Технические характеристики поршневого компрессора

Устройство и работа поршневого компрессора. Поршневые ком­прессоры по конструктивным признакам сходны с поршневыми насосами. Конструктивная схема одноступенчатого компрессора с цилиндром двойного действия и индикаторная диаграмма пред­ставлены на рис. 64. Цилиндр компрессора, закрытый с обеих сторон крышками, имеет две полости. В стенках цилиндра в спе­циальных коробах расположены всасывающий и нагнетательный клапаны, которые открываются л закрываются автоматически под действием перепада давлений между рабочей, полостью и соответ­ствующей камерой (всасывающей либо нагнетательной).

Цилиндры поршневых компрессоров чаще всего охлаждаются водой. Для этого в них предусмотрена специальная водяная рубашка. Небольшие компрессоры выполняют с воздушным ох­лаждением, а их поршень соединен непосредственно с шату­ном (бескрейцкопфные компрессоры). В месте прохода штока через крышку цилиндра помещается уплотнение, называемое сальником.

Перепад давлений, обеспечивающий открытие клапанов и пре­одоление их гидравлических сопротивлений, определяет допол­нительные затраты работы по сравнению с идеальным компрес­сорным циклом (см. заштрихованные площадки на индикаторной диаграмме рис. 64).

Рис. 64. Одноступенчатый порш­невой компрессор двустороннего действия:

а — общая схема: / — цилиндр; 2 — поршень; 3 — шток; 4 — крейцкопф; 5 — шатун; 6 — кривошип; 7, 8 — всасывающий и нагнетательный кла­паны; б — индикаторная диаграмма: 1. 5— точки процесса

В рабочей полости цилиндра в конце нагнетания всегда остает­ся газ объемом V_M, который называется мертвым объемом. Его величина определяется в основном размерами зазора между порш­нем, находящимся в крайнем положении, и крышкой цилиндра. Зазор необходим для исключения удара поршня о крышку.

Отношение объема мертвого пространства V_H к рабочему объему V_h называется относительным объемом мертвого простран­ства:

В большинстве цилиндров компрессоров а 1/ n = ε 1/т _р

Отношение этих объемов может быть также представлено в сле­дующем виде;

откуда получаем объемный коэффициент

Для современных компрессоров λ_v = 0,7 . 0,9.

Из формулы (20) видно, что увеличение степени повышения давления ε_р при а = const приводит к снижению λ_v т.е. подач компрессора. В пределе при критическом значении ε_р пред =(1+1/а) т подача становится равной нулю (λ_v = 0). Если принять, например, а = 0,1; п= 1,2, то компрессор будет работать вхолостую ε_р = 17,8. Таким образом, в одной ступени компрессора можно достичь только определенных значений е_р .

Снижение подачи компрессора связано также с отсутствием герметичности цилиндра (возможны утечки газа через клапаны, сальники), подогревом газа в процессе всасывания и дру­гими причинами и в целом характеризуется коэффициентом по­дачи λ =V_д/V_т , где V_д — действительная, V_т – теоретическая подачи компрессора.

Для компрессоров, имеющих цилиндры простого действия

где F— площадь поршня; S— ход поршня; n – частот вала.

Коэффициент подачи λ определяется при испытаниях машины и обычно составляет 0,6…0,85

Для увеличения подачи поршневых компрессоров необходимо увеличивать размеры цилиндров и поршней, в результате чего возрастает сила инерции возвратно-поступательных масс машины. Поэтому поршневые компрессоры проектируют с довольно низ­кими частотами вращения вала. С технико-экономических пози­ций подачу поршневого компрессора, равную 3,5 м 3 /с, следует считать предельной, хотя имеются и более мощные машины.

Мощность и КПД компрессора. Ранее отмечалось, что ком­прессоры выполняют обычно с водяным охлаждением цилиндра и его крышки. При этом обеспечивается довольно интенсивный теплообмен и процессы сжатия и расширения являются политропными со средними значениями показателей п = 1,35 и n = 1,2 (для двухатомных газов).

