Поршневые компрессоры. Устройство и принцип действия. Устройство поршневого компрессора
Устройство, работа поршневого компрессора
В этой статье мы рассмотрим устройство и работу поршневого компрессора, который чаще всего применяется в пневматической системе автосервисов и шиномонтажей.
Что же такое компрессор? – по своему устройству это машина, предназначенная для сжатия и транспортировки газов с повышением давления на соотношение более чем 1,1. В наше время область применения и работа поршневых компрессоров очень широка, они необходимы на всех предприятиях, где в качестве источника энергии используют сжатый воздух. Компрессор можно встретить на заводах, газозаправочных станциях, автосервисах, медицинских учреждениях и даже мастерских по ремонту обуви.
На сегодняшний день наиболее распространенными типами устройств являются поршневые и винтовые компрессоры. Так как винтовые компрессоры имеют более высокую стоимость, то на небольших предприятиях, в том числе и СТО, широко применяются в работе поршневые компрессоры. Потребителями сжатого воздуха в автосервисе служат пневмогайковерты, пневмодрели, краскопульты, шиномонтажные станки, установки вакуумного отбора масла и т. д.
Устройство поршневого компрессора
Основным элементом устройства поршневого компрессора является компрессорная головка (поршневой узел). Ее конструкция напоминает двигатель внутреннего сгорания. Она состоит из цилиндра, поршня, поршневых колец компрессора, шатуна, коленчатого вала, а также впускного и нагнетательного клапанов. В отличие от ДВС, клапаны в компрессоре представляют собой пластинку с пружиной и при работе поршневого компрессора приводятся в действие не принудительно, а от перепада давлений. Для смазки устройства поршневого компрессора, в частности трущихся деталей, в компрессорную головку заливают масло.
В случае если необходимо получить сжатый воздух высокой чистоты и без примесей масла (например, в медицинских учреждениях) применяют безмасляные компрессоры. В таком устройстве поршневого компрессора кольца выполнены с полимерных материалов, а для надежной работы поршневого компрессора применяют графитовую смазку.
Для достижения более высокой производительности поршневого компрессора компрессорные головки изготавливают с несколькими цилиндрами, которые могут иметь рядное, V-образное или оппозитное устройство.
В движение коленчатый вал приводится от электродвигателя, что обеспечивает работу поршневого компрессора. В зависимости от способа соединения с электродвигателем различают компрессоры поршневые с ременным и прямым приводом.
- При прямом приводе головка и двигатель расположены на одной оси и их валы в устройстве поршневого компрессора соединены напрямую.
- В компрессорах поршневых ременного типа привод головки и мотор расположены параллельно друг другу, а движение предается через ременную передачу. На шкиве привода головки установлены лопасти, которые обеспечивают охлаждение поршневого узла.
Для обеспечения работы поршневого компрессора в автоматическом режиме в устройстве поршневого компрессора находится прессостат (реле давления), который при достижении заданного давления размыкает контакты и останавливает двигатель, а при снижении давления ниже некоторого значения замыкает контакты и запускает компрессор.
Работа поршневого компрессора
Работа поршневого компрессора осуществляется по следующему принципу: при движении поршня вниз в цилиндре создается разрежение, в результате чего открывается впускной клапан. Так как в цилиндре давление ниже атмосферного, то через клапан поступает воздух. Для очистки поступающего воздуха в устройстве поршневого компрессора применяют фильтры. Во время движения поршня вверх при работе поршневого компрессора оба клапана закрыты. При сжатии воздуха возрастает давление в цилиндре и открывается нагнетательный клапан, через который воздух поступает в ресивер. Работающие по такому принципу поршневые компрессоры носят название одноступенчатых.
Одним из недостатков устройств поршневых одноступенчатых компрессоров является ограниченное рабочее давление. Работа поршневого компрессора данного типа возможна с повышением давления только до 10 атмосфер. Это объясняется тем, что при больших давлениях сильно возрастает температура в цилиндре и может загореться масло, которое используется для смазки деталей.
