Принцип действия поршневого компрессора
Поршневой компрессор - это гидравлическая машина периодического действия, объемного сжатия. Процессы сжатия газа происходят в замкнутом пространстве, которым является внутренний объем рабочего цилиндра. Органом, воздействующим на газ с целью изменения его объема, служит поршень, совершающий возвратно-поступательные перемещения внутри цилиндра. Цилиндр снабжен регулирующими органами - всасывающим и нагнетательным клапанами для осуществления всасывания, сжатия и нагнетания воздуха (газа) в сеть. Последовательное во времени осуществление трех стадий рабочего процесса - всасывания, сжатия и нагнетания - характерная особенность работы поршневого компрессора.
2 Классификация и схемы поршневых компрессоров
По типу цилиндров - компрессоры с цилиндрами простого (рис. 1, а) и двойного (рис. 1, б) действия, а также с дифференциальным цилиндром (рис. 1, в). Дифференциальные цилиндры используется только в многоступенчатых ПК.
По числу ступеней - одноступенчатые (рис. 1, а), двухступенчатые (рис. 1, д, е, ж, з), трехступенчатые и более. В современных компрессорах число ступеней не превышает обычно семи.
По числу цилиндров - одноцилиндровые (рис. 1, а, б), двухцилиндровые (рис. 1, е, ж, з, г), трехцилиндровые и более. На рис. 1, г изображена схема одноступенчатого двухцилиндрового компрессора.
По числу рядов, в которых располагаются цилиндры - одно- (рис. 1, ж), двух- (рис. 1, г) и многорядные.
По ориентации цилиндров - горизонтальные, вертикальные и угловые (с углом между осями цилиндров 90° и менее).
По величине угла между осями цилиндров - прямоугольные (рис. 1, е), V-образные (рис. 1, д).
Во многих отраслях промышленности все большее применение находят горизонтальные компрессоры, выполненные по оппозитным схемам, со встречным движением поршней, обеспечивающим уравновешенность поршневых сил.
Рис. 1 Схемы поршневых компрессоров:
В качестве приводов поршней компрессоров обычно применяются, кривошипно-шатунные механизмы, состоящие из штока - 2 (см. рис. 1, а), крейцкопфа 3, шатуна - 4, кривошипа - 5 и предназначенные для преобразования вращательного движения привода в возвратно-поступательное движение поршня - 6 (1- цилиндр; 7 и 8 - всасывающий и нагнетательный клапан).
Основные элементы компрессорной установки
Обычная компрессорная установка производственного назначения должна обладать также некоторым вспомогательным оборудованием, необходимым для нормальной работы компрессора (рис. 2).
Рис. 2 Схема установки воздушного поршневого компрессора
Непосредственно за воздушным компрессором обычно устанавливают газосборник. Его назначение - выравнивать неравномерную синусоидальную подачу воздуха поршнем компрессора. Газосборник должен быть оборудован приспособлениями для улавливания масла и отделения сконденсировавшейся влаги. Газосборник - это закрытый резервуар 5, чаще всего цилиндрический, оборудованный предохранительным клапаном 4 и спускным краном 6, а также манометром 3. При нагревании смазки, подаваемой в цилиндр компрессора, наиболее летучие фракции ее испаряются и поступают с воздухом в газосборник, в результате чего может образовываться взрывчатая смесь, которая представляет особую опасность при недостаточном охлаждении компрессора. Между компрессором и газосборником устанавливают обратный клапан 2 для предотвращения обратного течения газа в случае разрыва труб у компрессора. Перед воздушным поршневым компрессором обязательно устанавливают фильтр (обычно масляного типа) для очистки всасываемого снаружи воздуха. Попадание в компрессор запыленного загрязненного воздуха приводит к быстрому загоранию и износу цилиндра.
Установки поршневых компрессоров отличаются многообразием схем выполнения и компоновки. В значительной степени это обусловлено:
а) подачи, которая колеблется в пределах от 1—2 л/мин до 500 м3/мин;
б) давлений, изменяются в пределах от сотых долей МПа до 150 МПа;
в) расхода мощности, которая зависит от подачи и давления и меняется от десятых долей киловатт до 7000 кВт и более.
4 Номенклатура поршневых компрессоров
В настоящее время выпускаются и рекомендуются к применению в качестве стационарных воздушные угловые модернизированные компрессоры типа П и воздушные многорядные компрессоры с горизонтальным расположением цилиндров типа М.
Условное обозначение компрессоров типа П:
- буквы ВП - воздушный прямоугольный,
- за буквами в числителе дроби - производительность (м /мин), в знаменателе - избыточное давление нагнетания (1 кгс/см = 1 атм = 0,1 МПа),
- цифры перед буквами показывают номинальную нагрузку на шток (1 тс = 10 кН), цифра, стоящая перед нулем, - номер модификации модернизированного компрессора.
В условном обозначении компрессоров типа М:
- М - многорядная база,
- 10 - величина поршневой силы (тс) одного ряда (поршневой силой называется сумма действующих на поршень сил: давления воздуха в цилиндре, инерции движущихся возвратно-поступательных масс и трения);
- числитель дроби - производительность компрессора (м /мин),
- знаменатель дроби - избыточное давление (кгс/см),
- цифра перед буквой М - число цилиндров.