Объемные компрессоры

English(int.) Deutsch English(USA) English Español Français Italiano Português ТОО «Интех СА» 日本語 简体中文

Компания в России Интех ГмбХ / LLC Intech GmbH на рынке инжиниринговых услуг с 1997 года, официальный дистрибьютор различных производителей промышленного оборудования, предлагает Вашему вниманию объемные компрессоры.

• Общее описание и типы
• Принцип действия объемных компрессоров и конструктивное устройство
• Применение объемных компрессоров
• Недостатки и преимущества
• Примеры наших объемных компрессоров
  • Поршневой воздушный компрессор 1000 м³/ч
  • Поршневой воздушный компрессор 17 м³/мин

Компрессор – это машина, которая повышает давление газа и затем поставляет его для использования в различных областях применения, включая те, которые связаны со сгоранием, пневматикой, охлаждением и процессами транспортировки газа.

  Основное назначение компрессора повысить давление газа до такого значения, когда станет возможным его использование в технологическом процессе.

Объемный компрессор сжимает рабочую среду в рабочих камерах, объём которых при сжатии то увеличивается, то уменьшается, при этом также происходит изменение давления. Давление меняется за счет периодического изменения объема камер при работе компрессора, при уменьшении объема давление повышается. Объемные компрессоры работают с постоянной производительностью и в зависимости от конструкционных форм рабочих частей и тому как меняется объем рабочих камер они могут быть роторными и поршневыми.

Масло, впрыскиваемое под давлением, образуют масляную пленку в процессе работы компрессора и служит смазывающим веществом, а также участвует в процессе охлаждения. Однако во время пуска и останова компрессора масло не успевает распределяться и возможен контакт пластин и статора, который в итоге ведет к износу. Также на износ пластин могут повлиять любые твердые частицы.

В компрессорах, где большая производительность и давление превышает 5 бар замене подлежит рабочий блок в сборе. Статоры не восстановимы (их шлифовка не возможна). Замена только пластин без статора не производится. Срок работы компрессора определяют качество воздуха и режим эксплуатации. При неравномерной работе ресурс рабочего блока примерно 25000 часов. Однако, чем дольше агрегат находится в работе, тем больше его срок службы из-за равномерности распределения смазки по рабочим частям.

Общее описание и типы

К объемным компрессорам относят компрессоры следующих типов:

В объемных компрессорах давление увеличивается путем удержания определенного количества газа и преобразование его в меньший объем. Наиболее распространенными типами объемных компрессоров являются поршневые и винтовые компрессоры.

Магистральные газопроводы, химические установки и другие промышленные предприятия и сферы применения зависят от этого типа оборудования. Благодаря многим факторам включая, но не ограничиваясь, качеством исходных конструкций, адекватностью процесса технического обслуживания и эксплуатационных характеристик промышленные предприятия могут получить значительно варьирующиеся затраты по продолжению срока службы и надежность от их собственных установок.

Различные компрессоры можно найти почти в каждой промышленной сфере применения. Объемные компрессоры могут перекачивать следующие газы:

Поршневые компрессоры обычно используются там, где требуется высокая степень сжатия на ступень (степень нагнетания к давлению всасывания) без высокой производительности и технологическая среда относительно сухая.

Роторные компрессоры имеют несложное конструктивное устройство, небольшой вес, отличаются по форме ротора и применяются во многих областях промышленности.

Принцип действия объемных компрессоров и конструктивное устройство

Объемный компрессоры имеют схожий принцип работы и имеют схожий механизм потерь. Однако относительная величина различных потерь может различаться от типа к типу. Так, например, потеря в результате утечки будет небольшой в масляном промышленном компрессоре с надежными поршневыми кольцами, но может быть значительной в сухом винтовом компрессоре, если он работает на низкой скорости, а давление увеличивается.

Все типы компрессоров имеют камеру сжатия, в которой находится газ при давлении нагнетания в конце процесса нагнетания. Для некоторых конструктивных типов этот объем может быть небольшим и значительным для других конструкций. Некоторые типы компрессоров, как например поршневые компрессоры могут иметь большое пространство сжатия, но при этом газ возвращается к давлению всасывания в цилиндре. В винтовом компрессоре газ расширяется до давления всасывания в пространстве сжатия.

Некоторые типы компрессоров, которые используют зафиксированные отверстия для нагнетания, рассчитаны для работы с определенным значением объема.

Рассмотрим принцип действия и конструктивное устройство объемных компрессоров более подробно на примере поршневого и винтового компрессора.

Компрессоры роторного типа, компактны, требуют небольшого технического обслуживания при их эксплуатации. Роторные компрессоры это компрессоры с высоконапорным корпусом. Всасывание в этих компрессорах происходит напрямую в камере сжатия.

Газ, сжимаемый в камере нагнетается в компрессорный корпус. Необходимо отметить, что при холодном пуске компрессорам с высоконапорным кожухом требуется больше времени для того, чтобы достичь их нормального рабочего давления в компрессорном корпусе. Это вызвано частично большим объемом кожуха компрессора.

Роторные винтовые компрессоры – это компрессоры объемного типа, которые используют роторы винтовой формы для сжатия газа. Основными компонентами являются входное и выходное отверстие и основной и вспомогательный ротор. Когда шлицы винтового ротора проходят мимо входного отверстия газа, газ поступает на шлицы. Газ удерживается там, образуя газовый карман по всей длине шлица. После того как основной и вспомогательный роторы приходят в зацепление, объем газового кармана уменьшается и происходит сжатие удерживаемого там газа. По достижению шлицем нагнетания газ выпускается.

Основные два типа винтовых компрессоров – это компрессоры с маслозаполнением и компрессоры сухого типа. Наиболее распространены винтовые компрессоры с маслозаполнением, где масло и газ поступают вместе в компрессор.

Масло выполняет функцию уплотнения для вращающихся роторов, в то время как у компрессоров сухого типа есть распределительная шестерня, которая регулирует движение роторов. Однако масло должно быть удалено из сжимаемой среды прежде, чем она покинет компрессор и для этого используют масляные фильтры. Это та, часть компрессора, которая требует регулярного технического обслуживания и замены.

Компрессоры поршневого типа – это объемный компрессор, который использует движение поршня внутри цилиндра для движения газа с одного уровня давления на другой более высокий уровень давления. Цилиндры компрессора, называемые еще ступенями, которых может быть от одной до шести и более являются ограничителями для технологического газа во время сжатия. Для получения более высокого давления газа используют больше ступеней. Конструкция может быть простого или двойного действия. В компрессорах с двойным действием сжатие происходит с обоих сторон поршня. Некоторые цилиндры с двойным действием в высоконапорных применениях имеют стержень поршня с обоих сторон поршня для обеспечения равномерности и сбалансированных нагрузок.

Конструкции с тандемными цилиндрами помогают минимизировать динамические нагрузки путем расположения цилиндров в парах, подсоединенных к общему коленвалу, так что движения поршней противоположны друг другу. Износ дорогих частей минимален. Компрессоры с одним цилиндром классифицируются либо как вертикальные или горизонтальные.