Точный расчет работы цикла компрессора производится по урав­нениям термодинамики реальных газов.

Расчет компрессоров с конечным давлением сжатия до 10 МПа по уравнениям термодинамики идеального газа дает результаты, весьма близкие к действительным, поэтому последующее изло­жение материала основано на теории компрессора идеального газа.

При высоких давлениях, применяющихся, например, при син­тезе химических продуктов, учет свойств реальных газов при рас­чете компрессора совершенно необходим.

Вычисляя работу, затрачиваемую на валу компрессора, можно пренебрегать влиянием мертвого пространства. Последнее не ока­зывает заметного влияния на потребление энергии компрессором, потому что работа, затрачиваемая на сжатие газа в объеме мерт­вого пространства, в значительной мере возвращается на вал в процессе расширения.

Для вычисления мощности компрессора воспользуемся отно­сительным изотермическим КПД, откуда получим: N = N_из/η_изη_м

Используя выражение удельной энергии изотермического ком­прессорного процесса L_из (Дж/кг) и значение массовой подачи компрессора М(кг/с), окончательно получим

где p_t и p₂ — давления на всасывающей и нагнетательной сторо­нах, Па; V₁— объемная производительность компрессора (пода­ча) по условиям всасывания, м 3 /с; η_из — изотермический КПД, который зависит от интенсивности охлаждения и находится в пре­делах 0,65. 0,85; п_м — механический КПД (для компрессоров в крейцкопфном исполнении η_м = 0,9. 0,93, для малых бескрейцкопфных η_м = 0,8. 0,85).

Характеристики и регулирование подачи. Компрессор обычно подключается к системе трубопроводов, на которых установленs запорные регулирующие и другие устройства. Совокупность этих устройств и трубопроводов называется сетью. Гидравлические свой­ства сети определяются ее характеристикой, т. е. зависимостью между расходом V_c и давлением р_с в сети. Характеристика большин­ства газовых сетей имеет вид параболы.

Одной из важных характеристик компрессора является зависимость между его подачей V_о и рабочим давлением . В расчетном режиме подача поршневого компрессора практически не зависит от развиваемого давления и характеристики для различных значений n , близки к вертикальным линиям (рис. 65).

Пересечение характеристик компрессора и сети определяют рабочую точку А и рабочие параметры машин — подачу и давление. Расход газа в сети по условиям работы потребителей обычно непостоянен. Во избежание резких колебаний давления газа в сети необходимо изменять подачу компрессоров так, чтобы он всегда соответствовала потреблению. Регулирование подачи ком­прессоров в настоящее время осуществляется следующими способами:

отключением одной или нескольких машин при их параллельной работе на сеть;

изменением частоты вращения вала ком­прессора;

изменением объема мертвого пространства;

дросселирование потока на всасывании;

отжатием пластин всасывающего клапана.

Периодические остановки компрессора (отключение машины от сети) возможны лишь при значительном и, главное, длительном снижении потребления газа. Очень часто отключение машины приводит к чрезмерному перегреву электропривода и выход из строя.

Рис. 65. Характеристики ра­боты поршневого компрес­сора на различные сети и

при различной частоте вра­щения вала (л;,, «о)

И зменение частоты вращения вала,как это видно из формулы (21) пропорционально изменяет подачу и индикаторную мощ­ность машины. Такое регулирование может быть осуществлено в установках с приводом от турбины, ДВС и электродвигателя переменного или постоянного тока.

Рис. 66. Индикаторная диаграмма одноступенчатого поршневого комп­рессора при регулировании подключением дополнительного мертвого объема (а) и дросселированием на всасывании (б)

Изменение объема мертвого пространства достигается подклю­чением к цилиндру отдельной полости постоянного или перемен­ного объема. Подключение дополнительного мертвого объема V_M доп уменьшает объем всасываемого газа (V‘_B доп изображен в сдвинутой системе координат. Новая политропа сжатия (линия 1—2′) будет соответствовать меньшему объему подаваемого в сеть газа (V₂ ′ рег (рис. 66, б), а объем подачи уменьшается с V₂ до V₂ ′ но при этом растут сте­пень повышения давления в цилиндре е_р и связанная с ней тем­пература. Во избежание воспламенения смазки, применяемой в цилиндрах, температура газа на нагнетании не должна превышать

Рис. 67. Автоматическое устрой­ство для регулирования

подачи дросселированием на всасывании: I — компрессор; 2 — трубка;

3 — бал­лон; 4 — поршневой механизм; 5 — дроссельная заслонка

160. 170 *С. Схема автоматического регулирования такого типа по­казана на рис. 67. Если расход из баллона 3 в сеть уменьшается то при данной подаче компрессора 1 давление в баллоне 3 возрас­тает и, передаваясь по рубке 2 в полость поршневого механизма 4 воздействует на поршень, который, сжимая пружину, прикрывает дроссельную заслонку 5 и подача компрессора уменьшается, сравниваясь с расходом газа из баллона. Регулирующее устройство может быть настроено на требующуюся подачу натяжением пру­жины поршневого механизма 4. Благодаря простоте и автоматич­ности действия этот способ регулирования широко применяется при высоких степенях сжатия, но энергетическая эффективна его невысока.

Отжимание пластин всасывающего клапана, как способ регули­рования подачи, осуществляется по схеме, показанной на рис. 68. Если вследствие уменьшения расхода в сети давление в баллоне повысится, то повышенное давление, передаваясь по импульсной трубке 1 к поршневому механизму 4, преодолеет натяжение пру­жины и подвинет вниз поршень 5. Шток поршня имеет на конце вилку 3, рожки которой будут препятствовать пластине всасывающего клапана садиться на седло. при этом сжатие и подача газа не произойдут, потому что всасывающий клапан будет открыт и газ из цилиндра будет выталкиваться во всасывающий трубопровод. Вследствие этого произойдет пропуск сжатия и подачи. Это будет продолжаться до тех пор, пока давление в баллоне 2 не понизится и поршень 5 не приведет вилку З в нормальное положение, не пре­пятствующее пластине клапана А плотно садиться на место. Таким образом, уменьшение подачи компрессора достигается здесь про­пусками подачи. Это очень простой способ регулирования, но энер­гетическая эффективность его мала, так как на холостой ход при пропуске подачи затрачивается не менее 15 % полной мощности

Рис. 68. Регулирование подачи отжиманием пластин всасываюшего клапана:

/ — импульсная трубка; 2 — баллон; 3 — вилка; 4 — поршневой механизм; 5 – поршень

Такой способ регулирования применяется для компрессоров с лю­быми степенями сжатия и подачами.

Отжим клапанов линии всасывания в течение всего хода пор­шня приводит, как указывалось, к пропускам подачи, т.е. к сни­жению подачи компрессора до нуля.

В настоящее время применяют отжим клапанов на части хода поршня, получая возможность плавного изменения подачи от номинальной до 0,1 номинальной.

Многоступенчатые компрессоры. Одноступенчатые поршне­вые компрессоры с водяным охлаждением цилиндра применя­ются в основном для сжатия газов до давления менее 0,6 МПа. Более высокое давление получают в многоступенчатых комп­рессорах с охлаждением газа в холодильнике после каждой сту­пени.

При сжатии газа температура его повышается. В табл. 4 при­ведены конечные температуры воздуха, сжимаемого при различ­ных условиях в компрессоре с D = 0,7 м, от начальной темпера­туры t₁ = 293 К. Так как компрессорные смазочные масла имеют температуру вспышки 493. 533 К, то конечная температура сжа­тия 493. 443 К, получаемая при ε_р = 8, является опасной, Элек­трические разряды невысокого потенциала, возникающие в про­точной части компрессоров, могут вызвать возгорание нагара и затем при достаточной концентрации масляных паров в воздухе взрыв компрессора. Это ограничивает степень повышения давле­ния в одном цилиндре компрессора.

В современных компрессорах с водяным охлаждением сте­пень повышения давления в одном цилиндре выше семи встре­чаются редко. В отечественных конструкциях большой подачи ε_р ≤ 4. Если степень повышения давления компрессора превы­шает семь, то процесс сжатия ведут в нескольких последова­тельно включенных полостях — ступенях давления — и при переходе из одной ступени в другую газ охлаждают в промежуточ­ных охладителях.

Для достижения заданной степени повышения давления ( ε_р ) принимают следующее количество ступеней (z)

Табл. 4. Температура сжатия при адиабатном и политропном процессах

Конечная температура воздуха, К

Политропное сжатие с охлаждением цилиндра

Политропное сжатие с охлаждением цилиндра и крышки

В настоящее время на холодильных установках находят применение компрессоры поршневые (прямоточные и непрямоточные), ротационные, винтовые компрессоры. Преимущественно используются поршневые бескрейцкопфные непрямоточные компрессоры. Развивается производство винтовых компрессорных агрегатов.

Бескрейцкопфные поршневые компрессоры выпускаются согласно ГОСТ 6492—76 и ОСТ 26.03-943—77.
Устройство поршневых компрессоров и обозначения. Ряд компрессоров, изготовленных по ГОСТ 6492—76, приведен в табл. 16, условные обозначения, входящие в марку компрессора, следующие: цифра перед буквенным обозначением указывает модификацию компрессора; Ф — хладоновый, А — аммиачный, Г — горизонтальное расположение цилиндров, В — вертикальное расположение цилиндров, У — V-об-разное расположение цилиндров, УУ — W-образное расположение цилиндров, БС — бессальниковый, цифра после буквенного обозначения указывает производительность компрессора в тысячах ккал/ч (по старой системе).

Ряд компрессоров, изготовленных по ОСТ 26.03-943—77, приведен в табл. 17. Условные обозначения, входящие в марку компрессора, следующие: П — поршневой сальниковый, ПБ — поршневой бессальниковый, ПГ — поршневой герметичный.

Цифры после буквенного обозначения указывают производительность компрессора. Цифра через дефис указывает условное обозначение применяемого хладагента:

Последняя цифра в марке компрессора указывает температурный диапазон работы компрессора, а также наличие или отсутствие регулирования производительности:

Таким образом, марка компрессора П110-7-3 обозначает поршневой сальниковый компрессор с номинальной холодопроизводительностью 110 ккал/ч (134 кВт), предназначенный для работы на аммиаке, имеющий устройство для регулирования производительности, среднетемпературный.

Поршневой компрессор — тип компрессора, энергетическая машина для сжатия и подачи воздуха или газа под давлением. Компрессоры возвратно-поступательного действия считаются самым давним и распространенным типом.

Поршневой компрессор — 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. Компрессоры данного типа широко применяются в машиностроении, химической, нефтегазовой, холодильной промышленности и криогенной технике. Многообразны по конструктивному выполнению, схемам и компоновкам.

Принцип действия поршневого компрессора с горизонтальным расположением цилиндров

Принцип функционирования поршневой компрессорной установки достаточно несложный. Классическая модель агрегата состоит из корпуса (выполненного из чугуна), цилиндра (расположенного горизонтально/вертикально/под наклоном), поршня, клапанов (всасывающего и нагнетательного).

В состав компрессоров поршневых входит рабочий цилинд и поршень, клапаны (всасывающий с нагнетательным), которые находятся в крышке цилиндра. Чтобы сообщить возвратно-поступающие движения поршню, в работу подключается кривошипно-шатунный механизм с коленчатым валом.

Поршень заводит прямой привод кривошипно-шатунного механизма, и при возвратно-поступательных движениях сжимает воздух атмосферы, а затем выталкивает его в область подсоединенной магистральной линии.

Один оборот вала принимается обычно за два хода поршня. В каждом цилиндре при одном обороте вала успевает совершиться полный рабочий цикл компрессора. При ходе поршня вправо в конденсаторе над поршневым пространством образуется разрежение, пары хладагента через клапан всасываются в цилиндр. При ходе поршня назад пары сжимаются, давление нарастает. Всасывающий клапан закрывается, сжатые пары выталкиваются в конденсатор, выталкиваются через нагнетательный клапан. Затем поршень меняет направление движения, нагнетательный клапан закрывается, а компрессор снова отсасывает пары из испарителя. Весь рабочий процесс повторяется циклами снова и снова.

Свободное пространство, которое образуется в полости цилиндра при опускании поршня, разряжает воздух. Образующийся перепад давления открывает впускной клапан, который позволяет воздуху войти в камеру, где происходит его сжатие. После пересечения поршнем точки поворота, соответствующей максимальному объему камеры сжатия, происходит закрытие впускного клапана, вслед за чем происходит рост давления воздуха.

Чем меньше объем камеры, тем больше давление воздуха. При достижении заданных пределов, открывается нагнетательный клапан. Сжатый воздух покидает в этот момент полость камеры.

С целью снижения износа цилиндровых стенок и поршня в узел цилиндра подают масло, что ведет к ухудшению качества подаваемого воздуха, к которому подмешиваются мелкие частички масла. Поэтому в случае использования технологией производства чистого воздуха, необходимо установить сепаратор для масла в линии подачи. Сепаратор помогает убрать из воздушного потока частички масла.

Применяемые на заводах и промышленных предприятиях поршневые компрессоры не должны работать по одному, их приобретают обычно по два. При нормальном рабочем режиме один из них в резерве, может находиться на техническом обслуживании или в ремонте, а второй, естественно, будет служить в целях своего промышленного назначения.

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)

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).

Типы/виды и конструкции поршневых компрессоров

Известны поршневые компрессоры следующих типов:

Коаксиальные поршневые компрессоры

Для коаксиальных компрессоров характерно то, что муфта соединяет коленвал с электрическим приводом, что обеспечивает исключение потерь мощности вследствие трения. Конструктивное исполнение данных компрессоров довольно компактно. Данные компрессорные агрегаты отличаются методами смазки. Цилиндропоршневую группу безмасляных компрессоров данного типа смазывать не надо. Сжатый воздух на выходе подобных устройств не имеет масляных примесей. Аппараты такого типа популярны в пищевой промышленности, фармацевтике, медицинских отраслях. В масляных же коаксиальных компрессорах применяют минеральное компрессорное масло в качестве смазки. За счет этого у данного компрессора довольно высокий ресурс. Коаксиальные компрессоры работают в периодическом режиме, т.е. 20 минут в работе, 40 минут составляет перерыв. Рабочее давление равно при этом восьми барам. Мощность двигателя равна приблизительно 2,25 кВт, производительность же может достигать 200 л/мин. К основным достоинствам данных насосных устройств можно отнести малогабаритность, лёгкость, относительно низкую стоимость. Коаксиальные компрессоры подразделяются на безмасляные и масляные поршневые компрессоры.

Компрессоры безмасляные

Этот тип компрессоров приемлем для систем, в которых обязательным условием является подача чистого воздуха. В воздухе не должно быть примесей масляной эмульсии. Двигатель для безмасляных компрессорных устройств выпускается с мощностью 1,1 кВт, они оснащаются также ресиверами различного объема. Данный тип компрессора обладает своими положительными особенностями:

• небольшого размера;
• не частое обслуживание;
• транспортировка и перемещение осуществляется в любом положении.

От масляного компрессорного устройства безмасляный компрессор отличается тем фактом, что воздух и смазочное средство в нем «существуют раздельно». Дополнительная очистка способствует обеспечению высокого качества выходного потока. Безмасляные компрессоры подразделяются, в свою очередь, на следующие виды:

• автомобильный безмасляный компрессор представляет собой компактный агрегат для подкачки шин. Обычно он не оснащается ресивером и работает от аккумулятора.
• бытовой компрессор, который применяется для работы с пневматическим инструментом, например, с краскопультами. Безмасляные компрессоры поршневого конструктивного исполнения являются отдельной категорией, осуществляя, например, высококачественную окраску, достигая при этом идеально окрашенной поверхности. При использовании осушителей компактного типа, для которых параметр точки росы не должен быть выше 70 °С, полностью удаляется влага из сжатого воздуха и исключается попадание её на окрашиваемую компрессором поверхность.
  Этот факт способствует увеличению коррозионной стойкости материалов для лакокрасочных покрытий. Большинство импортных автомобилей и часть машин российских производителей окрашиваются на заводах при помощи безмасляных компрессоров, имеющих адсорбционные осушители.
• полупрофессиональный и профессиональный безмасляный компрессор, используемый в мастерских, лабораториях, производственных цехах, в которых обязательным условием является подача большого объёма чистого воздуха. Эти компрессоры популярны при использовании в фармацевтической и пищевой промышленностях. Однако, стоимость данного вида безмасляных компрессоров этого класса высока.

Масляные компрессоры, оснащённые прямым приводом

В ресивер данного компрессора, если он есть, можно вместить максимально 100 л воздуха, а мощность двигателя равна приблизительно 1,1-1,8 кВт. В сравнении с безмасляными компрессорными аппаратами, ресурс их намного выше. Кроме того, безмасляным компрессорам необходимо специфичное техобслуживание. Отрицательный фактор у компрессоров этого типа несет в себе воздух, который на выходе содержит масляную эмульсию, а это требует дооснащения компрессора фильтром. Масляные компрессоры, оснащенные прямыми приводами, находят широкое применение при изготовлении мебели, в автомобильном сервисе, а также при ремонтных работах, связанных с реконструкцией фасадов.

Масляные компрессоры на ременном приводе

В ресивер данного компрессора, если он есть, можно вместить от 25 до максимально 100 л воздуха, а мощность двигателя равна приблизительно 1,5-15 кВт. Благодаря ременному приводу частоту вращения двигателя можно уменьшить, оставаясь на той же производительности. У этих компрессоров два поршня, имеющих различную величину. Первым поршнем воздух сжимается предварительно, второй поршень доводит воздух до нужного давления. Данные компрессоры используются в случаях потребления большого количества воздуха. Надёжная система охлаждения предотвращает двигатель от чрезмерного перегрева и износа. Это позволяет использовать двигатель компрессора в постоянном режиме работы.

Ременные поршневые компрессоры

Для ременных компрессоров характерно то, что ременная передача соединяет коленвал с электроприводом, что обеспечивает высокую производительность и продолжительность эксплуатации. Компрессоры данного типа могут работать по несколько часов, причём непрерывно. Они применяются чаще всего в строительстве, в шиномонтажных мастерских, на станциях технического обслуживания. Мощность двигателя равна приблизительно 2,25 – 5,5 кВт. Производительность компрессора может достигать 500 л/мин., рабочее давление достигает 16 бар, в некоторых случаях доходит до 30 бар. Положительный момент заключается в сжатии воздуха до требуемых значительных параметров.

Расположение цилиндров в компрессорах позволяет подразделить их на вертикальные компрессоры, компрессоры горизонтального типа и угловые компрессорные устройства.

К вертикальным компрессорным устройствам относятся те, цилиндры которых расположены вертикально.

У горизонтальных компрессоров цилиндры могут быть размещены с одной стороны коленвала, соответственно, они называются горизонтальными компрессорами с односторонним размещением цилиндров. Если же цилиндры располагаются по обе стороны вала, то компрессоры носят название компрессоров с двухсторонним размещением цилиндров.

У угловых компрессоров цилиндры размещены в одних рядах вертикально, а в других – горизонтально. Это прямоугольные компрессоры. У угловых компрессоров цилиндры могут быть наклонены, установлены V-образно и W-образно. Такие компрессоры носят название, соответственно, V- и W-образных компрессоров.

Оппозитные компрессоры

Оппозитное исполнение типично для компрессоров с крупной и средней производительностью. Оппозитные компрессоры – это горизонтальные устройства, оснащенные поршнями, совершающими встречные движения. Цилиндры их размещены по обеим сторонам коленвала. Данные поршневые компрессоры высокодинамичны, уравновешенны, имеют малые габариты и небольшой вес. Благодаря этому оппозитные компрессоры почти совсем вытеснили крупногабаритные горизонтальные компрессоры.

Компрессорные устройства с малой и средней производительностью являются, как правило, прямоугольными и компрессорами с У-образной конфигурацией цилиндров.

Компрессоры бескрейцкопфные и крейцкопфные

Среди современных конструкций поршневых компрессоров следует различать бескрейцкопфные и крейцкопфные.

У бескрейцкопфных компрессоров вращательное движение привода преобразовывается в поступательное движение поршня иначе, если сравнивать с крейцкопфными компрессорами. Бескрейцкопфные компрессоры имеют много положительных моментов:

• они компактны;
• имеют сравнительно простой механизм движения;
• небольшой вес;
• единую систему смазки.

Наряду с положительными моментами у компрессоров данного типа имеется весомый недостаток: происходит утечка газа в картер через поршень. Как следствие, картер находится в работе под давлением, а масло в нем контактирует с перекачиваемым маслом. Бескрейцкопфные компрессоры бывают только одинарного действия. Это не дает возможности эффективно задействовать цилиндр.

Поэтому компрессоры большой мощности и высокого давления, а также горизонтальные компрессоры изготавливаются всегда крейцкопфными.

В дополнение к выше описанной классификации компрессоров сгруппируем поршневые компрессоры по определенным признакам.

1. согласно принципу функционирования компрессоры подразделяются на компрессоры с цилиндрами простого и двойного действия. Дифференциальными цилиндрами укомплектовывают только многоступенчатые компрессоры;
2. по числу ступеней – с одной ступенью, двухступенчатые, трехступенчатые компрессоры и более. Максимальное число ступеней в современных компрессорах, как правило, семь;
3. по числу цилиндровых узлов – одно-, двух-, трёхцилиндровые и с большим количеством цилиндров;
4. по количеству рядов с расположенными цилиндрами: однорядные, двухрядные и многорядные;
5. по размещению цилиндров в плоскости — угловые компрессоры и компрессоры с U-образным размещением цилиндров;
6. оппозитные компрессоры: горизонтальные устройства, оснащенные поршнями, совершающими встречные движения;
7. по типу охлаждения: с водяным и воздушным. Водяным охлаждением комплектуются компрессоры, как правило, большой производительности;
8. по производительности – мини-компрессоры, компрессоры малой, компрессоры средней производительности и компрессоры большой производительности;
9. по количеству поршней: одно -, двух- и трехпоршневые компрессорные устройства.

Преимущества и область применения

Поршневые компрессоры 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.

Данное оборудование отличается экономичностью, надежностью, несложностью конструкции и простотой в ремонте. Поршневые компрессоры хорошо справляются с частыми переключениями, отлично подходят для эксплуатации с перерывами, работы в неблагоприятных условиях (при высоком уровне влажности, грязном воздухе и т.п.). Данный тип агрегата может запускаться в работу с любого уровня изначального давления и при этом получать давление на выходе до 1000 бар и выше. Поршневое компрессионное оборудование также способно сжимать любые типы газов (в том числе агрессивные, ядовитые и взрывоопасные) и является наиболее оптимальным решением для работы на объектах, где необходимы небольшие объемы сжатого воздуха.