Конструктивное исполнение поршневых насосов

Кривошипно-поршневой насос

Поршневые насосы с кривошипно-шатунным приводом начали использоваться в глубокой древности и в настоящее время находят широкое применение для перемещения различных жидкостей.

На рисунке 1 изображена схема кривошипно-поршневого насоса. В соответствии с рисунком насос состоит из кривошипного механизма 1, пальца кривошипа 2, шатуна 3, штока поршня 4, поршня 5, рабочей камеры 6, всасывающего 7 и нагнетательного 8 клапанов. Для перекачки жидкости имеется нагнетательный и всасывающий трубопроводы. Всасывающий трубопровод оборудуется сетчатым фильтром и обратным клапаном.

1-кривошипный механизм; 2-палец кривошипа: 3-шатун; 4-шток поршня; 5-поршень; 6-рабочая камера; 7-всасывающий клапан; 8-нагнетательный клапан.

Рисунок 1 Кривошипно-поршневой насос

 

За один оборот вала кривошипа (двойной ход поршня) насос совершает один такт всасывания и один такт нагнетания.

При движении поршня 5 вправо в рабочей камере 6 создаётся вакуум, вследствие чего жидкость под действием атмосферного давления будет подниматься по всасывающему трубопроводу и заполнять рабочую камеру. При этом всасывающий клапан 7 будет открыт, нагнетательный 8 –закрыт. Процесс всасывания будет проходить до тех пор, пока поршень не займёт крайнего правого положения. После начала движения поршня влево закроется всасывающий клапан, а нагнетательный откроется, давление в рабочей камере увеличится, при этом жидкость будет вытесняться из рабочей камеры в напорный трубопровод. Процесс продлится до тех пор, пока поршень не займёт крайнего левого положения, затем начинается новый цикл работы. Таким образом, подача насоса носит циклический, неравномерный характер. Для сглаживания неравномерности подачи используют воздушные колпаки и насосы двойного действия.

 

Поршневой насос двойного действия

Насосы двойного действия сложнее по устройству, но обеспечивают более равномерную подачу жидкости. У этих насосов камеры с кла­панами располагаются по обе стороны цилиндра, поэтому движение поршня или плунжера в любую сторону является рабочим циклом. Такт всасывания в одной камере соответствует такту нагнетания в другой и наоборот.

В соответствии с рисунком 2 в поршневом насосе двустороннего действия цилиндр имеет две рабочие камеры 8 и 9, в которых установлены две пары клапанов 2 и 3. Поршневой насос двустороннего действия при установившемся режиме работает следующим образом установившемся.При движении поршня 4 вправо в левой рабочей полости 8 происходит процесс всасывания через левый всасывающий клапан 2 и процесс нагнетания через правый нагнетательный клапан 3. При обратном движении поршня жидкость из левой полости вытесняется, а в правую - засасывается. Таким образом, за один полный цикл в напорный трубопровод поступает две порции жидкости. Для сглаживания толчков и смягчения гидравлических ударов устраивают пневмогидроаккумуляторы 7 (воздушные колпаки).

1–всасывающий трубопровод; 2–всасывающий клапан; 3–нагнетательный клапан; 4–поршень; 5–шток; 6-напорный трубопровод; 7-напорный воздушный колпак; 8- левая рабочая полость; 9- правая рабочая полость цилиндра.

Рисунок 2 –Поршневой насос двустороннего действия

 

Шестеренчатый насос

Из всех роторных насосов шестеренные (зубчатые) имеют наиболее простую конструкцию. Они выполняются с шестернями внешнего или внутреннего зацепления. Насос состоит из пары одинаковых шестерен — ведущей и ведомой, находящихся в зацеплении и помещенных в корпусе насоса (статоре) с малыми торцовыми и радиальными зазорами. Ведущая шестерня приводится во вращение двигателем. При вращении шестерен жидкость, заполняющая впадины между зубьями, перемещается из полости всасывания в полость нагнетания. Так как крышка корпуса насоса достаточно плотно прилегает к торцам шестерен, то жидкость выжимается из впадин, когда зубья входят в зацепление на противоположной нагнетательной стороне насоса. Переток жидкости в обратном направлении практически отсутствует из-за плотного сцепления зубьев.

Вследствие разности давлений на всасываемой и на нагнетательной сторонах шестерни подвергаются воздействию радиальных сил, что может привести к заклиниванию ротора. Чтобы предотвратить чрезмерное увеличение давления в области нагнетания и образование вакуума на противоположной стороне при отходе зуба из впадин, в корпусе насосов выполняют разгрузочные каналы для выравнивания давления. Для этих же целей могут служить каналы и в роторных шестернях, полученные сверлением отверстий во впадинах зубьев.

В насосах высокого давления (свыше 10 МПа) торцовые зазоры уплотнены специальными "плавающими" втулками, которые прижимаются к шестерням при повышенном давлении. Для повышения давления жидкости применяют многоступенчатые шестеренные насосы, в которых подача каждой последующей ступени меньше подачи предыдущей. Они развивают давление до 20 МПа.

 

Рис. 2. Схема шестеренного насоса

 

1 - корпус; 2 - шестерня

Основная группа шестеренных насосов состоит из двух прямозубых шестерен внешнего зацепления (рис.1, а). Применяются также и другие конструктивные схемы, например, насосы с внутренним зацеплением (рис.3.1, б), трех- и более шестерные насосы (рис.1, в).

 

Рис.1. Схемы шестеренных насосов:

 

а - с внешним зацеплением; б - с внутренним зацеплением; в – трехшестеренный.

 

Число зубьев может быть уменьшено до двух, при этом вращающиеся элементы будут иметь очертания, напоминающие восьмерку.

 

Рис. 3. Схема нагнетателя восьмерочного типа

 

1 - корпус; 2 - рабочее колесо

В таком нагнетателе необходимо обеспечить привод от двигателя обеих "восьмерок", так как в отличие от зубчатых насосов они не имеют зацепления.

К достоинствам нагнетателей данного вида следует отнести компактность, простоту конструкции, отсутствие клапанов, возможность использования для привода высокоскоростных электродвигателей, независимость подачи от противодавления сети, реверсивность, возможность получения высоких давлений (5 МПа для шестеренного насоса, 0,5 МПа для насоса "восьмерочного" типа). Основные недостатки состоят в быстром износе рабочих органов, невысокой подаче и сравнительно низком КПД.

 

Центробежный вентилятор

 

Центробежные промышленные вентиляторы применяют для перемещения не агрессивных газообразных сред, температура которых не более 80°С. Такие вентиляторы сегодня наиболее распространены в промышленности.

Конструкция центробежного вентилятора представляет собой помещённое в спиральный корпус (улитку) лопастное колесо, которое при вращении подаёт воздух, поступающий через отверстие в каналы между лопастями колеса. Благодаря воздействию центробежной силы, он движется по этим каналам, собирается кожухом и направляется в выпускное отверстие. Также в конструкцию центробежного вентилятора входит спиральный корпус и станина с подшипниками и валом.

Принцип работы центробежного вентилятора следующий: вентилятор использует вырабатываемую вращением крыльчатки центробежную силу, что позволяет увеличивать давление газа или воздуха. В процессе вращения крыльчатки вентилятора, благодаря центробежной силе выбрасывается газ рядом с крыльчаткой, после чего двигается в кожух вентилятора. Результат – увеличение давления газа в кожухе вентилятора.

Далее газ направляется к выходу через канал. После выброса газа, его давление в средней части рабочего колеса снижается. Чтобы нормализовать это давление, поступает газ из крыльчатки. Данный цикл повторяется, что позволяет нагнетать газ непрерывно. Стоит отметить, что вентилятор и воздуходувка – не одно и тоже. Центробежный вентилятор отличается от воздуходувки соотношением давления, нагнетаемым первым. В целом воздуходувки способны нагнетать большее давление.

Выпускаемые вентиляторы обладают определёнными характеристиками, поэтому если планируется использовать их в нестандартных условиях, понадобится корректировка как мощности, так и статического давления. В случае, если один центробежный вентилятор не способен обеспечить нужные расход и давление, рекомендуется запустить в серию два или более устройства.

Если центробежный вентилятор применяется при нестандартной высоте над уровнем моря, плотности воздуха и температуре, необходимо учитывать поправочные коэффициенты плотности воздуха. Это позволит выбрать правильный размер вентилятора для работы в новых условиях. Независимо от плотности воздуха, центробежный вентилятор вытеснит в данной системе постоянный объём воздушных масс.

 

 

Материалы в химической промышленности.

 

Чтобы осуществить любой химико-технологический процесс, не­обходимо располагать соответствующей аппаратурой. Но тогда воз­никает вопрос: из каких материалов следует делать эту аппаратуру, чтобы она была способна противостоять разнообразным агрессив­ным воздействиям, в том числе химическим, механическим, терми­ческим, электрическим, а в ряде случаев также радиационным и биологическим?

Выбор конструкционных материалов осложняется, когда пере­численные воздействия сопутствуют друг другу. Кроме того, в пос­леднее время требования к материалам, используемым в химиче­ской технологии, повысились по двум причинам. Во-первых, зна­чительно шире стали применять экстремальные воздействия, такие, как сверхвысокие и сверхнизкие температуры и давления, ударные и взрывные волны, ионизирующие излучения, биологические фер­менты. Во-вторых, переход к аппаратам большой единичной мощ­ности по производству основных химических продуктов создает исключительно сложные проблемы в изготовлении, транспортиров­ке, монтаже и эксплуатации подобных установок. Например, на современном химическом предприятии можно видеть контакт­ные аппараты для производства серной кислоты диаметром 5 м, содержащие до 5000 различных труб, реакторы синтеза аммиака и ректификационные колонны высотой более 60 м.

Конструкционные материалы классифицируют по различным признакам, например по составу, структуре, свойствам и областям применения. При классификации материалов по составу можно условно выделить три большие группы — металлические, неметал­лические и композиционные материалы.

Металлические материалы обладают сочетанием механических свойств, таких, как прочность, вязкость, пластичность, упругость и твердость, с технологическими — возможностью использования при­емов ковки, сварки, обработки режущими инструментами. Они яв­ляются незаменимыми не только для построения химических реак­торов самой разнообразной формы и размеров, но и в различных областях промышленности.

Чистые металлы сравнительно редко выступают в роли мате­риалов. К их числу относятся алюминий (изготовление емкостей, теплообменников, мешалок), медь (днища и трубопроводы тепло-обменных химических аппаратов для жидких криогенных веществ), молибден (нагреватели и высокотемпературные печи), никель (ем­кости и колонны для работы в химически агрессивных средах), платиновые металлы (химическая посуда, аноды, катализаторы) и некоторые другие.

Значительно чаще применяют металлические сплавы на основе железа (сталь и чугун), алюминия, магния, меди (бронза и латунь), никеля, ниобия, титана, тантала, циркония и других металлов.

Среди металлических материалов исключительное положение занимают сплавы на основе железа. Сплавы железа с содержанием углерода до 2% принято называть сталью, а свыше 2% — чугуном. Используемые в настоящее время в промышленности стали обычно делят на углеродистые и легированные. Создание новых и интен­сификация существующих промышленных процессов заставляет все больше использовать легированные стали, которые обладают повы­шенной коррозионной стойкостью. Для легирования используют такие металлы, как никель,хром, молибден, вольфрам, ванадий, кобальт, марганец, медь, ти­тан, алюминий.

Неметаллические материалы принято разделять на две группы — органические и неорганические.

Среди неметаллических органических материалов можно выде­лить природные и синтетические.

К важнейшим синтетическим полимерным материалам относят пластмассы, эластомеры, химические волокна и полимерные покры­тия. В отличие от металлических материалов они имеют высокую устойчивость в агрессивных средах, низкую плотность, высокую стойкость к истиранию, хорошие диэлектрические и теплоизоляцион­ные свойства. Из них несложно изготовить детали и аппараты слож­ной конструкции. Недостатком многих полимерных материалов яв­ляется их склонность к старению и невысокая термическая стабиль­ность (до 250 °С). Наиболее известны материалы на основе фенолформальдегидных смол, поливинилхлорида, полиэтиленов и фторопластов.

Среди других полимерных материалов следует отметить каучуки и различные материалы на их основе, такие, как бутил-каучук, силиконовые и фторкаучуки и т. д.

Неметаллические органические материалы составляют лишь небольшую долю используемых в современной технике и промыш­ленности материалов. Их номенклатура насчитывает десятки тысяч названий и быстро увеличивается. Состав и технологические усло­вия получения многих из них запатентованы и представляют боль­шую ценность.

Группа неметаллических неорганических материалов включает керамику, фарфор, стекло, силикатные цементы и бетоны, графит и

многое другое. Их можно также разделить на две группы — природ­ные и искусственные. К первым относятся различные горные поро­ды — незаменимый конструкционный материал для изготовления крупногабаритных сооружений.

Искусственные материалы неорганического происхождения весь­ма разнообразны и широко используются благодаря кислотостойкости в виде самостоятельных конструкционных материалов или для футеровки различных аппаратов. Наиболее распространены различ­ные виды искусственных силикатных материалов, получаемых плав­лением: стекло, кварц, ситаллы, эмали, цементы.

Особое место среди неметаллических неорганических материалов занимает керамика. Керамическими материалами называют любые поликристаллические материалы, получаемые спеканием неметал­лических порошков природного или искусственного происхождения. Перспективность керамики как материала будущего обусловлена его многофункциональностью, доступностью сырья, относительно низкими энергетическими затратами при получении, большой без­опасностью и экологическими преимуществами керамического произ­водства.

Композиционные материалы (композиты) состоят из пластичной основы (матрицы) и наполнителя — включений специальных ком­понентов. Они очень многообразны. Условно можно выделить кера­мика-металлические материалы (керметы), наполненные органиче­ские полимеры (норпласты), газонаполненные материалы (пены).

В качестве основы (матрицы) используются металлы и сплавы, полимеры, керамика. Они обеспечивают связь между составляющи­ми компонентами, прочность и пластичность под действием нагрузок. Значительно разнообразнее применяемые наполнители, особенно для композитов на основе пластмасс, от которых зависит прочность и жесткость композитов. Из наполнителей следует выделить метал­лические и углеродные волокна, дисперсные тугоплавкие металлы с размером частиц от 0,01 до 0,06 мкм, нитевидные кристаллы кар­бида и нитрида кремния.

Композиты с полимерными матрицами получают более широкое распространение, чем на основе металлов или керамики.

Пока еще основными потребителями композитов являются авиа­ционная и космическая промышленность. Их использование не только позволяет получать высокоэкономичные и надежные конст­рукции, но и дает возможность реализовать перспективные аэро­динамические схемы, например истребитель с крылом обратной стреловидности. По многим главным физико-химическим свойствам — прочности, ударной вязкости, усталостной прочности и др.— ком­позиты выигрывают у традиционных материалов в 5 раз, а иногда и более.

Потребности общества в новых материалах непрерывно растут, что обусловлено следующими причинами:

1) развитие новых научно-технических направлений (робототех­ники, информатики, гибких химических производств), требующих принципиально новых материалов со специфическими функциями;

2) повышение стоимости традиционного сырья (в том числе для производства энергии);

3) значительное усиление требований к охране окружающей сре­ды, что привело к удорожанию традиционного химического пере­дела и замене его в ряде случаев новыми технологическими про­цессами;

4) развитие технологических процессов с использованием экст­ремальных воздействий (плазмы, сверхвысоких и сверхнизких дав­лений и температур, облучений и др.).

Таким образом, новые материалы должны удовлетворять разно­образные потребности общества, а их технология обязана быть эко­номичной в условиях растущего дефицита сырья и стоимости энергии.

 

 

УРОК5 КОНСТРУКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫДЛЯ ТРУБОПРОВОДОВ

Трубы и детали трубопроводов из цветных металлов для технологических трубопроводов используют сравнительно редко и по возможности заменяют трубами из неметаллических материалов.

Трубы из алюминия и его сплавов применяют в химической, пищевой и других отраслях промышленности. Они имеют небольшую плотность и относительно высокую устойчивость против коррозии в крепкой и слабой азотной, разбавленной серной, фосфорной, уксусной и многих других кислотах при комнатной температуре. С повышением температуры химическая стойкость и прочность труб резко снижается. Детали трубопроводов из алюминиевых сплавов используются при рабочем давлении 2,5 кгс/см2 и изготовляются с условным диаметром от 100 до 1000мм.

Медные трубы применяются в технологических процессах промышленности органического синтеза и органических кислот для транспортирования агрессивных продуктов, а также в установках глубокого охлаждения. В технологических трубопроводах используют главным образом твердые медные трубы М3 и М3С (МЗС отличается от МЗ более ограниченным содержанием примесей – кислорода, свинца и фосфора).

Латунные трубы в технологических трубопроводах служат для транспортирования инертных газов при низких температурах. Использование их для транспортирования агрессивных продуктов ограничено вследствие возможного растрескивания труб в результате коррозии.

Свинцовые трубы обладают очень высокой коррозионной стойкостью; их применяют преимущественно для транспортирования серной кислоты различной концентрации, слабой (до 10%) холодной соляной кислоты, хлора. В технологических трубопроводах свинцовые трубы используют сравнительно редко – в тех случаях, когда их нельзя заменить трубами из легированных сталей, стекла, пластмасс. Титановые трубы применяют для трубопроводов, транспортирующих агрессивные продукты, в том числе азотную кислоту.

 

 

УРОК 6 СОЕДИНЕНИЕ ТРУБОПРОВОДОВ

Соединения труб подразделяются на разъемные и неразъемные. Выбор соединения зависит в первую очередь от материала, из которого изготовлены трубы, использующиеся для прокладки водопровода.

Неразъемными называются соединения, которые разъединяются только в том случае, если разрушить крепление или деталь. Они производятся путем сварки и склеивания.

Сварка соединяет трубы наиболее прочно и надежно. Производят ее встык или в раструб.

Сварку враструб осуществляют путем одновременного оплавления нагревательным инструментом наружной поверхности гладкого конца трубы и тонкого слоя внутренней поверхности раструба. После этого нужно очень быстро вдвинуть конец трубы в раструб.

Сварку встык производят, оплавляя нагревательным инструментом, а затем соединяя оплавленные поверхности при незначительном давлении.В домашних условиях из-за отсутствия сложного оборудования применимы не все виды сварки. Чаще всего используют газовую и дуговую электросварку. Прежде чем производить сварку, предварительно промывают замасленные места труб раствором каустической соды, а затем теплой водой. После этого обрабатывают места сварки напильником и органическим растворителем и опиливают кромки.

Газовая сварка позволяет соединять металлы и пластмассу. Принцип действия такой сварки очень прост: при сгорании газа образуется пламя, расплавляющее присадочный материал — проволоку, которая заполняет зазор между кромками деталей, образуя таким образом сварной шов.

Дуговую электросварку также широко применяют для соединения труб. Эта электросварка производится с помощью электродов, как плавящихся, так и неплавящихся (вольфрамовых или угольных). Во втором случае в зону плавящейся дуги вводят присадочный материал. Если сварка сделана правильно, на поверхности труб не появятся свищи, а линия спая будет малозаметной.

Помимо сварки неразъемные соединения производят и с помощью склеивания, которое выполняется путем введения между поверхностями деталей слоя клея. Обычно используются следующие виды клея: эпоксидный (для металла и пластмассы), БФ-2 (для пластмассы и металла), 88Н (для металла с резиной и резины с резиной).

У данного способа соединения, по сравнению со сваркой, много преимуществ. Склейка не требует повышения температуры, в результате детали не деформируются. Этим способом можно соединять разнородные металлы и неметаллические материалы. Прежде чем приступить к склеиванию, подготавливают поверхности. Сначала удаляют следы ржавчины, грязи и жира. Для очистки от ржавчины и грязи используют шлифовальные шкурки или металлические щетки. Жир и масла удаляют с помощью бензина или ацетона. Если склеивание осуществляют клеем 88Н, то применяется бензин, а если используют ЭДП и БФ-2 — ацетон.

Склеивают детали следующим образом. Сначала на поверхность наносят кисточкой первый слой клея и дают ему высохнуть. БФ-2 сохнет в течение 1 часа при температуре 20 °С, 88Н — 15 минут на свежем воздухе, а при использовав нии ЭДП сушка вообще не требуется. Когда первый слой высохнет, наносят второй. Затем детали сразу же соединяют и прижимают их друг к другу струбцинами. Прилегание деталей должно быть плотным. Срок выдерживания склеенных деталей разный и зависит от вида клея. Например, если используется ЭДП, то выдержка происходит в течение 2-3 суток при температуре 20 °С, БФ-2 — 3-4 суток при 20 °С, 88Н — 1-2 суток при 20 “С под грузом. Выдержав клееный узел в течение определенного срока, швы очищают от подтеков клея.

Разъемными называются соединения — это такие соединения, которые легко разбираются на отдельные детали. К ним относятся соединения на резьбе (с помощью фитингов) и фланцевые. Соединение труб на фитингах используют для труб с резьбой на концах. При этом применяют фитинги — фасонные соединительные части, которые изготовляются из ковкого чугуна, стали, пластмассы. Их использование дает возможность соединять трубы под нужным углом, делать необходимые ответвления, переходы от одного диаметра трубы к другому.

Фитинги из ковкого чугуна для прочности имеют буртики по торцам. Стальные фитинги — гладкие, без буртиков и выступов. Промышленность выпускает и пластмассовые шестигранные фитинги под гаечный ключ.

Соединение с помощью фитингов должно быть прочным, что обеспечивают плотным прижиманием друг к другу ниток резьбы. Чтобы достичь герметичности при свинчивании труб с резьбой, предварительно смазывают нарезанные части белилами или свинцовым суриком.

Если же нужно добиться более надежного соединения труб с резьбой, пользуются льняной или пеньковой подмоткой с суриковой замазкой. Для ее приготовления берут 2 части (по массе) сурика и одну часть вареного масла.

Короткую резьбу на трубах применяют для неразъемных соединений труб фасонными частями. На смонтированном трубопроводе разъединить такое соединение можно, только разрезав трубы. Чтобы соединить трубы с короткой резьбой, необходимо на каждом их конце нарезать резьбу так, чтобы она на 2-3 витка не доходила до середины муфты. Это создаст своеобразное заклинивание, благодаря которому получится очень прочное соединение.

Соединение труб на фланцах предполагает, что фланцы прикрепляют к трубам на резьбе или с помощью сварки.

Сборка труб на фланцах состоит в установке между фланцами прокладок, поверхность которых должна быть ровной, без складок и морщин.

Чаще всего стальные трубы сваривают. Используют для этого в основном газо- и электросварку.

Отдельные отрезки стальных труб можно соединять на резьбе с помощью фитингов. Последние используются обычно в домашних условиях при сборке трубопровода в местах его поворотов, разветвлений, при переходе от одного диаметра труб к другому. Безрезьбовые стальные трубы соединяют на фланце — плоском кольце, на окружности которого имеются отверстия для болтов и шпилек. Преимуществом соединения труб с помощью фитингов и фланцев является то, что при необходимости можно произвести демонтаж трубопровода, не повреждая при этом его отдельные части. К сожалению, при соединении труб сваркой эта возможность полностью исключается.

Чугунные трубы имеют длину 2-7 м и толщину стенок 10-12 мм. Они выпускаются с раструбами на одном конце, служащими для соединения деталей в трубопроводе. При соединении чугунных труб зазор раструба заделывают уплотнителями и цементным раствором. Пластмассовые трубы выпускаются четырех типов: легкие, среднелегкие, средние и тяжелые. Рассчитаны они соответственно на рабочее давление 0,25; 0,4; 0,6 и 1 Мпа. Соединяют эти трубы несколькими способами. Это может быть тепловая сварка или склеивание (неразъемный способ), а также соединение с использованием резиновых колец, фланцев, накидных гаек (разъемный способ). Склеивают или сваривают теплой сваркой обычно пластиковые трубы диаметром 100 мм и более.

 

.

 

Урок 7 Ёмкости для хранения жидкостей и газа

На заводах обрабатываются материалы трех фазовых состояний - газ, жидкость, твердое тело. На заводах отрасли широко применяют оборудование для хранения газов и жидкостей, оно служит для проведения некоторых элементарных процессов (отстаивание), для сбора и хранения нефти, нефтепродуктов, растворов щелочей и других жидкостей, сжатых и сжиженных газов. Сосуды для газов и жидкостей обычно сосредотачивают в резервуарных парках. В зависимости от назначения различают сырьевые, промежуточные и товарные парки. Сырьевые и товарные парки сооружают обособленно, вдали от технологических установок промышленных и бытовых зданий. Парки резервуаров и емкостей промежуточных продуктов располагают вблизи технологических установок, на которых используются эти продукты.

По технологическому назначению различают: а) сосуды для хранения: ёмкости - сосуды объемом до 200 м3 предназначенные для приема и хранения сжиженных газов и легких нефтепродуктов, резервуары - сосуды для хранения больших объемов жидкостей и сжиженных газов, газгольдеры - сосуды для хранения газов; б)сосуды для процессов: отстойники; дренажные сосуды и сепараторы. По конструкции: а)сосуды и ёмкости: горизонтальные и вертик. б)резервуары вертикальные, сферические, каплевидные, многоторовые в)газгольдеры: сферические, вертикальные, сухие и мокрые. По расположению относительно поверхности территории: надземные, полуподземные, подземные. По материалу: металлические, неметаллические, комбинированные.

Цилиндрические - пустотелые емкости (V- 200 м3) вертикального и горизонтального типа используются для приема и хранения сжатых газов (ресиверы и аккумуляторы), сжиженных газов и нефтепродуктов. Такие сосуды изготавливаются на ряд давлений до 2 МПа, а также на внешнее давление до 0,1МПа.

Горизонтальные емкости. D > 1,4 м снабжают внутри у люка стремянкой для спуска людей. Снаружи емкости теплоизолируют для уменьшения теплообмена с окружающей средой и окрашивают алюминиевой краской. Ёмкости оборудуют измерительными, регулирующими и предохранительными устройствами, подсоединяемыми к соответствующим штуцерам и муфтам. Для доступа и обслуживания вспомогательного оборудования предусмотрены лестницы и площадки. Заполнение емкостей рабочей средой (жидкостью) проводится на 0.7... 0.8 всего объема. Корпуса аппаратов и его основные узлы изготавливают, обычно, из низкоуглеродистых сталей (3, 10,15.20,16 ГС)где Г-марганец, С-кремний. При хранении агрессивных сред емкости внутри футеруют защитным слоем, а в отдельных случаях изготавливают из специальных устойчивых сталей и сплавов.

Основные конструктивные узлы. Днища. Для горизонтальных емкостей используют эллиптические цельноштампованные, сварные из штампованных деталей, сферические днища с отбортовкой, а также полушаровые днища. Отбортовка выполняется для удобства приварки днища к корпусу и удаления шва от мecтa перехода эллипсоида в цилиндр. При D>=4000 применяют полушаровые днища. Их изготавливают из штампованных деталей путем сварки. Опоры. Горизонтальные емкости устанавливаются на двух-трех опорах. Одна из опор должна быть подвижная. Установка на металлических опорах выполняется двумя способами. В первом случае лапы приварены к корпусу аппарата через подкладной лист. Опора и лапы соединяются на болтах. У подвижной опоры отверстия овальные. Болты затягивают, оставляя зазор 0.5...1 мм для перемещения аппарата по опоре. Во втором случае опоры жестко приварены к корпусу. Подвижная опора имеет овальные отверстия под фундаментные болты. Подвижная опора перемещается по подкладному листу, поверхность которого смазана при монтаже графитовой смазкой.

Вертикальные емкости. Аппарат колонного типа. Характеристика вертикальных емкостей, область использования, материал - аналогичны рассмотренным выше горизонтальным. Основные конструктивные узлы. Используются днища, штуцера, муфты такие же как и у горизонтальных аппаратов.

 

КЛАССИФИКАЦИЯ КОМПРЕССОРА ПО ПРИНЦИПУ ДЕЙСТВИЯ

Компрессорами называют машины, предназначенные для сжатия и перемещения паров хладагента (газов). По принципу действия компрессоры можно разделить на 4 большие группы: поршневые; ротационные; винтовые; турбинные. Наибольшее распространение получили поршневые компрессоры.

Поршневые компрессоры

Поршневые компрессоры относятся к разряду компрессоров объемного действия, в которых процесс сжатия и перемещения паров хладагента (газов) происходит в замкнутом пространстве за счет изменения их объема. В поршневых компрессорах таким пространством является объем цилиндра, а органом, воздействующим на пары хладагента с целью их сжатия и перемещения – поршень. Так в одноступенчатом компрессоре цилиндр с одной стороны закрыт крышкой, в которой расположены всасывающий и нагнетательный клапаны. При движении поршня вправо пар всасывается, а при движении влево – сжимается и выпускается через нагнетательный клапан.

Поршневые компрессоры разнообразны по типу узлов и деталей, виду кинематической схемы расположению цилиндров и многим другим признакам.

Их подразделяют:

- по сжимаемым в них хладагентам на компрессоры аммиачные, компрессоры фреоновые и универсальные;

- по величине холодопроизводительности − на малые (до 14 кВт), средние (14...105 кВт), крупные (свыше 105 кВт); по числу степеней сжатия − на одно- и многоступенчатые (число ступеней обычно не превышает семи);

- по числу цилиндров − на одно-, двух- и многоцилиндровые (до 16 цилиндров);

- по числу рядов, в которых располагаются цилиндры, − на одно-, двух- и многорядные;

- в зависимости от кинематической схемы и расположения цилиндров в плоскости − на горизонтальные, вертикальные, угловые, крестообразные, звездообразные;

- по направлению движения хладагента в цилиндре − на прямоточные, в которых он проходит по цилиндру только в одном направлении, и непрямоточные (хладагент меняет направление движения, следуя за поршнем);

- по числу рабочих сторон поршня − на одинарного действия, в которых сжатие пара осуществляется одной стороной поршня (простого действия), и двойного действия, в которых пар сжимается обеими сторонами поршня;

- по типу кривошипно-шатунного механизма – на крейцкопфные (двойного действия) с ползуном и бескрейцкопфные (простого действия);

- по конструктивному выполнению цилиндров и картера − на разъемные (блок цилиндров и картер выполнены раздельно) и блок-картерные (блок цилиндров и картер выполнены в виде одного изделия);

- по конструкции уплотнения картера − на сальниковые и бессальниковые, герметичные и др.;

- по типу привода-с электродвигателем и двигателями внутреннего сгорания.

Хладагент в марке обозначается начальной буквой: аммиак − А, фреон (хладон) – Ф. Расположение и число цилиндров показывают буквами: В − вертикальный, У-образный, УУ − веерообразный, БС − бессальниковый, Г − герметичный, О − оппозитный. Если отсутствуют буквы Г и БС – значит открытый сальниковый. Двухступенчатый компрессор обозначается буквой Д (если буква отсутствует – одноступенчатый).

В настоящее время наиболее распространенными являются аммиачные и фреоновые, одноступенчатые, бескрейцкопфные, сальниковые и бессальниковые поршневые компрессоры простого действия, вертикальные и У-образные, прямоточные и непрямоточные.

 

Ротационные компрессоры

Компрессоры, в которых поршень (ротор) вращается относительно цилиндра, называются ротационными. Они принадлежат к группе прямоточных поршневых компрессоров и изготавливаются с катящимися, качающимися и вращающимися роторами.

Компрессоры с вращающимися роторами бывают с двумя, четырьмя и более пластинами, с круглым и эллипсным цилиндрами, с трохоидными цилиндром и ротором (трохоида-кривая, образованная точкой, лежащей на поверхности одной окружности и катящейся по поверхности другой окружности). Каждая часть эллипсного цилиндра работает как отдельный ротационный компрессор. Пластинчатые компрессоры компактнее и не требуют разгрузки при пуске. Сжатие начинается только после повышения частоты вращения до заданного предела. Однако потери теплоты трения и температура конца сжатия у них выше, износ пластин больше. В пластинчатых компрессорах давление в конце сжатия определяется размерами камер сжатия; при понижении температуры нагнетания давление не снижается и компрессор работает менее экономично.

Ротационные компрессоры по сравнению с поршневыми имеют ряд преимуществ: небольшая масса, отсутствие шатунно-кривошипного механизма и большая уравновешенность, отсутствие клапанов, равномерность подачи газа. Благодаря отсутствию всасывающих клапанов в ротационных компрессорах достигаются более низкие давления всасывания и, следовательно, они могут работать при более низких температурах кипения хладагента.

Однако неплотности между поверхностью цилиндра и пластинами и связанные с этим перетечки газа между полостями не позволяют достичь высоких степеней сжатия, а следовательно, и высоких давлений нагнетания, соответствующих реальным температурам конденсации.

Винтовые компрессоры

 

Благодаря небольшим габаритам, возможности работать при высокой частоте вращения, технической характеристике близкой к характеристике поршневых компрессоров, винтовым компрессорам принадлежит большое будущее в холодильной технике.

Достоинства винтовых компрессоров: малая масса, надежность в эксплуатации, отсутствие трения в полости сжатия, возможность широкого использования в низкотемпературных холодильных установках.

Наиболее целесообразно применять аммиачные винтовые компрессоры с холодопроизводительностью при