Применение объемных компрессоров

Объемные компрессоры широко используются для технологических процессов, где требуется сжатие воздуха, технологических газов и хладогентов. Компрессоры объемного типа можно встретить на химических производствах, в сельском хозяйстве, в электронике, металлургии, в пищевой промышленности, фармацевтической промышленности, в пневмотранспорте и прочих

Объемные компрессоры применяются как при добыче газа так и при улавливании паров, когда требуется транспортировка рабочих сред. Компрессоры объемного типа используется для областей применения, где условия для технологических газов и состав газа могут варьироваться, в этом случае чаще всего применение находят безмасляные винтовые компрессоры. Винтовые компрессоры также хороший выбор там, где требуется экономичная работа. Они могут легко обрабатывать газы с содержанием примесей, сжиженный газ, топливный газ.

Для создания воздуха низкого давления, перемещения природного газа, подаче газа высокого давления во время бурения скважин и для различных областей применения при производстве или химических процессах, которые требуют воздух среднего или высокого давления применяют также представителя объемного типа компрессоров – большие многоцилиндровые многоступенчатые поршневые компрессоры. Эти компрессоры могут применяться на месторождениях и иметь дистанционное управление или на входе газовой установки, где происходит сжатие сырого, влажного (с содержанием воды или углеводородов) и возможно кислого ( с содержанием сероводорода) природного газа. Эти компрессоры устанавливают также на разгрузочном конце газовой установки, где сжимается полностью чистый и сухой газ для потребителей и подается в магистраль.

Недостатки и преимущества

Основные недостатки и преимущества объемных компрессоров приведены в таблице ниже.

Поршневые компрессоры обычно недорогие в закупке, но их производительность со временем понижается, уровень шума высокий и качество среды может быть невысоким из-за присутствия в нем масла.

Объемные компрессоры – это класс высокоэффективных промышленных машин, которые применяются во многих областях промышленности. В настоящее время также ведется постоянная работа по усовершенствованию конструкций и возможностей сжатия этих компрессоров.

Примеры наших объемных компрессоров

Поршневой воздушный компрессор 1000 м³/ч

Исходные данные

Общее описание

Предлагаемое оборудование представляет собой компрессорную установку с приводом от электродвигателя и ременной передачей, установленную на стальном скиде в сборе. Компрессор – горизонтальный, поршневой, с противоположно расположенными цилиндрами. Четыре этапа сжатия. Шесть цилиндров.

Основные технические характеристики

Основные конструктивные характеристики

Демпферы, кулеры и сепараторы

Предлагаемый компрессор оснащается устройствами подавления пульсации (демпферы пульсаций) и сепараторами емкостного типа. Материальное исполнение – углеродистая сталь.

Межступенчатые охладители и доохладитель – кожухотрубчатые, с медными трубками.

Трубопроводная обвязка и комплектующие

Внутренняя (в границах рамы) технологическая трубопроводная обвязка выполнена из стандартных труб по ASME B31 с входными м выходными фланцами (по ASME / ANSI B16.5).

На выходе устанавливаются отсечной ручной клапан и автоматический обратный клапан.

На всасе устанавливается входной сетчатый фильтр (на время пуска) из нержавеющей стали.

На каждой ступени устанавливаются предохранительные клапаны высокого давления.

Управление и регулировка производительности

Для контроля производительности компрессора применяются разгрузочные клапаны депрессорного типа с пневматическим приводом. Регулировка производительности осуществляется с шагом 0-50-100%.

Привод и передача

Привод компрессора осуществляется от асинхронного электродвигателя через ременную передачу.

Характеристики электродвигателя: IP55/ 280 кВт/ 1500 об/мин/ 440 В/ 50 Гц.

Оборудование КИП

Предлагаемый компрессор оснащается следующим оборудованием КИП:

Датчики давления – устанавливаются на каждой ступени всасывания/нагнетания газа, на нагнетании основного насоса смазочного масла и на впускном коллекторе охлаждающей воды.

Датчик и температуры – устанавливаются на каждой ступени всасывания/нагнетания и на выходе из коллектора охлаждающей жидкости.

Электрооборудование

Компрессор оснащается панелью питания, установленной на скиде.

Панель питания интегрирована (совмещена) с панелью управления (IP55, контроллер ПЛК).

Местная панель команд снабжена следующими переключателями:

• запуск / остановка компрессора;
• блокировка компрессора;
• запуск / останов вспомогательного масляного насоса;

В случае низкого давления смазочного масла в коллекторе срабатывает «АВАРИЙНЫЙ СИГНАЛ».

Отключение компрессора происходит при возникновении одной из следующих ситуаций:

• высокая температура/давление на выходе каждой ступени;
• низкое давление всасывания на первой ступени;
• низкое давление воздуха КИП;

Поршневой воздушный компрессор 17 м³/мин

Основные технические характеристики

Комплектность поставки:

• компрессор;
• электродвигатель в комплекте с пускорегулирующей аппаратурой;
• система автоматики;
• холодильники межступенчатые;
• фильтр всасывающий;
• холодильник концевой.

Персонал компании Интех ГмбХ (Intech GmbH) всегда готов предоставить дополнительную техническую информацию по предлагаемым объемным компрессорам.

Классификация компрессоров
Объемные компрессоры
Применение винтовых компрессоров
Применение поршневых компрессоров
Применение центробежных компрессоров
Роторные компрессоры
Смазка цилиндров поршневых компрессоров
Винтовые компрессорные установки
Мембранные компрессоры
Основные характеристики компрессора. Производительность компрессора. Мощность компрессора
Передвижные дизельные (винтовые) компрессоры
Поршневые компрессоры
Расчет компрессоров. Подбор компрессорного оборудования
Сравнительный анализ компрессоров
Центробежные компрессоры. Азотные компрессоры

• Positive displacement compressors
• Verdrängungsverdichtern
• Compresores volumétricos
• Compresseurs volumétriques
• 容積圧縮機

Поставка и пуск в эксплуатацию дожимного поршневого компрессора на Вынгапуровском ГПЗ

Виды компрессоров объемного типа сжатия – «Нижегородтехцентр»

Объемные компрессоры: Для объемных компрессоров характерно создание определенного замкнутого объема газа или воздуха и последующее повышение давления, которое достигается за счет уменьшения этого замкнутого объема.

Поршневые компрессоры были изобретены первыми и являются самыми распространенными из всех компрессоров. Поршневые компрессоры очень разнообразны: одинарного или двойного действия, со смазкой или безмаслянные, с разным числом цилиндров и самых различных конфигураций. За исключением самых малых компрессоров с вертикальными цилиндрами, для небольших компрессоров наиболее часто применяется V-образное расположение цилиндров. В крупных компрессорах двойного действия наибольшими преймуществами обладает L-oбразная конфигурация с вертикальным цилиндром низкого давления и горизонтальным цилиндром высокого давления. Поэтому такая конструкция наиболее распространена.

В маслосмазываемых поршневых компрессорах обычно применяют систему естественной подачи масла или систему подачи масла под давлением. В большинстве компрессоров используются самодействующие клапаны, которые открываются и закрываются в результате разности давлений по обе стороны пластины клапана.

Безмасляные поршневые компрессоры могут оснащаться поршневыми кольцами, изготовленными из политетрафтор-этелена (ПТФЭ) или графита. В другом варианте исполнения в поршне и стенке цилиндра могут быть пазы, как в лабиринтных компрессорах. Более крупные машины оснащаются крейцкопфом и уплотнениями на штоке поршня, а также вентилируемым «фонарем» (промежуточным отсеком), предотвращающим перенос масла из картера коленчатого вала в камеру сжатия. Небольшие компрессоры зачастую оснащаются картером коленчатого вала с подшипниками, смазка которых рассчитана на весь срок службы.

Мембранные компрессоры образуют другую группу компрессоров. Мембрана приводится в движение механическим или гидравлическим способом. Механические мембранные компрессоры используются при малых производительностях и низких давлениях или в качестве вакуумных насосов. Гидравлические мембранные компрессоры используются для получения высоких давлений.

Винтовые компрессоры. Принцип действия ротационных компрессоров объемного действия с поршнем в форме винта был разработан в 30-е годы, когда потребовались высокопроизводительные компрессоры, способные стабильно работать в различных условиях.

Основными частями винтового компрессора являются ведущий и ведомый роторы. которые вращаются навстречу друг другу, в то время как пространство между ними и корпусом уменьшается. Каждый из винтовых элементов имеет постоянную, присущую ему степень повышения давления, которая зависит от их длины, шага винта и формы выпускного отверстия. Для получения наибольшего КПД степень повышения давления должна соответствовать требуемому рабочему давлению.

Винтовой компрессор не оснащен клапанами, и в нем отсутствуют механические силы, вызывающие разбалансировку. Это значит, что он может работать при высокой скорости вращении вала, и его конструкция позволяет получить высокую величину потока при малых габаритных размерах. Осевое усилие, зависящее от разности давлений между входом и выходом компрессора, должно приниматься подшипниками. Винт, который первоначально был симметричным, в дальнейшем видоизменился и приобрел различные асимметричные геликоидальные (спиральные) профили.

Безмасляные винтовые компрессоры. В первых винтовых компрессорах, так называемых безмасляных компрессорах, или компрессорах с сухим сжатием, винт имел симметричный профиль и в камере сжатия не использовалась жидкость. В конце 1960-х годов были внедрены высокоскоростные безмасляные винтовые компрессоры с асимметричным профилем винта. Новый профиль винта, благодаря уменьшению внутренних утечек, позволил значительно повысить КПД. В компрессорах с сухим сжатием для синхронизации вращающихся навстречу друг другу роторов используется внешняя зубчатая передача. Так как роторы не соприкасаются ни друг с другом, ни с корпусом компрессора, в камере сжатия отдельной смазки не требуется. Поэтому сжатом воздухе совершенно отсутствует масло. Роторы и корпус изготавливаются с высокой точностью, чтобы уменьшить утечку воздуха со стороны нагнетания в сторону всасывания. Полная степень повышения давления ограничивается разностью температур на впуске и выпуске. Поэтому безмасляные винтовые компрессоры зачастую изготавливаются с несколькими ступенями.

Компрессоры с нагнетанием жидкости. Винтовые компрессоры с нагнетанием жидкости охлаждаются и смазываются жидкостью, которая нагнетается в камеру сжатия, а также зачастую и в подшипники компрессора. Жидкость предназначена для охлаждения и смазки компрессорного элемента, а также для уменьшения обратной утечки воздуха в сторону воздухозабора. В настоящее время для этих целей чаще всего используется масло из-за его хороших смазочных свойств, но могут применяться и другие жидкости, например вода. Винтовые компрессорные элементы с нагнетанием жидкости могут изготавливаться с большой степенью повышения давления, и поэтому для давлений до 13 бар обычно достаточно одной ступени сжатия. Малые обратные утечки в элементе означает также, что эффективно работают даже относительно небольшие компрессоры.

Зубчатый компрессор. Компрессорный элемент зубчатого компрессора состоит из двух роторов, которые вращаются к камере сжатия навстречу друг другу. Процесс сжатия состоит из этапов впуска, сжатия и выпуска. На этапе впуска воздух всасывается в камеру сжатия до тех пор, пока роторы не перекроют впускной канал. На этапе сжатия поступивший воздух находится в камере сжатия, объем которой по мере вращения роторов постепенно уменьшается. Во время сжатия выпускной канал закрыт одним из роторов, в то время как впускной канал открывается для впуска новой порции воздуха в противоположную секцию камеры сжатия. Выпуск происходит, когда один из роторов открывает выпускной канал и сжатый воздух вытесняется из камеры сжатия. Впуск и выпуск происходят в радиальном направлении через камеру сжатия, что позволяет упростить конструкцию подшипников и улучшить заполнение. Вращение обоих роторов синхронизируется зубчатым колесом. Максимальная степень повышения давления, которую можно получить в безмасляном зубчатом компрессоре, составляет 4,5. Следовательно, для более высоких давлений потребуется несколько ступеней.

Спиральный компрессор является разновидностью безмасляного ротационного объемного компрессора, т. е. он сжимает определенное количество воздуха в постепенно уменьшающемся объеме. Компрессорный элемент состоит из неподвижной спирали к корпусе элемента и подвижной эксцентрической спирали с приводом от двигателя. Спирали установлены со сдвигом по фазе на 180⁰ так, чтобы они образовывали воздушные полости с изменяющимся объемом. Такая конструкция обеспечивает спиральным элементам радиальную стабильность. Утечки в спиральном элементе минимальны, так как разность давлений между воздушными полостями меньше разности давлений во впускных и выпускных каналах. Подвижная спираль приводится в движение короткоходным коленчатым валом и эксцентрически перемещается вокруг центра неподвижной спирали. Впускной канал находится в верхней части корпуса элемента. Когда подвижная спираль движется против часовой стрелки, воздух всасывается, захватывается одной из воздушных полостей и сжимается, по мере продвижения к центру, где расположены выпускной канал и обратный клапан. Цикл сжатия продолжается в течение 2,5 оборота, что фактически обеспечивает постоянный воздушный поток без пульсаций. Этот процесс относительно бесшумный и почти без вибрации, так как не возникает переменного вращающего момента, как, например в поршневом компрессоре.

Так же выделяют относительно редко используемые: роторно-пластинчатые компрессоры и жидкостно-кольцевые. По принципу объемного сжатия также работают и большинство воздуходувок.

Компания ГК НТЦ представляет на российском рынке промышленные воздушные компрессоры ведущих мировых производителей.

 

6.2.2. Объемные компрессоры

Поршневые компрессоры делятся по числу всасываний и нагнетаний за один двойной ход поршня на компрессоры простого (одинарного) и двойного действия. За один двойной ход поршня компрессор простого действия производит одно всасывание и одно нагнетание, компрессор двойного действия – два всасывания и два нагнетания.

Ступенью сжатия называется часть компрессорной машины, где газ сжимается до конечного или промежуточного (перед поступлением на следующую ступень) давления. По числу ступеней поршневые компрессоры подразделяются на одноступенчатые и многоступенчатые, которые, в свою очередь, могут быть горизонтальными и вертикальными.

Принцип действия и теоретическая диаграмма работы поршневого компрессора. На рис. 6.26 изображен компрессор простого действия. Поршень 2 движется возвратно-поступательно в цилиндре 1, снабженном всасывающим 3 и нагнетательным 4 клапанами. Поршень плотно прилегает к тщательно обработанной внутренней поверхности цилиндра.

