Поршневые компрессоры: преимущества, классификация, характеристики для выбора, обзор моделей

Поршневые компрессоры: преимущества, классификация, характеристики

1.4 Классификация поршневых компрессоров

Холодильные поршневые компрессоры классифицируются по множеству отличительных особенностей, из которых наиболее значительные следующие:

1. По виду рабочего вещества холодильные компрессоры делятся на аммиачные, фреоновые, пропановые, воздушные и др.

Детали и узлы компрессоров изготавливают из таких конструкционных материалов, которые не вступают в химическую реакцию с холодильным агентом. Например, в аммиачных компрессорах исключается применение медных деталей, так как аммиак окисляет медь, что может привести к нежелательному омеднению стальных поверхностей. Фреоны являются наиболее текучими холодильными агентами. Поэтому, во избежание утечек, к материалам блок-картеров предъявляются повышенные требования (отсутствие микротрещин, раковин, рисок и т. д.).

2. По диапазону работы на высоко-, средне- и низкотемпературные.

Для высокотемпературных компрессоров стандартная температура кипения холодильного агента равна , для среднетемпературных компрессоров ,для низкотемпературных .

3. По холодопроизводительности на малые, средние и крупные.

К малым относятся компрессоры, имеющие холодопроизводительность менее 12 кВт, к средним от 12 до120 кВт, к крупным – более 120кВт при стандартном среднетемпературном режиме.

4. По конструкции кривошипно-шатунного механизма: крейцкопфные и бескрейцкопфные. (рисунок 3)

Рисунок 3 – Конструкции механизма движения компрессора.

а) крейцкопфный; б) бескрейцкопфный;

1-цилиндр;2-шатун; 3-поршень; 4-коленчатый вал; 5-крейцкопф; 6-шток; 7-нагнетательный клапан; 8-всасывающий клапан.

В крейцкопфных конструкциях компрессоров (рисунок 3а) движение от шатуна к поршню передается через специальный механизм-крейцкопф и шток. В бескрейцкопфных компрессорах движение от шатуна непосредственно передается поршню (рисунок 3б). В крейцкопфных компрессорах поршень имеет небольшую высоту, достаточную только для размещения колец, так как всю боковую нагрузку воспринимает на себя крейцкопф. В бескрейцкопфных компрессорах высота поршня значительно больше, здесь роль крейцкопфа выполняет нижняя часть поршня. В настоящее время в холодильной технике применяются в основном бескрейцкопфные компрессоры, как наиболее простые.

5. По количеству цилиндров: одно-, двух-, четырех-, шести- и так далее цилиндров (количество цилиндров может быть до шестнадцати). Так как валы холодильных компрессоров преимущественно двухколенчатые, то число цилиндров всегда четное, кроме одноцилиндровых с консольным или эксцентриковым валом.

6. По расположению осей цилиндров – вертикальные, горизонтальные, оппозитные и угловые (рисунок 4).

Рисунок 4 – Расположение осей цилиндров компрессоров.

а – вертикальный; б – горизонтальный; в – угловой; г – оппозитный, д – V-образный; е –W-образный.

В вертикальных компрессорах оси цилиндров расположены вертикально (рисунок 4а). У горизонтальных компрессоров оси цилиндров проходят горизонтально по одну сторону коленчатого вала (рисунок 4б). Расположение осей цилиндров у оппозитного компрессора также горизонтальное, только по обе стороны коленчатого вала (рисунок.4г). Угловые компрессоры имеют часть цилиндров, расположенных горизонтально, часть – вертикально (рисунок 4в). В последнее время большое распространение получили угловые компрессоры, у которых оси цилиндров расположены Y-образно с углом развала от до (рисунок 4д) и веерообразно с углом развала от до (рисунок 4е).

7. По типу газораспределения в цилиндре: прямоточные и непрямоточные (рисунок 5,6,7).

Рисунок 5 – Схема прямоточного (а) и непрямоточного (б) компрессора.

Рисунок 6 – Прямоточный компрессор

Рисунок 7 – Непрямоточный компрессор

1 — блок картер, 2 — всасывающий патрубок, 3 — блок цилиндров, 4 — крышка цилиндров, 5 — клапанная группа, 6 — нагнетательный патрубок, 7 — шатунно-поршневая группа, 8—коленчатый вал, 9 – фильтр

В прямоточных компрессорах пар всегда движется в одном направлении. Нагнетательный клапан неподвижно закреплен в клапанной доске в верхней части цилиндра, а всасывающий клапан находится в верхней части поршня и движется вместе с ним (рисунок 5а). В непрямоточных компрессорах, всасывающий и нагнетательный клапан неподвижны и расположены в клапанной доске в верхней части цилиндра. При всасывании и нагнетании пар холодильного агента в цилиндре меняет свое направление (рисунок 5б).

8. По количеству ступеней сжатия на одно-, двух-, многоступенчатые.

Количество ступеней сжатия выбирается в зависимости от того, какой термодинамический цикл осуществляется в холодильной машине. Сжатие в одной ступени экономически не эффективно при отношении давления нагнетания и всасывания :

В многоступенчатом поршневом компрессоре одна часть цилиндров работает на низкую ступень, другая – на ступень высокого давления.

9. По степени герметичности на герметичные, бессальниковые и сальниковые.

Рисунок 8 – Герметичный холодильный компрессор

1 – электродвигатель , 2 – коленчатый вал , 3 – шатунно-поршневая группа, 4 – блок цилиндров, 5 – глушитель шума , 6 – кожух.

В герметичных компрессорах весь механизм движения вместе с электродвигателем помещен в один неразъемный сварной кожух (рисунок 8). Бессальниковый компрессор имеет картер со встроенным электродвигателем (рисунок 9). Картер выполнен со съемными крышками, обеспечивающим доступ к клапанам, механизму движения и электродвигателю. Сальниковые компрессоры соединяются с приводом через муфту или ременную передачу. Тут герметичность между выходным концом коленчатого вала и корпусом достигается установкой специального устройства-сальника.

Рисунок 8 – Бессальниковый холодильный компрессор.

1 — блок картер, 2 — ротор электродвигателя, 3 — статор электродвигателя, 4 — герметизированные электровводы

10. По взаимному креплению цилиндра и картера: на блок-картерные и блок-цилиндровые.

Читать еще:  Установка домашнего кинотеатра: правила и способы монтажа

Блок-картерные конструкции имеют блок цилиндров и картер в общей отливке. В блок-цилиндровых компрессорах картер и блок цилиндров отдельные детали, крепящиеся друг к другу болтами. Блок-цилиндровые компрессоры применяются в настоящее время сравнительно редко и только в малых холодильных компрессорах.

11. По числу рабочих полостей цилиндра: на компрессоры простого действия и двойного действия.

В компрессорах простого действия сжатие пара осуществляется одной стороной поршня, а в компрессорах двойного действия обеими сторонами поршня, соответственно в двух рабочих полостях цилиндра. Крейцкопфные компрессоры в основном двойного действия (рисунок 3а), бескрейцкопфные – простого действия (рисунок 3б).

12. По виду охлаждения: на компрессоры с водяным охлаждением и с воздушным охлаждением, с охлаждением паром холодильного агента, с комбинированным охлаждением.

При водяном охлаждении верхняя часть цилиндров, а иногда и крышки, имеют водяную рубашку, выполненную в блок-картере или в блок-цилиндре. В компрессорах с воздушным охлаждением для увеличения теплопередающей поверхности на блок-цилиндрах и крышках делается оребрение.

13. По способу смазки трущих деталей: на компрессоры с принудительной смазкой, разбрызгиванием, комбинированной смазкой и без смазки.

Для смазки поверхностей трения используется специальное жидкое масло, которое находится в нижней части картера компрессора. Принудительная смазка осуществляется при помощи масляного насоса через просверленные отверстия в коленчатом вале и шатуне.

