и назад.)

Некоторые цилиндры двойного действия в системах высокого давления будут иметь поршневой шток с обеих сторон поршня, чтобы обеспечить равную площадь поверхности и уравновесить нагрузки. Тандемное расположение цилиндров помогает минимизировать динамические нагрузки за счет размещения цилиндров попарно, соединенных с общим коленчатым валом, таким образом, чтобы движения поршней противодействовали друг другу.

Давление газа ограничено, а износ дорогих компонентов сведен к минимуму за счет использования одноразовых поршневых колец и направляющих лент соответственно. Они изготовлены из сравнительно мягких металлов по сравнению с металлами поршней и цилиндров / гильз или таких материалов, как политетрафторэтилен (ПТФЭ).

Рисунок 2 A. Двухходовая рама HSE и ходовая часть

Рисунок 2 B. Двухходовая рама HSE и ходовая часть

Большинство конструкций оборудования включает блочные системы смазки с принудительной подачей; однако при нулевом допуске технологического процесса на унос масла используются конструкции без смазки.

Цилиндры для более крупных применений (типичное значение отсечки составляет 300 л.с.) оснащены каналами для охлаждающей жидкости для термосифонных или циркулирующих жидкостных систем охлаждения, тогда как некоторые небольшие домашние и производственные компрессоры обычно имеют воздушное охлаждение. Цилиндры большого диаметра обычно снабжены сменными гильзами, которые запрессовываются в отверстие и могут включать стопорный штифт.

Технологический газ втягивается в цилиндр, сжимается, удерживается и затем выпускается механическими клапанами, которые обычно работают автоматически за счет перепада давления.В зависимости от конструкции системы цилиндры могут иметь один или несколько всасывающих и нагнетательных клапанов.

Разгрузочные устройства и зазоры представляют собой специальные клапаны, которые регулируют процент полной нагрузки, которую несет компрессор при заданной скорости вращения его привода. Разгрузчики управляют работой всасывающих клапанов, позволяя газу рециркулировать.

Клапаны с зазором в кармане изменяют пространство головки блока цилиндров (зазор). Они могут быть фиксированного или переменного объема. Эти устройства выходят за рамки данной статьи.

Распорка (иногда называемая собачьей будкой) представляет собой конструктивный элемент, соединяющий раму компрессора с цилиндром. Следует избегать смешивания жидкостей между цилиндром и распорной втулкой. Сальниковые кольца сдерживают давление газа внутри цилиндра и предотвращают попадание масла в цилиндр, вытирая масло со штока поршня по его ходу.

Через проставку обычно удаляется воздух из наиболее опасного материала в системе, которым часто является газ, сжатый в баллоне.Уплотнительные кольца предназначены для удержания газа внутри цилиндра, но при высоком давлении возможно, что часть сжатого газа выйдет за уплотнительные кольца.

Ходовая часть, размещенная в раме компрессора (рис. 2), состоит из крейцкопфа и шатуна, которые соединяют шток поршня с коленчатым валом, преобразуя его вращательное движение в возвратно-поступательное линейное движение.

Коленчатый вал оснащен противовесами для уравновешивания динамических сил, создаваемых движением тяжелых поршней.Он поддерживается в раме компрессора подшипниками скольжения на нескольких шейках. Также предусмотрен маховик для сохранения инерции вращения и обеспечения механического преимущества для ручного вращения узла.

Некоторые компрессоры смазывают ходовую часть своей рамы с помощью встроенного масляного насоса с приводом от вала, в то время как другие снабжены более обширными системами смазки, смонтированными на салазках. Все правильно спроектированные системы будут обеспечивать не только циркуляцию масла к критическим трибоповерхностям оборудования, но также контроль температуры смазочного материала, фильтрацию и некоторые меры контрольно-измерительной аппаратуры и резервирования.

Всасываемые газы обычно проходят через всасывающие сетчатые фильтры и сепараторы для удаления уносимых частиц, влаги и жидкой фазы технологической жидкости, которые могут вызвать серьезные повреждения клапанов компрессора и других критических компонентов и даже угрожать целостности цилиндра с катастрофическими последствиями.

