teplotekhnika (852911), страница 68
Текст из файла (страница 68)
11 __тр |_. _21,_,________дІ_[ї1(15.60)В стационарных установках ресиверы размещают снаружи помещения, так как они относятся к взрывоопасным устройствам.Для очистки воздуха, подаваемого компрессором, от механическихпримесей на его всасываюшей трубе устанавливают воздушные масляноинерционные фильтры. Они представляют собой закрытый резервуар,заполненный металлической стружкой или кольцами Рашига, смочен-ными в вязком масле. Воздух, проходя через слой такого материала, хорошо очищается.Ранее была рассмотрена компрессорная установка со ступенями сжатия в отдельных цилиндрах компрессора. В двух- и многоступенчатыхкомпрессорах часто применяют дифференциальные поршни с несколькими ступенями сжатия в одном цилиндре.В двухступенчатом компрессоре прямоточного типа с дифференциальным поршнем (рис.
15.24) ступени сжатия разнесены по обе стороныпоследнего. При движении поршня вправо в ступени І будет происходить сжатие, а в ступени ІІ - расширение воздуха, оставшегося во вредном пространстве. По достижении давления в ступени ІІ значения р2,равного давлению в промежуточном холодильнике, откроется всасываюший клапан и поршень, перемешаясь вправо, будет всасывать воздух изпромежуточного холодильника.
После снижения давления в холодильнике открывается нагнетательный клапан ступени І и воздух направляется в ступень ІІ. При движении поршня влево в ступени І сначала происходит расширение воздуха, оставшегося во вредном пространстве, азатем всасывание свежей порции его из атмосферы (с давлением рІ). Вступени ІІ в это время воздух сначала сжимается, а потом подается с давлением р3 в ресивер.В двухступенчатом компрессоре с дифференциальным поршнем одностороннего действия (рис.
15.25, а) обе ступени сжатия расположеныпо одну сторону поршня. При этом в них одновременно обеспечиваютсявсасывание и подача воздуха. Теоретическая индикаторная диаграмматакого компрессора дана на рис. 15.25, б. При движении поршня вправов первой и второй ступенях происходит расширение воздуха, оставшего365ЁЁ.1ІІ..Рис. 15.25. Схема двухступенчатого компрессора одностороннего действияс дифференциальным поршнем (а) и его индикаторная диаграмма (б):_) - ДВИЖЄНИС ПОрШНЯ; ---> _ ДВИЖЄНИС ВОЗДУХася во вредном пространстве, соответственно до давлений рІ и р2.
В точках 4 и 4' открываются всасываюшие клапаны, и начинается всасываниевоздуха и в первой ступени из атмосферы при давлении рІ и во второйступени - из промежуточного холодильника. При этом в холодильникеи цилиндре второй ступени давление понижается от р2, до р'2 в результате политропного расширения воздуха по линии 4-1'.При ходе поршня в обратную сторону во второй ступени происходятсжатие воздуха по политропе І'-2 до давления р3 и подача его в ресиверпо линии 2-3'.В первой ступени при этом происходит сжатие по политропе 1-2 додавления р2. В точке 2открывается нагнетательн ый клапан первой ступени, и воздух подается в промежуточный холодильник.
Данный процесспротекает по политропе 2-3 и сопровождается повышением давления отр'2 до р2. Промежуточный холодильник здесь используется в качестве ресивера.___-_.,В напорныйтрубопровод'Рис. 15.26. Схема трехступенчатого компрессора с дифференциальнымпоршнем366Из рассмотренных двух схем двухступенчатого сжатия с дифференциальными поршнями предпочтение следует отдать первой схеме, поскольку в ней рабочие усилия на подвижные части распределены болееравномерно.Комбинированием ступеней двухступенчатого компрессора можнополучить трех- и многоступенчатые компрессоры с дифференциальнымпоршнем.
На рис. 15.26 приведена схема трехступенчатого компрессора.Стрелками показано перетекание воздуха при перемещении поршнявлево (наверху) и вправо (внизу).Конструктивные элементы и системы поршневых компрессоров. Воздушные одно- и двухступенчатые поршневые компрессоры небольшойпроизводительности преимущественно строят бескрейцкопфными с вертикальным или У-образным расположением цилиндров. В них по сравнению с горизонтальными компрессорами обеспечиваются более равномерное смазывание цилиндра и высокий механический КПД. Размерыфундамента у таких компрессоров небольшие. Менее интенсивный износ цилиндро-поршневой группы и большая устойчивость вертикальныхкомпрессоров позволяют выполнять их быстроходными и нередко соединять непосредственно с электродвигателем без применения передачи, чтоуменьшает вес, размеры и стоимость всей компрессорной установки.Несмотря на конструктивное многообразие компрессоры состоят изследуюших основных элементов: кривошипно-шатунного механизма,механизма систем охлаждения, смазочной и регулирования.Остов одноступенчатого компрессора простого действия состоитобычно из блока цилиндров и картера, выполненных в виде единой отливки, и головки цилиндров.
В блок цилиндров устанавливаются втулки,образующие кол ьцевое пространство в цилиндрах, через которое прокачивается охлаждающая компрессор вода. В головках цилиндров располагаются всасывающие и нагнетательные клапаны. У компрессоров с воздушным охлаждением на наружной поверхности цилиндров имеютсяпродольные или кольцевые ребра.
Головки цилиндров в этих компрессорах также делаются съемными с оребрением на стороне нагнетания.Обычно блок цилиндров и крышки изготовляют из чугуна.Кривошипно-шатунный механизм включает в себя поршни с кольцами,шатуны, коленчатый вал и подшипники. В бескрейцкопфных компрессорах применяются поршни тронкового типа, соединяющиеся поршневымпальцем с шатуном.
Поршни тихоходных компрессоров изготовляют из чугуна, быстроходных - из алюминиевых сплавов. На поршнях устанавливают три-четыре кольца, одно или два из которых являются маслосьемными.Шатуны выполняются стальными двутаврового сечения с разъемнымшатунным подшипником. Коленчатый вал устанавливается в подшипники скольжения или качения в зависимости от быстроходности машины.367Следует отметить, что по конструкции остов и кривошипно-шатунный механизм одноступенчатого компрессора простого действия весьмасходны с аналогичными деталями ДВС. Это позволяет в отдельных случаях применять в компрессорах поршни, шатуны и другие детали двигателей, что упрощает и удешевляет как производство, так и техническоеобслуживание компрессоров.Механизм газораспределения в поршневых компрессорах общепромышленного назначения выполняется в виде автоматически действующих (самодействующих) клапанов.
Наибольшее распространение получили пластинчатые клапаны, которые в зависимости от производительности бывают прямоугольными, кольцевыми и многокольцевыми.Системы охлаждения компрессоров бывают воздушные и водяные.Воздушное охлаждение обычно применяется в передвижных компрессорах и компрессорах небольшой производительности. Оно производитсяпутем обдувки воздушным потоком цилиндров, имеющих ребра. Водяное охлаждение используется в стационарных, судовых компрессорах иможет быть разомкнутым и замкнутым. В первых системах охлаждающаявода прокачивается через зарубашечное пространство компрессора, промежуточный холодильник и отводится в сливную магистраль.
Эта система применяется при наличии большого количества дешевой и чистой воды. При охлаждении цилиндров жесткой водой, содержащей соли жест-кости [СаЅОф МВЅОд, СаСІ2, МЗСІг, Са(НС03)2, М3(НС03)2 и т.п.], еетемпература на выходе не должна превышать 40 °С. При более высокойтемпературе происходит термическое разложение бикарбонатов кальцияи магния с осаждением на стенках цилиндров слоя карбонатной накипи(СаСОЗ, МВСОЗ).Замкнутая система охлаждения компрессоров аналогична системеохлаждения двигателей. В этом случае во внутреннем контуре используется вода, из которой удалены соли жесткости. При такой системе можетбыть повышен температурный режим охлаждения (1> 40 °С) и уменьше-на вязкость масла, а следовательно, и износ цилиндро-поршневой группы компрессора.Вода внутреннего контура в стационарных установках охлаждается вградирнях, а в судовых - в специальном холодильнике забортной водой.Перепад температур воды в цилиндре компрессора должен поддерживаться не более 8-10 °С.Смазочная система компрессора должна обеспечивать подачу масла кцилиндрам и механизму движения.
Смазывание цилиндров может производиться: разбрызгиванием масла, залитого в картер, кривошипами коленчатого вала (такую смазку применяют в бескрейцкопфных компрессорах простого действия); вводом распыленного масла в поток всасываемого воздуха (этот вид смазки получил распространение в компрессорах с дифференциальным поршнем, когда полость цилиндра непосред368ственно не соприкасается с картером); подачей масла насосом под давлением к трушимся поверхностям (применяется в горизонтальных малооборотных крейцкопфных компрессорах).Механизм движения компрессора смазывается разбрызгиваниеммасла в картере или подачей его насосом к трушимся поверхностям.Смазочный материал в цилиндрах и механизмах движения не толькоуменьшает трение в трушихся поверхностях, но также охлаждает деталикомпрессора и повышает уплотняюшую способность поршневых колец.Применяемые в компрессорах масла работают в тяжелых условиях,поскольку соприкасаются с воздухом, имеюшим высокую температуру.Эти масла должны обладать способностью противостоять воздействиюкислорода воздуха при высоких давлениях и температурах.
Подача в Цилиндр масла с избытком может привести к образованию нагара, что увеличит износ трушихся поверхностей компрессора. Кроме того, при температурах выше 140 °С тяжелые молекулы масла расщепляются на легкие углеводороды, которые с воздухом образуют взрывоопасную смесь.Для смазывания воздушных компрессоров низкого и среднего давлений при температурах нагнетания до 160 °С применяют масло компрессорное 12, при температурах до 200 °С и давлениях до 35 МПа - маслокомпрессорное 19. Эти масла способны противостоять окисляюшемудействию воздуха и не склонны к образованию нагара.
Цифра в маркемасла обозначает его среднюю кинематическую вязкость, мм2/с, притемпературе 100 °С.Регулирование производительности поршневых компрессоров. В компрессорах, используемых на различных пневматических установках, требуется поддержка постоянного давления в нагнетательной сети при переменном расходе воздуха.
В некоторых случаях также необходимо поддерживать постоянный расход его при переменном давлении. Производительность компрессора, м3/мин,и=хцт,(пьюможно регулировать несколькими способами.1. Изменение частоты вращения вала компрессора. Как видно из(15.61), производительность компрессора пропорциональна частоте враЩения п. Такой способ регулирования может быть применен только втом случае, если компрессор приводится от двигателя внутреннего сгорания или электродвигателя постоянного тока. При этом способе регулирования меньше работа механического трения в компрессоре, потеридавления в клапанах и т.д.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