При смазке разбрызгиванием, масляного насоса нет, а смазка осуществляется за счет разбрызгивания масла по всему внутреннему объему компрессора. При комбинированной смазке применяется совместное действие принудительной системы смазки и разбрызгиванием. В настоящее время выпускаются крейцкопфные компрессоры, у которых цилиндропоршневая группа не смазывается, а кривошипно-шатунный механизм имеет обычную циркуляционную смазку от насоса. Для предотвращения попадания масла к цилиндрам, в них на штоке, между поршнем и крейцкопфом, устанавливается сальник. Прошли успешные испытания бескрейцкопфные поршневые компрессоры без смазки, где полностью отсутствует жидкое масло. В таких компрессорах шатунные подшипники, поршневые кольца, втулки верхних головок шатунов изготовлены из композиционных антифрикционных материалов с низким коэффициентом трения. Имеются также компрессоры без смазки, в нижних головках шатунов которых установлены герметизированные подшипники качения с консистентной смазкой. Такие компрессоры имеют разъемный вал.

Поршневые компрессоры

Одним из первых видов оборудования, который начал использоваться на производстве, является именно поршневой компрессор. В настоящий момент его применяют в крупных промышленных целях и более мелких и даже бытовых задачах.

Данное приспособление является агрегатом объемного процесса для поршневого уплотнения и поступления жидких веществ, например масел, и воздушных масс под давлением.

Компрессия создается определенным методом. Движущееся устройство уменьшает объем газа в цилиндре.

Поршневой компрессор активно используется:

  • в отрасли машиностроения;
  • на текстильных организациях;
  • в химической, холодильной области;
  • в технике глубокого холода.

Поршневые компрессоры используют чаще всего в деятельности, где необходимо высокое давление.

Классификация компрессоров

Отличия компрессоров заключаются в устройстве кривошипно-шатунной конструкции, в расположении цилиндров, числе ступеней сжатия.

  1. По всасыванию: крейцкопфного и бескрейцкопфного типа. Первые поглощают с двух сторон, в то время как вторые – всего с одной.
  2. Расположение цилиндров может быть вертикальным, горизонтальным и угловым.
  3. Количество сжатий может разниться от одного раза и до крупного количества, в зависимости от этого выделяют одно-, двух-, многоступенчатые компрессоры.

Выделяют оппозитные агрегаты, считающиеся прогрессивными в развитии. Данные устройства являются горизонтальными машинами со встречным движением основных элементов и цилиндров по обе стороны.

Агрегаты предназначены для обеспечения высокой и средней производительности.

Для таких поршневых компрессоров обычно характерен прямоугольный тип. Поршневой компрессор, функционирующий более длительное время, требующий ремонта реже, чем остальные, работает без смазки цилиндров. Является необходимым для технологической деятельности. В сжимаемый газ нежелательно попадание примесей смазочных масел.

Такие вариации, как правило, являются оптимальным решением для производств и в бытовых вопросах.

Применение поршневого компрессора

Поршневой компрессор просто необходим во многих случаях жизни. Такие ситуации могут возникнуть у каждого.

Ниже представлен ряд ситуаций, при которых используют данное устройство:

  1. Компрессоры эффективно справляются с громадными перепадами объема вырабатываемого воздуха при сжатии.
  2. При необходимости в изготовлении существуют поршневые компрессоры с малой производительностью.
  3. Для грязных работ, при повышенной влажности, перепадах температуры (на мельницах и складах угля, во время расфасовки цемента) и подобных сложных условиях, используют также данный агрегат.
  4. В том числе, агрессивные газы могут быть сжаты подобными поршневыми агрегатами.
  5. При необходимости работы с одним поршнем или двумя, например, в случае достижения высокого уровня давления, поршневые устройства способны функционировать в таком режиме.

Это открывает массу преимуществ и значительно расширяет границы эксплуатации.

Виды поршневых компрессоров

Поршневые компрессоры – это машины, что потребляют энергию ради сужения под определенным давлением жидкостей либо воздушных масс.

Сжатие появляется в связи с постепенным движением в цилиндре поршней и уменьшением количества газа. Применяется в холодильной и машиностроительной промышленности.

Их классифицируют по расположению цилиндров и делят на: крейцкопфные и бескрейцкопфные. Из-за этих элементов эти агрегаты бывают вертикальные, угловые и горизонтальные.

