КМ Л-6

Сальники поршневых компрессоров

Сальники в поршневых компрессорах предназначены для уплотнения штока поршня.

Сальники составляют из пакетов с самоуплотняющимися (под давлением газа) элементами (рис. ___ а). Число пакетов зависит от давления в цилиндре. В качестве уплотняющих элементов металлического сальника служат плоские кольца - замыкающее и уплотняющее. Каждое кольцо охвачено браслетной пружиной, создающей предварительное уплотнение между кольцами и поршневым штоком. При работе сальника уплотнение по штоку происходит благодаря избытку давления газа в камере над давлением в

уплотняемом зазоре (рис. ___ б).

а - сальник с плоскими металлическими кольцами;

1 – уплотняющее кольцо;

2 – замыкающее кольцо;

3 – браслетная пружина;

4 – дроссельное кольцо;

5 – предсальник;

б – распределение давления в уплотняющем элементе.

Подвод масла в кольцевую камеру сальника обеспечивает его смазку, охлаждение, а также гидравлический затвор.

При высоких давлениях применяют сальники с коническими уплотняющими элементами, выполненными из мягкого антифрикционного сплава - бронзы, баббита (рис.___ в).

в – конические металлические уплотняющие элементы;

1 – внешнее уплотнительное кольцо;

2 – внутренние уплотнительные кольца;

3 – штифт;

4, 5 – нажимные кольца.

Внешний и внутренний элементы имеют радиальный разрез и охвачены стальными нажимными кольцами.

В последнее время широко используют фторопласт и его композиции. В таком сальнике (рис. ___ г) конические уплотняющие элементы

имеют радиальный разрез.

г – конические пластмассовые уплотняющие элементы;

1 – уплотнительные кольца;

2 – дроссельное кольцо;

3 – нажимные кольца;

4 – стягивающая муфта;

5 – пружина.

Для перекрытия стыков в них служит дроссельное кольцо. Нажимные и дроссельные кольца изготовляют из стеклопластика, а стягивающие муфты - из резины. Начальное уплотнение создается торцовыми коническими пружинами. При низком давлении такие сальники работают без смазки.

Поршни компрессоров

Поршни выпускают открытыми (тронковыми) (а), дисковыми (б) и ступенчатыми (в) (рис.___). Их выполняют составными, сварными или сплошными из чугуна, стали и алюминия.

Поршневые кольца изготовляют из высококачественного перлитного чугуна. Они бывают двух видов: уплотняющие и маслосъемные. Кольцо прижимается к цилиндру под действием разности давлений газа на внутренней и внешней цилиндрических поверхностях кольца, а также под действием сил упругости. На поршни малого диаметра кольца не могут быть надеты их расширением из-за недопустимых напряжений. В этом случае кольца составляют из нескольких частей и под них подкладывают кольцевые пружины. Поршневые кольца выполняют также из пластмассы (такой же, как в сальниках); ввиду недостаточной их упругости под пластмассовые кольца помещают эспандеры.

Клапаны поршневых компрессоров

Клапаны должны закрываться плотно и своевременно, оказывать малое аэродинамическое сопротивление, быть износоустойчивыми и прочными в условиях воздействия высоких температур и динамических нагрузок. В целях предельного снижения массы подвижных частей их изготовляют пластинчатыми. В зависимости от формы пластин и направления потока различают клапаны: кольцевые, ленточные, прямоточные, дисковые, тарельчатые.

Кольцевой клапан (___ а) состоит из седла 1, ограничителя подъема пластин 2, одной или нескольких кольцевых стальных или пластмассовых пластин 3 и клапанных пружин 4. Эти клапаны применяют главным образом в ступенях высокого давления. Всасывающий и нагнетательный клапаны отличаются только сборкой и установкой.

В ленточном (полосовом) клапане (___ б) пластины 3 самопружинящие. Под перепадом давления они выгибаются в дугообразные углубления ограничителя 2 и открывают щель для выхода газа. Необходимые проходные сечения достигаются числом клапанов, собранных на общем седле.

В прямоточном клапане (___ в) пластины самопружинящие, но расположены они не перпендикулярно потоку, а параллельно ему, благодаря чему аэродинамические потери в клапане (перепад давления) значительно снижаются. Пластины 1 зажаты между седлами 2, которые с одной стороны имеют клиновидный скос 3, куда отгибается пластина при открытии клапана, а на другой стороне - проточные каналы 4, разделенные многочисленными перемычками. Седла и пластины собираются в клапан прямоугольной или круглой формы.

Дисковый клапан отличается от кольцевого тем, что концентрические кольца соединены радиальными перемычками в общем диске, центральная часть которого зажата между седлом и ограничителем подъема, а периферийная свободно отгибается. Дисковые пластины имеют большие проходные сечения, чем кольцевые равных размеров, но их пластины трудоемки в изготовлении.

Кольцевые и дисковые клапаны используют при давлениях до 40 МПа, а прямоточные и ленточные - до 4 МПа. При сжатии загрязненных и сильно коксующихся или склонных к полимеризации газов лучше работают кольцевые и дисковые клапаны.

Компактный прямоточный клапан типа СГИ (рис. ___ г) надежен в работе даже при перекачивании чрезвычайно запыленной среды. Благодаря плавающим пластинам (вместо защемленных на рис. ___ в) контактные поверхности самоочищаются от грязи.

В ступенях высокого давления применяют тарельчатые клапаны сферической или конической формы (рис. ___ д).

Материалом для изготовления пластин кольцевых клапанов служит главным образом хромистая и хромомарганцовокремнистая сталь; окончательная обработка пластин производится притиркой (класс шероховатости не ниже десятого). Пластины ленточных и прямоточных клапанов изготовляют из пружинной углеродистой или нержавеющей стали, седла - из чугуна, качественных сталей и алюминиевых сплавов.

Система смазки поршневого компрессора

Смазку цилиндров производят под давлением с помощью лубрикаторов, т. е. многоплунжерных насосов с приводом от механизма компрессора. Каждый плунжер насоса подает строго определенное количество масла в отдельную точку смазки. Система смазки цилиндров проточная, т. е. без замкнутого контура.

Система смазки механизма движения - циркуляционная. Она осуществляется принудительно по замкнутому контуру: маслосборник - масляный насос (обычно шестеренный) – фильтр - холодильник - детали механизма движения - маслосборник (рис. ___ ).

Циркулирующее масло, так же как и в двигателях, очищается в нескольких ступенях:

I ступень очистки - сетчатым фильтром-маслоприемником, устанавливаемым в маслосборнике, для защиты от попадания в систему примесей крупных размеров;

II ступень - полнопоточными фильтрами грубой очистки (обычно пластинчато-щелевых) от примесей размером 40 - 250 мкм;

III ступень - фильтрами тонкой очистки (ФТО), выполненными в виде патронов, заполненных хлопчатобумажной пряжей, или центрифуг (на этой ступени масло освобождается от загрязнений размером 4 - 5 мкм);

IV ступень - магнитными или химическими фильтрами, а также с помощью электрических методов.

В небольших компрессорах маслосборником обычно служит поддон картера, а холодильник для масла может отсутствовать.

Наиболее простая система смазки - разбрызгиванием масла из картера. Брызги масла, захватываемого шатунами, оседают на части поверхности цилиндров, а затем переносятся поршнями по остальной поверхности. Оседая в карманах, масло растекается из них к трущимся поверхностям механизма движения. Недостатки такого способа смазки:

- постепенное загрязнение масла (оно не фильтруется);

- малая эффективность смазки механизма движения;

- нерегулируемость подачи масла в цилиндры, обычно с превышением нормы.

Поэтому смазку разбрызгиванием применяют лишь в малых компрессорах. Для отделения от сжатого газа или воздуха масла и влаги служат масловлагоотделители (сепараторы), установленные непосредственно после холодильников. Их принцип действия основан на инерции: при повороте струи газа частицы жидкости, имеющие более высокую плотность, выпадают из струи. При давлении газа выше 10 МПа отделение масла и влаги осуществляют в фильтрах.