Для достижения более высоких давлений в работе поршневых компрессоров применяют многоступенчатый принцип, в котором воздух поочередно сжимается в каждой ступени до определенного значения, после чего охлаждается в холодильнике и подается в цилиндр следующей ступени, где сжимается до более высокого давления. В качестве холодильника в устройстве поршневого компрессора используют медную трубку с ребрами охлаждения.
Работа поршневых компрессоров на небольших предприятиях наиболее часто основывается на двухступенчатой установке с двумя цилиндрами. Цилиндр первой ступени, как правило, имеет больший диаметр чем второй.
При выборе поршневого компрессора необходимо в первую очередь учитывать характеристики потребителей сжатого воздуха. Ведь работа поршневого компрессора не должна быть постоянной. При правильном подборе компрессорной головки и ресивера время работы компрессора должно быть равным времени отдыха.
Стоит учесть, что все производители указывают на своих компрессорах производительность в л/мин только на входе. Так как при повышении давления нагнетания производительность снижается, то для того чтобы узнать ее значение на выходе нужно от указанных данных отнять 30 %.
info-parts.ru
Поршневые компрессоры. Устройство и принцип действия
Поршневой компрессор - это машина объемного действия, у которой всасывание, сжатие и вытеснение газа производятся поршнем, перемещающимся в цилиндре возвратно-поступательно.
Конструктивные схемы поршневого компрессора приведены на рис. 5,8. Наиболее распространены поршневые компрессоры с приводом от электродвигателя. В этом случае преобразование вращательного движения вала двигателя в возвратно-поступательное движение поршня 7 происходит при помощи кривошипно-шатунного механизма. В ряде конструкций шатун 2 соединяется шарнирно со штоком 9 поршня в крейцкопфе 10 (ползуне), который движется в направляющих 11 (рис. 5.8,а). В других конструкциях крейцкопф отсутствует и шатун 2 соединяется шарнирно непосредственно с поршнем 7 удлиненной формы (рис. 5.8.б). Поэтому различают два конструктивных типа поршневых компрессоров - крейцкопфные и бескрейцкопфные.
Когда ось шатуна 2 совпадает с осью цилиндра 8, скорость движения поршня становится равной нулю и затем меняет свое направление. Такие положения поршня называются мертвыми точками. Положение поршня в момент его наибольшего удаления от вала называется верхней мертвой точкой (ВМТ) и соответственно положение наименьшего удаления - нижней мертвой точкой (НМТ). Расстояние, проходимое поршнем от НМТ до ВМТ, называется ходом поршня L, который равен двум радиусам кривошипа 1: L = 2г.
Поршневые компрессоры делятся на компрессоры одностороннего (рис. 5.8 б) и двухстороннего (рис. 5.8 а) действия. Крейцкопфные компрессоры могут быть как одностороннего, так и двухстороннего действия, а бескрейцкопфные - только одностороннего действия.
При движении поршня от крайнего левого положения (ВМТ) в цилиндре создается разрежение (рис. 5.8) Под действием разности Давлений во всасывающей линии и в цилиндре всасывающий клапан 5 открывается и через всасывающий патрубок 6 газ поступает в цилиндр.
Рисунок 5.8 – Конструктивные схемы поршневого компрессора:
а - с крейцкопфой; б - без крейцкопфы
Поступление газа в цилиндр продолжается до тех пор, пока поршень не придет в крайнее правое положение (НМТ). В этот момент клапан 5 закрывается. При обратном движении от НМТ к ВМТ объем рабочей полости цилиндра уменьшается, газ сжимается и давление его повышается. Когда давление в цилиндре превысит давление в нагнетательной линии, откроется нагнетательный клапан 3 и сжатый газ через нагнетательный патрубок 4 будет вытесняться из цилиндра в нагнетательную линию до тех пор, пока поршень не придет в ВМТ. Объем газа в цилиндре в этот момент минимальный - это “мертвый объем”. “Мертвый объем” необходим для исключения удара поршня о крышку из-за температурных деформаций деталей механизма движения и штока или при избытке смазочного материала. Газ находится в “мертвом объеме” под давлением нагнетания, й, когда происходит движение поршня от ВМТ к НМТ, нагнетательный клапан закрывается. Газ расширяется до тех пор, пока давление его не станет ниже давления во всасывающей линии и в этот момент откроется всасывающий клапан. Процесс расширения газа, занимающего “мертвый объем”, называется процессом обратного расширения.
В компрессорах двухстороннего действия во время всасывания газа в одну полость цилиндра происходит выталкивание газа из другой полости и наоборот.
Для повышения давления сжатия применяют сжатие в нескольких ступенях. В многоступенчатых компрессорах сжатие газа происходит многократно в последовательно соединенных цилиндрах, разобщенных клапанами. Между цилиндрами осуществляется охлаждение газа.
Ступень цилиндра состоит из рабочего цилиндра, поршня и системы клапанов. Рабочий объем ступени поршневого компрессора Vp - это объем, который проходит поршень за один ход. Для ступени с поршнем одностороннего действия
и двухстороннего действия
где D - внутренний диаметр цилиндра; d - диаметр штока.
Похожие статьи:
poznayka.org
Поршневые компрессорные установки. Состав, схема и устройство — Оборудование
Содержание статьи
Поршневые стационарные компрессоры с рядным горизонтальным расположением цилиндров применяют редко из-за значительных габаритов и сложности изготовления и монтажа. В настоящее время применяют компрессоры, выпускаемые одним блоком, где цилиндры компрессора крепятся к единой станине. Широко применяют компрессоры унифицированной базы: 2п, Зп, 7п, где цифра указывает усилие на поршне, а буква «п» обозначает прямоугольную базу. Компрессоры этого типа имеют меньшие габариты и хорошо уравновешены динамически.
Поршневые компрессорные установки устройство
Первая ступень компрессора, имеющая большую массу, расположена вертикально, благодаря чему динамические усилия от нее действуют также вертикально на фундамент и меньше его разрушают. Вторая ступень расположена под углом 90° к первой.
Компрессор представляет собой поршневую крейцкопфовую машину. При движении поршня в одной из полостей цилиндра первой ступени создается разрежение, под действием которого открываются всасывающие клапаны и воздух заполняет цилиндр. При обратном ходе поршня всасывающие клапаны закрываются, воздух в цилиндре сжимается, а затем подается через нагнетательные клапаны. При сжатии воздух нагревается, в каждой ступени сжатие ограничивается его нагревом до 150° С. Из этих соображений для сжатия газа до 0,8 МПа на поршневых компрессорах применяют две ступени с охлаждением воздуха в промежуточном холодильнике между ступенями и в концевом холодильнике. Использование промежуточных холодильников также увеличивают КПД компрессора.
Компрессор приводится в движение от синхронного электродвигателя, ротор которого непосредственно насажен на коленчатый вал.
Основными деталями компрессора (рис. 83) являются станина, коленчатый вал, шатуны, крейцкопфы, цилиндры, поршни, штоки и клапаны.
Станина
Станина представляет собой чугунную отливку угловой коробчатой формы и является основной деталью, на которой монтируются узлы компрессора. В кривошипной камере вращается коленчатый вал. Вертикально и горизонтально расположены направляющие крейцкопфов. Нижняя часть станины служит резервуаром для масла. В станине имеются указатели уровня масла.
Коленчатый вал
Коленчатый вал стальной однокривошипный, устанавливается на подшипниках качения. На коленчатом валу установлены противовесы для уравновешивания масс. В теле коленчатого вала имеются сверления для подводки масла к шатунному подшипнику. Один конец коленчатого вала соединен с двигателем, другой используется для привода смазочных устройств.
Шатуны
Шатуны компрессоров стальные, двутаврового сечения. Нижняя головка шатуна с крышкой формирует мотылевый (шатунный) подшипник. Подшипник представляет собой вкладыш, залитый баббитом, или сталь-алюминиевый вкладыш. Зазоры (0,1 мм на 100 м диаметра) и подгонка подшипника на баббитовом вкладыше такие же, как на гидравлических плунжерных насосах. Сталь-алюминиевый вкладыш устанавливают с зазором 0,2 – 0,4 мм на 100 м диаметра вала.
Рис. 83. Поршневой стационарный компрессор 1 – корпус; 2 – коленчатый вал; 3 – шатун; 4 – крейцкопфа; 5 – шток; 6 – поршень; 7 – клапаны; 8 – лубликатор; 9 – маслонасос; 10 – холодильник: 11 – роликовая опора
Верхней головкой шатун соединяется с крейцкопфом пальцем, установленным на игольчатых подшипниках или бронзовых подшипниках. Крейцкопфа служит для восприятия боковых усилий от шатуна. Рабочие поверхности башмаков залиты баббитом или алюминиевым сплавом. Зазор регулируется набором пластин между башмаком и корпусом крейцкопфа. Другой стороной крейцкопф соединяется со штоком. На штоке имеются грани, при вращении за которые шток смещается, регулируя мертвые пространства поршня.
Цилиндры
Цилиндры воздушных компрессоров представляют собой чугунные отливки с водяными или газовыми полостями. В цилиндре имеются проточки для установки всасывающих и нагнетательных клапанов.
Клапаны
Клапаны (рис. 84) состоят из седла и розетки, являющейся ограничителем подъема клапанных пластин.
Рнс. 84. Компрессорные клапаны
А – клапан всасывающий; б – клапан нагнетательный; 1 – седло; 2 – розетка; 3, 4 – клапанные пластины; 5 – шпилька; 6 – пружина
Розетки и седло стягиваются шпилькой. Клапанные пластины поджимаются к седлу пружинами. Нагнетательный клапан отличается от всасывающего способом сборки, обеспечивающим необходимое движение воздуха. Поршни компрессоров, чугунные или стальные, уплотняются чугунными кольцами.
arxipedia.ru
Устройство поршневого компрессора — Новотек
Поршневой масляный компрессор — это оборудование, предназначающееся для получения сжатого воздуха, другого газа или жидкостей. Принцип работы поршневого компрессора основан на движении поршней. В простейшем варианте, за счет возвратно-поступательного движения, во всасывающий клапан поступает газ или жидкость, после чего сжимаются и выталкиваются в конденсатор через нагнетательный клапан при обратном движении поршня. Затем поршень снова двигается в обратном направлении, а нагнетательный клапан закрывается. Кроме цилиндра в корпусе также расположен картер. В картере находится коленчатый вал, обеспечивающий движение поршня, а в нижней его части залито масло, которое, собственно, и является основным элементом системы смазки поршневого компрессора. Наиболее полно понять, как работает поршневой маслосмазываемый компрессор, вы можете, обратившись к нижеприведенной схеме.
Схема поршневого компрессора
а) Фаза всасывания воздуха в компрессор. б) Фаза сжатия воздуха и выхода из компрессора.
- Выпускной клапан
- Выпускной коллектор
- Поршень
- Цилиндр
- Шатун
- Коленчатый вал
- Воздух под давлением
- Рабочее пространство компрессора
- Впускной коллектор
- Компрессорная головка
- Атмосферный воздух
- Впускной клапан
Следует отметить, что выше вы можете видеть конструкцию одноцилиндрового поршневого компрессора. Поршневые компрессоры с более сложной конструкцией, то есть, большим количеством цилиндров и ступеней сжатия, обладают большей мощностью и, соответственно, большей производительностью.
Принцип работы поршневого компрессора обуславливает и основной его минус – сжатый воздух поступает из устройства не ровным потоком, а в виде импульсов. Для сглаживания пульсации сжатого воздуха и выравнивания его давления, в комплекте с поршневым компрессором используются ресиверы. Основные условия, которые необходимо соблюдать, указаны в инструкции по эксплуатации поршневого компрессора, как и общие сведения об оборудовании.
novotekpnz.ru
Устройство и принцип работы поршневого компрессора
В отличие от своих аналогов, поршневой компрессор имеет простую конструкцию. Основным достоинством данного агрегата является низкая стоимость. С каждым годом появляется компрессорное оборудование более современного образца, несмотря на это, поршневые компрессоры пользуются большей популярностью.
Виды поршневого компрессора
Компрессоры имеют различные сферы применения как в промышленности, так и в быту. Поршневой компрессор сконструирован таким образом, чтобы выдавать сжатый воздух под большим давлением. Существует несколько видов оборудования, каждый из которых имеет свои индивидуальные особенности и функции, однако, принцип работы у всех одинаковый. По количеству используемых механизмом цилиндров поршневые компрессоры делятся на три основные категории:
- одноцилиндровые;
- двухцилиндровые;
- многоцилиндровые.
В каждом из данных видов количество поршней соответствует количеству цилиндров. Также промышленные компрессоры разделяются на несколько видов по количеству рабочих ступеней:
- одноступенчатые;
- двухступенчатые;
- многоступенчатые.
Многоступенчатые компрессоры пользуются большей популярностью благодаря хорошей производительности. По расположению цилиндров они делятся на вертикальные, горизонтальные, угловые. Лучшими считаются поршневые компрессоры, поршня которых расположены по обе стороны коленчатого вала и двигаются навстречу друг другу.
Устройство поршневого компрессора
Механизм одноцилиндрового компрессора состоит из головки цилиндров и самого цилиндра, в котором двигается поршень. Поршень соединяется с коленчатым валом при помощи шатуна. Коленчатый вал вращается на подшипниках с помощью маховика.
Устройство двухцилиндрового компрессора отличается от одноцилиндрового количеством деталей, и имеет прочный чугунный корпус. В головке цилиндров находятся специальные клапана, через которые проводится сжатый воздух, выработанный поршнем.
Как выбрать подходящий компрессор
При выборе компрессора необходимо определиться с тем, какую функцию он должен выполнять. Для этого предусмотрены агрегаты разной мощности. Полностью универсального устройства не существует, поэтому нужно сразу рассчитать нагрузку. К примеру, мощности двухступенчатого цикла может не хватить на нужды потребителя, тогда компрессор быстро выйдет из строя из-за большой нагрузки. Также неоправданные затраты займёт покупка многоступенчатого агрегата, если потребителю необходима минимальная мощность. Срок службы устройства будет полностью зависеть от правильно выбораной модели.
Любой вид поршневого компрессора требует бережного отношения и своевременного обслуживания. Но даже если один из узлов агрегата выйдет из строя, то ремонт или замена потребуют небольших затрат, в отличие от ремонта винтового или центробежного компрессора. Этот фактор даёт большое преимущество перед аналогами.
fortstroi.com.ua
Устройство поршневого компрессора | Статьи
Поршневые компрессоры являются одним из самых распространенных приборов данного типа. Устройства используются в различных сферах, начиная от текстильной отрасли и заканчивая химической промышленностью.
Устройство поршневых компрессоров и принцип их работы зависят от типа данных установок, которые могут быть различны:
- по тиру расположения цилиндров в установке — рядные, а также V-, W-образные;
- числу цилиндров — одно-, двух- и многоцилиндровые;
- числу ступеней для сжатия воздуха — много- или одноступенчатые.
При этом поршневые установки имеют базовое оснащение, которое характерно для всех типов установок.
В состав поршневых установок входит ряд элементов:
- поршень;
- цилиндр;
- два клапана (для всасывания и нагнетания воздуха), расположенные в крышке цилиндра.
В процессе работы устройства шатун, соединенный с коленчатым валом, осуществляет передачу ограниченного движения по камере сжатия на поршень. При этом происходит увеличение объема, находящегося между нижней частью поршня и клапанами, приводящее к разрежению. С постепенным повышением сопротивления пружины, закрывающей клапан, воздух открывает его и поступает в цилиндр через всасывающий патрубок.
Возвратное действие поршня приводит к тому, что воздух сжимается и возрастает его давление. При этом нагнетательный клапан, удерживаемый пружиной, открывается потоком воздуха, находящимся под давлением и попадающим в нагнетательный патрубок. Питание оборудования может происходить от электродвигателя или автономного двигателя, который, в свою очередь, может быть бензиновым или дизельным.
Такой принцип работы поршневых компрессоров позволяет достичь максимальной эффективности устройств. Однако существует и незначительный минус — сжатый воздух, который подается этой установкой, поступает не ровным потоком, а в виде импульсов. Для выравнивания пульсации и давления сжатого воздуха поршневые компрессоры дополняются ресиверами, которые позволяют минимизироваться риск перебоев как в давлении подаваемого воздуха, так и в работе устройства.
remeza-russia.ru
Устройство - поршневой компрессор - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Устройство - поршневой компрессор
Cтраница 1
Устройство поршневого компрессора аналогично устройству поршневого насоса. При движении поршня назад ( слева направо) происходит всасывание в цилиндр атмосферного воздуха через всасывающий клапан 2; при обратном ходе сначала происходит сжатие воздуха до тех пор, пока давление в цилиндре не превысит давления в воздухосборнике 3, после чего через нагнетательный клапан 4 будет происходить выталкивание воздуха в воздухосборник. В компрессоре двойного действия цилиндр имеет две крышки, две пары клапанов, вследствие чего сжатие осуществляется при каждом ходе поршня. [2]
Устройство поршневого компрессора аналогично устройству поршневого насоса. При движении поршня назад ( слева направо) происходит всасывание в цилиндр атмосферного воздуха через всасывающий клапан 2; при обратном ходе сначала происходит сжатие воздуха до тех пор, пока давление в цилиндре не превысит давления в воздухосборнике 3, после чего через нагнетательный клапан 4 будет происходить выталкивание воздуха в воздухосборник. [4]
Должен знать: устройство поршневых компрессоров, турбокомпрессоров, двигателей внутреннего сгорания, паровых машин и электродвигателей, их технические характеристики и правила обслуживания; схему трубопроводов; устройство простых и средней сложности контрольно-измерительных приборов, автоматических аппаратов и арматуры; отчетно-техническую документацию компрессорной станции; основы термодинамики и электротехники; свойства газов, проявляемые при работе компрессоров. [5]
Должен знать: устройство поршневых компрессоров, турбокомпрессоров, двигателей внутреннего сгорания, паровых машин и электродвигателей, их технические характеристики и правила обслуживания; схему трубопроводов; устройство простых и средней сложности контрольно-измерительчых приборов, автоматических аппаратов и арматуры; отчетно-техническую документацию компрессорной станции; основы термодинамики и электротехники; свойства газов, проявляемые при работе компрессоров. [6]
Должен знать: устройство поршневых компрессоров, турбокомпрессоров, двигателей внутреннего сгорания, паровых машин и электродвигателей, их технические характеристики и правила обслуживания; схему трубопроводов; устройство простых и средней сложности контрольно-измерительных приборов, автоматических аппаратов и арматуры; отчетно-техническую документацию компрессорной станции; основы термодинамики и электротехники; свойства газов, проявляемые при работе компрессоров. [7]
Должен знать: устройство поршневых компрессоров, турбокомпрессоров, двигателей внутреннего сгорания, паровых машин и электродвигателей, их технические характеристики и правила обслуживания; схему трубопроводов; устройство простых и средней сложности контрольно-измерительных приборов, автоматических аппаратов и арматуры; отчетно-техническую документацию компрессорной станции основы термодинамики и электротехники; свойства газов, проявляемые при работе компрессоров. [8]
При нагревании сам поршень и несущая его деталь - шатун или шток удлиняются, поэтому в устройстве поршневого компрессора предусмотрено, что при нахождении поршня в крайнем положении, называемом мертвой точкой, между его кромкой и крышкой остается зазор, называемый мертвым или вредным пространством. Чем больше вредное пространство, тем меньше новых паров хладагента всасывается в цилиндр компрессора. [9]
Страницы: 1
www.ngpedia.ru