Крейцкопф – это деталь из кривошипного механизма, что соединяет шатун и поршень в единую систему. Таким образом, она позволяет ослабить действие второго и создать дополнительное пустое пространство. Так оно большим образом переходит в функции именно крейцкопфа. Характерное для него всасывание из обеих сторон. Для бескрейцкопфного поршневого компрессора используют одностороннее.

Читать еще:  Какие блюда можно приготовить в пароварке и как их готовить

Что касается цилиндров, то вертикальные находятся, соответственно, по расположению вверх. По одну сторону коленчатого вала сосредоточены горизонтальные с одно или двухсторонним цилиндрическим укладом. Угловые компрессоры называют прямоугольными. Цилиндры в них расположены V-образно.

Поршневые компрессоры по своей структуре достаточно просты и практичны. До нынешних пор пользуются большим спросом. Благодаря своей многофункциональности и широкопрофильности пользуются популярностью у множества разных отраслей производства. Характерен высокий уровень производительности и КПД.

В зависимости от рода применения и состава будут отличаться и основные принципы работы и имеют такую классификацию:

  • одноцилиндровый;
  • двухцилиндровый;
  • многоцилиндровый.

Одноцилиндровая конструкция состоит из:

Что касается двухпоршневого компрессора, то ему присущая более сложная организация. К нему добавляются специальные клапаны, которые крепятся к верхней его части.

По возможности сжатия агрегаты делятся на:

  • одноступенчатые;
  • двухступенчатые;
  • многоступенчатые.

Поршневые компрессоры отличаются своими основными позитивными моментами. Ими можно считать: простота в использовании, дешевизна, широкая область применения, выполнения функций в различных условиях. К негативным позициям относятся резкий шум и некая степень вибрации.

Выбор поршневых компрессоров

При выборе компрессоров всегда нужно учитывать основную цель их использования. Требуется подбирать наиболее оптимальные модели для разного рода деятельности и сферы применения. Для этого следует учитывать и подбирать конкретные характеристики для скорого выполнения поставленных задач.

Необходимость в реконструкции понадобится, если:

  • снижается производительность;
  • возникают механические стуки;
  • подтекает масло.

Примеры поршневых компрессоров на выставке

Больше о поршневых компрессорах и других устройствах интересующиеся могут услышать на выставке «Электро», которая является одной из крупнейших в данной сфере.

В связи с открытием ежегодной международной выставки электротехники появится возможность увидеть поршневые компрессоры в реальном времени. В ней будут демонстрироваться новинки и инновации в мире электротехники и промышленного комплекса.

Это возможность получить больше новейшей уникальной информации об оборудовании и технологиях, являющихся ведущими. Выставка традиционно проходит в комплексе интернационального уровня ЦВК «Экспоцентр».

Классификация компрессоров

Компрессорные установки представляют собой специальное оборудование, широко используемое в различных технологических процессах в химической, металлургической, газовой, строительной и других отраслях промышленности.

Сегодня практически ни одна сфера производства не обходится без использования подобного оборудования, которое может быть классифицировано по области применения:

  • общего назначения;
  • энергетические;
  • нефтехимические и другие.

Сегодня данное оборудование представлено в широком спектре моделей, вариантов исполнения и назначения. Каждый тип компрессора имеет свои конструктивные особенности, индивидуальные технические и рабочие характеристики, исходя из которых необходимо выбирать тот или иной тип компрессора. Для этого необходимо знать, какие бывают компрессоры и их основные характеристики.

Классификация компрессоров – основные виды оборудования

Современные компрессоры имеют несколько различных классификаций, среди которых наиболее значимым является подразделение оборудования на типы в зависимости от конструктивных особенностей и принципа действия компрессоров. В первую очередь необходимо отметить два основных типа компрессоров:

Здесь Вы можете ознакомиться с каталогом компрессоров, реализуемых ООО ГК «ТехМаш».