Рис. 6.26. Поршневой компрессор простого действия: 1 – цилиндр; 2 – поршень; 3, 4 – всасывающий и нагнетательный клапаны; 5 и 6 – патрубки для входа и выхода охлаждающей воды; 7 – рубашка

Движение поршня осуществляется при помощи кривошипно-шатунного механизма, передающего энергию от двигателя. При движении поршня вправо газ при давлении р₁ всасывается через клапан 3; при движении в обратную сторону газ сначала сжимается до требуемого давления р₂, затем вытесняется через клапан 4 в нагнетательный газопровод. Для отвода теплоты сжатия газа вокруг наружной поверхности цилиндра устанавливается рубашка 7, в которую подается холодная вода (вход воды 5) и отводится нагретая вода (выход 6).

На рис. 6.27 представлена теоретическая рабочая диаграмма для компрессора простого действия. При перемещении поршня от крайнего левого положения газ через открывшийся всасывающий клапан засасывается в цилиндр (линия 4-1). Когда поршень займет крайнее правое положение, пройденный поршнем объем V₁ наполнится газом с давлением р₁ и температурой Т₁ (на диаграмме точка 1). При движении поршня влево всасывающий клапан закрывается и начинается сжатие газа (линия 1-2). Поршень будет находиться в положении 2, когда давление газа достигнет величины противодавления в нагнетательном газопроводе, равного р₂. При этом откроется нагнетательный клапан и сжатый газ начнет выталкиваться при постоянном давлении р₂ в нагнетательный трубопровод (линия 2-3). На диаграмме процесс сжатия изобразится кривой 1-2, а процесс нагнетания – прямой 2-3.

Теоретическая работа, совершаемая поршневым компрессором за один цикл (два хода поршня) А_к^, будет определяться как алгебраическая сумма работ всасывания (площадь 4-5-7-1), сжатия (площадь 1-2-6-7) и нагнетания (площадь 2-3-5-6), т.е. изображаться площадью 1-2-3-4, так как работа всасывания отрицательная в соответствии с (6.47) ибо величина dV при этом положительная.

. (6.56)

Поскольку предполагается, что процессы всасывания и нагнетания происходят при постоянном давлении, то соответствующие величины работы легко находятся из (6.47):

, (6.57)

, (6.58)

где М – масса газа, заполняющего объем компрессора V_1.

Величина теоретической работы компрессора зависит от условий, при которых происходит сжатие газа, что обусловливается различными значениями А^_1-2 , а также А^_наг. При изотермическом процессе сжатия А^_1-2определяется из (6.49) и равняется А^_к,из (площадь 1-2-3-4), поскольку при Т=const, (A_вс = –А_наг). Для адиабатного процесса (площадь 1234).

(6.59)

Аналогичным образом для политропного процесса (площадь 1-2-3-4)

. (6.60)

Проанализировав соотношения (6.49), (6.59), (6.60) с учетом того, что показатель политропы 1<m<k, можно сделать вывод, что наименьшая работа затрачиваемая компрессором наблюдается в изотермическом процессе, а наибольшая – в адиабатном. На практике при работе компрессора показатель политропы может оказаться большим, чем

показатель адиабаты (m>k). Это объясняется выделением дополни-тельного тепла при трении движущихся деталей компрессора, гидравлическим сопротивлением и т. д. В этом случае работа, затрачиваемая компрессором при политропном процессе, будет больше, чем при адиабатном процессе (площадь 1–3-4).

Рис. 6.26. Теоретическая рабочая диаграмма поршневого компрессора простого действия

Действительная диаграмма работы поршневого компрессора. Производительность компрессора. Для определения производительности компрессора по его главным размерам (площадь поперечного сечения поршня F, ход поршня S) и числу оборотов вала n пользуются действительной рабочей диаграммой компрессора. Ее отличие от теоретической обусловлено главным образом тем, что не весь сжатый газ вытесняется из цилиндра в конце рабочего хода поршня. По конструктивным причинам в пространстве между рабочей плоскостью поршня и крышкой цилиндра, носящем название вредного пространства, всегда остается некоторое количество газа, сжатого до давления р₂. Всасывание новой порции газа не начнется до тех пор, пока остаток сжатого газа не расширится до давления р₁, а точнее, до р₀ < р₁, так как для открытия всасывающего клапана необходима некоторая разность давлений во всасывающем трубопроводе и цилиндре р₁– р₀. Следовательно, всасывание газа будет происходить не на протяжении всего хода поршня S, а лишь на пути <S (рис. 6.28).

Рис. 6.26. Действительная диаграмма поршневого компрессора простого действия

Действительная диаграмма компрессора показана на рис. 6.28, где – приведенная длина вредного пространства, пропорциональная его объему; линия 4 – 1 – участок всасывания; 1 – 2 – участок сжатия; 2 – 3 – участок нагнетания; 3 – 4 – участок расширения газа, остающегося во вредном пространстве. Таким образом, производительность одноступенчатого компрессора простого действия, отнесенная к параметрам состояния всасываемого газа, выразится так:. Отношение объема всасываемого газак объему, описанному поршнем за один ходFS, называется объемным коэффициентом полезного действия компрессора:

. (6.61)

Таким образом,

. (6.62)

Для определения величины выразим отношение объемов газов в цилиндре в точках 4 и 3 при политропном расширении газового остатка, обозначив объемную долю вредного пространства через с учетом того, что :

. (6.63)

Решив (6.63) относительно ₀, получим

. (6.64)

Из выражения (6.64) следует, что объемный к.п.д. падает с увеличением объема вредного пространства и с ростом степени сжатия р₂/р₁. По этой причине стремятся при проектировании компрессоров к возможному уменьшению величины ₀; на практике ₀ = 0,03 0,06.

Уменьшение ₀ c ростом степени сжатия, как это следует из (6.64), имеет предел, называемый пределом сжатия, при котором ₀ становится равным нулю (S₁=0).

На диаграмме (рис. 6.28) давления р₁, р₂ соответствуют давлениям во всасывающем и нагнетательном трубопроводах, а р₀давление в цилиндре компрессора в момент открытия всасывающего клапана.

Действительная рабочая диаграмма компрессора, получаемая при помощи индикатора – индикаторная диаграмма (рис. 6.28), отличается от теоретической также характером линий всасывания и нагнетания. Это вызвано, во-первых, тем, что сопротивления клапанов изменяются на протяжении хода поршня в связи с изменением его скорости и должны быть максимальными во время их открытия (выступы в начале рассматриваемых линий). Во-вторых, клапаны не открываются мгновенно, поэтому на индикаторной диаграмме отсутствуют резко выраженные пересечения всех линий. Следует учитывать, что реальная производительность компрессора несколько ниже определяемой выражением (6.62) вследствие утечки газа через неплотности клапанов и поршня, подогрева поступающего газа о нагретые стенки цилиндра и др. Это учитывается соответственно коэффициентом герметичностии термическим коэффициентом. Таким образом, действительная производительность компрессора находится как

, (6.62а)

где коэффициент подачи.

Многоступенчатое сжатие газа в поршневых компрессорах. Из выражения (6.64) следует, что объемный к.п.д. одноступенчатого компрессора ₀ падает с увеличением степени сжатия газа р₂/р₁ и относительного объема вредного пространства . Кроме того, увеличение степени сжатия ведет к увеличению температуры газа в цилиндре компрессора. Так, например, воздух, имея начальную температуруС, нагревается до 160при сжатии его от 0,1 до 0,4 Мпа, т.е. прир₂/р₁ = 4, при показателе политропы m = 1,4.

По указанным причинам для достижения степеней сжатия газов выше 46 применяют многоступенчатые компрессоры, состоящие из ряда последовательно расположенных ступеней (цилиндров) двойного или простого действия со степенью сжатия в каждой ступени не более 45. Это обеспечивает достижение приемлемого объемного к.п.д., позволяя одновременно поддерживать допустимую температуру сжимаемого газа путем его охлаждения при переходе из каждой предыдущей ступени в последующую.

На рис. 6.29. представлена схема трехступенчатого компрессора с цилиндрами двойного действия. Исходный газ с температурой поступает по всасывающему трубопроводу 1 под давлениемр₁ в первую ступень I, где сжимается до давления р₂ и температура его становится , затем этот газ проходит через холодильник 2, где его температура снижается до значения, и поступает во вторую ступень II. В ней газ сжимается до давленияр₃ и выходит из нее с температурой . Проходя через холодильник 3, газ охлаждается до температурыи поступает в ступень III, где сжимается до конечного заданного давленияр₄.

Рис. 6.29. Схема трехступенчатого компрессора с цилиндрами двойного действия:1 – трубопровод; 2 и 3 – холодильники; 4 – маховик

На валу поршневого компрессора устанавливается массивный маховик 4, который обеспечивает необходимую равномерность его вращения за счет действия инерционных сил.

На рис. 6.30. приведена теоретическаяр диаграмма трехступенчатого компрессора. Здесь точкиВ, D, G соответствуют состояниям газа на выходе из ступеней I, II, III а точки С и Е – состояниям входа в ступени II и III, характеризующимся уменьшением удельных объемов газа (от дои отдо) вследствие охлаждения газа в промежуточных холодильниках 2 и 3. Из рис. 6.30 видно, что при многоступенчатом сжатии достигаются не только приемлемые объемные к.п.д. компрессора и допустимые рабочие

Рис .6.30. Теоретическая рабочая диаграмма трех-ступенчатого компрессора.

Температуры газа, но также существенное уменьшение расхода работы на сжатие. При сжатии газа в одной ступени (без промежуточного охлаждения) процесс протекал бы по кривой А-В-Н, а не по ломаной линии A-B-C-D-E-G. Следовательно, экономия работы в случае многоступенчатого сжатия газа с промежуточным его охлаждением эквивалентна заштрихованной площади B-C-D-E-G-H.

Расход энергии на сжатие газа в поршневых компрессорах. Работа трения поршня о цилиндр, штока в сальниках, вала в подшипниках и т.д. учитывается механическим к.п.д. компрессора . При производительности компрессораG, кг/с, мощность на его валу выразится так:

. (6.65)

Частота вращения вала поршневого компрессора обычно не превышает 200 об/мин, поэтому при использовании электродвигателя требуется промежуточная передача, к.п.д. которой обозначим через . Для определения полного к.п.д. компрессорной установкинеобходимо учитывать к.п.д. двигателя:

. (6.66)

Полная мощность компрессорной установки будет:

. (6.67)

Роторные компрессоры. Отличительной чертой роторных (ротационных) компрессоров является наличие в качестве рабочего органа вращающегося ротора различных конструкций. Ниже будут рассмотрены три типа роторных компрессоров.

Пластинчатые компрессоры. На рис. 6.31 изображен пластинчатый компрессор.

Рис. 6.31. Пластинчатый компрессор: 1 – корпус; 2 – ротор; 3 – пластины; 4 – прорези; 5 – межпластинчатые камеры; 6 – всасывающий патрубок; 7 – нагнетательный патрубок

Работает компрессор следующим образом. В корпусе 1 вращается ротор 2, эксцентрично расположенный относительно внутренней поверхности корпуса. Пластины 3 свободно перемещаются в прорезях ротора 4, при его вращении выбрасываются из прорезей центробежной силой и плотно прижимаются к внутренней поверхности корпуса. Между ротором и внутренней поверхностью корпуса имеется серповидное пространство. Пластины делят серповидное пространство на замкнутые межпластинчатые камеры 5, объемы которых в направлении вращения с одной стороны расширяются, а с другой – уменьшаются. Газ, входящий по всасывающему патрубку 6 в расширяющиеся камеры, сжимается при вращении ротора в камерах с уменьшающимся объемом и поступает в нагнетательный патрубок 7. Зазор между ротором и внутренней поверхностью корпуса в нижней части образует вредное пространство. Таким образом, пластинчатый компрессор работает по принципу поршневого компрессора: газ сжимается в результате уменьшения рабочего объема межпластинчатой камеры. Достигаемая на практике степень сжатия газа обычно равна 34. Роторные пластинчатые компрессоры изготавливают одно- и двухступенчатыми, у последних увеличивается конечная степень сжатия газа.

Водокольцевые компрессоры. Устройство водокольцевого (мокрого) компрессора и соответствующие обозначения приведены на рис. 6.32. В водокольцевом компрессоре лопасти 3 жестко соединены с ротором 2 и одинаковы по длине. Перед пуском компрессор примерно на половину заливают водой. При вращении ротора вода под действием центробежной силы отбрасывается к периферии и образует вращающееся водяное кольцо 4, которое несколько толще в зоне всасывания и тоньше в зоне нагнетания из-за

Рис. 6.32. Водокольцевой компрессор: 1 – цилиндрический корпус; 2 – ротор; 3 – лопасти; 4 – жидкостное кольцо; 5 – всасывающий патрубок; 6 – нагнетательный патрубок;  – эксцентриситет между центрами окружностей ротора и корпуса

разности давлений в этих зонах. Между лопастями ротора и водяным кольцом образуются ячейки, объем которых за время первой половины оборота ротора увеличивается, а за время второй половины – уменьшается. Газ засасывается через патрубок 5, а сжатый газ выходит через патрубок 6. Сжатие газа происходит в ячейках Б, В, Г, Д благодаря уменьшению их объема. Ячейка А относится к зоне всасывания. Таким образом, по принципу действия водокольцевой компрессор аналогичен пластинчатому, но роль корпуса и прорезей здесь выполняет жидкостное кольцо.

Давление, которое создает водокольцевой компрессор, невелико. Поэтому его используют как газодувку.

Компрессор с двумя вращающимися поршнями. Устройство компрессора показано на рис. 6.33.

Рис. 6.33. Компрессор с двумя вращающимися поршнями: 1 – корпус; 2 – поршень; 3 – всасывающий патрубок; 4 – нагнетательный патрубок

В корпусе 1 на двух параллельных валах вращаются два поршня 2. Один из них приводится во вращение электродвигателем, второй связан с первым зубчатой передачей, передаточное число которой равно единице. При вращении поршни плотно прилегают один к другому и к стенкам корпуса, образуя две разобщенные камеры: в одной из них происходит всасывание, в другой – нагнетание. Газ поступает через всасывающий патрубок 3 и перемещается поршнями по периферии корпуса. При поступлении в нагнетательный патрубок 4 газ сжимается и выталкивается в напорный трубопровод.

Общие сведения о различных типах поршневых компрессоров

Благодарим вас за предоставленную информацию. Ваша персонализированная домашняя страница доступна здесь. Вы можете редактировать свой выбор в любое время.

Ваша персонализированная домашняя страница доступна здесь. Вы можете редактировать свой выбор в любое время.

Вы можете персонализировать свой опыт в любое время во время вашего визита.

Эрик Арфальк / 4 января 2018 г.

Общее практическое правило гласит, что объемные компрессоры лучше всего подходят для требований базовой нагрузки. Так как же они работают? Компрессоры объемного типа всасывают воздух в одну или несколько камер сжатия. Поскольку объем каждой камеры уменьшается за счет смещения одной или нескольких движущихся частей, давление увеличивается.

Сегодня мы рассмотрим различные типы компрессоров, в которых используется объемное сжатие.

Поршневые компрессоры

Поршневой компрессор является старейшим и наиболее распространенным типом промышленных компрессоров. Он доступен в вариантах одностороннего или двойного действия, с масляной или безмасляной смазкой, с различным количеством цилиндров в различных конфигурациях.

Безмасляные поршневые компрессоры имеют поршневые кольца из политетрафторэтилена (ПТФЭ) или углерода. В качестве альтернативы поршень и стенка цилиндра могут быть профилированы, как в лабиринтных компрессорах. Более крупные машины оснащены крейцкопфом и уплотнениями на поршневых пальцах, а также вентилируемой промежуточной деталью для предотвращения попадания масла из картера в камеру сжатия. Небольшие компрессоры часто имеют картер с постоянно герметизированными подшипниками.

Ротационно-винтовые компрессоры 

Разработанные в 1930-х годах двухвинтовые ротационные компрессоры состоят из двух основных частей — охватываемого и охватываемого роторов, которые вращаются в противоположных направлениях, при этом объем между ними и корпусом уменьшается. Каждый шнековый элемент имеет фиксированный встроенный коэффициент давления, который зависит от его длины, шага шнека и формы выпускного отверстия. Для достижения максимальной эффективности встроенная степень сжатия должна быть адаптирована к требуемому рабочему давлению.

Современные безмасляные винтовые компрессоры имеют асимметричные профили винтов, которые уменьшают внутренние утечки и повышают энергоэффективность. Их внешние шестерни чаще всего используются для синхронизации положения роторов, вращающихся в противоположных направлениях. Поскольку роторы никогда не соприкасаются друг с другом, в камере сжатия не требуется смазки, а производимый сжатый воздух полностью безмасляный.

Винтовые компрессоры с впрыском жидкости используют жидкую смазку в камере сжатия и часто также в подшипниках компрессора. Жидкость охлаждает и смазывает движущиеся части элемента компрессора, что охлаждает сжимаемый воздух и уменьшает обратную утечку на входе. На сегодняшний день масло является наиболее часто используемой жидкостью благодаря своим хорошим смазывающим и уплотняющим свойствам. Другие используемые жидкости включают воду.

Зубчатые компрессоры

Зубчатые компрессоры содержат два ротора, которые вращаются в противоположных направлениях внутри камеры сжатия. Процесс его сжатия состоит из фаз впуска, сжатия и выпуска. Во время фазы всасывания воздух всасывается в камеру сжатия до тех пор, пока роторы не перекроют впускное отверстие. Затем воздух сжимается в камере сжатия, которая становится меньше по мере вращения роторов во время фазы сжатия. На заключительном этапе выпускное отверстие блокируется во время сжатия одним из роторов, в то время как впускное отверстие открыто для всасывания нового воздуха в противоположную часть камеры сжатия.

Спиральные компрессоры 

Спиральный компрессор обычно представляет собой тип безмасляного орбитального поршневого компрессора, который сжимает определенное количество воздуха до постоянно уменьшающегося объема. Компрессорный элемент состоит из спирали статора, закрепленной в корпусе, и эксцентриковой спирали с приводом от двигателя. Спирали установлены со смещением фаз на 180°, образуя воздушные карманы с плавно меняющимся объемом, что обеспечивает спиральным элементам радиальную устойчивость. Когда вращающаяся спираль движется, воздух втягивается и захватывается в один из воздушных карманов, где он постепенно сжимается по мере продвижения к центру.

Пластинчатые компрессоры 

Большинство лопастных компрессоров смазываются маслом и работают по тому же принципу, что и многие расширительные двигатели сжатого воздуха. В корпусе статора эксцентрично установлен ротор с радиальными подвижными лопастными лопатками. При его вращении лопасти под действием центробежной силы прижимаются к стенкам статора. Воздух всасывается, а расстояние между ротором и статором увеличивается. Воздух захватывается в различных камерах компрессора, его объем уменьшается при вращении, а затем выпускается, когда лопасти проходят через выпускное отверстие.

Воздуходувки Рутса

Воздуходувка Рутса представляет собой поршневой бесклапанный компрессор без внутреннего сжатия. Когда камера сжатия соприкасается с выпускным отверстием, сжатый воздух поступает обратно в корпус со стороны нагнетания. Впоследствии происходит дальнейшее сжатие, когда объем камеры сжатия еще больше уменьшается при продолжающемся вращении. Соответственно, сжатие происходит против полного противодавления, что приводит к низкому КПД и высокому уровню шума. Воздуходувки Рутса часто используются в качестве вакуумных насосов и для пневматической транспортировки в условиях низкого давления.

Найти правильный поршневой компрессор для ваших нужд может быть сложно, но Atlas Copco всегда готова помочь. Просто отправьте нам сообщение на нашей странице «Контакты», и эксперт укажет вам правильное направление.

Персонализируйте свой опыт в блоге о сжатом воздухе.

Просматривайте только те статьи в блоге, которые вам интересно читать. Персонализируйте свой опыт, выбрав интересующие вас темы ниже.

Масляные воздушные компрессоры Безмасляные воздушные компрессоры Промышленные и аэрационные воздуходувки Промышленные вакуумные насосы Генераторы азота Очистка воздуха Промышленное охлаждение Сервис, запчасти и техническое обслуживание Все темы

Что такое поршневой компрессор?

Содержание

• 1 Что такое поршневой компрессор?
• 2 Положительный принцип работы компрессора с положительным смещением
• 3 Типы компрессора положительного смещения
  • 3,1 1) Компрессор роторного винта
  • 3,2 2) Компрессор роторного лопасти
  • 3,3 3) Перепрокирующий Piston Compressor
  • 34 4) 3). ) Мембранный компрессор
• 4 Преимущества и недостатки компрессоров с положительным смещением
  • 4.1 Преимущества положительного компрессора смещения
  • 4.2 Недостатки положительного смещения компрессора
• 5 Применение положительного помещения
• 6.
• компрессор?
• 6.2 Какие примеры объемного компрессора?
• 6.3 Для чего используется поршневой компрессор?
• 6.4 Какие существуют типы объемных компрессоров?

Компрессоры чаще всего используются для сжатия и доставки газа или воздуха из одной области в другую. Существует несколько типов воздушных компрессоров, разработанных в соответствии с потребностями различных областей применения. Компрессор прямого вытеснения (PD) является наиболее часто используемым типом компрессора. В нем используется возвратно-поступательный или вращающийся компонент для сжатия рабочей жидкости. Основная цель этой статьи – объяснить различные аспекты объемного воздушного компрессора.

Что такое поршневой компрессор?

Компрессор прямого вытеснения работает путем подачи определенного количества воздуха в компрессионный цилиндр , где воздух сжимается за счет механического уменьшения его объема. Он известен как объемный компрессор, потому что он сжимает рабочую среду, вытесняя объем цилиндра сжатия .

Этот компрессор имеет компонент , движущийся вперед и назад (например, поршень, поршень, диафрагма или лопасти) внутри цилиндра сжатия.

Объемный компрессор объемного типа не может обеспечивать непрерывный поток жидкости.

Нагнетательные компрессоры имеют более низкий КПД , чем центробежные компрессоры.

Эти компрессоры отличаются превосходным качеством, высокой надежностью, доступной ценой и высокой универсальностью. Таким образом, объемные компрессоры чаще всего используются на заводах по производству сжиженного нефтяного газа, в холодильниках, на химических заводах, в производстве удобрений, в цеховых цилиндрах и во многих других областях. Велосипедные насосы и велосипедные насосы являются наиболее распространенными примерами объемных компрессоров.

Читайте также: Различные типы воздушных компрессоров

Объемный компрессор Принцип работы

Компрессор объемного типа работает по принципу объема . Работа компрессора PD очень проста. Это работает следующим образом:

Сначала воздух поступает из всасывающего клапана в камеру сжатия. Компрессор использует движущийся компонент, такой как поршень, поршень или диафрагма, для сжатия воздуха. Этот возвратно-поступательный компонент имеет правое и обратное движение внутри камеры компрессора.

Поршневой компонент уменьшает объем камеры сжатия и сжимает воздух. Когда давление воздуха или газа достигает требуемого, выпускной клапан открывается, и сжатый воздух выпускается. После этого сжатый воздух или газ хранится в резервуаре для хранения или доставляется в нужное место.

Эти компрессоры имеют одну или несколько камер сжатия и несколько впускных портов. Объемные компрессоры бывают разных типов, но принцип работы всех этих типов одинаков.

Простейшим примером объемного воздушного компрессора является велосипедный насос , в котором воздух поступает в цилиндр и сжимается движущимся поршнем; после этого он переходит на велосипедные шины.

Типы объемных компрессоров

Типы объемных воздушных компрессоров приведены ниже:

1. Поршневой компрессор
2. Ротационно-пластинчатый компрессор
3. Спиральный компрессор
4. Винтовой компрессор

1) Винтовой компрессор

Основная статья: Винтовой компрессор

Винтовой компрессор является очень известным и распространенным объемным воздушным компрессором. Он использует вращающиеся винты для сжатия воздуха.

Когда винты компрессора начинают вращаться, в камере компрессора начинает создаваться вакуум. За счет этой полости компрессор всасывает воздух в цилиндр. После процесса всасывания впускной клапан закрывается, и начинается процесс сжатия.

Два вращающихся винта сжимают воздух, который равномерно вращается и проходит через камеру. С каждым оборотом давление воздуха постепенно увеличивается, пока не достигнет желаемого давления.

Эти типы объемных воздушных компрессоров собирают загрязняющие вещества из воздуха и смазывают сами детали компрессора.

Эти компрессоры смазываются воздушно-масляной смесью, которая снижает температуру рабочих частей. Масло в воздухе должно быть отфильтровано, прежде чем его можно будет использовать для конечного применения. Однако присутствие масла повышает эффективность работы оборудования.

Максимальная мощность роторного компрессора обычно составляет 600 лошадиных сил. Обязательно удалять масло из воздуха перед его выходом из винтового компрессора.

Для этого компрессора требуется большой комбинированный уменьшающий фильтр, обычно называемый фильтром-маслоотделителем. Эту деталь следует регулярно заменять. Невыполнение этого требования приведет к избыточному потоку масла или падению высокого давления.

Предыдущие винтовые компрессоры были менее эффективными по сравнению с поршневыми компрессорами двойного действия. Тем не менее, новейшие винтовые компрессоры имеют выдающуюся эффективность при полной нагрузке.

Обычный винтовой компрессор имеет управление двигателем и всю мощность, масло и воздушный охладитель. Он также имеет устройства безопасности, которые полностью упакованы и предварительно установлены. Большинство новых машин (за исключением самых маленьких) содержат микропроцессорный контроллер.

Подробнее: Различные типы компрессоров

2) Ротационно-пластинчатый компрессор

Этот компрессор PD работает по тому же принципу, что и винтовой компрессор. Но разница в том, что в этих компрессорах вместо винтов для сжатия воздуха в камере используются лопасти.

Как и для масляного инжектора, для пластинчатого компрессора требуются те же компоненты для сепаратора и деталей масляной системы. Как правило, меньшие размеры сепаратора приводят к тому, что в пластинчатом компрессоре остается больше масла, чем в аналогичном поршневом компрессоре с возвратно-поступательным движением.

КПД этого типа компрессора при полной нагрузке обычно средний, а эффективность при частичной нагрузке сильно зависит от метода управления. За исключением переменного рабочего объема, метод управления пластинчатым компрессором по существу такой же, как и у винтового компрессора.

Подробнее: Работа центробежного компрессора

3) Породовой компрессор поршня

Основная статья: Порочный компрессор. воздух в камере и сжимает его. Обычно одним движением поршня воздух всасывается в камеру, а другим движением он сжимается.

Эти типы поршневых компрессоров предназначены для двухкамерных или однокамерных компрессоров. То есть воздух сжимается только с одной или обеих сторон поршня. Поршневой компрессор может развивать мощность до 1000 лошадиных сил. Эти машины обычно дешевы в обслуживании и покупке.

Однако производительность поршневого компрессора со временем постепенно снижается. Эти компрессоры также имеют более высокий уровень шума и более низкую производительность, чем центробежные компрессоры.

При высоком содержании масла (около 50 частей на миллион) и высокой температуре на выходе эти компрессоры могут привести к перетеканию жидкости вниз. Из-за высоких производственных затрат, уникальной основы для борьбы с вибрациями, а также частого и обширного технического обслуживания лишь несколько производителей до сих пор производят поршневые компрессоры двойного действия.

Читайте также: Различные типы поршневых компрессоров

4) Спиральный компрессор

Спиральный компрессор имеет пару смещенных спиральных лопаток. Он имеет разные сплошные свитки. Как правило, он имеет одно фиксированное смещение, а другое эксцентричное. Этот процесс всасывает газ и сжимает его.

Это один из самых тихих типов объемных компрессоров. Расстояние между сплошными свитками минимально, что делает громкость очень эффективной.

Читать также: Работа с помощью Scroll Compressor

5) Диафрагм Компрессор

Основная статья: Диафрагмский компрессор. Этот компрессор использует диафрагму для доставки и сжатия жидкости внутри камеры сжатия. Эта диафрагма имеет вращательное движение, благодаря которому она сжимает жидкость. Этот компрессор в основном используется для перекачки токсичных газов.

Преимущества и недостатки объемных компрессоров

Преимущества объемных компрессоров

• Этот тип компрессора имеет низкую стоимость производства.
• Компоненты просты в изготовлении.
• Широкий выбор цен.
• Обладает высокой эффективностью.
• Этот тип компрессора имеет высокую степень сжатия.

Недостатки объемного компрессора

• Требует тщательного обслуживания.
• Имеет высокий уровень шума по сравнению с динамическим компрессором.
• Не подходит для высоких скоростей потока.
• Поршневой двигатель чаще выходит из строя из-за остаточного дисбаланса.
• Это дорого.
• Эти компрессоры не подходят для загрязненных газов.
• Объемный воздушный компрессор имеет ограниченный диапазон производительности.
• Менее надежен.

Применение объемного воздушного компрессора

• Этот тип компрессора используется в холодильнике.
• Используется на химических заводах.
• Эти компрессоры используются в гидроцилиндрах.
• Эти баллоны используются в автомагазинах.

Часто задаваемые вопросы Раздел

Почему он называется поршневым компрессором?

Он известен как поршневой компрессор, потому что он сжимает рабочую жидкость, вытесняя объем цилиндра. В нем используется возвратно-поступательный компонент, такой как поршень или плунжер, для сжатия рабочей жидкости.

Какие примеры объемного компрессора?

Для чего используется поршневой компрессор?

Компрессор прямого вытеснения используется для сжатия сжимаемых жидкостей (т. е. воздуха и газа) и их передачи в требуемый резервуар для хранения или систему трубопроводов.

Какие существуют типы объемных компрессоров?

Объемные компрессоры бывают следующих типов:

1. Поршневой компрессор
2. Ротационно-пластинчатый компрессор
3. Спиральный компрессор
4. Винтовой компрессор

В этой статье мы подробно изучаем типы объемных воздушных компрессоров и некоторые другие аспекты. Если у вас есть какие-либо вопросы, не стесняйтесь и дайте мне знать свой вопрос в поле для комментариев. Я постараюсь дать вам удовлетворительный ответ.

Подробнее

1. Различные типы воздушных компрессоров
2. . Компрессоры
3. Очистка воздуха
4. Промышленные газы
5. Основная теория
6. Как

Типы компрессоров Компрессоры Основная теория Сжатый воздух вики Сжатый воздух

Прежде чем вы сможете узнать о различных компрессорах и методах сжатия, мы сначала должны познакомить вас с двумя основными принципами сжатия газа. После этого мы сравним их и рассмотрим разные компрессоры в этих категориях.

Каковы два основных принципа сжатия?

Существует два основных принципа сжатия воздуха (или газа): объемное сжатие и динамическое сжатие. К первому относятся, например, поршневые (поршневые) компрессоры, орбитальные (спиральные) компрессоры и различные типы роторных компрессоров (винтовые, зубчатые, пластинчатые). При прямом сжатии воздух всасывается в одну или несколько камер сжатия, которые затем закрываются на входе. Постепенно объем каждой камеры уменьшается, и воздух внутри сжимается. Когда давление достигает проектной степени сжатия, порт или клапан открывается, и воздух выпускается в выпускную систему из-за продолжающегося уменьшения объема камеры сжатия. При динамическом сжатии воздух втягивается между лопастями быстро вращающейся крыльчатки сжатия и разгоняется до высокой скорости. Затем газ выпускается через диффузор, где кинетическая энергия преобразуется в статическое давление. Наиболее динамическое сжатие представляют собой турбокомпрессоры с осевой или радиальной схемой потока.

Что такое объемные компрессоры?

Велосипедный насос представляет собой простейшую форму поршневого компрессора, при котором воздух всасывается в цилиндр и сжимается движущимся поршнем. Поршневой компрессор имеет тот же принцип работы и использует поршень, движение которого вперед и назад осуществляется шатуном и вращающимся коленчатым валом. Если для сжатия используется только одна сторона поршня, это называется компрессором одностороннего действия. Если используются верхняя и нижняя стороны поршня, компрессор имеет двойное действие. Отношение давлений представляет собой отношение между абсолютным давлением на входе и выходе. Соответственно, машина, которая всасывает воздух при атмосферном давлении (1 бар (абс.) и сжимает его до избыточного давления 7 бар), работает при соотношении давлений (7 + 1)/1 = 8).

Схема компрессора объемных компрессоров

Два приведенных ниже графика иллюстрируют (соответственно) зависимость давления от объема для теоретического компрессора и более реалистичную диаграмму компрессора для поршневого компрессора. Рабочий объем – это объем цилиндра, который перемещает поршень на стадии всасывания. Объем зазора – это объем непосредственно под впускным и выпускным клапанами и над поршнем, который должен оставаться в верхней точке поворота поршня по механическим причинам.

Разница между рабочим объемом и объемом всасывания возникает из-за расширения воздуха, оставшегося в клиренсе, до начала всасывания. Разница между теоретической диаграммой p/V и фактической диаграммой связана с практической конструкцией компрессора, т.е. поршневой компрессор. Клапаны никогда не закрываются полностью, и между юбкой поршня и стенкой цилиндра всегда есть утечка. Кроме того, клапаны не могут полностью открываться и закрываться без минимальной задержки, что приводит к падению давления при движении газа по каналам. Вследствие такой конструкции газ также нагревается при попадании в цилиндр.

Работа сжатия при изотермическом сжатии:

Работа сжатия при изоэнтропическом сжатии:

Эти соотношения показывают, что для изоэнтропического сжатия требуется больше работы, чем для изотермического сжатия.

Что такое динамические компрессоры?

В динамическом компрессоре повышение давления происходит во время движения газа. Текущий газ разгоняется до высокой скорости с помощью вращающихся лопастей на рабочем колесе. Скорость газа впоследствии преобразуется в статическое давление, когда он вынужден замедляться при расширении в диффузоре. В зависимости от основного направления используемого газового потока эти компрессоры называются радиальными или осевыми компрессорами. По сравнению с поршневыми компрессорами динамические компрессоры имеют характеристику, при которой небольшое изменение рабочего давления приводит к большому изменению расхода. Каждая скорость рабочего колеса имеет верхний и нижний предел скорости потока. Верхний предел означает, что скорость потока газа достигает скорости звука. Нижний предел означает, что противодавление становится больше, чем нарастание давления компрессора, что означает обратный поток внутри компрессора. Это, в свою очередь, приводит к пульсации, шуму и риску механических повреждений.

Сжатие в несколько этапов

Теоретически воздух или газ можно сжимать изоэнтропически (при постоянной энтропии) или изотермически (при постоянной температуре). Любой процесс может быть частью теоретически обратимого цикла. Если бы сжатый газ можно было использовать сразу же при его конечной температуре после сжатия, процесс изоэнтропического сжатия имел бы определенные преимущества. На самом деле воздух или газ редко используются сразу после сжатия и обычно перед использованием охлаждаются до температуры окружающей среды. Следовательно, процесс изотермического сжатия предпочтительнее, так как требует меньше работы. Обычный практический подход к осуществлению этого процесса изотермического сжатия включает охлаждение газа во время сжатия. При эффективном рабочем давлении 7 бар изоэнтропическое сжатие теоретически требует на 37% больше энергии, чем изотермическое сжатие.

Практический способ уменьшить нагрев газа состоит в том, чтобы разделить сжатие на несколько стадий. После каждой ступени газ охлаждается перед дальнейшим сжатием до конечного давления. Это также повышает энергоэффективность, при этом наилучший результат получается, когда каждая ступень сжатия имеет одинаковую степень сжатия. При увеличении числа ступеней сжатия весь процесс приближается к изотермическому сжатию. Однако существует экономический предел для количества ступеней, которые может использовать проект реальной установки.

В чем разница между турбокомпрессором и объемным компрессором?

При постоянной частоте вращения кривая давление/расход для турбокомпрессора значительно отличается от эквивалентной кривой для объемного компрессора. Турбокомпрессоры представляют собой машины с переменной производительностью и переменной характеристикой давления. С другой стороны, поршневой компрессор представляет собой машину с постоянным расходом и переменным давлением. Поршневой компрессор обеспечивает более высокую степень сжатия даже при низкой скорости.