Реферат на тему поршневой компрессор

Обновлено: 05.07.2024

* Данная работа не является научным трудом, не является выпускной квалификационной работой и представляет собой результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебных работ.

Что такое компрессор

Компрессором называют машину для сжатия газов или паров. По конструкции компрессоры могут быть поршневыми, центробежными, осевыми, винтовыми и ротационными.

Ремонтные предприятия железнодорожного транспорта оснащаются двухступенчатыми поршневыми компрессорами с водяным охлаждением и приводом от электродвигателя. Они работают в автоматическом режиме. Когда в резервуаре создается рабочее давление воздуха, электродвигатель компрессора выключается, а при падении давления до некоторого уровня — включается. Сжатый воздух применяется для привода пневматических инструментов, приспособлений и в технологических процессах ремонта. Другую группу составляют локомотивные компрессоры, готовящие сжатый воздух для тормозных систем локомотива и поезда. Компрессоры являются основным агрегатом наиболее распространенных парокомпрессионных холодильных установок.

Компрессоры локомотивов

На локомотивах устанавливают двухступенчатые поршневые компрессоры с воздушным охлаждением. Компрессоры тепловозов имеют привод от вала дизеля, компрессоры электровозов – от электродвигателя.

Рабочее абсолютное давление воздуха в главных резервуарах тепловоза равно 0,95 МПа (9,5 кгс/см2), резервуарах электровоза – 1 МПа (10 кгс/см).

На тепловозах устанавливают компрессоры КТ6, КТ7 или ПК – 3,5 [11]. Компрессоры КТ6 и КТ7 имеют производительность 5,3 м3 в минуту, ПК-3,5 м3 в минуту. Это значит, что в одну минуту они всасывают из атмосферы 5,3 и 3,5 м3 воздуха.

На рис. 1.1 приведена схема компрессора КТ6. Он имеет три цилиндра: два цилиндра первой ступени сжатия 1 и один цилиндр второй ступени сжатия 2. Атмосферный воздух всасывается в цилиндры первой ступени сжатия через фильтры 3 и после сжатия выталкивается в промежуточный охладитель 4 через патрубки 1 (рис. 1.2). Из полостей 2 горячий воздух по трубкам 3 опускается в нижние коллекторы 4. Затем по трубкам 5 поднимается в полость 6 и через патрубок 7 всасывается в цилиндр второй ступени. Предохранительный клапан 8 отрегулирован на давление открытия 0,45 МПа (4,5 кгс/см2).

Воздухоохладитель и цилиндры компрессора обдуваются вентилятором 5 (рис. 1.1), имеющим клиноременный привод от вала компрессора. В клапанных коробках 6 (крышках цилиндров) каждого цилиндра установлен один всасывающий и один нагнетательный клапаны кольцевой конструкции.

Рис. 1.1. Компрессор КТ6

Рис. 1.2. Охладитель компрессоров КТ6, КТ7 и КТ7Эл

В трубопровод сжатого воздуха включен золотниковый регулятор давления ЗРД. При достижении в главных резервуарах тепловоза давления 0,95 МПа регулятор ЗРД подает сжатый воздух по трубкам 7 (рис. 1.1) в поршеньковые разгрузочные устройства каждой головки цилиндров. Эти устройства открывают и удерживают открытыми всасывающие клапаны, поэтому воздух, всасываемый цилиндрами первой ступени, выталкивается обратно в атмосферу, а цилиндром второй ступени – в охладитель. Подача воздуха в резервуары прекращается. Когда давление упадет до 0,85 МПа ЗРД перекрывает подачу воздуха в трубки 7 и клапаны начинают работать в обычном режиме, давление в резервуарах восстанавливается.

Компрессор имеет масляный насос 8, заборный масляный фильтр 9, маслоуказатель 10 и маслозаливную пробку 11. Сапун 12 сообщает объем картера компрессора с атмосферой для поддержания в картере атмосферного давления.

Компрессор КТ7 устроен также как и компрессор КТ6, но его вал вращается дизелем в другую сторону. Поэтому изменено положение лопастей вентилятора и проведены некоторые перестановки деталей в масляном насосе.

На рис. 1.3 приведен компрессор ПК (Полтавского завода). Через фильтр 1 и всасывающий клапан 2 он всасывает воздух в цилиндр первой ступени сжатия 3.

Рис. 1.3 Компрессор ПК – 3.5

Затем воздух сжимается и через нагнетательный клапан 4 вытесняет в трубки 5 (8 шт) промежуточного охладителя. Вентилятор охлаждения на рисунке не показан. Охлажденный воздух всасывается в цилиндр второй ступени сжатия 6 откуда через патрубок 7 нагнетается в резервуары. При наличии одной пары цилиндров 3 и 6 производительность компрессора равна 1,75 м3 в минуту (ПК-1,75). Поэтому компрессор ПК-3,5 имеет два цилиндра 3, два комплекта трубок 5 и два цилиндра 6.

Для регулирования давления в резервуарах тепловоза компрессор ПК-3,5 имеет на нагнетательном трубопроводе клапан холостого хода. При достижении в резервуарах рабочего давления клапан открывается и направляет воздух в атмосферу. Сжатие воздуха в компрессоре не происходит и в режиме холостого хода он не нагружает дизель.

Компрессоры КТ6 и КТ7 ставятся на тепловозы, дизели которых имеют частоту вращения коленчатого вала 750 или 850, а ПК-3,5 – 1450 оборотов в минуту. На электровозах устанавливают компрессоры КТ7Эл, Э-500 и ВУ- 3,5/10 с приводом от электродвигателя.

Компрессор КТ7Эл устроен как КТ7, но в его картере установлен подогреватель масла на напряжение 50В и отсутствуют разгрузочные устройства и трубки 7 к ним (рис. 1.1), так как давление регулируется остановкой электродвигателя. Останавливает электродвигатель при давлении 1 МПа и включает его при давлении 0,85 МПа электропневматический регулятор АК-11Б.

Компрессор Э-500 (рис. 1.4) имеет входной вал 1, который сочленяется с электродвигателем клиноременной или упругой муфтами. Шестерня 2 передает вращение через шестерню 3 коленчатому валу. Поршень 4 всасывает воздух в цилиндр первой ступени сжатия 5, из которого выталкивает его в охладитель, представляющий трубу, уложенную на крыше электровоза. Сжатый охлажденный воздух в цилиндре второй ступени сжатия 6, из которого вытесняется в резервуары. Главные резервуары электровоза устанавливают на крыше, тепловоза – под кузовом. Э-500 имеет производительность 1,75 м3 в минуту, поэтому их устанавливают по два.

Рис.1.4.Компрессор Э-500

Компрессор ВУ-3,5/10 (рис. 1.5) также двухступенчатый. Через фильтр 1 воздух всасывается в цилиндр первой ступени сжатия 2 откуда через патрубок 3 вытесняется в охладитель 4. В охладителе воздух проходит последовательно трубки 5 двумя потоками А и Б. Вентилятор охладителя закрыт кожухом 6, а приводные клиновые ремни кожухом 7. Через патрубок 8 охлажденный воздух всасывается в цилиндр второй ступени сжатия 9, откуда по патрубку 10 через обратный клапан 13 и трубу 11 нагнетается в главные резервуары.

Рис. 1.5. Компрессор ВУ – 3,5/10

От резервуаров по трубке 14 сжатый воздух подводится к пневматическому клапану 15. Когда давление в резервуарах достигнет 1 МПа, пневмоклапан 15 сообщает патрубок 16 с атмосферной трубой 17 и компрессор переключается на холостой режим работы.

Казанский Государственный Технологический Университет им. Кирова.

Для современной промышленности характерно соединение заводов в крупные

специализированные комплексы – производственные объединения. В составе таких

объединений, располагающих мощной финансовой базой, возможность организации

специальных конструкторских бюро, крупномасштабных испытательных стендов,

исследовательских лабораторий д ля разработки важнейших проблем отрасли. Это

относится и непосредственно и к области насосного и компрессорного

машиностроения. Поэтому теоретические и экспериментальные исследования,

направленные на усовершенствование рабочих процессов и повышение КПД машин

этого вида, имеют очень большое значение в наше время.

Насосами называются машины, служащие для перекачки и создания напора

жидкостей всех видов, механической смеси жидкостей с твердыми и коллоидными

веществами и газов. Следует заметить, что машины для перекачки и создания

напора газов (газообразных жидкостей) выделены в отдельные группы и получили

Насосы в настоящее время являются самым распространенным видом машин.

а) центробежные, у которых перекачка и создание напора происходят вследствие

центробежных сил, возникающих при вращении рабочего колеса;

б) осевые (пропеллерные) насосы, рабочим органом у которых служит лопастное

колесо пропеллерного типа. Жидкость в этих насосах перем ещается вдоль оси

в) поршневые и скальчатые насосы, в которых жидкость перемещается при

возвратно-поступательном движении поршня или скалки. К этой группе можно

отнести простейший вид поршневых насосов - диафрагмовые насосы, у которых

рабочим органом служит резиновая или кожаная диафрагма, совершающая

г) тараны, работающие за счет энергии гидравлического удара;

д) струйные насосы, в которых перемещение жидкости осуществляется за счет

энергии потока вспомогательной жидкости, пара или газа;

е) эрлифты (воздушные водоподъемники), в которых рабочим телом является

Насосы, применяемые в различных производственных установ ках, должны

выполнять одну, две или все три перечисленные функции. Насосная установка

состоит из собственно насоса 3; резервуара 5, из которого насос всасывает жидкость

при пом ощи всасывающего трубопровода 4; напорного резервуара 2, в который

подается жидкость с помощью нагнетательного трубопровода 1.

Расходом или подачей насоса Q называют объемное количество жидкости,

подаваемое насосом в единицу времени в нагнетательный трубопровод.

Следовательно, под расходом понимают то количество жидкости, которое получает

потребитель. В действительности, через рабочие органы насоса, его проточную часть

проходит большее количество жидкости Q 0 , которое учитывает объемные потери

жидкости, например, через сальниковое или другое уплотнения.

Манометрическим называют напор, создав аемый насосом для преодоления

геометрической высоты всасывания Z 1 и высоты нагнетания Z 2 , для преодоления

разности давлений на концах трубопровода р 2 - p 1 , т.е. разности м ежду внешним

давлением над поверхностью жидкости в нагнетательном резервуаре р 2 и внешним

давлением на поверхности жидкости во всасывающем резервуаре р 1 . Кроме того,

манометрический напор затрачивается на преодоление гидравлических

сопротивлений трубопроводов насосной установки на всасывающей линии h’ w и

нагнетательной линии h’’ w . Поэтому манометрический напор, создаваемый

Одним из основных параметров работы насоса является расход мощности N, т. е.

количество затрачиваемой насосом энергии для подъема, перемещения и нагнетания

Различают теоретическую мощность N T , т. е. такую, которую необходимо было

бы затратить для подачи жидкости, преодолевая необходимый м анометрический

напор при полном отсутствии потерь энергии в самом насосе.

Очевидно, теоретическая мощность (кВт) определяется величиной

В действительности, полная мощность, затрачиваемая двигателем, т. е. мощность

на валу насоса или эффективная мощность N больше теоретической N> N T . Поэтому

отношение N T :N всегда меньше единицы. Это отношение показывает, какая часть из

всей использованной насосом энергии затрачивается полезно. Вследствие этого

указанное отношение принято называть общим коэффициентом полезного действия

Поршневые насосы относятся к числу объемных насосов, в которых перемещение

жидкости осуществляется путем ее вытеснения из неподвижных рабочих камер

вытеснителями. Рабочей камерой объемного насоса называют ограниченное

пространство, попеременно сообщающееся со входом и выходом насоса.

Вытеснителем называется рабочий орган насоса, который совершает вытеснение

жидкости из рабочих камер (плунжер, поршень, диафрагма).

Классифицируются поршневые насосы по следующим показателям:

1) по типу вытеснителей: плунжерные, поршневые и диафрагменные;

2) по характеру движения ведущего звена: возвратно-поступательное движение

ведущего звена; вращательное движение ведущего звена ( кривошипные и

3) по числу циклов нагнетания и всасывания за один двойной ход: одностороннего

4) по количеству поршней: однопоршневые; двухпоршневые; многопоршневые.

Насос простого действия . Схема насоса простого действия изображена на рис. 1.

Поршень 2 связан с кривошипно-шатунным механизм ом через шток 3 , в результате

чего он совершает возвратно-поступательное движение в цилиндре 1 . Поршень при

ходе вправо создает разрежение в рабочей камере, вследствие чего всасывающий

клапан 6 подни мается и жидкость из расходного резервуара 4 по всасывающему

трубопроводу 5 поступает в рабочую кам еру 7 . При обратном ходе поршня (влево)

всасывающий клапан з акрывается, а нагнетательный клапан 8 открывается, и

Так как каждому обороту двигателя соответствует два хода поршня, из которых

лишь один соответствует нагнетанию, то теоретическая производительность в одну

Для повышения производительности поршневых насосов их часто выполняют

сдвоенными, строенными и т.д. Поршни таких насосов приводятся в действие от

Действительная производительность насоса Q м еньше теоретической, так как

возникают утечки, обусловленные несвоевременным закрытием клапанов,

неплотностями в клапанах и уплотнениях поршня и штока, а также неполнотой

Отношение действительной подачи Q к теоретической Q

Объемный КПД - основной экономический показатель, характеризующий работу

Рис. 2. Схема поршневого насоса с дифференциальным поршнем

Дифференциальный насос . В дифференциальном насосе (рис. 7.5) поршень 4

перемещается в гладко обработанном цилиндре 5. Уплотнением поршня служит

сальник 3 или малый зазор со стенкой цилиндра. Насос имеет два клапана:

всасывающий 7 и нагнетательный 6, а также вспомогательную камеру 1. Всасывание

происходит за один ход поршня, а нагнетание за оба хода. Так, при ходе поршня

влево из вспомогательной камеры в нагнетательный трубопровод 2 вытесняется

объем жидкости, равный ( F - f )l ; при ходе поршня вправо из основной камеры

нагнетательный трубопровод будет подан объем жидкости, равный

т.е. столько же, сколько подается насосом простого действия. Разница лишь в

том, что это количество жидкости подается за оба хода поршня, следовательно, и

Насос двойного действия . Более равномерная и увеличенная подача жидкости, по

сравнению с насосом простого действия, может быть достигнута насосом двойного

действия (рис. 3), в котором каждому ходу поршня соответствуют одновременно

процессы всасывания и нагнетания. Эти насосы выполняются горизонтальными и

вертикальными, причем последние наиболее ком пактны. Теоретическая

Насосы представляет собой мембрану, поршнем,XXXXXXXXXXX выполненную из

эластичного материала (резины, кожи, ткани, пропитанной лаком, и др.).

Мембрана отделяет рабочую камеру от пространства, в которое жидкость не

В диафрагменном насосе, представленном на рисунке 6, а, клапанная коробка с

всасывающим 4 и нагнетательным 5 клапанами расположена отдельно, а прогиб

диафрагмы 3 осуществляется благодаря возвратно-поступательному движению

плунжера 2 в цилиндре насоса 1, заполненном специальной жидкостью.

Диафрагменные насосы подобного типа часто применяются для перекачки

жидкостей, загрязненных различными прим есями (песком, илом, абразивными

материалами), а также химически активных жидкостей и строительных растворов.

Рис. 4. Схемы диафрагменного насоса с плунжерным приводом диафрагмы

Диафрагму можно приводить в движение не только с помощью плунжера, но и

1) числу колес (одноколесные многоколесные); XXX кроме XX того,XXX одноколесныеXXX

насосы XX выполняют XXX с консольным расположением вала – консольные;

2) напору (низкого напора до 2 кгс/см2 (0,2 МН/м2), среднего напора от 2 до 6

кгс/см2 (от 0,2 до 0,6 МН/м2), высокого напора больше 6 кгс/см2 (0,6 МН/м2));

3) способу подвода воды к рабочему колесу (с односторонним входом воды XXX на XX

рабочееXXX колесо,XXX с XX двусторонним XX входом XXX водыXXX (двойного всасывания));

5) способу разъема корпуса (с горизонтальным разъемом корпуса, с вертикальным

6) способу отвода жидкости из рабочего колеса в спиральный канал корпуса XX

(спиральныеXX и X турбинные).XX ВXX спиральных X насосахXX жидкость отводится

непосредственно в спиральный канал; в турбинных жидкость, прежде X чем X

попастьXX вX спиральный X канал,XX проходитX через специальное устройство –

направляющий аппарат (неподвижное колесо с лопатками);

7) степени быстроходности рабочего колеса (тихоходные, нормальные,

8) роду перекачиваемой жидкости (водопроводные, канализационные, кислотные и

9) способу соединения с двигателем (приводные (с редуктором или со шкивом),

непосредственного соединения с электродвигателем с помощью муфт). Насосы со

шкивным приводом встречаются в настоящее время редко.

Основными частями центробежного насоса (рис. 5) являются: корпус 6 насоса со

всасывающим 1 и нагнетательным 3 патрубками. Внутри корпуса имеется рабочее

колесо 4, жестко посаженное на вал 2. В корпусе вокруг раб очего колеса

Корпус насоса с патрубками служит для подхода жидкости к рабочему колесу и

для отвода жидкости после воздействия на нее рабочего колеса в нагнетательный

трубопровод. При вращении рабочее колесо своими лопастями непосредственно

воздействует на жидкость, а также создает внутри насоса поле центробежных сил за

Обычно рабочее колесо центробежного насоса (рис. 6) представляет собой два

диска: один плоский со втулкой, а второй имеет вид широкого кольца 2. Между

дисками смонтированы лопасти 3 рабочего колеса, образующие расширяющиеся

каналы. В центральной части колеса имеется втулка 4, при помощи которой оно

монтируется на валу, Все перечисленные элементы рабочего колеса изготовляются в

Принцип работы центробежного насоса состоит в следующем. При пуске корпус

насоса должен быть заполнен капельной жидкостью. При быстром вращении

рабочего колеса его лопасти оказывают непосредственное силовое воздействие на

частицы ж идкости. Кроме того, создается поле центробежных сил в жидкости,

находящейся в межлопастном пространстве рабочего колеса. Таким образом,

жидкость, подвергаясь силовому воздействию лопастей рабочего колеса, с большой

скоростью перемещается от центра к периферии, освобождая межлопастные каналы

рабочего колеса. Поэтому в центральной части рабочего колеса давление снижается

и под действием внешнего, чаще всего атмосферного давления, жидкость входит во

всасывающий патрубок и вновь подводится к центральной части рабочего колеса.

Жидкость, выходящая из каналов рабочего колеса по его выходному диаметру,

попадает в межлопастное пространство неподвижного направляющего аппарата. В

направляющем аппарате жидкость, имеющая большую скорость, как бы тормозится

и ее кинетическая энергия частично преобразуется в потенциальную энергию

давления в благоприятных условиях течения через плавно изм еняющиеся каналы.

Если направляющий аппарат отсутствует, то преобразование кинетической энергии

потока в потенциальную энергию давления происходит в спиральном корпусе насоса

Спиральная форма корпуса насоса и эксцентричное расположение в нем рабочего

колеса обусловлены следующим. В корпусе насоса по направлению вращения

рабочего колеса собирается все больший объем жидкости, выходящей из

межлопастных каналов. Вся эта жидкость направляется к нагнетательному патрубку

и отводится в нагнетательный трубопровод. Спиральная форма обеспечивает

увеличение внутреннего объема корпуса насоса, примерно пропорциональное

количеству жидкости, направляющейся к нагнетательному патрубку. Поэтому

скорость жидкости, проходящей через корпус насоса, во всех сечениях примерно

Очень часто нагнетательный патрубок насоса имеет вид диффузора. В этом

случае преобразование кинетической энергии в потенциальную продолжается и при

движении жидкости через нагнетательный патрубок. В принципе, при отсутствии

специального направляющего аппарата, преобразование кинетической энергии,

приобретенной жидкостью в рабочем колесе центробежного насоса, д олжно

Как известно, коэффиц иент быстроходности ns характеризует в некоторой

Исходя из этого, можно полагать, что основные параметры работы лопастного

насоса — подача Q, напора N и частота вращения рабочего колеса n - определяют

С увеличением подачи насоса и частоты вращения рабочего колеса, при

уменьшении напора коэффициент быстроходности насоса растет. Вместе с этим

История создания поршневых компрессоров давно забыта, а сам поршневой компрессор кардинально видоизменился по сравнению со своим прародителем. За это время были изобретены и другие способы производства сжатого воздуха, однако на некоторых предприятиях до сих пор остаются неизменным использование именно поршневых компрессоров, занявшего прочно свою нишу на рынке компрессорного оборудования, как отечественных, так и зарубежных производителей.
Поршневые компрессоры различают по устройству кривошипно-шатунного механизма, устройству и расположению цилиндров, числу ступеней сжатия.

Содержание

Введение
Классификация поршневых компрессоров
Описание устройства
Принцип работы
Рабочий процесс компрессора
Технические характеристики поршневых компрессоров
Область применения поршневых компрессоров
Список использованной литературы

Вложенные файлы: 1 файл

курсач.docx

Инженерно - экономический факультет

Кафедра технологических инноваций

Курсовая работа по дисциплине

студенты 743 группы:

Классификация поршневых компрессоров

Рабочий процесс компрессора

Технические характеристики поршневых компрессоров

Область применения поршневых компрессоров

Список использованной литературы

Классификация поршневых компрессоров

Поршневые компрессоры различают по устройству кривошипно- шатунного механизма, устройству и расположению цилиндров, числу ступеней сжатия.

Поршневые компрессоры могут быть: крейцк опфные — с двухсторонним всасыванием и бескрейцкопфные — одностороннего всасывания (мощностью до 100 кВт).

По расположению цилиндров компрессоры подразделяются на вертикальные, горизонтальные и угловые.

К вертикальным относятся машины с цилиндрами, расположенными вертикально. При горизонтальном расположении цилиндры могут быть размещены по одну сторонуколенчатого вала, такие компрессоры называются горизонтальными с односторонним расположением цилиндров; либо по обе стороны вала — с горизонтальными или двухсторонним расположением цилиндров.

К угловым компрессорам относятся машины с цилиндрами, расположенными в одних рядах вертикально, в других — горизонтально. Такие компрессоры называются прямоугольными. К угловым компрессорам относятся машины с наклонными цилиндрами, установленными V-образно и W-образно (компрессоры называются соответственно V- и W-образными).

Прогрессивным в развитии поршневых компрессоров явился переход на оппозитное исполнен ие компрессоров крупной и средней производительности. Оппозитные компрессоры, представляющие собой горизонтальные машины с встречным движением поршней и расположением цилиндров по обе стороны вала, отличаются высокой динамической уравновешенностью, меньшим габаритами и массой. Благодаря своим преимуществам оппозитные компрессоры практически полностью вытеснили традиционный тип крупного горизонтального компрессора.

Для машин малой и средней производительности основным является прямоугольный тип компрессора и компрессора с У-образным расположением цилиндров.

По числу ступеней сжатия компрессоры различаются одно-, двух- и многоступенчатые. Многоступенчатое сжатие вызывается необходимостью ограничить температуру сжимаемого газа. В воздушных компрессорах возникает опасность воспламенения и взрыва масляного нагара, накапливающегося в трубопроводах, на крышках компрессоров и поверхностях клапанов, поэтому температура нагнетаемо го воздуха не должна превышать 453К

Компрессор без смазки цилиндров

Первоначально компрессор без смазки цилиндров выполнялся с лабиринтным уплотнением, в которых уплотнение поршня достигается с помощью канавок, нарезанных на поршне, но такая конструкция не получила практического применения. В дальнейшем развитие компрессоров без смазки цилиндров пошло по пути создания и внедрения компрессоров, в которых уплотнение поршней осуществляется поршневыми кольцами, выполненными из композиционных материалов. Комрессоры без смазки цилиндров необходимы для технологических процессов, в которых попадание примесей смазочного масла в сжимаемый газ весьма нежелательно. Такие современные компрессоры работают без ремонта более продолжительное время, чем компрессоры с обычной смазкой цилиндров. В настоящее время на ряде заводов изготовляются разнообразные типы компрессоров без смазки цилиндров.

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

Поршневой компрессор — тип компрессора, энергетическая машина для сжатия и подачи воздуха или жидкостей (масла, хладагента и др.) под давлением. Компрессоры данного типа широко применяются в машиностроении, текстильном производстве, в химической, холодильной промышленности и криогенной технике. Многообразны по конструктивному выполнению, схемам и компоновкам.

В корпусе компрессора, изготовленном из чугуна, находится цилиндр и картер, в котором расположенколенчатый вал. В нижней части картера залито масло для смазки трущихся деталей компрессора. Коренные шейки коленчатого вала лежат в подшипниках, а к шатунной шейке прикреплен своей нижней головкой шатун.

Шейка вала, выходящая из картера наружу, уплотнена сальником, чтобы не было течи хладагента через зазор между валом и подшипником. На шейке вала напрессован маховик, который вращается вместе с валом от электродвигателя при помощи ременной передачи.

Шатун соединен своей верхней головкой с поршнем при помощи поршневого пальца. При вращении вала поршень попеременно движется вдоль оси цилиндра от одного крайнего положения до другого на величину двойного радиуса кривошипа. На поршне надеты кольца, трущиеся по зеркалу цилиндра и уплотняющие (благодаря своей упругости) рабочую полость цилиндра, чтобы пары хладагента не могли попасть в картер.

Верхний торец цилиндра закрыт головкой. Головка цилиндра состоит из двух камер: всасывания и нагнетания. В каждой камере находится клапан, соответственно называемый всасывающим инагнет ательным. Клапаны расположены по обе стороны клапанной плиты и закрывают имеющиеся в ней отверстия, которые соединяют камеры головки с цилиндром. К камере всасывания подходит всасывающий трубопровод, соединенный с испарителем, к камере нагнетания — нагнетательный трубопровод, соединенный с конденсатором.

Нагнетательный и всасывающий клапаны поршневого компрессора расположены в крышке цилиндра. За два хода поршня (один оборот вала), совершается полный рабочий процесс в каждом цилиндре компрессора. При движении поршня из цилиндра в конденсатор надпоршневом пространстве создается разрежение, и пары хладагента всасываются в цилиндр из испарителя через открывающийся клапан. При обратном ходе поршня пары сжимаются и давление возрастает. Всасывающий клапан при этом закрывается, через нагнетательный клапан сжатые пары выталкиваются в конденсатор. Затем направление движения поршня меняется, нагнетательный клапан закрывается, и компрессор вновь отсасывает пары из испарителя.

Рабочий процесс компрессора

Этап 1.

При движении поршня вниз рабочий объем цилиндра (объем цилиндра над поршнем) увеличивается и давление паров хладагента в нем падает.

Этап 2.

Когда давление в цилиндре станет ниже, чем давление в камере всасывания головки (в испарителе), откроется всасывающий клапан и пары хладагента из испарителя по всасывающему трубопроводу будут поступать в цилиндр. Начнется процесс всасывания. Он будет продолжаться до тех пор, пока поршень, достигнув крайнего нижнего положения (нижняя мертвая точка) в цилиндре, не начнет двигаться вверх. Рабочий объем цилиндра будет уменьшаться, а давление паров, соответственно, расти.

Этап 3.

Как только давление паров в цилиндре превысит давление в камере всасывания головки, всасывающий клапан закроется и процесс всасывания закончится. Начнется сжатие паров. Процесс сжатия будет происходить до тех пор, пока давление паров в цилиндре не превысит давления в камере нагнетания головки (в конденсаторе).

Этап 4.

В результате предыдущего этапа откроется нагнетательный клапан. Начнется процесс нагнетания, т.е. выталкивание сжатых паров из цилиндра компрессора в конденсатор.

Небольшое количество сжатых паров хладагента на этапе 4 неизбежно останется в цилиндре. Это происходит потому, что при крайнем верхнем положении поршня (верхняя мертвая точка) в цилиндре должен быть зазор между донышком поршня и клапанной плитой, чтобы поршень не ударялся о нее своим донышком. Зазор создает вредный — мертвый объем, в который также входит объем, образуемый проходным сечением отверстия в клапанной плите, соединяющего цилиндр с камерой нагнетания головки. Сжатые пары, оставшиеся в мертвом объеме (пространстве), будут расширяться в цилиндре при последующем движении поршня вниз до тех пор, пока их давление, т.е. давление в цилиндре, не станет ниже, чем давление паров хладагента в камере всасывания головки.

Технические характеристики поршневых компрессоров

Технические параметры, которыми обладают различные модификации поршневых компрессоров, значительно отличаются. Поэтому в данном разделе представлены характеристики укрупненно по трем основным группам агрегатов: промышленного применения, газовые и передвижные станции.

Поршневые компрессорные станции промышленного применения работают при давлении 50 бар. Производительность таких агрегатов составляет 350 м³/час, мощность 30 кВт при скорости вращения 500 об./мин. Данные установки активно используют на электростанциях, сталелитейных заводах, в военных целях, гидравлических системах, для заправки баллонов.

Основными параметрами работы газовых поршневых компрессорных станций является показатель производительности газового компрессора и мощность. В зависимости от габаритов, такие установки делятся на малые, средние и большие. Таким образом, производительность газовых компрессоров колеблется в диапазоне от 83 до 8098 нм³/час в зависимости от габаритов. Мощность может составлять от 30 до 600 кВт и тоже зависит от величины компрессора.

Основными техническими параметрами передвижных компрессоров является диапазон давлений, который составляет около 50 бар., производительность (в переделах 37 куб.м) и чистота азота (до 99%), рабочая температура составляет не менее -40ºС и не более +40ºС.

Особенности поршневых компрессоров:

1. Только компрессор поршневой способен выдавать сжатый воздух высокого давления в пределах 6-35 атмосфер, в сравнении с другими воздушными компрессорами.
2. Простое устройство поршневого компрессора позволяет не тратиться на сервисное обслуживание и проводить мелкий ремонт и замену частей собственными руками, что не позволительно многим моделям воздушных компрессоров.
3. Поршневые компрессоры производят в большом количестве и широком модельном ассортименте все ведущие и отечественные, и импортные производители компрессорного оборудования, поэтому вам не составит труда найти необходимые запасные части в замен вышедших из строя.
4. Компрессоры поршневые на порядок дешевле, чем другие типы компрессоров, поэтому небольшие предприятия и некрупные фирмы предпочитают именно поршневые компрессоры другим.
5. Все компрессоры поршневые оборудованы системой водного охлаждения и выделяют меньше тепла, чем любой винтовой воздушный компрессор.
6. Но все поршневые компрессоры стационарны и при их установке необходим фундамент. Если же вы заинтересованы в передвижном компрессоре воздушном, то поршневые компрессоры вам не подойдут.
7. Все модели поршневых компрессоров оборудованы системой автоматического регулирования производительности.

Область применения поршневых компрессоров

Поршневые компрессоры активно используются в самых различных отраслях промышленности, а также в быту.

В своем реферате я подробно расскажу, что за устройство-компрессор. Какие виды компрессоров бывают. Их устройство и назначение. Компрессор, устройство для сжатия и подачи воздуха или другого газа под давлением. Компрессоры впервые стали применяться в середине 19 века, в России строятся с начала 20 века.
Основы теории центробежных машин были заложены Л. Эйлером, теория осевых компрессоров и вентиляторов создавалась благодаря трудам Н.Е. Жуковского,С.А. Чаплыгина и других учёных.

2. Назначение компрессоров.
Компрессор - устройство для сжатия и подачи воздуха и др. газов под давлением.
По принципу действия все компрессоры можно разделить на две большие группы: динамические и объёмные. В компрессорах динамического принципа действия газ сжимается в результате подвода механической энергии от вала, и дальнейшего взаимодействия рабочего вещества( газа) с лопаткамиротора. К данному типу машин относятся Центробежные(ЦК) и Осевые компрессоры(ОК).
В машинах объёмного принципа действия рабочий процесс осуществляется в результате изменения объёма рабочей камеры. Например, объём цилиндра в поршневом компрессоре (ПК). Номенклатура машин данного типа разнообразна, и насчитывает более десятка. Вот основные из них: Поршневые (ПК), Винтовые (ВК), Роторно -шестерёнчатые, Мембранные, Жидкостно-кольцевые, Воздуходувки Рутса, Спиральные, Компрессор с катящимся ротором и т.д.
Производительность компрессоров обычно выражают в единицах объёма газа сжатого в единицу времени (м.куб. в минуту, м.куб. в час). Производительность обычно считают по показателям приведённым к нормальным условиям. При этом различают производительность по входу и по выходу. Эти величины практическиравны при маленькой разнице давлений между входом и выходом. При большой разнице у, скажем, 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 превышаетатмосферное.

Компрессор (от лат. compressio — сжатие) — устройство для сжатия и подачи газов под давлением (воздуха, паров хладагента и т. д.).
Степень повышения давления в Компрессор более 3. Для подачи воздуха с повышением его давления менее чем в 2–3 раза применяют воздуходувки, а при напорах до 10 кн/м2 (1000 мм вод. cm.) – вентиляторы. Компрессор впервые стали применяться в середине 19 в., в России строятся с начала 20 в.

Содержание

Прикрепленные файлы: 1 файл

реферат макушкин.docx

Федеральное государственное автономное

высшего профессионального образования

Институт нефти и газа

Руководитель _________ Д.О Макушкин

подпись, дата должность, ученая степень инициалы, фамилия

Студент НГ 09-04 Ботвинкин Ю.М.

номер группы номер зачетной книжки подпись, дата инициалы, фамилия

2. Центробежный компрессор……………………………………………6

6. Области применения компрессоров в нефтегазовой отрасли………19

Компрессор (от лат. compressio — сжатие) — устройство для сжатия и подачи газов под давлением (воздуха, паров хладагента и т. д.).

Степень повышения давления в Компрессор более 3. Для подачи воздуха с повышением его давления менее чем в 2–3 раза применяют воздуходувки, а при напорах до 10 кн/м2 (1000 мм вод. cm.) – вентиляторы. Компрессор впервые стали применяться в середине 19 в., в России строятся с начала 20 в.

Основы теории центробежных машин были заложены Л. Эйлером, теория осевых Компрессор и вентиляторов создавалась благодаря трудам Н.Е. Жуковского, С.А. Чаплыгина и других учёных.

По принципу действия и основным конструктивным особенностям различают Компрессор поршневые, ротационные, центробежные, осевые и струйные. Компрессор также подразделяют по роду сжимаемого газа (воздушные, кислородные и др.), по создаваемому давлению рн (низкого давления – от 0,3 до 1Мн/м2, среднего – до 10 Мн/м2 и высокого – выше 10 Мн/м2), по производительности, то есть объёму всасываемого Vвс (или сжатого) газа в единицу времени (обычно в м3/мин) и другим признакам. Компрессор также характеризуются частотой оборотов n и потребляемой мощностью N

Компрессоры называются дожимающими, если давление всасываемого газа существенно превышает атмосферное. Производительность компрессоров обычно выражают в единицах объёма газа, приведённого к нормальным условиям. При этом различают производительность по входу и по выходу. Эти величины практически равны при маленькой разнице давлений между входом и выходом. При большой разнице, скажем, 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.

К компрессорам (компрессорным машинам) относятся собственно компрессоры, вентиляторы и вакуумные компрессоры.

В результате сжатия газа давление на выходе компрессора p2 становится больше давления на входе в него р1. Отношение этих величин представляет собой степень повышения давления компрессором ξ = р2/р1.

Компрессоры различаютпо устройству:

объёмные (поршневые, ротационные), в которых сжатие газа происходит при уменьшении замкнутого объёма;
лопаточные (центробежные и осевые) в которых силовое воздействие на газ осуществляется вращающимися лопатками, и струйные, принцип действия которых подобен струйным насосам.

Поршневые компрессоры - одни из самых распространённых видов компрессоров. Оптимальное решение для задач, не требующих сверхпроизводительности. Эта технология используется для сжатия воздуха с начала ХХ века, в силу простоты технической реализации. Поршневые компрессоры, до недавнего времени, являлись основным типом воздушных компрессоров.

Винтовые компрессоры являются подтипом роторных компрессоров. Винтовые компрессоры отличаются высокой надёжностью и малыми габаритами.

Мембранный компрессор по принципу действия скорее можно отнести к поршневым компрессорам. Сжатие газа в этих компрессорах происходит в процессе уменьшения объема камеры сжатия, вследствие поступательного движения поршня. В роли поршня выступает круглая гибкая мембрана, зажатая по периметру между крышкой и цилиндром.

Компрессоры могут быть одноступенчатыми и многоступенчатыми. Последние используются для получения больших давлений. Поршневые компрессоры широко используются в установках с двигателями внутреннего сгорания.

Компрессоры строятся стационарными и передвижными; горизонтальными, вертикальными и с наклонным расположением цилиндров; одноступенчатыми и многоступенчатыми; одноцилиндровыми и многоцилиндровыми.

Турбокомпрессор, в котором сжимаемая среда движется через лопатки колеса и диффузор, главным образом, вдоль направления, перпендикулярного оси вращения. Основными элементами центробежного компрессора являются: корпус, рабочее колесо, диффузор, обратный направляющий аппарат.

В процессе работы центробежного компрессора парообразный холодильный агент из всасывающего трубопровода поступает на всасывающую сторону рабочего колеса, вращающегося с большой скоростью. Благодаря действию центробежных сил пар отбрасывается к периферии колеса, давление и скорость пара, а следовательно, и его кинетическая энергия, увеличиваются. С периферии рабочего колеса пар направляется в диффузор, где его скорость уменьшается (за счет увеличения проходного сечения), кинетическая энергия преобразуется в потенциальную и давление возрастает.

Для регулирования мощности компрессора перед первым рабочим колесом установлены регулирующие поворотные лопатки с приводом от исполнительного механизма.

В многоступенчатых компрессорах поток из предыдущей ступени через обратный направляющий аппарат подводится к всасывающей стороне следующего колеса. Для уменьшения перетечки пара внутри машины между вращающимися элементами ротора и неподвижными элементами статора предусматриваются лабиринтные уплотнения. Принцип действия их основан на потере напора пара при прохождении через группу последовательно расположенных щелей (сопротивлений). Таким образом, рабочее колесо является единственным элементом ступени, посредством которого к пару подводится энергия

Центробежный Компрессор имеет ротор 4, состоящий обычно из нескольких рядов рабочих лопаток 6. На внутренней стенке корпуса 2 располагаются ряды направляющих лопаток 5. Всасывание газа происходит через канал 3, а нагнетание через канал 1. Одну ступень осевого Компрессор составляет ряд рабочих и ряд направляющих лопаток. При работе осевого Компрессор вращающиеся рабочие лопатки оказывают на находящиеся между ними частицы газа силовое воздействие, заставляя их сжиматься, а также перемещаться параллельно оси Компрессор (откуда его название) и вращаться. Решётка из неподвижных направляющих лопаток обеспечивает главным образом изменение направления скорости частиц газа, необходимое для эффективного действия следующей ступени. В некоторых конструкциях осевых Компрессор между направляющими лопатками происходит и дополнительное повышение давления за счёт уменьшения скорости газа. Степень повышения давления для одной ступени осевого Компрессор обычно равна 1,2–1,3, т.е. значительно ниже, чем у центробежных Компрессор, но кпд у них достигнут самый высокий из всех разновидностей Компрессор

Рис. 3. Центробежный компрессор: 1 – вал; 2, 6, 8, 9, 10 и 11 – рабочие колёса; 3 и 7 – кольцевые диффузоры; 4 – обратный направляющий канал; 5 – направляющий аппарат; 12 и 13 – каналы для подвода газа из холодильников; 14 – канал для всасывания газа.

Зависимость давления, потребляемой мощности и кпд от производительности для нескольких постоянных частот вращения ротора при одинаковой температуре всасываемого газа представляют в виде рабочих характеристик. Регулирование осевых Компрессор осуществляется так же, как и центробежных. Осевые Компрессор применяют в составе газотурбинных установок.

Техническое совершенство осевых, а также ротационных, центробежных и поршневых Компрессор оценивают по их механическому кпд и некоторым относительным параметрам, показывающим, в какой мере действительный процесс сжатия газа приближается к теоретически наивыгоднейшему в данных условиях.

По устройству и принципу действия аналогичны струйным насосам. К ним относят струйные аппараты для отсасывания или нагнетания газа или парогазовой смеси. Струйные Компрессор обеспечивают более высокую степень сжатия, чем струйные насосы. В качестве рабочей среды часто используют водяной пар.

Рис. 4. Струйные Компрессор: 1 – канал для подачи сжатого газа; 2 – корпус; 3 – канал для всасывания газа; 4 – ротор; 5 – направляющие лопатки; 6 – рабочие лопатки

Энергетическая машина для сжатия и подачи воздуха или жидкостей (масла, хладагента и др.) под давлением. Компрессоры данного типа широко применяются в машиностроении, текстильном производстве, в химической, холодильной промышленности и криогенной технике. Многообразны по конструктивному выполнению, схемам и компоновкам.

Поршневые компрессоры различают по устройству кривошипно-шатунного механизма, устройству и расположению цилиндров, числу ступеней сжатия.

Поршневые компрессоры могут быть: крейцкопфные — с двухсторонним всасыванием и бескрейцкопфные — одностороннего всасывания (мощностью до 100 кВт).

По расположению цилиндров компрессоры подразделяются на вертикальные, горизонтальные и угловые.

К вертикальным относятся машины с цилиндрами, расположенными вертикально. При горизонтальном расположении цилиндры могут быть размещены по одну сторону коленчатого вала, такие компрессоры называются горизонтальными с односторонним расположением цилиндров; либо по обе стороны вала — с горизонтальными или двухсторонним расположением цилиндров.

Прогрессивным в развитии поршневых компрессоров явился переход на оппозитное исполнение компрессоров крупной и средней производительности. Оппозитные компрессоры, представляющие собой горизонтальные машины с встречным движением поршней и расположением цилиндров по обе стороны вала, отличаются высокой динамической уравновешенностью, меньшим габаритами и массой. Благодаря своим преимуществам оппозитные компрессоры практически полностью вытеснили традиционный тип крупного горизонтального компрессора.

По числу ступеней сжатия компрессоры различаются одно-, двух- и многоступенчатые. Многоступенчатое сжатие вызывается необходимостью ограничить температуру сжимаемого газа. В воздушных компрессорах возникает опасность воспламенения и взрыва масляного нагара, накапливающегося в трубопроводах, на крышках компрессоров и поверхностях клапанов, поэтому температура нагнетаемого воздуха не должна превышать 453К

Режим работы поршневого компрессора

Действие одноступенчатого воздушного поршневого Компрессор заключается в следующем. При вращении коленчатого вала 1 соединённый с ним шатун 2 сообщает поршню 3 возвратные движения. При этом в рабочем цилиндре 4 из-за, увеличения объёма, заключённого между днищем поршня и крышкой цилиндра 5, возникает разрежение и атмосферный воздух, преодолев своим давлением сопротивление пружины, удерживающей всасывающий клапан 9, открывает его и через воздухозаборник (с фильтром) 8 поступает в рабочий цилиндр. При обратном ходе поршня воздух будет сжиматься, а затем, когда его давление станет больше давления в нагнетательном патрубке на величину, способную преодолеть сопротивление пружины, прижимающей к седлу нагнетательный клапан 7, воздух открывает последний и поступает в трубопровод 6. При сжатии газа в Компрессор его температура значительно повышается. Для предотвращения самовозгорания смазки Компрессор оборудуются водяным (труба 10 для подвода воды) или воздушным охлаждением. При этом процесс сжатия воздуха будет приближаться к изотермическому (с постоянной температурой), который является теоретически наивыгоднейшим (см. Термодинамика). Одноступенчатый Компрессор, исходя из условий безопасности и экономичности его работы, целесообразно применять со степенью повышения давления при сжатии до b = 7–8. При больших сжатиях применяются многоступенчатые Компрессор, в которых, чередуя сжатие с промежуточным охлаждением, можно получать газ очень высоких давлений – выше 10Мн/м2. В поршневых Компрессор обычно предусматривается автоматическое регулирование производительности в зависимости от расхода сжатого газа для обеспечения постоянного давления в нагнетательном трубопроводе. Существует несколько способов регулирования. Простейший из них – регулирование изменением частоты вращения вала.

Читайте также: