7.3 Типы и схемы компрессоров
Тип компрессора определяется расположением цилиндров. Каждый тип компрессоров имеет свои преимущества.
Основное преимущество вертикальных компрессоров – равномерный износ цилиндров и поршней вследствие меньшего давления поршней на стенки цилиндров благодаря равномерному распределению смазки и оседанию твердых частиц на торце поршня. Это преимущество является решающим для компрессоров без смазки или с неполной смазкой там, где не допускается применение минерального масла (кислородные, хлорные и другие компрессоры).
Горизонтальные компрессоры более удобны при обслуживании, что очень важно для стационарных крупных компрессоров.
Преимущества угловых компрессоров – относительно малая масса и компактность, что имеет решающее значение для компрессоров в передвижных установках.
Компрессоры одного типа с кривошипно-шатунным механизмом различаются числом рядов цилиндров, равным числу шатунов, расположением цилиндров и ступеней, конструкцией кривошипно-шатунного механизма, который может быть крейцкопфным или бескрейцкопфным. Эти признаки объединены общим понятием схемы компрессора, которая предопределяет конструкцию машины, ее массу, габариты и стоимость, а также экономичность в эксплуатации, надежность, простоту обслуживания и ремонта.
Различие требований, предъявляемых к компрессорам в зависимости от их назначения, отражено в разнообразии применяемых схем. Наиболее распространенные из них приведены на рис. 7.2, на котором римскими цифрами обозначены ступени сжатия, а буквами Ур – уравнительная полость; последняя в отличие от рабочих полостей не имеет клапанов и находится под постоянным давлением газа для уравнивания поршневых сил.
Рис. 7.2 – Схемы поршневых компрессоров:
а-з – двухступенчатые; и-м – трехступенчатые; н-п – четырехступенчатые; р-с – пятиступенчатые; т – шестиступенчатые.
Бескрейцкопфные компрессоры просты по конструкции и компактны, вследствие чего их применяют для передвижных установок. В крупных компрессорах сказываются недостатки такой схемы: пониженный механический к. п. д., большие утечки газа через поршневые кольца, повышенный унос масла из картера и сильное загрязнение им сжимаемого газа, неэффективное использование объема цилиндра вследствие одинарного действия. Поэтому она уступает место схеме с крейцкопфом.
На рис. 7.2, з, м представлены схемы со встречным движением поршней (оппозитное расположение). Колена вала каждой пары противолежащих рядов взаимно смещены на 180°. В этой схеме полностью уравновешиваются силы инерции поступательно движущихся масс, поршневые силы рядов противоположны по направлению, вследствие чего на коренные подшипники действует их разность. Тем самым уменьшается работа трения, а следовательно, износ подшипников и коренных шеек вала. Горизонтальные оппозитные компрессоры примерно в 2 раза легче, чем машины с односторонним расположением цилиндров.
Несколько ступеней в одном ряду объединяют в дифференциальный блок (рис. 7,2, и, л), за счет чего уменьшается число сальников и длина ряда. Ступень высокого давления для снижения утечек газа уплотняют по возможно меньшему периметру поршня, располагая ее в торце дифференциального блока.