книги из ГПНТБ / Покровский Н.К. Холодильные установки пособие для машинистов, обслуживающих аммиачные машины и аппараты

агентов; следовательно, и объемы цилиндров компрессоров, ра­ ботающих на этих холодильных агентах, будут больше объема цилиндра углекислотного компрессора. Если объем цилиндра уг­

лекислотного компрессора принять за 1, то объем цилиндра ам­ миачного компрессора будет в 5,18, сернокислотного в 13,5, хлорметилового в 9,03, фреонового (фреон-12)—в 8,27 раза больше.

Степень вредности различных холодильных агентов показана

в табл. 3.

Таблица 2

Объемная холодопроизводительность аммиака и фреона-12, ккал/м3

20

КОМПРЕССОРЫ

Компрессор — основная часть холодильной машины. Ком­ прессор всасывает пары холодильного агента из испарителя,

сжимает их и нагнетает в конденсатор. К нему предъявляются следующие требования: несложность конструкции, герметич­ ность, уравновешенность, простота и надежность в эксплуатации.

Компрессор должен иметь небольшой вес и состоять из дета­ лей однотипных (пригодных для ряда компрессоров одного типа) небольших габаритов, изготовленных из недорогих материалов,

обладать возможно большей удельной холодопроизводительно­

стью (ккал/квт-ч).

Герметизация предохраняет компрессор от просачивания хо­ лодильного агента через различные соединения его деталей.

Уравновешенность компрессора зависит от веса деталей, рас­

положения кривошипно-шатунного механизма и устройства спе­ циального противовеса на валу. Уравновешенный компрессор ра­ ботает спокойно, без вибраций.

Вэксплуатации компрессор должен быть прост при сборке

иразборке и удобен для осмотра его основных деталей. Кроме того, компрессор должен надежно работать продолжительное время без вынужденных остановок, допускать возможную пере­ грузку в работе и быть устойчивым при кратковременном влаж­ ном ходе.

Компрессоры бывают: поршневые, ротационные (поршневые с вращающимися поршнями) и центробежные. Наиболее широ­ кое распространение получили поршневые компрессоры.

Поршневые компрессоры различают:

по применяемому холодильному агенту — аммиачные, угле­

кислотные, фреоновые и т. д.;

по расположению осей цилиндра — горизонтальные, верти­

кальные (вертикальное расположение оси цилиндра к оси кар­ тера и коленчатого вала) и у-образные (угловое расположение блок-цилиндров);

по числу цилиндров — одноцилиндровые и многоцилиндро­ вые (два и более цилиндров);

по числу рабочих полостей — одинарного действия (сжатие паров холодильного агента происходит одной стороной поршня) и двойного действия (пары сжимаются обеими сторонами порш­ ня) ;

по движению паров в цилиндре — прямоточные (движение

паров холодильного агента в течение всего процесса работы ком­ прессора идет в одном направлении) и непрямоточные (движе­ ние паров в цилиндре во время работы меняется);

по числу ступени сжатия — одноступенчатого сжатия (сжатие паров от давления всасывания до давления нагнетания происхо­ дит в одном цилиндре) и многоступенчатого сжатия (сжатие па­ ров происходит последовательно, например в компрессоре двух­

21

ступенчатого сжатия вначале пары сжимаются в цилиндре низ­ кого давления до промежуточного давления, потом в цилиндре высокого давления до давления конденсации);

по числу оборотов коленчатого вала — тихоходные (горизон­ тальные с числом оборотов до 200 в минуту, вертикальные и у-образные с числом оборотов до 500 в минуту) и быстроходные (горизонтальные с числом оборотов 200 и более в минуту, вер­

тикальные и у-образные, имеющие 500 и выше число оборотов);

по холодопроизводительности—малые компрессоры (холодо­ производительностью до 5000 нккал/час), небольшие (холодо­ производительностью от 5000 до 50 000 нккал/ч), средние (холо­ допроизводительностью от 50 000 до 400 000 нккал/ч) и крупные (холодопроизводительностью 400 000 нккал/час и выше). Сле­

дует отметить, что указанное деление компрессоров по быстро­ ходности и холодопроизводительности — условное.

Рассмотрим только аммиачные поршневые компрессоры средней и крупной холодопроизводительности. Компрессоры мо­ гут быть разделены на следующие типы: ВП — вертикальные прямоточные, ВН — вертикальные непрямоточные, УП — у-об­

До 1946 г. отечественные заводы выпускали вертикальные и горизонтальные компрессоры только с одним числом оборотов, что вызывало увеличение количества моделей их. Компрессоры были тихоходные, металлоемкие: съем холода с 1 кг веса у двух­ ступенчатых компрессоров при температуре кипения —33° не превышал 25 ккал/час, а у одноступенчатых при температуре ки­ пения — 15° и температуре конденсации -}-30о колебался: от 30

тельность у двухступенчатых горизонтальных компрессоров мак­ симально была 780 и 1425, а у одноступенчатых колебалась от

2280 до 2800 ккал/квт-ч.

Горизонтальные компрессоры

Втабл. 4 приведены основные марки и характеристики гори­

зонтальных одноступенчатых компрессоров завода «Компрессор».

Внастоящее время отечественные заводы выпускают только компрессоры марок ЗАГ и 4ЛГ. Компрессоры остальных марок сняты с производства. Они приведены в таблице, потому что на­ ходятся в эксплуатации на некоторых предприятиях. У компрес­ сора 1АГ, 2АГ, ЗАГ и 4АГ клапаны расположены в теле цилин­ дра (рис. 5), а у компрессоров ГМ-12 — в крышках цилиндра.

Горизонтальный компрессор состоит из следующих частей:

рамы с коренными подшипниками для вала и их крышками и с

железным кожухом для ограждения коренного вала; цилиндра

22

Таблица 4

Основные данные аммиачных одноступенчатых горизонтальных компрессоров двойного действия

с крышками, опорной плитой, комплектом всасывающих и на­ гнетательных клапанов с крышками и сальниковой набивкой для штока; механизма движения; зубчатого масляного насоса с при­ водом от вала компрессора и трубопроводами для смазки под давлением коренных подшипников, мотылевого подшипника,

пальца и направляющих ползуна (компрессоры 1АГ, 2АГ, ЗАГ и 4АГ, кроме того, имеют механизм для .подкачки масла от руки, масляный фильтр и змеевик для охлаждения масла в масляном бачке); специально мясляного насоса с приводом от вала ком­ прессора и трубопроводом для смазки под давлением цилиндра и сальника.

Рама компрессора. Рама — это негерметичная станина от­ крытого типа; она является основной корпусной деталью гори­ зонтального компрессора, на который крепят подвижные и не­ подвижные части машины.

Назначение рамы — связывать между собой отдельные части компрессора и воспринимать возникающие в них усилия, по­ этому она должна быть прочной; раму отливают из чугуна, ук­ репляют болтами на бетонном фундаменте, предварительно под­ ливая под нее цементный раствор, состоящий из одной части (по объему) цемента марки 400 или 500 и одной части мелкого речного песка.

У горизонтальных компрессоров рамы бывают штыковые и вильчатые (рис. 6). Компрессоры старой конструкции (С-11)

имеют штыковую раму. Вал у них кривошипный. Штыковая

рама имеет один коренной подшипник. Укладка кривошипного вала на двух подшипниках (коренном и выносном) значительно проще, чем укладка коленчатого вала на трех подшипниках —-

выносном и двух коренных.

24

Компрессоры ГМ-12, 1АГ, 2АГ, ЗАГ, 4АГ, как и большинство других горизонтальных аммиачных компрессоров, имеют виль­ чатую раму с двумя коренными подшипниками. Вал у таких компрессоров коленчатый.

В настоящее время ряд заводов выпускает машины большой холодопроизводительности (свыше 600 тыс. нкпал/час) со шты­

ковыми рамами.

Рис. 6. Рамы компрессора:

пространстве, всасывание аммиака из испарительной системы,

сжатие (компрессия) и нагнетание паров аммиака в конден­

сатор.

В теле цилиндра есть каналы (полости) для всасывания и нагнетания паров холодильного агента. Цилиндр имеет индика­

торные патрубки для индицирования компрессора и гильзы для термометров; последние служат для контроля за температурой всасываемых и нагнетаемых паров холодильного агента. Каж­ дый цилиндр снабжен предохранительным клапаном, гнездо ко­ торого соединено с полостями всасывания и нагнетания. Ци­ линдры некоторых компрессоров выполнены со вставными втул­ ками— гильзами. Такую конструкцию цилиндров следует при­ знать целесообразной, так как в случае сработки гильзы ее

можно заменить новой. Цилиндры больших машин, выполняе­ мых консольными, имеют дополнительную опору на конце или в средней части, как у компрессора 2АГ.

Цилиндр и крышки отливают из чугуна. Такой цилиндр до­ статочно прочен, вполне соответствует требованиям непроницае­ мости и долго не изнашивается, если обеспечены соответствую­

щая смазка и правильный уход за ним.

Угоризонтальных компрессоров двойного действия цилиндры

взависимости от расположения клапанов делят на два основных типа: цилиндры с клапанами в его крышках и цилиндры с кла­

панами в его теле.

У цилиндров первого типа (компрессор ГМ-12) крышки имеют обычно сферическую поверхность. На таких крышках сравни­

25

тельно легко разместить клапаны необходимого сечения, но они

сложны в отливке, и подгонка клапанных окон крышки к окнам в цилиндре представляет значительные трудности. В литье кры­

шек указанных компрессоров получаются остаточные напряже­ ния, которые впоследствии при работе машины нередко вызы­ вают появление трещин в перемычках клапанных гнезд.

Все современные машины имеют цилиндры второго типа. Крышки у них более простой конструкции — плоские; их легко соединить с цилиндрами при помощи шпилек. Для уплотнения соединения между крышкой и цилиндром закладывают про­ кладку.

При конструировании компрессоров обязательно предусмат­ ривают линейное мертвое пространство, т. е. пространство, на­ ходящееся между крайним положением поршня и крышкой (передней и задней) цилиндра компрессора. Такие допуски не­ обходимы для предотвращения аварий. Так, в горизонтальных

компрессорах от линейного удлинения штока при нагревании его в процессе работы могла бы произойти авария вследствие удара поршня о крышку цилиндра, если бы не было в ней мертвого

пространства.

У компрессоров ГМ-12, 1АГ, 2АГ, ЗАГ, 4АГ линейное мертвое

пространство со стороны задней крышки цилиндра равно 2—2,5 мм, а со стороны передней крышки — 1,2—1,5 мм. Со сто­

роны задней крышки цилиндра линейное мертвое пространство больше, потому что шток, нагреваясь в процессе работы, не­

сколько удлиняется, приближая поршень к крышке цилиндра.

Сальник. Сальник обеспечивает надежное уплотнение штока во время работы компрессора, предотвращая выход холодиль­ ного агента из цилиндра наружу и поступление воздуха в ци­ линдр при работе компрессора на вакуум (ниже атмосферного). Сальник должен создавать хорошее уплотнение штока даже тогда, когда компрессор не работает. Сальниковая набивка при работе компрессора отводит тепло от штока и обеспечивает его смазку. Сальник должен быть прост по конструкции, изготовлен

с радиальным нажимом. Основные части этого сальника (рис. 7): 14—24 уплотняющих кольца, разрезанных на три части, 14—24 спиральных пружинок, 7—12 обойм, фонарь, резиновое кольцо, клингеритовое кольцо и втулка. Уплотняющие кольца, обоймы, фонарь и втулку изготавливают из чугуна, пружинки — из пру­ жинной стали, причем чугун для уплотняющих колец должен быть небольшой твердости НВ90 (по Бринелю). На Московском

холодильнике № 9 уплотняющие кольца изготавливают из дюр­

алюминия, на ряде других холодильников — из малооловянистого баббита; и те и другие кольца оправдали себя в эксплуатации.

26

Уплотняющие кольца стягивают пружинками и закладывают в гнезда обойм по два кольца в каждую обойму. Пружинки ра­ диально прижимают кольца к штоку, обеспечивая хорошее са­ моуплотнение сальника, поэтому такие сальники получили на­ звание «сальники с саморегулировкой». Все уплотняющие коль­ ца на внутренней стороне имеют канавки с буртиками по краям. Смазочное масло, поступая в канавки колец, создает масляный затвор, препятствующий выходу паров аммиака из цилиндра и поступлению воздуха в цилиндр машины. В том случае, когда буртики на канавках сработались, уплотняющие кольца заме­ няют. Чтобы избежать трения чугунных обойм о шток, внутрен­ ний диаметр их делают несколько больше диаметра штока; этим обеспечивается некоторый зазор между штоком и обоймами.

Характерная особенность конструкции заключается в том,

что уплотнение в сальнике достигается не произвольным осевым

натягом, а постоянными радиальными усилиями кольцевых пружин.

Фонарь представляет собой полую втулку и предназначен для смазки штока и сальника и для разгрузки сальника от дав­ ления. Давление в цилиндре во время работы компрессора ко­ леблется от давления нагнетания до давления всасывания. На такую же разность давлений работает и сальник. Чтобы снизить давление в сальнике, фонарь соединяют трубкой со всасываю­ щей стороной компрессора. По этой трубке компрессор отсасы­ вает пары аммиака и понижает давление в сальнике; часть саль­ ника, за фонарем, работает уже при пониженном давлении — давлении всасывания.

На переднем конце сальника перед металлической набивкой установлено резиновое кольцо, а на заднем, перед нажимной втулкой — клингеритовое кольцо толщиной 2 мм. Кольца эти препятствуют выходу паров аммиака из цилиндра по горловине сальника (по наружной поверхности сальниковой набивки).

Рассматриваемый тип сальника имеет предсальник, в кото­ рый закладывают три-четыре хлопчатобумажных кольца и рези­ новое кольцо.

Положительные особенности сальника: он обладает саморе­ гулировкой, создает надежное уплотнение, обеспечивает хоро­ шую смазку штока и при правильной сборке работает продолжи­ тельное время. Недостатки сальника: несколько сложен по кон­

струкции и со временем все же срабатывает шток.

Клапаны. Это важнейшие рабочие органы компрессора, так как от их состояния в значительной степени зависит холодопро; изводительность машины. Через всасывающие клапаны компрес­ сор засасывает холодные пары аммиака из испарителя, а через нагнетательные — нагнетает сжатые горячие пары аммиака в конденсатор. Клапаны должны иметь соответствующее сечение для прохода паров холодильного агента, надежно закрываться, своевременно и быстро открываться.

28