КЛАСИФІКАЦІЯ ТА ЕКСПЛУАТАЦІЙНІ ОСОБЛИВОСТІ ПОРШНЕВИХ КОМПРЕСОРІВ

Залежно від роду стискуваного середовища компресори розділяють на повітряні, газові та парові (останні входять до складу парокомпресорних холодильних установок).

У залежності від кількості ступенів стискання поршневі компресори поділяють на одно- дво- та багатоступінчаті. Повітряні компресори виконують одноступінчатими, якщо їх розраховують на абсолютний кінцевий тиск до 0,5…0,6 МПа. При кінцевому тиску 0,6…1,2 МПа компресори мають два ступеня стискання, а при більшому тиску нагнітання використовують багатоступінчаті компресори.

У залежності від кількості циліндрів у ступені компресори бувають одно- та багатоциліндровими.

Залежно від розташування циліндрів компресори поділяють на вертикальні, горизонтальні, кутові ( - подібні, - подібні, опозитні, у яких кут між осями циліндрів становить 180°).

Кожний ступінь компресора може бути одинарної (рис. 11.15, б) або подвійної (рис. 11.15, а) дії.

а) б)

Рис. 11.15. Схеми поршневих компресорів: а – подвійної дії; б – безкрейцкопфний

У залежності від схеми кривошипно-шатунної передачі компресори поділяють на крейцкопфні та безкрейцкопфні.

Схема крейцкопфного компресора показана на рис. 1. Особливістю такої машини є те, що в ній упродовж усього робочого циклу співпадають напрямки переміщення поршня та дії поршневої сили, що змушує поршень рухатися. Завдяки цьому в компресорі рівномірно зношуються дзеркало циліндра та поршневі ущільнювальні кільця. Це дозволяє також використовувати дискові поршні з невеликою висотою (h<D), що зменшує втрати на тертя. Такі компресори зазвичай мають циліндри подвійної дії, що облаштовані задньою кришкою з клапанами. За рахунок цього більш раціонально використовується внутрішній простір циліндра і збільшується майже вдвічі об’єм, що описує поршень за один цикл, а отже, зростає подача компресора при незмінних габаритах і частоті обертання вала. Вагомою перевагою крейцкопфних компресорів є можливість роздільного змащування поршня в циліндрі та інших пар тертя в механічній частині машини, зважаючи на те, що для змащування поршня використовують спеціальні компресорні мастила, вартість яких значно вища ніж вартість звичайних індустріальних масел. Крім того в цих компресорах можливо контролювати витрату змащувальних мастил.

Недоліки крейцкопфних компресорів пов’язані з наявністю повзуна в їх конструкції. Це призводить до великих втрат енергії на тертя в цьому елементі і обумовлює тихохідність машин. Наслідком останнього є зростання габаритів машини певної подачі. Крім того тихохідність компресора унеможливлює безпосереднє з’єднання його вала з швидкохідним привідним двигуном – вона змушує використовувати знижувальну механічну передачу, зокрема ремінну, що викликає додаткове зростання габаритів установки.

Безкрейцкопфні компресори (рис. 15, б) не мають штока і повзуна, що значно спрощує конструкцію і робить їх швидкохідними, забезпечуючи мінімальні габарити установки. У той же час безпосереднє шарнірне з’єднання поршня з шатуном призводить до того, що практично на протязі всього робочого циклу напрямок поршневої сили не співпадає з напрямком переміщення поршня. Наслідком цього є поява обертальних моментів, які діють на поршень і викликають нерівномірне зношування контактуючих поверхонь циліндра і поршня. Крім того дія цих моментів може привести до перекосу і заклинювання поршня. Для запобігання останнього в цих компресорах використовують тронкові поршні, у яких висота h>D.

Найчастіше в безкрейцкопфних компресорах застосовують барботажне змащування всіх пар тертя компресорним мастилом, при якому не контролюється витрата мастила, а лише підтримується певний рівень його в картері.

Залежно від місцезнаходження під час експлуатації поршневі компресори бувають стаціонарними, що розміщують на спеціальному фундаменті, та пересувними, розташованими на рамі, придатною до транспортування.

Основними експлуатаційними характеристиками поршневого компресора є залежності подачі та потужності на валу від ступеня підвищення тиску . Типовий вигляд цих характеристик показано на рис. 16.

Для поршневих компресорів притаманна слабка залежність подачі від створюваного тиску, що є загальною об’єднуючою рисою всіх об’ємних нагнітачів. Така властивість дозволяє за допомогою цих машин отримувати високий тиск стиснутого повітря при малих подачах. Із другого боку ця властивість вимагає облаштування поршневих компресорів (і взагалі всіх об’ємних нагнітачів) запобіжними клапанами для недопущення надмірного зростання створюваного тиску. Останнє пояснюється відсутністю природного обмеження величини створюваного тиску в цих машинах, як це має місце, зокрема, в турбінних нагнітачах. При певному тиску в мережі запобіжний клапан відкривається і випускає надлишок повітря в атмосферу.

Зазначена тискова характеристика забезпечує усталену роботу поршневого компресора на зовнішню мережу з будь-якою характеристикою.

Серйозний експлуатаційний недолік поршневих компресорів полягає в пульсуючій подачі стиснутого повітря в зовнішню мережу. Це спричиняє появу коливань тиску в мережі, які можуть викликати коливання трубопроводів і порушення герметичності мережі. Для згладжування коливань тиску на виході з компресорів встановлюють демпферні ємності – ресивери.

Характерними для поршневих компресорів є тихохідність, яка обумовлена зворотно-поступальним рухом поршнів, і, як наслідок, великі габарити та маса на одиницю подачі.

Найбільш ненадійними елементами поршневих компресорів є клапани, що пояснюється дуже складними умовами їхньої роботи.

Поршневі компресори застосовують у різних галузях народного господарства при необхідності значного збільшення тиску порівняно не великої кількості газів (с.п.т. компресорів змінюється від кількох одиниць до кількох тисяч). Подача поршневих компресорів змінюється зазвичай від одиниць до кількох сотень м³ за хвилину.

Поиск по сайту: