Поршневой компрессор — это устройство, предназначенное для повышения давления (сжатия) и перемещения газообразных веществ.
Назначение поршневого компрессора заключается в подаче сжатого воздуха или газа под избыточным давлением, более 0,2 – 0,3 МПа.
Электрические поршневые компрессоры, воздействующие с помощью поршня на определенный замкнутый объем воздуха в цилиндре в период нагнетания, могут создавать значительную степень сжатия при относительно ограниченной подаче воздуха или газа.
Содержание статьи
Поршневой компрессор обладает высоким коэффициентом полезного действия и его применение наиболее целесообразно при давлении более 1 МПа и при малой подаче.
Компрессор поршневой центробежный конструктивно и по принципу действия похож на многоступенчатый центробежный насос. Отличие заключается в том, что рабочим телом является сжимаемый газ.
Видео:Поршневой воздушный компрессорСкачать
Работа поршневого компрессора
Принцип работы поршневого компрессора похож на действие поршневого насоса. Отличием является то, что поршень насоса выталкивает жидкость в течение всего нагнетательного хода, а компрессор поршневой выталкивает воздух или газ лишь после того, как давление в цилиндре превысит давление в нагнетательной линии.
Принцип действия поршневого компрессора основан на совместной работе:
цилиндра;
поршня;
клапана нагнетания;
клапана всасывания;
шатуна;
коленчатого вала.
Всё начинается с того, что привод поршневого компрессора приводит в движение коленчатый вал. Работа поршневого компрессора состоит в подаче сжатого воздуха или газа под избыточным давлением и происходит это следующим образом.
При движении поршня вправо из крайнего левого положения всасывающий клапан k1 открыт и воздух всасывается в цилиндр. Давление на протяжении всего хода всасывания постоянно и равно атмосферному.
При ходе поршня из крайнего правого положения влево всасывающий клапан k1 закрывается и газ, замкнутый в левой полости цилиндра сжимается.
При достижении давления p2, равного давлению газа в нагнетательном сборнике, открывается нагнетательный клапан m1, и газ будет выталкиваться из цилиндра при постоянном давлении p2.
По окончании нагнетания, если принять полное опорожнение цилиндра от газа, начнется снова всасывание. При этом должно произойти мгновенное падение давления.
В зависимости от конструкции поршневые компрессоры бывают: простого и двойного действия.
Устройство поршневого компрессора
В устройство поршневого компрессора входят рабочий цилиндра и поршень, а также всасывающий и нагнетательный клапаны, расположенные обычно в крышке цилиндра.
Для сообщения поршню возвратно-поступательного движения в большинстве поршневых компрессорах имеется кривошипно-шатунный механизм с коленчатым валом. Компрессоры промышленные поршневые бывают одно и многоцилиндровые, с вертикальным, горизонтальным, V или W — образным и другим расположением цилиндров.
В зависимости от назначения различается конструкция поршневого компрессора одинарного действия (когда поршень имеет одну рабочую сторону) и двойного действия (когда поршень работает обеими сторонами).
По степени сжатия газа бывают модели одноступенчатого или многоступенчатого сжатия.
Схема работы поршневого компрессора заключается в следующем. При вращении коленчатого вала 1 соединённый с ним шатун 2 сообщает поршню 3 возвратные движения.
При этом в рабочем цилиндре 4 из-за, увеличения объёма, заключённого между днищем поршня и крышкой цилиндра 5, возникает разрежение и атмосферный воздух, преодолев своим давлением сопротивление пружины, удерживающей всасывающий клапан 9, открывает его и через воздухозаборник (с фильтром) 8 поступает в рабочий цилиндр поршневого компрессора.
При обратном ходе поршня воздух будет сжиматься, а затем, когда его давление станет больше давления в нагнетательном патрубке на величину, способную преодолеть сопротивление пружины, прижимающей к седлу нагнетательный клапан 7, воздух открывает последний и поступает в трубопровод 6. При сжатии газа в компрессоре его температура значительно повышается.
По расположению цилиндров подразделяются на горизонтальные, вертикальные и с наклонными цилиндрами.
По способу охлаждения – с воздушным и водяным охлаждением.
По числу ступеней сжатия компрессор бывает 2, 4 и 6 поршневой. При такой конструкции все цилиндры имеют одинаковый размер и процессы всасывания и сжатия воздуха происходят в каждом из цилиндров по очереди. Каждый элемент работает в противофазе.
Двухступенчатый поршневой компрессор напротив оборудуется цилиндрами разных размеров. Первая ступень сживает воздух, затем он попадает в межступенчатый охладитель, в качестве которого выступает медная трубка.
Читайте также: Если постоянно работает компрессор в холодильнике
В такой трубке сжатый воздух охлаждается и сжимается ещё больше. Потом он попадает на вторую ступень и сжимается ещё больше. Достоинством такого типа установки является большой показатель КПД при меньшем расходе энергии.
Характеристика поршневого компрессора.
В зависимости от способа монтажа, который предусматривает конкретная модель обращают внимание на следующие характеристики компрессора.
Давление нагнетания – избыточное давление, которое способен обеспечить компрессор. В зависимости от модели этот параметр может достигать значения более 300 кгс/см 2
Производительность поршневых компрессоров – количество всасываемого и сжимаемого газа или воздуха. Этот параметр зависит от диаметра поршня, длины хода поршня и скорости вращения вала.
Качество рабочего воздуха – такой показатель очень важен для оборудования используемого в промышленной отрасли, там где часто перекачиваемый воздух содержит примеси масла или других жидких сред.
Мощность поршневого компрессора относится в приводу конкретной модели и измеряется в килоВаттах. Отдельно такая характеристика считается редко, поскольку в подавляющем большинстве случаев покупателям интересна только производительность.
Шум является очень важной характеристикой, поскольку оборудование этого типа считается очень шумным. Этот параметр указывается в дБ. Для уменьшения показателя шума поршневой компрессор может оборудоваться специальным защитным кожухом.
Характеристика показывает, где будут использоваться поршневые компрессоры. В зависимости от конкретных показателей это могут быть:
на компрессорных установках для сжатия воздуха – оборудования низкого давления
поршневая компрессорная установка для сжижения газа, его разделения и транспортирования – модели среднего давления
на установках для синтеза газов – оборудование высокого давления.
В поршневых компрессорах обычно предусматривается автоматическое регулирование производительности в зависимости от расхода сжатого газа для обеспечения постоянного давления в нагнетательном трубопроводе. Существует несколько способов регулирования.
Регулирование подачи поршневого компрессора.
Наиболее простым и удобным способом регулировать поршневой компрессор по подаче, который сразу приходит на ум является изменение частоты вращения привода вала. Однако при более глубоком анализе выясняется, что такой способ применим только в том случает, если привод поршневого компрессора осуществляется от двигателя внутреннего сгорания.
При электроприводе, как одном из наиболее распространенных в настоящее время способе привода компрессоров, регулирование изменение частоты вращения оказывается неприемлемым как с конструктивных, так и с энергетических соображений.
Если приводной двигатель работает с постоянной частотой вращения, то регулирование подачи компрессора может быть осуществлено следующими способами.
1. Регулирование за счет полного или частичного принудительного открытия всасывающих клапанов. Это приводит к полному или частичному переводу поршневого компрессора на холостой ход. При полном открытии всасывающих клапанов сжатие газа в цилиндре не происходит и засасываемый газ снова выталкивается во всасывающую трубу. Если всасывающие клапаны закрываются не полностью или только на части хода поршня, то, подача газа уменьшается. В практике предпочтительнее, как из конструктивных, так и энергетических условий, применять полное открытие всасывающих клапанов на части хода поршня.
2. Регулирование за счет перепуска газа из нагнетательного трубопровода во всасывающий. Такой перепуск может быть свободным или дроссельным. При дроссельном способе регулирования происходит более плавное изменение подачи компрессора, но без уменьшения потребляемой мощности. Поэтому в практике чаще применяется более простой и более экономичный способ – свободный перепуск с помощью байпасного вентиля.
3. Регулирование за счет установки дросселя во всасывающем трубопроводе. Установка дросселя на всасывающем трубопроводе вызывает падение давления при всасывании компрессора. Значит, при неизменном давлении нагнетания степень сжатия будет увеличиваться, а объемный КПД уменьшаться. Следовательно будет уменьшаться и подача компрессора.
4. Регулирование за счет подключения дополнительного пространства. Если крышки компрессора сделать пустотелыми и разделить полости на несколько ячеек, подключаемых к вредному пространству, или каким-либо другим способом подключить к вредному пространству некоторый регулируемый объем, то общий объем вредного пространства будет переменным. В этом случае регулирование объема вредного пространства будет заключаться в подключении или отключении части или всего дополнительного вредного пространства.
Каждый из описанных выше способов регулирования подачи компрессоров разработан и может использоваться как в ручном варианте так и автоматическим способом, с помощью различных устройств. В наше время автоматические способы регулирования показывают достаточную надежность, поэтому ручное регулирование подачи компрессоров все больше уступает место автоматическому.
Читайте также: Компрессор голова без ресивера
Типы поршневых компрессоров
По конструктивным особенностям и принципу действия встречаются различные типы поршневых компрессоров. Большим спросом пользуются центробежные модели. Применяются также ротационные компрессоры, которые конструктивно и по способу привода сходны с центробежными машинами, однако по принципу действия (вытеснение) они относятся к поршневым машинам.
Если оборудование установлено на шасси то такая модель считается мобильной, если нет, то это стационарные поршневые компрессоры.
Масляный поршневой компрессор
К масляным поршневым компрессорам относится оборудование, в котором применяется смазка при работе цилиндров. К этому типу оборудования относятся воздушные, винтовые, судовые и др.
Принцип работы такого оборудования довольно прост. Цикл работы заключается в движении поршня. Одним движением поршень уходит из цилиндра и газ поступает в освободившийся объем, при возвращении поршня – газ сжимается, при этом сила давления растет. Пока совершается этот процесс всасывающий клапан закрывается и в работу включается клапан нагнетания, который выталкивает газ в магистраль.
Безмасляный поршневой компрессор
Безмасляные поршневые компрессоры используются тогда, когда необходима подача чистого воздуха или газа без риска попадания в них примесей смазочного материала.
Оборудования такого типа не требует масло для поршневых компрессоров, но это не значит, что оно работает без смазки. Конструктивно выполнено так, что масло не пересекается с воздушными потоками.
Первоначально это достигалось тем, что в корпусе компрессора делали специальные лабиринтные уплотнения. Такая конструкция не нашла широкого применения и в настоящее время безмасляные поршневые компрессоры комплектуются кольцами, выполненными из специальных композитных материалов.
Несмотря на особенности конструкции оборудование этого типа способно работать без ремонта более продолжительные периоды, чем компрессоры с использованием смазки цилиндров.
Видео:Skiper ibl 3100a разбило шатун. ремонт. Обзор трех поршневого компрессораСкачать
Рабочие органы и системы поршневых компрессоров
В обособленном кривошипном компрессоре наиболее полно представлены функциональные группы деталей и различные системы:
остов машины — рама, станина или картер; фонари; направляющие крейцкопфа;
группа механизма движения — коленчатый вал, коренные подшипники, шатуны, крейцкопфы, маховик;
цилиндровая группа — цилиндры, втулки цилиндров, крышки, узлы уплотнения штока (сальники);
поршневая г р у п п а — поршни, поршневые кольца, штоки;
группа распределения — клапаны;
система смазки — масляные насосы, фильтры, маслопроводы, холодильники для масла, маслоотделители и др.;
система охлаждения — промежуточные и концевой холодильники для сжимаемого газа, трубопроводы;
система регулирования — средства регулирования подачи компрессора (цилиндры дополнительных «мертвых» пространств, вспомогательные клапаны, трубопроводы);
группа установки машины — щит с приборами автоматизации, газопроводы, буферные емкости, воздушные фильтры, предохранительные клапаны, ограждение и др.
Неподвижные части компрессора, предназначенные для связи механизма движения и цилиндров, составляют остов машины.
Рама — деталь, в которой укладывается вал; станина — промежуточная часть вертикального компрессора, соединяющая раму с цилиндрами;фонарь — переходная деталь, посредством которой цилиндры могут присоединяться к станине. Фонарь имеет окна для доступа к сальнику. Рама и станина, объединенные в одну деталь, называются картером. Картеры применяются преимущественно в сочетании с подшипниками скольжения. Блок-картер включает в себя также цилиндр компрессора.
Цилиндры, рассчитанные на давление до 6 МПа, изготовляют из чугуна, на давление до 15 МПа — литыми из стали, а на более высокие давления — коваными из стали. Для воздушного охлаждения (при конечной температуре газа до 90° С) на внешней поверхности одностенного цилиндра предусмотрены ребра. При водяном охлаждении (температура газа выше 90° С) чугунные цилиндры отливают заодно с водяной рубашкой, а стальные цилиндры обычно изготовляются со съемным кожухом. Рабочую поверхность цилиндра шлифуют или хонингуют. По концам, менее подверженным износу, ее выполняют конической под углом 15°, чтобы предотвратить образование уступа.
В цилиндры вставляют втулки, отливаемые из перлитного чугуна с высокими антифрикционными свойствами. Втулки бывают двух типов — «сухого» и «мокрого». Втулки «мокрого» типа омываются охлаждающей водой.
Читайте также: Компрессор kraft standart v 30l kt 800035
Клапаны размещают в цилиндре или в его крышке. Оси клапанов расположены радиально, наклонно или параллельно оси цилиндра. Температура стенок цилиндра у нагнетательных и всасывающих клапанов различная, что приводит к деформации цилиндра и усилению его износа. При расположении клапанов в крышках достигается равномерный нагрев по всей окружности цилиндра. Однако для размещения клапанов в крышке не хватает пространства. При наклонном расположении клапанов в конических крышках удается разместить сравнительно большие клапаны при небольшом мертвом пространстве. В цилиндрах малого диаметра устанавливают комбинированные клапаны (в которых всасывающий и нагнетательный клапаны помещены в одном корпусе) или всасывающий клапан устраивают в поршне, а нагнетательный в крышке. Клапаны должны закрываться плотно и своевременно, оказывать малое аэродинамическое сопротивление, быть износоустойчивыми и прочными в условиях воздействия высоких температур и динамических нагрузок. В целях предельного снижения массы подвижных частей их изготовляют пластинчатыми. В зависимости от формы пластин и направления потока различают клапаны: кольцевые, ленточные, прямоточные, дисковые.
Сальники составляют из пакетов с самоуплотняющимися (под давлением газа) элементами.Число пакетов зависит от давления в цилиндре. В качестве уплотняющих элементов металлического сальника служат плоские кольца — замыкающее и уплотняющее. Каждое кольцо охвачено браслетной пружиной, создающей предварительное уплотнение между кольцами и поршневым штоком. При работе сальника уплотнение по штоку происходит благодаря избытку давления газа в камере над давлением в уплотняемом зазоре.Для дросселирования газа иногда устанавливают дополнительные кольца с небольшим зазором по штоку. Подвод масла в кольцевую камеру сальника обеспечивает его смазку, охлаждение, а также гидравлический затвор.
Поршни выпускают открытыми (тронковыми), дисковыми и ступенчатыми (рис. 3.4). Их выполняют составными, сварными или сплошными из чугуна, стали и алюминия. Поршневые кольца изготовляют из высококачественного перлитного чугуна. Они бывают двух видов: уплотняющие и маслосъемные. Кольцо прижимается к цилиндру под действием разности давлений газа на внутренней и внешней цилиндрических поверхностях кольца, а также под действием сил упругости. На поршни малого диаметра кольца не могут быть надеты их расширением из-за недопустимых напряжений. В этом случае кольца составляют из нескольких частей и под них подкладывают кольцевые пружины (э с п а н д е р ы). Поршневые кольца выполняют также из пластмассы (такой же, как в сальниках); ввиду недостаточной их упругости под пластмассовые кольца помещают эспандеры.
Рис. 3.4. Поршни компрессоров:
а — тронковый; б — дисковый: в — ступенчатый
Смазку цилиндров производят под давлением с помощью лубрикаторов, т. е. многоплунжерных насосов с приводом от механизма компрессора. Каждый плунжер насоса подает строго определенное количество масла в отдельную точку смазки. Система смазки цилиндров проточная, т. е. без замкнутого контура. Система смазки механизма движения — циркуляционная. Она осуществляется принудительно по замкнутому контуру: маслосборник — масляный насос (обычно шестеренный) — фильтр-холодильник — детали механизма движения — маслосборник.
Циркулирующее масло, так же как и в двигателях, очищается в нескольких ступенях:
I ступень очистки — сетчатым фильтром-маслоприемником, устанавливаемым в маслосборнике, для защиты от попадания в систему примесей крупных размеров;
II ступень — полнопоточными фильтрами грубой очистки (обычно пластинчато-щелевых) от примесей размером 40—250 мкм;
III ступень — фильтрами тонкой очистки (ФТО), выполненными в виде патронов, заполненных хлопчатобумажной пряжей, или центрифуг (на этой ступени масло освобождается от загрязнений размером 4—5 мкм);
IV ступень — магнитными или химическими фильтрами, а также с помощью электрических методов.
В небольших компрессорах маслосборником обычно служит поддон картера, а холодильник для масла может отсутствовать.
Наиболее простая система смазки — разбрызгиванием масла из картера. Брызги масла, захватываемого шатунами, оседают на части поверхности цилиндров, а затем переносятся поршнями по остальной поверхности. Недостатки такого способа смазки: постепенное загрязнение масла (оно не фильтруется), малая эффективность смазки механизма движения, нерегулируемость подачи масла в цилиндры, обычно с превышением нормы. Поэтому смазку разбрызгиванием применяют лишь в малых компрессорах.
Дата добавления: 2015-07-10 ; просмотров: 1795 ;
- Свежие записи
- Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
- Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
- Какие моторы бывают у стиральных машин
- Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
- Как снять стопорную шайбу с вала
🎦 Видео
Поршневой компрессорСкачать
Как использовать поршневой воздушный компрессор. Настройка компрессора. Советы по эксплуатации.Скачать
Компрессор автомобильный STVOL, электронный манометр, фонарь (45 л/мин, 14А) SCR45DСкачать
Структура поршневого холодильного компрессора BitzerСкачать
Поршневой компрессорСкачать
Основная Поломка и Особенности Ремонта Китайского КомпрессораСкачать
НИКОГДА НЕ ПОКУПАЙТЕ КОМПРЕССОР ПОКА НЕ ПОСМОТРИТЕ ЭТО ВИДЕОСкачать
замена клапана в компрессоре.поршневой компрессор FUBAG B5200B 100СТ4 5лет в строюСкачать
Какой компрессор лучше? Достоинства, недостатки, сравнение компрессоров.Скачать
Компрессор поршневой 2ВМ4Скачать
Компрессор 2 цилиндровый в роботеСкачать
Клапанные пластины (лепестки) для поршневого компрессора Remeza, Ремеза, Patriot, СорокинСкачать
ТОП-5 причин заменить ваш поршневой компрессор на винтовой.Скачать
Регулировка прессостата поршневого компрессораСкачать
Винтовой или поршневой компрессор выбрать? В чем отличие поршневого компрессора от винтового?Скачать
Ремонт поршневого компрессора Remeza СБ4/С-100.LB30A (замена термозащиты)Скачать
Обзор поршневого компрессора Fini (Италия) с ременным приводом (модель MK 103-90-3M)Скачать
Диагностика поршневого безмасляного компрессора Remeza СБ4-100.OLD20-3TСкачать