Газ также может быть предварительно нагрет для перевода жидкого технологического газа в паровую фазу. Интеркулеры обеспечивают возможность отвода тепла от технологического газа между ступенями сжатия.(См. Следующий раздел: Термодинамический цикл.) Эти теплообменники могут быть частью системы (систем) охлаждения масла и / или цилиндра компрессора, или они могут быть подключены к системе охлаждающей воды установки.

На стороне нагнетания сосуды высокого давления служат гасителями пульсаций, обеспечивая емкость системы для выравнивания пульсаций потока и давления, соответствующих тактам сжатия поршня.

Как правило, поршневые компрессоры представляют собой относительно низкоскоростные устройства и приводятся в действие прямым или ременным приводом от электродвигателя, с регулятором привода с регулируемой скоростью или без него.

Часто двигатель изготавливается как единое целое с компрессором, а вал двигателя и коленчатый вал компрессора представляют собой одно целое, что устраняет необходимость в муфте. Редукторы редукторного типа используются в различных установках.

Иногда, хотя и реже, они приводятся в действие паровыми турбинами или другими источниками энергии, такими как природный газ или дизельные двигатели. Общая конструкция системы и выбранный тип привода будут влиять на смазку этих периферийных систем.

Термодинамический цикл

Для понимания науки о поршневых компрессорах необходимо объяснение нескольких основных термодинамических принципов. Сжатие происходит внутри цилиндра в виде цикла из четырех частей, который происходит при каждом продвижении и отступлении поршня (два хода за цикл).

Четыре части цикла - это сжатие, нагнетание, расширение и впуск. Они показаны графически, причем давление в зависимости от объема отображается на так называемой диаграмме P-V (Рисунок 3).


Рисунок 3. Всасывание

По завершении предыдущего цикла поршень полностью перемещается в цилиндр в точке V1, объем которого заполнен технологическим газом при условиях всасывания (давление, P1 и температура, T1), а всасывающий и нагнетательный клапаны закрыты. .

Это представлено точкой 1 (нулем) на диаграмме P-V. По мере продвижения поршня объем цилиндра уменьшается. Это вызывает повышение давления и температуры газа до тех пор, пока давление в цилиндре не достигнет давления в нагнетательном коллекторе.В это время начинают открываться нагнетательные клапаны, отмеченные на схеме точкой 2.

При открытии выпускных клапанов давление остается фиксированным на уровне P2 в течение оставшейся части рабочего хода, поскольку объем продолжает уменьшаться для выпускной части цикла. Поршень на мгновение останавливается в точке V2 перед изменением направления.

Обратите внимание, что остается некоторый минимальный объем, известный как объем зазора. Это пространство, остающееся внутри цилиндра, когда поршень находится в наиболее продвинутом положении во время своего хода.Некоторый минимальный зазор необходим для предотвращения контакта поршня с головкой, и изменение этого объема является основным параметром производительности компрессора. Цикл сейчас в точке 3.

Затем происходит расширение, когда небольшой объем газа в зазоре расширяется до давления чуть ниже давления всасывания, чему способствует закрытие выпускных клапанов и отступление поршня. Это пункт 4.

Когда достигается P1, впускные клапаны открываются, позволяя свежей заправке поступать в цилиндр для впуска и последней стадии цикла.Еще раз, давление остается постоянным при изменении объема. Это знаменует возврат к точке 1.

Понимание этого цикла является ключом к диагностике проблем компрессора, а также к пониманию эффективности компрессора, требований к мощности, работы клапана и т. Д. Эти знания можно получить, анализируя информацию о процессе и отслеживая влияние этих элементов на цикл.

Поршневые компрессоры

- обзор

Поршневые компрессоры прямого вытеснения

Поршневые компрессоры

имеют историю хронических отказов, включая клапаны, систему смазки, пульсацию и дисбаланс.В Таблице 21-3 указаны общие виды отказов и причины для этого типа компрессора.