Лопастной компрессор — это оборудование, работа которого основана на динамическом принципе действия. В данном типе установок увеличение давления осуществляется благодаря взаимодействию потока воздуха с решетками лопастей, одна из которых вращающаяся, а другая неподвижная. Оборудование лопастного типа в свою очередь подразделяются на следующие виды компрессоров:

Однако наибольшей популярностью пользуются компрессоры объемного типа. Сжатие воздуха в устройствах данного типа происходит в специальных рабочих камерах. Попеременное сообщение камер с входом и выходом компрессора, а также периодическое изменение их объема приводит к изменению давления воздуха. Классификация установок объемного вида разделяется по форме и типу рабочих деталей компрессорных установок и принципу их действия. Так, объемные компрессоры могут быть следующих типов:

Установки поршневого типа стали особенно популярны благодаря сочетанию таких преимуществ, как удобство эксплуатации, высокие рабочие характеристики, длительный срок службы, небольшие габариты и многое другое. При этом данный вид компрессоров отлично подходит для любых видов работ с широким диапазоном значения необходимого давления.

Основными рабочими элементами поршневых компрессоров являются электропривод, крышка цилиндра, регулятор давления и ресивер. Создание необходимого давления воздуха в оборудовании данного типа происходит благодаря поступательным движениям поршня. Поршневые компрессоры имеют свою классификацию и подразделяются на:

  • двойного или одинарного действия;
  • масляные и безмасляные;
  • угловые, горизонтальные, вертикальные;
  • с различным количеством цилиндров.

Другой вид объемных компрессоров – роторные установки, главной особенностью которых является наличие вращающихся сжимающих элементов. Данные виды компрессоров могут быть как промышленными, так полупромышленными или же бытовыми. Их рабочие параметры, условия и особенности эксплуатации подходят для проведения технологических процессов на любых предприятиях и в различных сферах деятельности.

К категории роторных установок относятся следующие виды компрессоров:

  • Винтовое оборудование – такие установки оснащены ведущим и ведомым роторами, вращающимися по направлению друг к другу. Данный принцип вращения приводит к уменьшению пространства между корпусом и роторами, что и обеспечивает увеличение давления. Главным преимуществом данного типа компрессоров является возможность их использования в условиях интенсивной эксплуатации.
  • Спиральные компрессоры – обладают смещенной неподвижной и подвижной спиралями. Установлены они специальным образом, создавая полости с постоянно изменяющимся в них объемом.
  • Роторно-пластинчатые установки – главным элементом таких установок является установленный в корпусе со смещением с центра ротор с пластинами. Перемещение пластин может происходить в радиальном направлении.
  • Жидкостно-кольцевые – в корпусе, который частично заполнен жидкостью, находится ротор с фиксированными лопатками.
Читать еще:  Какую бытовую технику для чистоты и порядка можно подарить на новый год?

Классификация компрессоров исходя из особенностей их конструкции и принципа действия — не единственная. Так, по способу охлаждения компрессоры бывают с воздушным или же жидкостным охлаждением. Существует классификация и по приводному двигателю – от газовой турбины, двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя.

Кроме того, классификация компрессоров также может быть различной в зависимости от уровня конечного давления:

  • установки с низким уровнем давления;
  • давление среднего уровня;
  • оборудование со сверхвысоким давлением.

Выбор необходимого компрессорного оборудования зависит от требований, предъявляемых к установкам, условий и особенностей эксплуатации, типа проводимых работ и других характеристик.

Справочный центр

Многообразие моделей позволяет выбрать именно тот вариант, который будет решать определенные задачи на производстве. Благодаря индивидуальности работы каждого типа компрессора осуществляется бесперебойная работа, а задачи выполняются точнее и быстрее. Для того чтобы разобраться в широком ассортименте поршневых компрессоров, можно применить несколько классификаций.

По типу привода поршневые компрессорные установки можно разделить на модели с прямым приводом и модели с ременным приводом. Первый тип является более экономичным в плане использования электроэнергии. Агрегаты с прямым приводом также обладают более низкой шумностью и более высоким коэффициентом полезного действия. Модели с ременным приводом, в свою очередь, показывают меньшие динамические нагрузки при запуске.

Поршневые установки также можно классифицировать по уровню давления на выходе:

  • низкого давления
  • среднего давления
  • высокого давления

Первые обладают диапазоном давления от пяти до двенадцати Бар, вторые — от двух до ста Бар, третьи — от нуля до тысячи Бар.

Поршневые компрессоры бывают 1-ступенчатыми, 2-ступенчатыми и многоступенчатыми, в зависимости от количества ступеней сжатия.

Поршневые компрессорные агрегаты могут быть представлены, как стационарной установкой, так и мобильной установкой, которую с легкостью можно передвигать с места на место.

По типу поршневые компрессоры можно разделить следующим образом:

  1. Коаксиальные поршневые компрессоры. Благодаря своему устройству потери мощности в следствии трения в таком оборудовании минимальны. Такие установки имеют компактные размеры. Достоинства коаксиальных поршневых компрессоров — это небольшие размеры и вес, а также низкая стоимость.

Коаксиальные поршневые компрессоры также можно разделить на безмасляные и масляные модели.

Безмасляные коаксиальные компрессорные установки применяются там, где при работе обязательным условием является использование оборудованием чистого воздуха. Безмасляные коаксиальные поршневые компрессоры не нуждаются в смазке, а значит сжатый воздух на выходе является высококачественным и не содержит дополнительные маслянистые примеси. Такое оборудование чаще всего используется в пищевой промышленности, а также в фармацевтической и медицинской отраслях.

Преимущества коаксиальных поршневых компрессоров:

  • небольшие габариты
  • редкое и дешевое обслуживание
  • мобильность

Безмасляные коаксиальные поршневые компрессоры широко применяются в автомобильной отрасли. Автомобильный компрессорный агрегат представляет собой небольшое устройство для подкачивания шин. Как правило, такое компрессорное оборудование не обладает собственным ресивером и работает от аккумулятора. Также существует множество разновидностей бытовых безмасляных компрессоров. К примеру, такая модель может использоваться для работы с пневмоинструментами для окраски. С помощью безмасляного оборудования можно проводить окраску высокого качества, результатом которой является идеально окрашенная поверхность.

Вместе с безмасляными компрессорами зачастую используются компактные осушители, которые полностью удаляют влагу из сжатого воздуха. Благодаря этому повышается стойкость материалов к коррозии. Множество производителей машин используют именно безмасляные коаксиальные поршневые компрессоры в купе с адсорбционными осушителями.

В свою очередь масляные модели коаксиальных компрессорных установок нуждаются в смазке, которая осуществляется минеральным компрессорным маслом. Ресурс у такого агрегата достаточно высокий. Масляные компрессоры оснащены прямым приводом и имеют ресивер объемом до 100 литров. Главным недостатком масляного агрегата является то, что воздух на выходе содержит масляные примеси, которые не всегда приемлемы в производстве. Для снижения этого эффекта на масляный компрессор устанавливают дополнительные фильтры. Масляные компрессоры с прямым приводом широко используются на производстве мебели, в автомобильном бизнесе, а также при ремонте и реконструкции фасадов.

  1. Ременные поршневые компрессоры. Ременные модели могут похвастаться высокой производительностью, а также долгим временем эксплуатации. Поршневые компрессоры с ременной передачей могут быть 1-ступенчатыми и 2-ступенчатыми. Первые нагнетают воздух в один прием, вторые, соответственно, — в два. 2-ступенчатые модели в своей конструкции имеют два электродвигателя и два цилиндра. Двухступенчатые ременные компрессорные установки имеют высокий уровень производительности.

Положительные качества ременных поршневых компрессоров:

  • высокая производительность
  • надежность
  • длительный срок эксплуатации

Данные компрессоры чаще всего устанавливают на промышленных предприятиях, стройплощадках, а также на другом производстве, где требуется высокий уровень надежности и производительности. Также их используют для покраски. Ременное поршневое оборудование применяют при больших объемах потребления сжатого воздуха. Прекрасная работа системы охлаждения положительным образом влияет на работу двигателя, предотвращая его износ и перегрев. Благодаря этому двигатель может работать длительное время без остановки.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector