14.2. Конструктивные схемы поршневых детандеров

Детандер – машина для охлаждения газа путем его расширения с отдачей внешней работы. Детандер относится к классу расширительных машин, но применяется главным образом не с целью совершения внешней работы, а для получения холода. Расширение газа в детандере – наиболее эффективный способ его охлаждения. Детандер используется в установках для сжижения газов и разделения газовых смесей методом глубокого охлаждения.

Наиболее распространены поршневые детандеры (рис.

14.4).

3

Поршневые детандеры – машины объемного периодического действия, в которых потенциальная энергия сжатого газа преобразуется во внешнюю работу при расширении отдельных порций газа, перемещающих поршень. Торможение поршневых детандеров осуществляется электрогенератором и реже компрессором. Применяются в основном в установках с холодильными циклами высокого (150–200 кГс/см2) и среднего (20 – 80 кГс/см2) давлений на входе в машину.

190

Наиболее широко применяются поршневые детандеры с кривошипно-шатунным механизмом (рис. 14.5), причем преобладают крейцкопфные машины.

1

2

3

в

Рис. 14.5

Большинство поршневых детандеров имеет вертикальное одноцилиндровое исполнение с расположением цилиндра в верхней (рис. 14.5, а) или нижней (рис. 14.5, б) части машины. Поршень детандера обычно соединяется с крейцкопфом посредством самоустанавливающегося сочленения, обеспечивающего равномерность работы поршневого уплотнения и ком-

191

пенсацию погрешностей при установке цилиндра на раме машины. Вертикальные детандеры имеют несколько меньший и более равномерный по окружности износ цилиндров и поршней. Вертикальные машины занимают меньшую площадь, силы инерции возвратно движущихся масс действуют на фундамент вертикально, и последний может быть выполнен более легким.

3 2 1

Рис. 14.6

Горизонтальные детандеры по сравнению с вертикальными, более удобны для обслуживания (рис. 14.5, в). Горизонтальные детандеры выполняются главным образом большой производительности. Горизонтальные детандеры выпускаются также с оппозитным расположением цилиндров (рис. 14.6). Эти машины характеризуются взаимным уравновешиванием сил инерции первого и второго порядков.

14.3. Мембранные компрессоры

Компрессоры мембранные предназначены для сжатия различных сухих газов без загрязнения их маслом и продуктами износа трущихся частей. Могут использоваться во всех производствах и научных исследованиях, где к чистоте перекачиваемого газа и герметичности компрессора предъявляются жесткие требования. Мембранные компрессоры могут быть выполнены с полностью герметичным рабочим пространством, отделенным как от приводного механизма и смазки, так и от окру-

192