Поршневые компрессоры принцип работы

Поршнево́й компре́ссор — тип компрессора, энергетическая машина для сжатия и подачи воздуха или газа под давлением. Компрессоры возвратно-поступательного действия считаются самым давним и распространенным типом. Эффект компрессии создается за счет уменьшения объема газа при движении поршня в цилиндре. Всасывающие и нагнетательные клапаны поджаты пружиной и работают автоматически под действием перепада давления, возникающего между цилиндром компрессора и давлением в трубопроводе при движении поршня. Поршневые компрессоры производятся с воздушным или жидкостным охлаждением. Число оборотов коленчатого вала у таких компрессоров обычно в пределах от 125 до 1000 оборотов в минуту. Скорость движения поршня — в пределах от 2,54 до 5 м/с. Номинальная скорость газа — в пределах от 22 до 40 м/с, а рабочее давление на выходе может изменяться от вакуума до 4100 атмосфер [1] Компрессоры данного типа широко применяются в машиностроении, текстильном производстве, в химической, нефтегазовой, холодильной промышленности и криогенной технике. Многообразны по конструктивному выполнению, схемам и компоновкам.

Содержание

Классификация [ править | править код ]

Поршневые компрессоры различают по устройству кривошипно-шатунного механизма или линейного привода, устройству и расположению цилиндров, числу ступеней сжатия.

Поршневые компрессоры могут быть: крейцкопфные — с двухсторонним всасыванием и бескрейцкопфные — одностороннего всасывания (мощностью до 100 кВт).

По расположению цилиндров компрессоры подразделяются на вертикальные, горизонтальные и угловые.

К вертикальным относятся машины с цилиндрами, расположенными вертикально. При горизонтальном расположении цилиндры могут быть размещены по одну сторону коленчатого вала, такие компрессоры называются горизонтальными с односторонним расположением цилиндров; либо по обе стороны вала — с горизонтальными или двухсторонним расположением цилиндров.

К угловым компрессорам относятся машины с цилиндрами, расположенными в одних рядах вертикально, в других — горизонтально. Такие компрессоры называются прямоугольными. К угловым компрессорам относятся машины с наклонными цилиндрами, установленными V-образно и W-образно (компрессоры называются соответственно V- и W-образными).

Прогрессивным в развитии поршневых компрессоров явился переход на оппозитное исполнение компрессоров крупной и средней производительности. Оппозитные компрессоры, представляющие собой горизонтальные машины с встречным движением поршней и расположением цилиндров по обе стороны вала, отличаются высокой динамической уравновешенностью, меньшим габаритами и массой. Благодаря своим преимуществам оппозитные компрессоры практически полностью вытеснили традиционный тип крупного горизонтального компрессора.

Для машин малой и средней производительности основным является прямоугольный тип компрессора и компрессора с У-образным расположением цилиндров.

По числу ступеней сжатия [2] компрессоры различаются одно-, двух- и многоступенчатые. Многоступенчатое сжатие вызывается необходимостью ограничить температуру сжимаемого газа. В воздушных компрессорах возникает опасность воспламенения и взрыва масляного нагара, накапливающегося в трубопроводах, на крышках компрессоров и поверхностях клапанов, поэтому температура нагнетаемого воздуха не должна превышать 453К [ источник не указан 3609 дней ] .

Компрессор без смазки цилиндров [ править | править код ]

Первоначально компрессор без смазки цилиндров выполнялся с лабиринтным уплотнением, в которых уплотнение поршня достигается с помощью канавок, нарезанных на поршне, но такая конструкция не получила практического применения. В дальнейшем развитие компрессоров без смазки цилиндров пошло по пути создания и внедрения компрессоров, в которых уплотнение поршней осуществляется поршневыми кольцами, выполненными из композиционных материалов. Компрессоры без смазки цилиндров необходимы для технологических процессов, в которых попадание примесей смазочного масла в сжимаемый газ весьма нежелательно. Такие современные компрессоры работают без ремонта более продолжительное время, чем компрессоры с обычной смазкой цилиндров. В настоящее время на ряде заводов изготовляются разнообразные типы компрессоров без смазки цилиндров.

Читайте также:

1. ATM — история и базовые принципы
2. E) Единство принципов гражданского процесса.
3. I период работы 1 страница
4. I период работы 2 страница
5. I. 5. СТРУКТУРА МЕТОДИЧЕСКИХ РЕКОМЕНДАЦИЙ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ПОД РУКОВОДСТВОМ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ
6. I. Лабораторные работы по базе данных Access
7. I. Общие принципы подготовки и требования к оформлению курсовой работы
8. I. Понятие и принципы территориальных основ местного самоуправления.
9. I. Структура курсовой работы
10. II. Алгоритмы выполнения внеаудиторной самостоятельной работы.
11. II. Выполнение дипломной работы
12. II. Основные цели и принципы сертификации

Поршневые компрессоры

Поршневые компрессоры — это наиболее распространенные и многообразные по конструкции компрессоры. Поршневые компрессоры применяются в текстильном производстве, машиностроении, криогенной технике, химической и холодильной промышленности. Поршневые промышленные компрессоры различают по устройству компрессора и расположению цилиндров, устройству шатунного механизма и числу степеней сжатия.

Поршневой компрессор — это компрессор, у которого поршень в цилиндре совершает возвратно-поступательные движения. Самый простой поршневой компрессор состоит из цилиндра и поршня, между которыми имеется небольшой зазор. Движение поршня обеспечивается кривошипношатунным механизмом от вала с приводным двигателем.

Нагнетательный и всасывающий клапаны поршневого компрессора расположены в крышке цилиндра. За два хода поршня (один оборот вала), совершается полный рабочий процесс в каждом цилиндре компрессора. При движении поршня из цилиндра в конденсатор надпоршневом пространстве создается разрежение, и пары хладагента всасываются в цилиндр из испарителя через открывающийся клапан. При обратном ходе поршня пары сжимаются и давление возрастает. Всасывающий клапан при этом закрывается, через нагнетательный клапан сжатые пары выталкиваются в конденсатор. Затем направление движения поршня меняется, нагнетательный клапан закрывается, и компрессор вновь отсасывает пары из испарителя.

Состав поршневого компрессора

В изготовленном из чугуна корпусе компрессора, находится цилиндр и картер, в картере расположен коленчатый вал. В нижнюю часть картера залито масло, которое обеспечивает смазку трущихся деталей компрессора. В подшипниках лежат коренные шейки коленчатого вала.

Выходящая из картера наружу шейка вала, уплотнена сальником, чтобы не было течи хладагента через зазор между валом и подшипником. На шейке вала напрессован маховик, который вращается вместе с валом от электродвигателя при помощи ременной передачи.

При помощи поршневого пальца шатун соединен своей верхней головкой с поршнем. При вращении вала поршень попеременно движется вдоль оси цилиндра от одного крайнего положения до другого на величину двойного радиуса кривошипа. На поршне надеты кольца, трущиеся по зеркалу цилиндра и уплотняющие (благодаря своей упругости) рабочую полость цилиндра, чтобы пары хладагента не могли попасть в картер.

Верхний торец цилиндра закрыт головкой. Головка цилиндра состоит из двух камер: всасывания и нагнетания. В каждой камере находится клапан, соответственно называемый всасывающим и нагнетательным. Клапаны расположены по обе стороны клапанной плиты и закрывают имеющиеся в ней отверстия, которые соединяют камеры головки с цилиндром. К камере всасывания подходит всасывающий трубопровод, соединенный с испарителем, к камере нагнетания — нагнетательный трубопровод, соединенный с конденсатором.

Роторные компрессоры относятся к компрессорам вытеснительного типа.

K роторным компрессорам относятся пластинчатые, жидкостно-кольцевые, винтовые.

Пластинчатые компрессоры. При вращении эксцентрично посаженного ротора пластины благодаря центробежной силе выдвигаются из пазов и отбрасываются к кольцу, плотно прижимаясь к нему. Вращающиеся пластины делят серповидное пространство статора на отдельные ячейки, которые по направлению вращения вначале увеличиваются в объеме (зона всасывания), a затем уменьшаются (зоны сжатия и

нагнетания). Благодаря тому, что нижняя часть ротора прижата к корпусу, исключается прорыв газов со стороны нагнетания в зону всасывания. Для охлаждения воздуха и самого статора последний окружен водяной рубашкой.

Одноступенчатые пластинчатые компрессоры могут развивать давление нагнетания, равное 0,4-0,5 МПа, a двухступенчатые — 0,7 МПа. При использовании в качестве вакуум-насосов одноступенчатые компрессоры могут обеспечить вакуум до 95%, a двухступенчатые-до 99%.

Жидкостно-кольцевые компрессоры предназначены для создания вакуума и удаления воздуха. Компрессор жидкостно-кольцевой состоит из цилиндрического корпуса, внутри которого эксцентрично расположен ротор c лопатками. Лопатки ротора бывают прямые и изогнутые. Корпус до оси вала заполняют водой, при вращении ротора вода отбрасывается к стенкам корпуса, образуя жидкостное кольцо и серповидное рабочее пространство. Объем рабочего пространства изменяется в результате вращения ротора. Всасывание и нагнетание производится через отверстия в крышках.

Винтовые компрессоры состоят из небольшого числа основных деталей: корпуса, винтов, подшипников, уплотнений, соединительных шестерен.

При вращении винтов зубья выходят из зацепления. Начиная от торца всасывания, освобождаются впадины между зубьями (полостями). B эти полости, благодаря создаваемому в них разрежению, поступает газ. Объем газа, заполнивший впадины роторов, отсекается от всасывающего окна и подвергается сжатию. Процесс сжатия газа продолжается до тех пор, пока уменьшающийся изолированный объем полости со сжатым газом не подойдет к крышке окна нагнетания. При дальнейшем вращении винтов происходит процесс выталкивания газа.

Винтовые компрессоры могут быть двух типов: сухого сжатия и маслозаполненные.

B машинах сухого сжатия охлаждение газа осуществляется c помощью рубашек в корпусе компрессора, a также промежуточным и концевым холодильниками. B маслозаполненных компрессорах охлаждение газа осуществляется впрыскиванием масла или воды в рабочие полости винтов. B случае применения в качестве охлаждающей жидкости масла допускается касание винтов при работе компрессора;

в случае применения воды для охлаждения или при сухом сжатии касание не допускается. Винты компрессоров представляют собой крупно-модульные шестерни c зубьями специального профиля; винты изготовляют из стали. Корпуса выполняют литыми из серого чугуна, они могут быть также и стальными.

Винтовые компрессоры имеют значительные преимущества перед другими типами машин и за последнее время находят значительное распространение.

Винтовой компрессор: 1-станина, 2-ведущий винт 3-боковые крышки 4-шестерня 5-ведомый винт 6-корпуса подшипников 7-подшипник

Двухроторный компрессор: 1-корпус, 2-роторы

Задание:изучить принцип работы и конструкцию компрессора

Дата добавления: 2015-05-09 ; Просмотров: 2803 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Поршневые компрессоры, как и винтовые агрегаты, являются на сегодняшний день одним из наиболее распространенных видов оборудования для производства сжатого воздуха. В данной статье рассмотрим основные особенности эксплуатации данного типа агрегатов.

Конструктивно рабочий блок таких компрессоров состоит из поршня, цилиндра и двух клапанов, предназначенных для нагнетания и всасывания воздуха. Сжатие воздуха происходит за счет возвратно-поступательного движения поршня, приводимого в движение шатуном, сообщающимся с коленчатым валом.

Классификация поршневых компрессоров

• одинарного или двойного действия (показывает, сколько циклов сжатия происходит за одно возвратно-поступательное движение поршня);
• одноступенчатые, двухступенчатые, и многоступенчатые механизмы (для промышленных компрессоров высокого давления используется многоступенчатое сжатие, позволяющее достаточное охлаждение воздуха перед очередной ступенью, повышающей степень сжатия).
• масляные и безмасляные (по способу снижения силы трения);
• горизонтальные, вертикальные или угловые (по расположению цилиндров);
• по количеству цилиндров.

Все отличия в использовании поршневого компрессора вытекают из его конструктивных особенностей: с одной стороны поршневой блок сжатия является более простой системой, с другой – он менее эффективен, чем винтовой компрессорный блок.

Преимущества и недостатки

1. Невысокая цена оборудования.
2. Простота конструкции, обеспечивающая возможность обслуживания своими силами, а также минимальное количество расходных материалов.

1. Неравномерное, импульсное поступление сжатого воздуха (для сглаживания пульсации и выравнивания давления в системе используются ресиверы).
2. Довольно шумная работа механизмов.
3. Низкая интенсивность использования, которая определяется скоростью нагрева поршневой группы (чем быстрее крутится коленвал, тем сильнее нагревается система).
4. Повышенный расход электроэнергии.

Исходя из опыта эксплуатации винтовых и поршневых компрессоров, можно сделать практический вывод, что поршневые машины оправдывают свое использование в случае, если предприятие имеет непостоянный и не слишком большой (до 1500 л/мин) расход сжатого воздуха. В этом случае повышенные затраты на приобретение оборудования будут окупаться слишком долго, а экономия электроэнергии окажется незначительной. Во всех остальных случаях эффективнее окажутся винтовые машины.