Практическая часть

В лабораторной работе исследуется мембранный компрессор КВ-10, предназначенный для подачи сжатого воздуха в торговые автоматы и другое торговое и торгово-технологическое оборудование для выполнения операций, где требуется сжатый воздух давлением до 1,5 кгс/см². Компрессор предназначен для работы в условиях окружавшего воздуха от +5 до +40°С и относительной влажности не более 90% при температуре +20°С. Максимальное давление нагнетания не менее 1,5 кгс/см² . Производительность не менее 10 л/м. На рис.2 показано устройство компрессора.

При работе компрессора засасываемый воздух, проходя через фильтр, очищается от взвешенных частиц и через систему клапанов и нагнетательную камеру попадает в ресивер-коллектор, связанный с реле давления. При падении давления в цели на 0,25 кгс/см² от установленного, реле включает электродвигатель в работу. Таким образом, в цепи стабильно поддерживается давление сжатого воздуха.

Компрессор состоит из следующих основных элементов: привода 1, шатуна с мембраной 2, ресивера-коллектора 3, крышки с системой клапанов 4, реле давления 5, основания 6, электродвигателя 7, кожуха 8, соединительных трубок 9.

На привод 1 эксцентрично насажен шатун 2, жестко связанный с резиновой мембраной. Мембрана закреплена между крышкой 4, и плитой, и таким образом образуют закрытую камеру, объем которой в период оборота привода увеличивается и уменьшается.

Камера, заключенная между крышкой и мембраной, через клапан всасывания соединена с фильтром, а через нагнетательный клапан при помощи трубки с ресивером. Ресивер-коллектор соединен трубкой с реле давления и имеет выходной ниппель для присоединения к нагнетательной линии.

Привод получает вращение от электродвигателя с помощью эластичной муфты сцепления.

Изменение давления в системе в течение длительности одного оборота коленчатого вала регистрируется с помощью мембранного датчика П-1Б. Устройство датчика показано на рис. Стабилизированное питание 12 В постоянного тока подается на датчик со стабилизированного блока питания.

Выходной сигнал с датчика регистрируется и визуализируется однолучевым осциллографом С1-57.

Питание компрессора, датчика и блока питания осуществляется от сети переменного тока 220 В.

Положение верхней мертвой точки (в.м.т.) фиксируется на осциллограмме сигналом, поступающим с геркона.

Порядок выполнения работы.

1. Ознакомиться с устройством и принципом работы диафрагменного компрессора и датчика П-1Б.

2. Собрать установку согласно схеме на рис.3.

3. Включить осциллограф и настроить его согласно инструкции по эксплуатации. Переключить его в режим отсечки постоянной составляющей сигнала (~). Установить переключатель отклонения по оси Y в положение 0,1 В/дел, переключатель диапазона развертки в положение 5 мс/дел.

4. Включить компрессор. Для выхода компрессора в стандартный тепловой режим необходимо около 15 мин.

5. Включить блок питания. На экране осциллографа отобразится процесс изменения давления.

6. Снять индикаторную диаграмму компрессора в координатах Р - φ, где Р -давление, φ - угол поворота коленчатого вала. Для этого пересчитать показания осциллографа в паскали, учитывая, что 101000 Па соответствуют 12В.

7. Повторить измерения при частично закрытом вентиле.

8. По осциллограмме рассчитать частоту вращения коленвала компрессора

n = 60000 / (x∙d);

где n - частота вращения вала компрессора об/мин;

х - период обращения в делениях шкалы осциллографа;

d - цена деления, мс/дел.

9. Построить индикаторную диаграмму в координатах Р - V. Для этого разбить один период на диаграмме Р - на 12 равных интервалов, причем положение в.м.т. обозначить точкой 0. Тогда точка 6 будет соответствовать нижней мертвой точке, а точка 12 - снова в.м.т. Точки 1 и 11, 2 и 10, 3 и 9, 4 и 8, 5 и 7 будут соответствовать одинаковым положениям поршня, т.е. одинаковым объемам. Переводя угловые координаты в линейные, откладывают их положения на горизонтальной линяй (атмосферной линии). Через них проводят вертикальные линии и на них откладывают ординаты давления. Точки соединяют плавной линией, полученная - кривая представляет собой индикаторную диаграмму компрессора в координатах Р -V.

Проводят ось объемов на расстоянии у мм вниз от атмосферной линии

y = 10∙В/(735,6∙m_p)

где В - барометрическое давление в момент снятия индикаторной диаграммы, мм рт. ст.;

m_p - масштаб давления, МПа/см.

Проводят ось давлений на расстоянии х мм влево от в.м.т.

x = 10∙V_m/m_v,

где V_m - объем мертвого пространства;

m_v - масштаб объема.

Индикаторная диаграмма позволяет определить среднее индикаторное давление и индикаторную мощность компрессора.

Среднее индикаторное давление Р_инд представляет собой среднее значение разности ординат линии расширения и сжатия и определяется по формуле

P_инд = m_p∙f_инд/S_инд

где f_инд - площадь индикаторной диаграммы (см²), которая находится планиметрированием;

S_инд - расстояние, равное ходу поршня, (см).

Индикаторная мощность Вт компрессора определяется по формуле:

N_инд = 1/60P_инд∙F∙Sⁿ_инд

где F - площадь поршня, м²;

n - частота вращения вала компрессора, об/мин.