Индикаторная мощность компрессора, пропорциональная площади индикаторной диаграммы, тоже уменьшается.
В предельном случае η0 = 0 и Q = 0. Этому случаю соответствует линия диаграммы 1-3.
Пример технической реализации метода регулирования показан на рисунке 15.19. Изменение объема мертвого пространства осуществляется поршневой системой 1, которая подсоединена к крышке 1. Диапазон изменения объема мертвого пространства и, соответственно производительности компрессора, определяется объемом поршневой системы.
1 2
Рисунок 15.19
Способ считается экономичным.
15.8. Конструктивные типы поршневых компрессоров
Компрессоры имеют богатое разнообразие конструкций. Они могут классифицироваться по ряду различных признаков.
Различают следующие типы компрессоров:
1.Простого и двойного действия;
2.Бескрейцкопфные (тронковые) и крейцкопфные,
3.Прямоточные и непрямоточные;
4.С внешним и встроенным приводом;
5.С горизонтальным, вертикальным, угловым и оппозитным расположением цилиндров;
6.С водяным и воздушным охлаждением.
В компрессорах простого действия используется одностороннее всасывание и сжатие газа, которое осуществляется одной стороной поршня
(рис.15.20).
102
Рисунок 15.20
Компрессоры двойного действия используют двухстороннее всасывание (рис.15.21). В них сжатие осуществляется обеими сторонами поршня в двух рабочих полостях цилиндра. Объем рабочей камеры в задней полости цилиндра меньше, чем в передней на объем штока, связывающего поршень с крейцкопфом.
Рисунок 15.21
В бескрейцкопфных компрессорах движение передается непосредственно от шатуна к поршню (рис.15.22). В данных компрессорах существенную роль играют радиальные силы, действующие на поршень. Поэтому поршень имеет развитую по длине поверхность и выполняет роль крейцкопфа. Как правило, такие компрессоры относятся к компрессорам простого действия и для них характерно одностороннее всасывание.
Рисунок 15.22
В крейцкопфных компрессорах движение от шатуна к поршню передается через крейцкопф и шток (рис.15.23). Поршень жестко соединен со штоком, который связан с крейцкопфом и совершает с ним возвратно-поступательные движения. С другой стороны, шток связан с крейцкопфом, также движущимся возвратно-поступательно.
Крейцкопфные компрессоры чаще всего относятся к компрессорам двойного действия.
103
Рисунок 15.23
В прямоточных компрессорах газ в течение всего рабочего процесса движется в одном направлении (рис.15.24). Всасывающий клапан устанавливается непосредственно на поршне и перемещается вместе с ним.
Установка клапана на поршне приводит к увеличению массы подвижной части, что ухудшает инерционные характеристики устройства и понижает частоты вращения приводного двигателя. Кроме того, значительно усложняется процедура профилактики и ремонта всасывающего клапана.
Рисунок 15.24
Положительным моментом прямого движения газа в компрессоре является уменьшение завихрения потока газа и связанное с этим тепловыделение.
В непрямоточных компрессорах всасывающий и нагнетательный клапаны установлены в корпусе и неподвижны (рис.15.20). Газ при всасывании и нагнетании меняет направление движения. Перемена направления движения газа приводит к интенсивному вихреобразованию и его нагреву.
Компрессоры с внешним приводом соединяются с двигателем через муфту или ременную передачу. Эти компрессоры имеют уплотнение вала – сальник, который препятствует попаданию рабочего вещества в атмосферу. Такие компрессоры часто называются сальниковыми.
Преимуществом сальниковых компрессоров является возможность охлаждения приводного двигателя атмосферным воздухом, доступность для ремонтных и профилактических работ, отсутствие потребности использования специальных материалов, обеспечивающих надежную работу обмоток двигателя в среде рабочего вещества.
Недостаток – наличие сальников, требующих регулярных профилактических и ремонтных работ.
Компрессоры с встроенным приводом имеют встроенный в картер электродвигатель. Сальник в них отсутствует. Такие компрессоры называются бессальниковыми или герметичными.
Преимущества встроенного привода состоят в высокой надежности из-за отсутствия сальников. Кроме того, они отличаются малыми размерами и мас-
104
сой электродвигателя, поскольку его номинальную мощность можно повысить в несколько раз из-за эффективного охлаждения рабочим веществом.
Но недостатком встроенного привода является подогрев рабочего вещества от электродвигателя, что снижает объемную производительность компрессора. Из-за опасности разрушения медных проводов обмотки электродвигателя существуют ограничения на виды рабочих веществ компрессора.
Как правило, с целью получения высокого давления компрессоры реализуют многоступенчатое сжатие газов. Многоступенчатые компрессоры выполняются в двух вариантах:
а) со ступенями сжатия в отдельных цилиндрах; б) с дифференциальным поршнем и несколькими ступенями сжатия в
одном цилиндре.
Компрессоры со ступенями сжатия в отдельных цилиндрах выполняют
следующих типов : |
|
|
|
|
|
– |
бескрейцкопфные |
с |
V-образным (рис. 15.25а) и Ш |
-образным |
|
(рис.15.25б) расположением цилиндров; |
|
|
|||
– |
крейцкопфные |
с |
прямоугольным |
расположением |
цилиндров |
(рис.15.25в) и с горизонтальным оппозитным |
расположением |
цилиндров |
|||
(рис.15.25г).
В компрессорах типов (а), (б) и (в) оси цилиндров расположены в вертикальной плоскости. Поэтому их трудно динамически сбалансировать. Они тихоходны, требуют тяжелых фундаментов и относительно больших высот здания. Но площадь, требуемая для их установки, невелика.
Компрессоры с оппозитным расположением цилиндров (г) благодаря противоположному движению поршней легко балансируются динамически и допускают более высокую частоту вращения привода. Горизонтальные компрессоры требуют малых высот при относительно больших площадях зданий.
105
90 0
(а) |
(б) |
|
(в)
90 0
(г)
Рисунок 15.25
106