Оборудование.

Компрессор (от лат. compressio — сжатие) — устройство промышленного применения для сжатия и подачи воздуха и других газов под давлением.

Классификация.

Общепринятая классификация механических компрессоров по принципу действия, под принципом действия понимают основную особенность процесса повышения давления, зависящую от конструкции компрессора. По принципу действия все компрессоры можно разделить на две большие группы: динамические и объёмные.

Объёмные компрессоры.

В машинах объёмного принципа действия рабочий процесс осуществляется в результате изменения объёма рабочей камеры. Номенклатура машин данного типа разнообразна, и насчитывает более десятка, основные из них: поршневые, винтовые, роторно-шестерёнчатые, мембранные, жидкостно-кольцевые, воздуходувки Рутса, спиральные, компрессор с катящимся ротором.

Поршневые компрессоры могут быть одностороннего или двухстороннего действия, крейцкопфные и бескрейцкопфные, смазываемые и без применения смазки (сухого трения или сухого сжатия), при высоких давлениях сжатия применяются также плунжерные.

Роторные компрессоры — машины с вращающим сжимающим элементом, конструктивно подразделяются делятся на винтовые, ротационно-пластинчатые, жидкостно-кольцевые, встречаются и другие конструкции.

Динамические компрессоры.

В компрессорах динамического принципа действия газ сжимается в результате подвода механической энергии от вала, и дальнейшего взаимодействия рабочего вещества с лопатками ротора. В зависимости от направления движения потока и типа рабочего колеса такие машины подразделяют на центробежные и осевые.

Турбокомпрессоры — динамические машины, в которых сжатие газа происходит в результате взаимодействия потока с вращающейся и неподвижной решётками лопастей.

Прочие классификации.

По назначению компрессоры классифицируются по отрасли производства, для которых они предназначены (химические, холодильные, энергетические, общего назначения и т. д.), по роду сжимаемого газа (воздушный, кислородный, хлорный, азотный, гелиевый, фреоновый, углекислотный и т. д.).

По способу отвода теплоты — с жидкостным или воздушным охлаждением.

По типу приводного двигателя — с приводом от электродвигателя, двигателя внутреннего сгорания, паровой или газовой турбины. По устройству компрессоры могут быть одноступенчатыми и многоступенчатыми.

По конечному давлению различают:

- вакуум-компрессоры, газодувки — машины, которые отсасывают газ из пространства с давлением ниже атмосферного или выше. Воздуходувки и газодувки подобно вентиляторам создают поток газа, однако, обеспечивая возможность достижения избыточного давления от 10 до 100 кПа (0,1…1 атм), в некоторых специальных исполнениях — до 200 кПа (2 атм). В режиме всасывания воздуходувки могут создавать разрежение как правило 10..50 кПа, в отдельных случаях до 90 кПа и работать как вакуумный насос низкого вакуума[2];

- компрессоры низкого давления, предназначенные для нагнетания газа при давлении от 0,15 до 1,2 МПа;

- компрессоры среднего давления — от 1,2 до 10 МПа;

- компрессоры высокого давления — от 10 до 100 МПа.

- компрессоры сверхвысокого давления, предназначенные для сжатия газа выше 100 МПа.

Производительность.

Производительность компрессоров обычно выражают в единицах объёма газа сжатого в единицу времени (м³/мин, м³/час). Производительность обычно считают по показателям приведённым к нормальным условиям. При этом различают производительность по входу и по выходу, эти величины практически равны при маленькой разнице давлений между входом и выходом, но при большой разнице, например, у поршневых компрессоров, выходная производительность может при тех же оборотах падать более чем в два раза по сравнению с входной производительностью, измеренной при нулевом перепаде давления между входом и выходом. Компрессоры называются дожимающими, если давление всасываемого газа существенно превышает атмосферное.

Про поршневой компрессор.

Одними из первых компрессоров, которые стали применять на производстве были именно поршневые компрессоры.

Поршневой компрессор – это компрессор объёмного сжатия.

Принцип работы поршневого компрессора

Главным секретом большого успеха, бесспорно, является простой и понятный способ устройства и принцип работы поршневого компрессора. Существует великое множество конструктивных решений такого рода компрессоров, однако в классическом варианте он представлен в виде чугунного корпуса, включающего в себя цилиндр (он может располагаться вертикально, горизонтально или под углом, что и делает его универсальным), поршень, между которыми имеется небольшой зазор, а также нагнетательный и всасывающий клапаны.

Благодаря кривошипно-шатунному механизму обеспечивается движение поршня компрессора, и всего за 2 его хода совершается полный рабочий процесс в каждом из цилиндров. Сначала, при поступательном движении поршня в цилиндр поступает газ или воздух через впускной клапан. А затем, при обратно его ходе, происходит сжатие, что приводит к возрастанию давления. При этом всасывающий клапан закрывается, и через нагнетательный клапан в магистраль выталкиваются сжатый воздух или газ. Далее направление движения поршня изменяется, нагнетательный клапан закрывается, открывается впускной клапан и в цилиндр снова поступает воздух или газ. При многоступенчатом сжатии охлаждение компримируемой среды происходит в межступенчатых теплообменниках.

В некоторых случаях применяется 2-х поршневые модели компрессоров.

Виды

Сегодня на рынке поршневых компрессоров представлено не только бесчисленное количество фирм-производителей, но и огромное разнообразие моделей различной модификации. Так, это могут быть одноступенчатые и многоступенчатые, сальниковые или бессальниковые, с односторонним и двухсторонним всасыванием, открытые и герметичные компрессоры, которые предусматривают размещение электродвигателя в общем сварном корпусе. Некоторые из них предусматривают смазку из минеральных масел, а некоторые и вовсе в ней не нуждаются. Порой, даже в рамках конкретной фирмы трудно отдать предпочтение какой-либо модели, а ведь от выбора модели зависит и качество работы оборудования и конечная цена поршневого компрессора.

Покажем основную классификацию поршневых компрессоров.

По типу привода:

В зависимости от способа передачи крутящего момента от двигателя к компрессорной установке, различают, в общем случае, компрессоры с прямым и ремённым приводом. Так, первый из них позволяет компрессору существенно экономить энергопотребление, необходимое для компримирования сжимаемой среды, а также обеспечивает меньший, по сравнению с компрессором, имеющим ремённый привод, уровень шума при работе. Дополнительно к этому прямой привод установки в виду отсутствия механических потерь в ремённой передаче, при прочих равных условиях, имеет более высокий коэффициент полезного действия (КПД), что является весьма актуальным для мощных компрессорных установок, где это ведёт к экономии энергоресурсов, а значит и расходов на них. В противовес к этому следует отметить, что динамические нагрузки в компрессоре с ременным приводом, возникающие при запуске в работу, имеют меньшие величины, при прочих равных условиях, по сравнению с компрессорной установкой с прямым приводом за счёт проскальзывания ремённой передачи в момент запуска.

По конечному давлению компрессоры подразделяются на:компрессоры низкого давления – от 1,5 до 12 бар,

среднего давления – от 12 до 100 бар,

компрессоры высокого давления – от 100 до 1000 бар и выше;

сверхвысокого давления – от 1000 бар и выше;

По числу ступеней сжатия:

1. одноступенчатые,

2. двухступенчатые,

3. многоступенчатые.

Многоступенчатое сжатие вызывается необходимостью ограничить температуру сжимаемого газа. Так как в поршневых компрессорах высокого давления возникает опасность воспламенения и взрыва компримируемого газа, температура в цилиндре не должна превышать 180 °С.

По виду исполнения:

Бывают передвижные и стационарные поршневые компрессоры.

Преимущества

Работа поршневого компрессора возможна с любого начального давления.

Получение любого конечного давления 1000 бар и выше.

Компримирование любых газов (агрессивных, ядовитых, взрывоопасных,

загрязненных и т.д.