Таблица 21-3. Типичные виды отказов поршневого компрессора

Как и все поршневые машины, поршневые компрессоры обычно генерируют более высокие уровни вибрации, чем центробежные машины. Частично повышенный уровень вибрации происходит из-за удара, когда каждый поршень достигает верхней мертвой точки и нижней мертвой точки своего хода. На уровни энергии также влияют неуравновешенные силы, создаваемые противоположными поршнями, и люфт в штоках поршней, пальцах запястья и шейках компрессора.В большинстве случаев преобладающей частотой колебаний является вторая гармоника (2 ×) скорости вращения главного коленчатого вала. Опять же, это происходит из-за удара, который возникает, когда каждый поршень меняет направление (т. Е. Происходит два удара за один полный оборот коленчатого вала).

Клапаны . Отказ клапана является основным видом отказа поршневых компрессоров. Вследствие высокой частоты циклов, превышающей 80 миллионов циклов в год, впускные и выпускные клапаны имеют тенденцию к деформации и растрескиванию.

Системы смазки . Плохое обслуживание компонентов системы смазки, таких как фильтры и сетчатые фильтры, обычно приводит к преждевременному выходу из строя. Такое обслуживание имеет решающее значение для поршневых компрессоров, поскольку они полагаются на систему смазки, которая обеспечивает равномерную масляную пленку между близко расположенными деталями (например, поршневыми кольцами и стенкой цилиндра). Частичный или полный отказ системы смазки приводит к катастрофическому отказу компрессора.

Пульсация .Поршневые компрессоры генерируют импульсы сжатого воздуха или газа, которые выпускаются в трубопровод, по которому воздух или газ транспортируются к месту (точкам) использования. Эта пульсация часто вызывает резонанс в системе трубопроводов, а импульсный удар (то есть стоячие волны) может серьезно повредить другое оборудование, подключенное к системе сжатого воздуха. Хотя такое поведение не приводит к отказу компрессора, его необходимо предотвратить, чтобы защитить другое оборудование завода. Однако учтите, что в большинстве систем сжатого воздуха не используются демпферы пульсаций.

Каждый раз, когда компрессор выпускает сжатый воздух, воздух стремится действовать как пружина сжатия. Поскольку он быстро расширяется, заполняя доступный объем нагнетательного трубопровода, импульс воздуха под высоким давлением может вызвать серьезные повреждения. Длина волны пульсации λ компрессора, имеющего поршневую конструкцию двустороннего действия, может быть определена как

λ = 60a2n = 34,050n

, где λ = длина волны, футы

a = скорость звука = 1135 футов / сек.

n = Скорость компрессора, об / мин

Для поршневой конструкции двустороннего действия компрессор, работающий со скоростью 1200 об / мин, будет генерировать стоячую волну 28.4 фута. Другими словами, ударная нагрузка, эквивалентная давлению нагнетания, будет передаваться на любой трубопровод или машину, подключенную к нагнетательному трубопроводу и расположенную в пределах двадцати восьми футов от компрессора. Обратите внимание, что для цилиндра одностороннего действия длина волны будет вдвое больше.

Дисбаланс . Силы инерции компрессора могут иметь два воздействия на рабочую динамику поршневого компрессора, влияя на его балансные характеристики. Первый - это сила в направлении движения поршня, которая отображается как удары в профиле вибрации, когда поршень достигает верхней и нижней мертвой точки своего хода.Второй эффект - это пара или момент, вызванный смещением осей двух или более поршней на общем коленчатом валу. Взаимосвязь и величина этих двух эффектов зависят от таких факторов, как (1) количество кривошипов; (2) продольное и угловое расположение; (3) расположение цилиндров; и (4) возможное уравновешивание. В результате возникают два значительных периода вибрации: первичный при скорости вращения компрессора (×) и вторичный при 2 ×.

Хотя развиваемые силы синусоидальны, только максимальное (т.е.е., амплитуда) учитывается при анализе. На рис. 21-1 показаны относительные значения сил инерции для различных компрессоров.

Рисунок 21-1. Несбалансированные инерционные силы и пары для различных поршневых компрессоров.

Критерии проектирования и характеристики усовершенствованного поршневого компрессора

% PDF-1.7 % 1 0 объект > эндобдж 6 0 obj > эндобдж 2 0 obj > поток 2018-12-18T04: 01: 53-08: 002018-12-18T04: 01: 53-08: 002018-12-18T04: 01: 53-08: 00Применимый pdfГармония 2.0uuid: 8ae298b2-aa59-11b2-0a00-782dad000000uuid: 8ae2dcd2-aa59-11b2-0a00-808d1b00fd7fapplication / pdf

  • Критерии проектирования и характеристики усовершенствованного поршневого компрессора
  • О. К. Риггер
  • Prince 9.0 rev 5 (www.princexml.com) pdfHarmony 2.0 Linux Kernel 2.6 64bit 13 марта 2012 Библиотека 9.0.1 конечный поток эндобдж 3 0 obj > эндобдж 4 0 obj > эндобдж 5 0 obj > эндобдж 7 0 объект > эндобдж 8 0 объект > эндобдж 9 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text] / XObject> >> / Повернуть 0 / Тип / Страница >> эндобдж 10 0 obj > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject> >> / Повернуть 0 / Тип / Страница >> эндобдж 11 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject> >> / Повернуть 0 / Тип / Страница >> эндобдж 12 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject> >> / Повернуть 0 / Тип / Страница >> эндобдж 13 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject> >> / Повернуть 0 / Тип / Страница >> эндобдж 14 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject> >> / Повернуть 0 / Тип / Страница >> эндобдж 15 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject> >> / Повернуть 0 / Тип / Страница >> эндобдж 16 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject> >> / Повернуть 0 / Тип / Страница >> эндобдж 17 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / XObject> >> / Повернуть 0 / Тип / Страница >> эндобдж 18 0 объект > эндобдж 19 0 объект > эндобдж 20 0 объект > эндобдж 21 0 объект > эндобдж 22 0 объект > / Граница [0 0 0] / Rect [81.0 646,991 187,74 665,009] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >> эндобдж 23 0 объект > / Граница [0 0 0] / Rect [81.0 617.094 308.736 629.106] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >> эндобдж 24 0 объект > / Граница [0 0 0] / Rect [395,544 617,094 549,0 629,106] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >> эндобдж 25 0 объект > / Граница [0 0 0] / Rect [243,264 211,794 390,96 223.806] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >> эндобдж 26 0 объект > / Граница [0 0 0] / Rect [424,224 102,737 523,464 110,745] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >> эндобдж 27 0 объект > / Граница [0 0 0] / Rect [81.} DZohW [zsGS [`f-U ۺ r / ׌ uSi1 {`

    РАСШИРЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ВЗАИМНОГО СЖАТИЯ (ARCT) (Технический отчет)

    Деффенбо, Дэнни М, Брун, Клаус, Харрис, Ральф Э, Харрелл, Джей Пит, Макки, Роберт Дж, Мур, Джеффри Джей, Сведеман, Стивен Дж, Смолли, Энтони Дж, Броерман, Юджин Л., Харт, Роберт А., Норед , Мэрибет Дж., Гернентц, Райан С. и Зибеналер, Шейн П. ПЕРЕДОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ВЗАИМНОГО СЖАТИЯ (ARCT) . США: Н.с., 2005. Интернет. DOI: 10,2172 / 876564.

    Деффенбо, Дэнни М, Брун, Клаус, Харрис, Ральф Э, Харрелл, Джей Пит, Макки, Роберт Дж, Мур, Джеффри Джей, Сведеман, Стивен Дж, Смолли, Энтони Дж, Броерман, Юджин Л., Харт, Роберт А., Норед , Мэрибет Дж., Гернентц, Райан С. и Зибеналер, Шейн П. ПЕРЕДОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ВЗАИМНОГО СЖАТИЯ (ARCT) . Соединенные Штаты.https://doi.org/10.2172/876564

    Деффенбо, Дэнни М, Брун, Клаус, Харрис, Ральф Э, Харрелл, Джей Пит, Макки, Роберт Дж, Мур, Джеффри Джей, Сведеман, Стивен Дж, Смолли, Энтони Дж, Броерман, Юджин Л., Харт, Роберт А., Норед , Мэрибет Дж., Гернентц, Райан С. и Зибеналер, Шейн П. Ту. «ПЕРЕДОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ВЗАИМНОГО СЖАТИЯ (ARCT)». Соединенные Штаты. https: // doi.org / 10.2172 / 876564. https://www.osti.gov/servlets/purl/876564.

    @article {osti_876564,
    title = {ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ВЗАИМНОГО СЖАТИЯ (ARCT)},
    автор = {Деффенбо, Дэнни М. и Брун, Клаус и Харрис, Ральф Э. и Харрелл, Дж. Пит и Макки, Роберт Дж. и Мур, Дж. Джеффри и Сведеман, Стивен Дж. и Смолли, Энтони Дж. и Броерман, Юджин Л. и Харт, Роберт А. и Норед, Мэрибет Дж. И Гернентц, Райан С. и Зибеналер, Шейн П.},
    abstractNote = {The U.Перед отраслью газопроводов Южной Америки стоят две задачи: повышение гибкости и расширение производственных мощностей. Для решения этих задач отрасли требуются более совершенные варианты компримирования газа с учетом нового строительства и улучшения существующей инфраструктуры. Текущий парк установленных поршневых компрессоров состоит в основном из тихоходных агрегатов. Большинство новых поршневых компрессоров представляют собой и будут большими, быстроразъемными блоками. Основными проблемами, связанными с парком тихоходных агрегатов, являются: ограниченная гибкость и большой диапазон производительности.В попытке повысить гибкость многие операторы выбирают цилиндры одинарного действия, что снижает надежность и целостность. В то время как наиболее эффективные агрегаты в парке демонстрируют термический КПД от 90% до 92%, низкоэффективные агрегаты снижаются до 50% при среднем уровне около 80%. Основная причина этого большого несоответствия связана с потерями при установке в системе управления пульсацией. У лучших исполнителей потери примерно поровну распределяются между потерями при установке и потерями в клапанах.Основными проблемами для высокоскоростных машин являются: пульсации сопла цилиндра, механические колебания из-за растяжения цилиндра, короткий срок службы клапана и низкие тепловые характеристики. Чтобы сдвинуть пульсацию сопла на более высокие порядки, сопла укорачивают, а для гашения амплитуды добавляются отверстия. Укороченные сопла приводят к механическому соединению с цилиндром, вызывая повышенную вибрацию из-за режима растяжения цилиндра. Срок службы клапана даже короче, чем для малых скоростей, и может составлять порядка нескольких месяцев.Тепловой КПД на 10–15% ниже, чем у низкоскоростного оборудования, а наилучшая производительность находится в диапазоне от 75% до 80%. Целью этой передовой программы возвратно-поступательного сжатия является разработка технологии как для высокоскоростного, так и для низкоскоростного сжатия, которая расширит гибкость устройства, повысит термический КПД и повысит надежность и целостность. Технологии модернизации, которые решают проблемы низкоскоростного интегрального сжатия, включают: (1) оптимальный диапазон изменения с использованием комбинации скорости и зазора с односторонним действием в качестве последнего средства; (2) если требуется одностороннее действие, используйте сопла бесконечной длины для устранения пульсации сопла и настраиваемые поглотители боковых ответвлений для 1х боковых пульсаций; и (3) усовершенствованные клапаны, либо полуактивный пластинчатый клапан, либо пассивный поворотный клапан, чтобы продлить срок службы клапана до трех лет при половинном падении давления.Это новое поколение низкоскоростных компрессоров должно обеспечить эффективность 95%, трехлетний срок службы клапана и расширенный диапазон изменения. К новым технологиям оборудования, которые решают проблемы высокопроизводительного высокоскоростного сжатия, относятся: (1) оптимальный диапазон изменения при единичной скорости; (2) конические форсунки для эффективного уменьшения пульсации форсунки при половинном падении давления и минимизации вибраций, вызываемых растяжением механического цилиндра; (3) регулируемый поглотитель бокового ответвления или фильтр-баллон более высокого порядка для устранения боковых пульсаций трубопровода во всем расширенном диапазоне скоростей с минимальным падением давления; и (4) полуактивные пластинчатые клапаны или пассивные поворотные клапаны для продления срока службы клапана при половинном падении давления.Это новое поколение мощных и высокоскоростных компрессоров должно обеспечить эффективность 90%, двухлетний срок службы клапана, 50% -ный диапазон изменения и вибрацию менее 0,75 IPS. В рамках этой программы были созданы испытательные технологии, способные достичь этих амбициозных целей. Полное развитие этих идентифицированных технологий продолжается. GMRC взяла на себя обязательство развивать самые многообещающие перспективные технологии для своей отрасли.},
    doi = {10.2172 / 876564},
    url = {https: // www.osti.gov/biblio/876564}, журнал = {},
    номер =,
    объем =,
    place = {United States},
    год = {2005},
    месяц = ​​{12}
    }

    ВХОДНОЙ КОМПРЕССОР

    : Введение, эффективность и типы

    - Реклама -

    Поршневые компрессоры также широко известны как поршневые компрессоры в основном используются для перемещения воздуха / газа под высоким давлением для хранения и использования для различных целей.Основными элементами компрессора являются один или несколько цилиндров и поршней, которые перемещаются внутри них. Автомобильные двигатели работают почти так же, как поршневые компрессоры: они впускают воздух из одной камеры, смешивают его с топливом и выпускают дым из другой камеры под давлением. На рисунке ниже схематично показан поршневой компрессор и его основные компоненты.

    Рисунок 1

    Введение

    Поршневой компрессор имеет поршень, который движется вниз, что снижает давление в его цилиндре за счет создания вакуума.Эта разница в давлении заставляет клапаны всасывающей камеры открываться и вводить газ или воздух. Когда цилиндр поднимается вверх, давление увеличивается, вытесняя газ или воздух из цилиндра через нагнетательную камеру. Поршневые компрессоры используются в самых разных отраслях промышленности и для разных целей. Ниже приведены основные области применения поршневых компрессоров:

    • Переработка и поставка природного газа
    • Химические заводы
    • НПЗ
    • Холодильная техника

    Как указывалось ранее, поршневые компрессоры можно найти практически во всех рабочих условиях, включая, помимо прочего, дайвинг, стоматологические кабинеты, автомобильные мастерские и сельское хозяйство.Пневматические (пневматические) инструменты, такие как дрели и угловые шлифовальные машины, важны в промышленности, потому что они, как правило, легче и безопаснее, чем инструменты с электродвигателем, что еще раз подчеркивает важность поршневых компрессоров

    КПД

    Поршневые компрессоры

    считаются наиболее энергоэффективными из всех компрессоров для большинства применений. Это при том, что они, как правило, требуют более высокого обслуживания, чем компрессоры других типов.

    Основные компоненты типичной поршневой компрессорной системы можно увидеть на Рисунке 1, и он включает в себя цилиндр, две камеры для всасывания и нагнетания, поршень, отверстие и язычок.

    Проще говоря, поршень возвратно-поступательно сжимает газ. Это может быть конструкция одинарного или двойного действия.

    Некоторые цилиндры двойного действия в системах с высоким давлением имеют поршневой шток с обеих сторон поршня для обеспечения равной площади поверхности и балансировки нагрузок.

    Герметизация давления газа и минимизация износа дорогостоящих компонентов за счет использования одноразовых поршневых колец.

    Цилиндры

    для крупных промышленных применений имеют каналы для охлаждающей жидкости или системы циркуляции жидкого охлаждающего средства, тогда как некоторые небольшие домашние и производственные компрессоры обычно охлаждаются воздухом. Цилиндры большого размера обычно оснащены сменными гильзами.

    Детальный механизм действия

    Технологический газ втягивается в цилиндр, сжимается, удерживается и затем выпускается механическими клапанами, которые обычно работают автоматически при разнице давлений.В зависимости от конструкции системы цилиндры могут иметь один или несколько всасывающих и нагнетательных клапанов.

    Коленчатый вал оснащен противовесами для уравновешивания динамических сил, создаваемых движением тяжелых поршней.

    Всасываемые газы обычно проходят через всасывающие сетчатые фильтры и сепараторы для удаления унесенных твердых частиц, влаги и жидкой фазы технологической жидкости, которые могут вызвать серьезное повреждение клапанов компрессора и других критических компонентов и даже поставить под угрозу целостность цилиндра

    Обычно поршневые компрессоры представляют собой относительно низкоскоростные устройства и приводятся в действие прямым или ременным приводом от электродвигателя, с регулятором привода с регулируемой скоростью или без него.

    Часто двигатель изготавливается как единое целое с компрессором, а вал двигателя и коленчатый вал компрессора представляют собой одно целое, что устраняет необходимость в муфте. Редукторы редукторного типа используются в различных установках.

    Иногда, хотя и реже, они приводятся в действие паровыми турбинами или другими источниками энергии, такими как природный газ или дизельные двигатели. Общая конструкция системы и выбранный тип привода будут влиять на смазку этих периферийных систем.

    Типы поршневых компрессоров

    одностороннего действия

    Это самый распространенный воздушный компрессор на рынке. Они, как правило, довольно громкие, но могут быть относительно мощными для своего размера и веса. Учитывая их портативность, их можно размещать близко к месту использования, поэтому, если ваши потребности ограничены, вы можете избежать установки большого количества трубопроводов, а их простая конструкция упрощает обслуживание. Как правило, у них более высокая стоимость сжатия, чем у их братьев и сестер двойного действия, поэтому они лучше всего работают в средах, где не требуется постоянное использование компрессора.

    двойного действия

    В поршневом воздушном компрессоре двойного действия для сжатия воздуха используются поршни с обеих сторон. Результат - более эффективное сжатие, чем у аналога одностороннего действия. Такие компрессоры, вероятно, будут использоваться в промышленных условиях. У них также довольно простая процедура обслуживания. Потенциальные проблемы включают высокую первоначальную стоимость, огромные требования к пространству и сильную вибрацию, что означает необходимость специальных креплений.

    Заключение

    Поршневые компрессоры

    являются наиболее широко используемыми компрессорами практически во всех условиях, и независимо от типа обе версии поршневых компрессоров поставляются как с однопоршневыми, так и с многопоршневыми моделями, со смазкой и без смазки, и могут обеспечивать длительное и эффективное сжатие воздуха. в зависимости от спроса клиентов.

    - Реклама -

    Поршневые компрессоры: принципы, работа и конструкция

    WR Training - это группа из профессиональных инженеров из различных дисциплин (химическая, нефтехимическая, механическая, электрическая ...), обеспечивающая академических и промышленных онлайн курсы.

    Если вы пытаетесь изучить и открыть новую научную или инженерную тему с нуля, или хотите освежить в памяти что-то, чему вы научились в прошлом, вы попали в нужное место.

    WR Training существует, чтобы помочь вам добиться успеха в вашей академической и профессиональной жизни . Наша цель - распространять знания и продвигать науку.

    Курсы, на которые вы собираетесь записаться, были предприняты, чтобы дать вам четкое представление о научных и инженерных темах с помощью подробных примеров , использующих практическую демонстрацию, и предоставить многочисленных проблем с их решениями .Вы также можете использовать эти курсы как обзор для сдачи экзаменов или как средство для самостоятельного обучения .

    Наша методика обучения была разработана, чтобы обеспечить индивидуального самостоятельного электронного обучения .

    Каждый курс предназначен для обучения определенному навыку.

    Наши курсы можно посмотреть 24/7 , где бы вы ни находились.

    На каждый из наших курсов предоставляется 30-дневная гарантия возврата денег , чтобы вы могли проверить его, убедиться, что это подходящий вам курс, и получить возмещение, если это не так.

    Нас активных онлайн-инструкторов , и мы будем здесь для вас на каждом этапе пути. Если у вас есть вопросы по содержанию курса, вы всегда можете опубликовать свои вопросы или отправить нам личное сообщение. Мы с удовольствием поможем и ответим на ваши вопросы.

    Итак, без лишних слов, вперед, выберите курс, подходящий для вас, нажмите кнопку регистрации, и мы увидимся в первом разделе!

    Обучение WR

    Расправьте крылья своих знаний

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *