12 Компрессоры и их классификация

13 Поршневые компрессоры

Виды поршневых компрессоров. Поршневые компрессоры под­разделяют по холодопроизводительности, виду холодильного аген­та, области применения, устройству кривошипно-шатунного ме­ханизма, конструкции корпуса, расположению цилиндров, на­правлению движения пара в последних, числу степеней сжатия, степени герметичности и некоторым другим признакам.

По холодопроизводительности поршневые компрессоры под­разделяют на малые (Q₀ до 12 кВт), средние (Q₀ 12—120 кВт) и крупные (Q₀ более 120 кВт).

По виду холодильного агента различают аммиачные, хладоновые (фреоновые) и универсальные компрессоры.

В зависимости от области применения компрессоры подразде­ляют на стационарные, транспортные и др.

По устройству кривошипно-шатунного механизма различают компрессоры крейцкопфные, или ползунковые (двойного дей­ствия), и бескрейцкопфные (простого действия).

Крейцкопфные компрессоры бывают в основном одноцилинд­ровые, горизонтальные, сальниковые, непрямоточные.

Наиболее распространены бескрейцкопфные открытые комп­рессоры вертикальные и V-образные, прямоточные и непрямо­точные.

Число цилиндров у бескрейцкопфных компрессоров колеблет­ся от 2 до 16. Двухцилиндровые компрессоры, как правило, вер­тикальные. Если цилиндров больше, применяют различные про­странственные схемы их расположения.

Бескрейцкопфные компрессоры разнообразны по конструктив­ному исполнению.

По конструкции корпуса компрессоры подразделяют на блок-картерные (общая отливка блока с картером) и разъемные (блок цилиндров и картер представляют собой отдельные детали).

Большое распространение получили блок-картерные компрессо­ры. В цилиндровую часть блок-картера вставляют сменные цилинд­ровые гильзы. Блок-картерные компрессоры по сравнению с разъем­ными отличаются большей жесткостью и прочностью при меньшей толщине стенок цилиндров; их изготовление и ремонт проще.

В зависимости от кинематической схемы и расположения оси цилиндров компрессоры делят на прямоточные и непрямоточ­ные; горизонтальные и вертикальные; с угловым расположением цилиндров — V-, W-образные или веерные, крестообразные, звез­дообразные.

В прямоточном компрессоре всасывающие клапаны располага­ются на днище поршня, а нагнетательные — в верхней части ци­линдра, в ложной крышке.

В непрямоточных компрессорах клапаны всасывающие и на­гнетательные размещаются в верхней части цилиндра — на кла­панной доске. При движении поршня вниз давление в цилиндре компрессора становится ниже, чем во всасывающей полости, и пар проходит через вентиль во всасывающую полость, а затем через всасывающий клапан в полость цилиндра. При движении поршня вверх пар сжимается до давления конденсации и через нагне­тательный клапан попадает в нагнетательную полость.

По числу степеней сжатия компрессоры бывают одно- и многоступенчатые.

По степени герметичности и числу разъемов компрессоры подразделяют:

на герметичные — со встроенным электродвигателем в запаянном кожухе без разъемов;

бессальниковые — со встроенным электродвигателем, с разъемными и съемными крышками;

открытые, или сальниковые, в которых ведущий вал уплотня­ется при помощи сальника;

простого действия, в которых сжатие пара осуществляется од­ной стороной поршня, и двойного действия, в которых обе сто­роны поршня рабочие.

Герметичные компрессоры — компрессор и электродвигатель заключены в общий герметически закрытый сварной стальной кожух. Электродвигатели устанавливают однофазные и трехфаз­ные асинхронные. Ротор электродвигателя насаживается непосред­ственно на вал компрессора. Частота вращения вала может быть близка к 50 с^-1, что позволяет уменьшить геометрические разме­ры, габариты и массу компрессора при той же холодопроизводительности. Обмотка электродвигателя охлаждается потоком вса­сываемого пара холодильного агента, благодаря чему возможно повышение на него нагрузки. Герметичные машины почти бес­шумны. Их холодопроизводительность находится в пределах от нескольких сотен ватт до 10 кВт. Герметичные компрессоры изго­тавливают для трех различных диапазонов температур кипения хо­лодильного агента: С — среднетемпературного от -25 до +10 °С; Н — низкотемпературного от -40 до -25 С и В — высокотемпера­турного от -10 до +10 С.

Компрессоры С используют в торговом холодильном оборудо­вании и бытовых холодильниках. В бытовых холодильниках приме­няют в основном одноцилиндровые поршневые непрямоточные герметичные компрессоры с вертикальным цилиндром и гори­зонтальным валом. Электродвигатели в последнее время исполь­зуют однофазные асинхронные с пусковой обмоткой и короткозамкнутым ротором, скорость вращения которого, а следователь­но, и вала компрессора 50 с^-1.

Компрессоры Н применяют в низкотемпературном холодиль­ном оборудовании и небольших морозильных устройствах.

Компрессоры В используют для кондиционеров, охладителей напитков, соков, молока и других устройств.

Бессальниковые компрессоры непрямоточные. Разъемное соединение и съемные крышки обеспечивают доступ к их внут­ренним частям. Обмотки электродвигателей, как и герметич­ных компрессоров, охлаждаются всасываемым паром холодиль­ного агента.

Отличительная особенность бессальниковых компрессоров— отсутствие сальников, так как электродвигатель находится на одном валу с компрессором и располагается в его картере. Такая конструкция позволяет уменьшить габариты и практически полностью исключить утечку рабочего тела.

Холодопроизводительность таких компрессоров находится в пределах от нескольких до нескольких десятков киловатт (средние по величине холодопроизводительности компрессоры).

В сальниковых компрессорах самым уязвимым конструктивным узлом является уплотнение коленчатого вала, через которое наи­более вероятна утечка холодильного агента. Особенно велика опас­ность утечки в малых хладоновых компрессорах.

По характеру охлаждения блока цилиндров бывают компрес­соры с воздушным и водяным охлаждением. Воздушное охлажде­ние используется в малых холодильных компрессорах, во всех ос­тальных применяют водяное принудительное охлаждение.

Для смазки трущихся деталей используются принудительная, непринудительная или комбинированная системы смазки.

По типу привода различают компрессоры с ременной переда­чей; непосредственно соединенные с электродвигателем муфтой; с электродвигателем, ротор которого насажен на вал компрессора.

По частоте вращения коленчатого вала компрессоры разделя­ют на тихоходные — до 500 об/мин и быстроходные — свыше 500 об/мин.

Унифицированные поршневые компрессоры выпускают для хладонов I и II баз, для аммиака и хладонов — III и IV баз, для аммиака — V базы.

Герметичные компрессоры I базы имеют горизонтальное и вер­тикальное расположения двух или четырех цилиндров.

Компрессоры герметичные и бессальниковые предназначены для хладонов, сальниковые — для аммиака и хладонов. Хладоновые компрессоры I, II и III баз — непрямоточные, IV — прямо­точные; аммиачные III и IV баз — прямоточные; аммиачные комп­рессоры V базы — крейцкопфные непрямоточные с опозитным расположением двух или четырех цилиндров.

Для смазки цилиндров и механизма движения в аммиачных компрессорах используют масла ХА, ХА-30, ХС-40, а в хладоно­вых - ХФ-12-16, ХФ-22-24, ХФ-22с.

При маркировке унифицированных поршневых компрессоров применяют следующие обозначения: П — поршневой, Ф — хладоновый (фреоновый), А — аммиачный, В — вертикальный, V—V-образный, W — веерообразный, Б — бессальниковый, Г — герметичный, О — опозитный. Цифры после букв означают холодопроизводительность (кВт).,

В сальниковых компрессорах марок П14, П20, П28 и др. расположение цилиндров V-, W-, VV-образное.

В бессальниковых компрессорах марок ПБ5, ПБ7 — ПБ220 расположение цилиндров также V-, W-, VV-образное.

Основные конструктивные узлы и детали поршневых компресcоров ^__ рама, картер, блок-картер, цилиндры, коленчатые валы, шатуны, поршни, поршневые кольца, клапаны, сальники.