Компрессор поршневой принцип работы и устройство: Поршневые компрессоры. Работа и принцип действия. Технические характеристики и применение

Устройство и принцип работы поршневого насоса, компрессора

Что такое поршневой компрессор и как он работает? Это поршневой насос сжимающий газ. Если сжимается жидкость, говорят о насосе. Если сжимается какой-либо газ, то говорят о компрессоре. Принцип действия у поршневого насоса и поршневого компрессора одинаков.

Схема работы поршневого компрессора

На рисунке показана минимальная компоновка поршневого компрессора:

1. Впускной клапан
2. Выпускной клапан
3. Поршень
4. Шатун
5. Коленчатый вал
6. Цилиндр

Слева показан цикл впуска газа в цилиндр. Когда поршень идет вниз, под впускным клапаном возникает разряжение. Этот клапан, прижатый к седлу пружиной, открывается (из-за разности давлений над ним и под ним). Газ всасывается в цилиндр. Справа показан цикл сжатия газа. Поршень идет вверх, сжимая газ. Под давлением закрывается впускной клапан, открывается выпускной, газ устремляется в нагнетательную трубу.

Привод компрессора может быть электрическим, бензиновым, дизельным. Соответственно, коленчатый вал получает вращение от электродвигателя или же от двигателя внутреннего сгорания, бензинового или солярочного.

Видео: поршневой насос — принцип работы

Типы поршневых компрессоров

Выше был показан самый простой компрессор одностороннего действия. Намного эффективнее компрессор двустороннего действия.

Поршневой компрессор двустороннего действия

Как видим из рисунка, для всасывания и нагнетания воздуха, используется движение поршня как в одну, так и в другую сторону. Когда слева газ сжимается и соответственно нагнетается, справа идет всасывание. И наоборот. Производительность увеличивается почти в два раза. Чуть меньше, так как шток, толкающий поршень занимает некоторый объем.

Выше показаны одноцилиндровые компрессоры. Также производят двух, трех и более цилиндровые. Соответственно и мощность будет больше в два, три и более раз.

Двухцилиндровый поршневой компрессор

В таких агрегатах поршни ходят в противофазе. Этим достигается равномерность подачи воздуха. Также уменьшается тряска компрессора.

По расположению цилиндров бывают горизонтальные, вертикальные, угловые компрессоры.

Также различаются компрессоры по количеству ступеней сжатия. Вышерассмотренные компрессоры были одноступенчатыми. Бывают также и двух, трех и более ступенчатые.

Двухступенчатый поршневой компрессор

Воздух, сжатый в первом цилиндре, поступает в меньший по объему второй цилиндр. Там он дожимается до более высокого давления. Понятно, что двухступенчатый компрессор должен иметь два цилиндра. При сжатии газа происходит его нагрев. Поэтому сжатый газ из первого цилиндра попадает во второй через охладитель. Его изготавливают из материала быстро отдающего тепло. Чаще всего это медная трубка.

Двухступенчатый компрессор имеет более высокий КПД. Это происходит по нескольким причинам:

• промежуточное охлаждение воздуха, делает работу компрессора более комфортной. Меньше изнашиваются трущиеся части оборудования. Например, пара поршень – цилиндр.
• при одинаковой мощности привода, двухступенчатый компрессор на выходе дает большее давление.

Первый компрессор, созданный человеком, был поршневой. Потом появились другие виды. Самое общее деление компрессоров: объемные и динамические. В объемных компрессорах газ сжимается за счет уменьшения объема камеры. В динамических — за счет взаимодействия с лопатками ротора. К объемным, помимо поршневых компрессоров, относятся и широко распространенные винтовые компрессоры.

Видео: как работает поршневой компрессор

Устройство и принцип работы винтового компрессора

Два винта ведущий и ведомый синхронно вращаются в паре. Зубья одного входят во впадины второго. Но винты, их металлические поверхности не соприкасаются. Он расположены параллельно друг другу на валах. На этих же валах имеются шестерни, которые входят в зацепление друг с другом, что обеспечивает жесткую кинематическую связь между винтами.

Винтовой компрессор

Роторы (винты) вращаются навстречу друг другу. Воздух через отверстие в корпусе поступает в пространство между винтами. Ввиду того, что зазор между роторами очень мал: 0,1 – 0,3 мм, по мере вращения воздух отсекается от атмосферы и захватывается винтами. Дальнейший поворот валов приводит к уменьшению объема воздуха и значит к его сжатию. На выходе получаем высокое давление.

Вместе с воздухом впрыскивается машинное масло, которое уменьшает зазор между винтами до нуля. Кроме того, масло смазывает винты, уменьшая силы трения. Также масло забирает лишнее тепло, которое неизбежно возникает по мере сжатия воздуха.

Когда камера, образованная винтами, соединяется с выпускным отверстием, воздухомасляная смесь под давлением выбрасываются в нагнетательную линию. Далее смесь проходит через масляный фильтр, который задерживает масло и передает его обратно в систему.

Преимущества винтового компрессора перед поршневым очевидны:

1. равномерность работы намного превосходит поршневой компрессор
2. межремонтный период в разы больше
3. небольшие габариты, легко монтировать
4. КПД на 30% больше поршневых

Видео: работа и устройситво винтового компрессора

Безмасляный компрессор

На данный момент наша промышленность очень сильно нуждается в безмасляных компрессорах, которые бывают как поршневыми, так и винтовыми. В некоторых случаях недопустимо наличие масла в воздухе даже в минимальных количествах. Например, для надувания кислородной подушки. Или для заполнения кислородного баллона.

Чтобы поршневой компрессор был безмасляным, поверхность его цилиндров покрыта специальным составом, позволяющим работать без машинного масла. Также и поршень покрывается спецсоставом. Несмотря на большие достижения в области материалов, уменьшающих скольжение, время непрерывной работы безмасляного поршневого компрессора ограничено. В некоторых моделях 10 – 15 минут в час.

Видео: безмаслянные компрессоры

Чтобы винтовой компрессор выдавал сжатый воздух абсолютно без масла, оно не должно использоваться для уплотнения роторов, и охлаждения. То есть в камеру сжатия масло не впрыскивается. Чтобы такой агрегат успешно работал и не нагревался, к изготовлению винтов предъявляют повышенные требования. Степень сжатия уменьшается, по сравнению с масляными, в 3 – 4 раза.

Безмасляные компрессоры уступают масляным по всем параметрам, кроме одного – чистоте сжатого воздуха. Поэтому если покупателю не нужен абсолютно чистый сжатый газ, лучше брать масляный компрессор.

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 2 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Поршневые компрессоры: особенности, устройство, принцип работы

Пневматическое оборудование применяют на производственных предприятиях, строительных площадках, станциях технического обслуживания. Для получения сжатого воздуха используют компрессоры. Широкое распространение получили поршневые модели. Это оборудование отличается высоким КПД, надежностью и низкой ценой. Поршневые компрессоры рекомендуют использовать при рабочем давлении не менее 1 МПа. Один из главных критериев современной техники высокая мощность, поэтому компрессоры, генерирующие сжатый воздух с давлением более 1 МПа пользуются широким спросом.

---

Устройство поршневого компрессора

 

Простое устройство воздушного поршневого компрессора – гарантия надежной работы оборудования. Выпускают однопоршневые и двухпоршневые модели. Конструктивные особенности наглядно можно рассмотреть на оборудовании с одним поршнем. Главные узлы:

• поршень;

• цилиндр;

• нагнетающий клапан;

• всасывающий клапан;

• коленчатый вал;

• шатун.

Выполняется работа поршневого компрессора при вращении коленчатого вала. Он передает момент вращения шатуну, который производит ограниченные движения поршня в камере сжатия. Объем воздуха между клапанами, расположенными в верхней части камере и поршнем увеличивается. В результате воздух в камере разряжается, это позволяет атмосферному воздуху преодолеть сопротивления пружины клапана. При сжатии поршня, объем камеры уменьшается, а давление увеличивается и воздух попадает в нагнетательный клапан.

 

Такое устройство воздушного поршневого компрессора позволяет эффективно нагнетать воздух в режиме пульсации. Чтобы исключить возможность перебоев, оборудование комплектуется ресиверами. Двухпоршневые модели в них не нуждаются, конструктивные особенности позволяют стабилизировать поток нагнетаемого воздуха. Два поршня работают поочередно: на противофазе воздух сжимается, после этого подается в нагнетающую часть оборудования.

 

Поршни располагаются в чугунном корпусе. В движение поршни приводятся электродвигателем или двигателем внутреннего сгорания. Двухпоршневые модели могут комплектоваться цилиндрами разного размера. При этом устройство и работа поршневого компрессора усложняется. Между камерами поршня устанавливается медная трубка, выполняющая роль охладителя. Из камеры поршня большего диаметра, воздух через охладитель попадает в цилиндр меньшего размера. Здесь воздух дожимается, что позволяет получить максимальное давление.

Виды поршневых компрессоров

 

Поршневые компрессоры классифицируют по типу привода, количеству поршней и ступеней сжатия, расположению цилиндров и установленному двигателю. По типу привода выделяют модели:

• с прямым приводом – имеют высокий КПД, потребляют меньше энергии, отличаются низким показателем уровня шума;

• с ременным приводом – характеризуются низким уровнем нагрузки на основные узлы при запуске, что увеличивает срок службы.

 

По уровню давления оборудование классифицируют на три группы:

• компрессоры низкого давления – рабочий диапазон от 5 до 12 бар;

• агрегаты среднего давления – работают в диапазоне от 2 до 100 бар;

• компрессоры высокого давления – максимальный уровень достигает 1000 бар.

 

По расположению цилиндров агрегаты делят на три группы:

В угловых моделях цилиндры расположены под небольшим наклоном, имеют V-образную или W-образную компоновку.

 

По исполнению выделяют стационарные и передвижные компрессоры. Стационарные применяются на производственных предприятиях, модели с низким давлением – на строительных площадках. Мобильные агрегаты высокого и среднего давления используют в дорожном строительстве, на возведении промышленных и муниципальных объектов.

 

В зависимости от типа установленного силового агрегата компрессоры делят на три группы:

• электрические – комплектуются однофазными или трехфазными электродвигателями. Преимущества – отсутствие вредных выбросов, минимальный уровень шума, регулировка рабочих параметров в широком диапазоне. Компрессоры используют при работе в помещениях;

• дизельные – комплектуются экономичными двигателями, предназначенными для интенсивной эксплуатации на протяжении рабочего дня. Установка моторов большой мощности позволяет решать сложные производственные задачи, работать с любым пневматическим инструментом;

• бензиновые – установленные двигатели отличаются пониженным уровнем шума, высокой мощностью, незначительным уровнем вредных выбросов. Агрегаты легко запускаются при отрицательной температуре воздуха.

В каждой категории выпускаются агрегаты разной мощности и комплектации. Это позволяет выбрать компрессор в зависимости от требований производства.

 

Где используются поршневые компрессоры

 

Сфера применения поршневых компрессоров постоянно расширяется. Оборудование используется в автосервисах для накачки шин, раскручивания гаек. В пищевой промышленности агрегаты применяют при упаковке продуктов питания, при производстве напитков. При строительных работах используют гайковерты, дрели и перфораторы. При отделочных работах краскопульты и пескоструйные аппараты, работающие на сжатом воздухе. В дорожном строительстве используют мобильные агрегаты, которые приводят в действие отбойные молотки.

 

Мощные поршневые компрессоры устанавливают на металлургических производствах для подачи сжатого воздуха. Здесь используют бесмасленные модели. Аналогичное оборудование применяют на предприятиях по производству электроники. Предприятия машиностроительной отрасли, мебельные производства используют агрегаты на линиях покраски, сборки.

 

Преимущества поршневых компрессоров

 

Оборудование этого класса используется в разных отраслях промышленности более 70 лет. Это объясняют преимущества поршневых компрессоров:

• простая конструкция;

• продолжительный срок службы при регулярном техобслуживании;

• низкая цена;

• широкий ассортимент моделей позволяет выбрать технику для любой отрасли;

• возможность эксплуатации в сложных климатических условиях.

Поршневые компрессоры рассчитаны на интенсивную эксплуатацию. Это делает технику удачным выбором для производственных предприятий и строительных компаний.

 

Среди недостатков оборудования – повышенный уровень шума. Это компенсируется установкой мощных компрессоров в отдельных помещениях. При использовании на улице персонал использует индивидуальные средства защиты.

 

Производители поршневых компрессоров

 

При покупке оборудования для пневматической техники эксперты рекомендуют остановить выбор на поршневых компрессорах. Среди агрегатов этого класса можно подобрать модель для всех видов работ. Поршневые компрессоры используют в различных сферах – от аэрографии до металлургических производств. Везде это оборудование демонстрирует надежность и удобное обслуживание. Доступная стоимость техники и продолжительный срок эксплуатации сделали применение компрессоров рентабельным на производственных предприятиях.

 

Технику выпускают отечественные и зарубежные машиностроительные предприятия. Популярные производители поршневых компрессоров:

• FUBAG – немецкая компания, предлагающая широкий выбор техники для небольших производственных предприятий, строительных компаний и частного использования. Оборудование используют для покраски стен, аэрографии, на станциях техобслуживания и в кузовных цехах;

• FIAC – итальянская компания, выпускающая компрессоры разной конструкции и производительности. Продукция привлекает качеством сборки, продолжительным интервалом между плановыми техническими обслуживаниями;

• KRONVUZ – чешская компания, предлагающая качественную технику по доступной цене;

• REMEZA – белорусский бренд, привлекающий качеством оборудования, доступностью расходных материалов, легким обслуживанием моделей;

• KRAFTMAN – немецкая компания, предлагающая компрессоры со сроком службы 20-25 лет. В модельном ряду техника для разных отраслей промышленности;

• ABAC – итальянский производитель, имеющий 70-летний опыт выпуска компрессоров, признанных одними из лучших в мире с момента своего появления. Среди преимуществ – доступная цена, надежность, высокая производительность.

На вершине профессионального рейтинга машиностроительные компании Италии и Германии. Эти производители постоянно совершенствуют модельный ряд и тщательно следят за требованиями, пожеланиями потребителей.

 

«Пневматическое оборудование применяют на производственных предприятиях, строительных площадках, станциях технического обслуживания. Для получения сжатого воздуха используют компрессоры. Широкое распространение получили поршневые модели. Это оборудование отличается высоким КПД, надежностью и низкой ценой. Поршневые компрессоры рекомендуют использовать при рабочем давлении не менее 1 МПа. Один из главных критериев современной техники высокая мощность, поэтому компрессоры, генерирующие сжатый воздух с давлением более 1 МПа пользуются широким спросом.

«

Устройство поршневого компрессора

 

Простое устройство воздушного поршневого компрессора – гарантия надежной работы оборудования. Выпускают однопоршневые и двухпоршневые модели. Конструктивные особенности наглядно можно рассмотреть на оборудовании с одним поршнем. Главные узлы:

• поршень;

• цилиндр;

• нагнетающий клапан;

• всасывающий клапан;

• коленчатый вал;

• шатун.

Выполняется работа поршневого компрессора при вращении коленчатого вала. Он передает момент вращения шатуну, который производит ограниченные движения поршня в камере сжатия. Объем воздуха между клапанами, расположенными в верхней части камере и поршнем увеличивается. В результате воздух в камере разряжается, это позволяет атмосферному воздуху преодолеть сопротивления пружины клапана. При сжатии поршня, объем камеры уменьшается, а давление увеличивается и воздух попадает в нагнетательный клапан.

 

Такое устройство воздушного поршневого компрессора позволяет эффективно нагнетать воздух в режиме пульсации. Чтобы исключить возможность перебоев, оборудование комплектуется ресиверами. Двухпоршневые модели в них не нуждаются, конструктивные особенности позволяют стабилизировать поток нагнетаемого воздуха. Два поршня работают поочередно: на противофазе воздух сжимается, после этого подается в нагнетающую часть оборудования.

 

Поршни располагаются в чугунном корпусе. В движение поршни приводятся электродвигателем или двигателем внутреннего сгорания. Двухпоршневые модели могут комплектоваться цилиндрами разного размера. При этом устройство и работа поршневого компрессора усложняется. Между камерами поршня устанавливается медная трубка, выполняющая роль охладителя. Из камеры поршня большего диаметра, воздух через охладитель попадает в цилиндр меньшего размера. Здесь воздух дожимается, что позволяет получить максимальное давление.

Виды поршневых компрессоров

 

Поршневые компрессоры классифицируют по типу привода, количеству поршней и ступеней сжатия, расположению цилиндров и установленному двигателю. По типу привода выделяют модели:

• с прямым приводом – имеют высокий КПД, потребляют меньше энергии, отличаются низким показателем уровня шума;

• с ременным приводом – характеризуются низким уровнем нагрузки на основные узлы при запуске, что увеличивает срок службы.

 

По уровню давления оборудование классифицируют на три группы:

• компрессоры низкого давления – рабочий диапазон от 5 до 12 бар;

• агрегаты среднего давления – работают в диапазоне от 2 до 100 бар;

• компрессоры высокого давления – максимальный уровень достигает 1000 бар.

 

По расположению цилиндров агрегаты делят на три группы:

В угловых моделях цилиндры расположены под небольшим наклоном, имеют V-образную или W-образную компоновку.

 

По исполнению выделяют стационарные и передвижные компрессоры. Стационарные применяются на производственных предприятиях, модели с низким давлением – на строительных площадках. Мобильные агрегаты высокого и среднего давления используют в дорожном строительстве, на возведении промышленных и муниципальных объектов.

 

В зависимости от типа установленного силового агрегата компрессоры делят на три группы:

• электрические – комплектуются однофазными или трехфазными электродвигателями. Преимущества – отсутствие вредных выбросов, минимальный уровень шума, регулировка рабочих параметров в широком диапазоне. Компрессоры используют при работе в помещениях;

• дизельные – комплектуются экономичными двигателями, предназначенными для интенсивной эксплуатации на протяжении рабочего дня. Установка моторов большой мощности позволяет решать сложные производственные задачи, работать с любым пневматическим инструментом;

• бензиновые – установленные двигатели отличаются пониженным уровнем шума, высокой мощностью, незначительным уровнем вредных выбросов. Агрегаты легко запускаются при отрицательной температуре воздуха.

В каждой категории выпускаются агрегаты разной мощности и комплектации. Это позволяет выбрать компрессор в зависимости от требований производства.

 

Где используются поршневые компрессоры

 

Сфера применения поршневых компрессоров постоянно расширяется. Оборудование используется в автосервисах для накачки шин, раскручивания гаек. В пищевой промышленности агрегаты применяют при упаковке продуктов питания, при производстве напитков. При строительных работах используют гайковерты, дрели и перфораторы. При отделочных работах краскопульты и пескоструйные аппараты, работающие на сжатом воздухе. В дорожном строительстве используют мобильные агрегаты, которые приводят в действие отбойные молотки.

 

Мощные поршневые компрессоры устанавливают на металлургических производствах для подачи сжатого воздуха. Здесь используют бесмасленные модели. Аналогичное оборудование применяют на предприятиях по производству электроники. Предприятия машиностроительной отрасли, мебельные производства используют агрегаты на линиях покраски, сборки.

 

Преимущества поршневых компрессоров

 

Оборудование этого класса используется в разных отраслях промышленности более 70 лет. Это объясняют преимущества поршневых компрессоров:

• простая конструкция;

• продолжительный срок службы при регулярном техобслуживании;

• низкая цена;

• широкий ассортимент моделей позволяет выбрать технику для любой отрасли;

• возможность эксплуатации в сложных климатических условиях.

Поршневые компрессоры рассчитаны на интенсивную эксплуатацию. Это делает технику удачным выбором для производственных предприятий и строительных компаний.

 

Среди недостатков оборудования – повышенный уровень шума. Это компенсируется установкой мощных компрессоров в отдельных помещениях. При использовании на улице персонал использует индивидуальные средства защиты.

 

Производители поршневых компрессоров

 

При покупке оборудования для пневматической техники эксперты рекомендуют остановить выбор на поршневых компрессорах. Среди агрегатов этого класса можно подобрать модель для всех видов работ. Поршневые компрессоры используют в различных сферах – от аэрографии до металлургических производств. Везде это оборудование демонстрирует надежность и удобное обслуживание. Доступная стоимость техники и продолжительный срок эксплуатации сделали применение компрессоров рентабельным на производственных предприятиях.

 

Технику выпускают отечественные и зарубежные машиностроительные предприятия. Популярные производители поршневых компрессоров:

• FUBAG – немецкая компания, предлагающая широкий выбор техники для небольших производственных предприятий, строительных компаний и частного использования. Оборудование используют для покраски стен, аэрографии, на станциях техобслуживания и в кузовных цехах;

• FIAC – итальянская компания, выпускающая компрессоры разной конструкции и производительности. Продукция привлекает качеством сборки, продолжительным интервалом между плановыми техническими обслуживаниями;

• KRONVUZ – чешская компания, предлагающая качественную технику по доступной цене;

• REMEZA – белорусский бренд, привлекающий качеством оборудования, доступностью расходных материалов, легким обслуживанием моделей;

• KRAFTMAN – немецкая компания, предлагающая компрессоры со сроком службы 20-25 лет. В модельном ряду техника для разных отраслей промышленности;

• ABAC – итальянский производитель, имеющий 70-летний опыт выпуска компрессоров, признанных одними из лучших в мире с момента своего появления. Среди преимуществ – доступная цена, надежность, высокая производительность.

На вершине профессионального рейтинга машиностроительные компании Италии и Германии. Эти производители постоянно совершенствуют модельный ряд и тщательно следят за требованиями, пожеланиями потребителей.

 

Устройство и принцип действия поршневого компрессора. — Студопедия

Поршневой компрессор является одним из первых видов компрессорных установок, который широко используется и на сегодняшний день. Его высокие рабочие показатели и возможность интенсивной эксплуатации при больших объемах производительности позволяют использовать поршневой компрессор в промышленном назначении и на небольших производствах.

Устройство и принцип работы поршневых компрессоров зависит от типа данных установок, которые могут быть различны:

— по количеству в оборудовании цилиндров – бывают одно-, двух- и многоцилиндровые;

— по виду расположения в установке цилиндров – W, V-образные, а также рядные;

— в зависимости от количества ступеней для сжатия воздуха в поршневом компрессорном оборудовании – многоступенчатые, одноступенчатые.

Однако, вне зависимости от своего типа, установки поршневые имеют базовое оснащение, характерное всем типам данных установок.

Устройство поршневых компрессоров является наиболее простым в одноцилиндровых установках. В состав данного оборудования входят такие элементы, как поршень, цилиндр, два клапана — для нагнетания и всасывания воздуха, которые находятся в крышке цилиндра. При работе установки, шатун, соединенный с вращающимся коленчатым валом, передает на поршень ограниченные движения по камере сжатия. В данном процессе происходит увеличение объема, находящегося между клапанами и нижней части поршня, что приводит к разрежению. Превышая сопротивление пружины, которая закрывает клапан, выполняющий всасывающие функции, атмосферный воздух открывает его и поступает в цилиндр по всасывающему патрубку.

Возвратное действие поршня приводит к сжиманию воздуха и возрастанию его давления. Нагнетательный клапан, который также удерживается пружиной, открывается потоком воздуха, находящегося под высоким давлением, после чего сжатый воздух попадает в нагнетательный патрубок. При этом питание оборудование может осуществляться от электродвигателя или же автономного двигателя, который может быть дизельным или бензиновым.

При этом принцип работы поршневых компрессоров позволяет получить максимально эффективную работу оборудования. Однако есть и один незначительный минус – сжатый воздух, подаваемый данной установкой, поступает в виде импульсов, а не ровным потоком. Для выравнивания давления сжатого воздуха и его пульсации, поршневые компрессоры используются преимущественно с ресиверами, позволяющими исключить возможность перебоев, как в давлении подаваемого воздуха, так и в работе всего оборудования.

Также необходимо рассмотреть особенности конструкции и действия двухцилиндровых установок поршневого типа. В данном случае установка является одноступенчатой и оснащенной двумя одинаковыми по размеру цилиндрами. Работа цилиндров происходит в противофазе, в результате чего они всасывают воздух поочередно. Далее воздух сжимается до максимального уровня давления и вытесняется в нагнетающую часть оборудования.

В случае с двухступенчатыми двухцилиндровыми установками, оборудование оснащено цилиндрами различных размеров. Сжатие воздуха до определенного значения происходит в цилиндре первой ступени. Далее он переходит в межступенчатый охладитель, где охлаждается до необходимого уровня. Затем, попадая в цилиндр второй ступени, воздух дожимается, что позволяет получить максимально высокий уровень давления воздуха.

В качестве межступенчатого охладителя используется медная трубка, обеспечивающая охлаждение находящегося под давлением воздуха на промежутке между цилиндрами двух ступеней. Охлаждение воздуха позволяет оптимизировать процесс его сжатия и значительно повысить КПД всей установки. При этом специальным образом подбираются размеры обоих цилиндров – так, чтобы одинаковая работа проводилась на всех ступенях сжатия воздуха.

Двухступенчатые поршневые компрессоры, устройство которых позволяет получить более эффективный уровень работы оборудования, в сравнении с одноступенчатыми установками, имеют большое количество важных преимуществ. В первую очередь – это затрачивание минимального количества энергии при одинаковой мощности двигателя. Так при одноступенчатом сжатии воздуха требуется большее количество энергии, чем для сжатия этого же объема воздуха двухступенчатым оборудованием.

Кроме того, температура в цилиндрах двухступенчатых установок имеет значительно более низкий показатель, чем в компрессорах одноступенчатого класса. Низкая температура обеспечивает надежность и эффективность работы всего оборудования, а также повышает ресурс поршневой группы. При этом двухступенчатые установки имеют производительность на 20% выше, нежели компрессоры других типов.

Особенности конструкции и принцип действия компрессоров поршневого типа отличаются своей сравнительной простотой в сочетании с высокой эффективностью работы оборудования, его практичностью и длительным сроком эксплуатации при интенсивном использовании. Эти преимущества сделали установки данного типа одними из наиболее популярных, как в быту, так в полупромышленном и промышленном использовании.

Поршневой компрессор – принцип работы одно- и многоцилиндровых + Видео

Как работает основной узел компрессора?

Основной узел поршневого нагнетательного оборудования – это непосредственно сам компрессор. В нем, собственно, и происходит сжатие среды, на работу с которой рассчитан агрегат. В компрессорах холодильников, например, это хладагент, а в различных нагнетателях воздуха – какой-либо газ (чаще всего воздух). Ниже и далее пойдет речь именно о последнем типе поршневого оборудования – о воздушных компрессорах.

Основной узел поршневого нагнетательного оборудования

Самый простой по конструкции компрессор – одноцилиндровый. В нем те же основные узлы, что и в двигателе внутреннего сгорания (ДВС). Это рабочий цилиндр, находящийся в нем поршень, закрепленный на шатуне, и клапаны, которые называются всасывающим и нагнетательным, в отличие от впускного и выпускного ДВС. Также есть коленчатый вал, к которому подсоединен шатун. В некоторых компрессорах, например, маломощных автомобильных для подкачки шин вместо кривошипно-коленчатого привода поршня стоит эксцентриковый.

Однако в ДВС поршень приводит через шатун во вращение коленвал. В компрессоре все наоборот. Вращающийся коленвал через шатун приводит в движение поршень. Последний, двигаясь возвратно-поступательно, сначала втягивает воздух в цилиндр, а затем сжимает и выталкивает из него.

Устройство поршневого компрессора

Первый цикл работы компрессора происходит при движении поршня в направлении от крышки цилиндра, в которой расположены клапаны. При этом внутренний объем цилиндра в этой его части (между стенками, крышкой с клапанами и поршнем) увеличивается. За счет этого происходит разряжение, преодолевающее жесткость пружины всасывающего клапана и открывающее его. Через него в цилиндр втягивается воздух. Нагнетательный клапан все это время плотно закрыт.

Когда поршень начинает двигаться в направлении крышки с клапанами, воздух начинает сжиматься, так как объем цилиндра в этой его части уменьшается. Под действием создаваемого при этом давления, превышающего атмосферное, и собственной пружины всасывающий клапан закрывается. Когда давление превысит значение, на которое рассчитана жесткость пружины нагнетательного клапана, тот открывается и выпускает из цилиндра воздух. Последний выходит под давлением, которое называется рабочим. Оно, как видно из описания работы компрессора, задается жесткостью пружины нагнетательного клапана.

Коаксиальные и аксиальные устройства

Кривошипно-коленчатому валу или эксцентриковому приводу компрессора сообщает вращение двигатель агрегата – электрический или внутреннего сгорания (дизельный либо бензиновый). По взаимному расположению мотора и компрессорной головки агрегаты делятся на 2 типа:

• коаксиальные – двигатель и головка расположены на одной оси, а их валы соединены напрямую;
• аксиальные – двигатель и головка установлены параллельно друг другу, и вал последней приводится во вращение через ременную передачу.

Коаксиальное устройство

Компрессорные агрегаты, от которых требуется поддержание на их выходе постоянного давления и равномерного расхода воздуха, оснащаются накопителем сжатого газа – ресивером. Он представляет собой прочную толстостенную стальную емкость. В таких агрегатах воздух с компрессорной головки сначала подается в ресивер, где накапливается, а уже из него расходуется по назначению.

О различных типах поршневых компрессоров

Поршневые агрегаты выпускают одно-, два- и многоцилиндровыми. Последние 2 типа по расположению цилиндров делят на V-, W-образные и рядные. Исполнение двух- и многоцилиндровых по осуществлению процесса сжатия бывает одноступенчатое и многоступенчатое (чаще всего 2-ступенчатое). Выбор нужного компрессора делают, исходя из предполагаемых работ с ним.

Как работает 1-цилиндровый, описано выше. Чтобы понять принцип функционирование остальных типов, достаточно рассмотреть 2-цилиндровый агрегат. В одноступенчатом компрессоре цилиндры (поршни) одинакового размера. Работают они в противофазе, поочередно всасывая, сжимая, а затем вытесняя воздух в линию нагнетания.

Двухцилиндровый агрегат

В 2-ступенчатом агрегате цилиндры разного размера. Наружный воздух всасывается имеющим больший диаметр. Он называется цилиндром 1-ой ступени или, по-другому, низкого давления. В нем воздух сжимается до какого-то промежуточного значения. Затем газ подается в межступенчатый охладитель (обычно медная трубка в специальном исполнении), где охлаждается, а потом в цилиндр высокого давления или, по-другому, 2-ой ступени (с поршнем меньшего диаметра). В нем воздух сжимается до максимального рабочего значения давления компрессора.

Размеры обоих цилиндров так подобраны, чтобы в каждом производилась примерно равнозначная работа по сжатию.

Промежуточное охлаждение воздуха необходимо, чтобы обеспечить максимальные КПД работы поршневой группы и давление компрессора. Ведь при сжатии газ нагревается. Вследствие этого он расширяется и начинает занимать больший объем в цилиндре 2-ой ступени. Охладившись в ресивере, воздух уменьшается в объеме, и при этом его давление падает.

Прессостат и манометр как дополнительное оснащение

Чтобы электрические агрегаты могли работать в автоматическом режиме – сами включаться и выключаться по мере необходимости, на них устанавливают прессостат (реле давления). Он размыкает электрическую цепь питания двигателя при достижении давления в ресивере максимального рабочего компрессора, и последний прекращает нагнетать воздух.

Как только давление в резервуаре снизится до предусмотренной производителем агрегата минимальной величины, прессостат обратно замыкает цепь, запуская электродвигатель. Все компрессоры оснащаются манометрами – для контроля давления на выходе агрегата и/или в ресивере. Последний обязательно оснащается предохранительным клапаном – для сброса избыточного воздуха.

Большинство профессиональных и промышленных агрегатов оборудованы:

• фильтрами для очистки воздуха от масла, если компрессор масляный (со смазочной системой поршневой группы), и влаги;
• клапаном для слива конденсата из ресивера.

На некоторых могут быть осушители воздуха, вентилятор для охлаждения компрессорной головки и другое дополнительное оснащение. Чем сложнее устройство, тем более трудным может оказаться ремонт компрессора.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Поршневой холодильный компрессор. Принцип работы и устройство. —

Основным и наиболее ответственным компонентом любой холодильной установки, от бытового холодильника до промышленной машины, является компрессор. Он служит для создания разности давлений и обеспечения основных процессов в системе.  Холодильный компрессор всасывает хладагент в виде пара с низким давлением и температурой, сжимает его и нагнетает с высоким давлением и температурой в конденсатор.

Наибольшее распространение в холодильной технике получили поршневые компрессоры. Принцип их работы основан на возвратно-поступательном движении поршня в цилиндре.

 

Принцип работы поршневого холодильного компрессора.

В поршневом компрессоре возвратно-поступательное движение поршня в цилиндре обеспечивается за счет  вращения коленчатого вала. Вращение коленвала создается за счет работы электродвигателя. Поршневой компрессор может иметь один, два, три, четыре, шесть и  восемь цилиндров. За один полный оборот коленчатого вала поршень совершает два хода между двумя крайними положениями и в каждом его цилиндре выполняется полный рабочий процесс.

Рассмотрим работу поршневого компрессора на примере простейшего варианта с одним цилиндром и соответственно одним поршнем. Весь рабочий процесс можно разделить на две части: фаза всасывания и фаза нагнетания.

clip_image001.jpg» o:title=»Поршневой»/>

Рисунок 1. Принцип работы поршневого холодильного компрессора: а) – процесс всасывания, б) – процесс нагнетания

 

Процесс всасывания поршневого компрессора.  

При движении поршня (3) вниз от крайней верхней точки, в рабочей зоне (8) создается разряжение за счет увеличения объема полости цилиндра. И как только давление в рабочей области цилиндра (8) станет ниже давления в полости всасывания (11), всасывающий клапан (12) открывается, и пары хладагента из испарителя попадают в цилиндр (4).

Процесс нагнетания поршневого компрессора.

При движении поршня (3) вверх от крайней нижней точки, в рабочей зоне (8) давление растет, за счет уменьшения объема полости цилиндра (8) и сжатия паров хладагента. При увеличении давления всасывающий клапан закрывается, и как только давление в рабочей зоне (8) становится выше, чем в области нагнетания (7), нагнетательный клапан (1) открывается и газ поступает в конденсатор. В рабочем процессе поршневого компрессора невозможно полностью использовать весь объем цилиндра. Остается минимальное расстояние между поршнем в крайней верхней точке и крышкой цилиндра (10). Это пространство является вредным, за счет него образуются лишние потери в работе компрессора.

Так, при обратном ходе поршня, оставшаяся часть паров хладагента расширяется до давления в области всасывания (9), только после этого открывается всасывающий клапан (12). Рабочий процесс повторяется.

 

Устройство поршневого холодильного компрессора

Рассмотрим устройство холодильного поршневого компрессора на примере шестицилиндрового полугерметичного компрессора фирмы Bitzer. Основные элементы конструкции поршневого компрессора показаны на рисунке 2.

clip_image002.jpg» o:title=»устройство поршневого компрессора»/>

Рисунок 2. Устройство поршневого холодильного компрессора

 

Большое внимание при работе поршневого компрессора уделяется его системе смазки. Смазывание рабочих, трущихся частей компрессора необходимо чтобы уменьшить их износ и увеличить срок службы поршневого компрессора. В зависимости от конструкции, смазка поршневого компрессора осуществляется методом разбрызгивания и с помощью встроенного масленого насоса.

 

Конструкция поршневого холодильного компрессора.

Поршневые компрессоры могут быть герметичными и полугерметичными, конструктивно размещаясь в одном корпусе с электродвигателем, и полугерметичными открытого типа, зацепляясь с электродвигателем через муфту или другую передачу. Преимуществом полугерметичных поршневых компрессоров перед герметичными является возможность в случае поломки разобрать его и заменить поврежденные детали, не меняя целиком компрессор.

 

Производительность поршневых компрессоров может регулироваться с помощью частотных преобразователей, изменяя скорость вращения вала компрессора. Кроме этого полугерметичные компрессоры могут менять производительность с помощью системы электромагнитных клапанов, позволяющих закрывать часть всасывающих клапанов или перепускать газ.

 

На сегодняшний день на рынке холодильной техники в России, и в Челябинске в частности, представлены такие производители поршневых компрессоров, как Bock, Bitzer, Frascold, Copeland, Maneurop, Aspera, L’Unite Hermetique. К сожалению, среди них нет пока ни одного российского производителя.

Объемные компрессоры

Компрессор – это машина, которая повышает давление газа и затем поставляет его для использования в различных областях применения, включая те, которые связаны со сгоранием, пневматикой, охлаждением и процессами транспортировки газа.  Основное назначение компрессора повысить давление газа до такого значения, когда станет возможным его использование в технологическом процессе.

Объемный компрессор сжимает рабочую среду в рабочих камерах, объём которых при сжатии то увеличивается, то уменьшается, при этом также происходит изменение давления. Давление меняется за счет периодического изменения объема камер при работе компрессора, при уменьшении объема давление повышается. Объемные компрессоры работают с постоянной производительностью и в зависимости от конструкционных форм рабочих частей и тому как меняется объем рабочих камер они могут быть роторными и поршневыми.

Масло, впрыскиваемое под давлением, образуют масляную пленку в процессе работы компрессора и служит смазывающим веществом, а также участвует в процессе охлаждения. Однако во время пуска и останова компрессора масло не успевает распределяться и возможен контакт пластин и статора, который в итоге ведет к износу. Также на износ пластин могут повлиять любые твердые частицы.

В компрессорах, где большая производительность и давление превышает 5 бар замене подлежит рабочий блок в сборе. Статоры не восстановимы (их шлифовка не возможна). Замена только пластин без статора не производится. Срок работы компрессора определяют качество воздуха и режим эксплуатации. При неравномерной работе ресурс рабочего блока примерно 25000 часов. Однако, чем дольше агрегат находится в работе, тем больше его срок службы из-за равномерности распределения смазки по рабочим частям.

Общее описание и типы

К объемным компрессорам относят компрессоры следующих типов:

В объемных компрессорах давление увеличивается путем удержания определенного количества газа и преобразование его в меньший объем. Наиболее распространенными типами объемных компрессоров являются поршневые и винтовые компрессоры.

Магистральные газопроводы, нефтехимические установки, нефтеперерабатывающие заводы и другие промышленные предприятия и сферы применения зависят от этого типа оборудования. Благодаря многим факторам включая, но не ограничиваясь, качеством исходных конструкций, адекватностью процесса технического обслуживания и эксплуатационных характеристик промышленные предприятия могут получить значительно варьирующиеся затраты по продолжению срока службы и надежность от их собственных установок.

Различные компрессоры можно найти почти в каждой промышленной сфере применения. Объемные компрессоры могут перекачивать следующие газы:

Поршневые компрессоры обычно используются там, где требуется высокая степень сжатия на ступень (степень нагнетания к давлению всасывания) без высокой производительности и технологическая среда относительно сухая.

Роторные компрессоры имеют несложное конструктивное устройство, небольшой вес, отличаются по форме ротора и применяются во многих областях промышленности.

Принцип действия объемных компрессоров и конструктивное устройство

Объемный компрессоры имеют схожий принцип работы и имеют схожий механизм потерь. Однако относительная величина различных потерь может различаться от типа к типу. Так, например, потеря в результате утечки будет небольшой в масляном промышленном компрессоре с надежными поршневыми кольцами, но может быть значительной в сухом винтовом компрессоре, если он работает на низкой скорости, а давление увеличивается.

Все типы компрессоров имеют камеру сжатия, в которой находится газ при давлении нагнетания в конце процесса нагнетания. Для некоторых конструктивных типов этот объем может быть небольшим и значительным для других конструкций. Некоторые типы компрессоров, как например поршневые компрессоры могут иметь большое пространство сжатия, но при этом газ возвращается к давлению всасывания в цилиндре. В винтовом компрессоре газ расширяется до давления всасывания в пространстве сжатия.

Некоторые типы компрессоров, которые используют зафиксированные отверстия для нагнетания, рассчитаны для работы с определенным значением объема.

Рассмотрим принцип действия и конструктивное устройство объемных компрессоров более подробно на примере поршневого и винтового компрессора.

Компрессоры роторного типа, компактны, требуют небольшого технического обслуживания при их эксплуатации. Роторные компрессоры это компрессоры с высоконапорным корпусом. Всасывание в этих компрессорах происходит напрямую в камере сжатия. Газ, сжимаемый в камере нагнетается в компрессорный корпус. Необходимо отметить, что при холодном пуске компрессорам с высоконапорным кожухом требуется больше времени для того, чтобы достичь их нормального рабочего давления в компрессорном корпусе. Это вызвано частично большим объемом кожуха компрессора.

Роторные винтовые компрессоры – это компрессоры объемного типа, которые используют роторы винтовой формы для сжатия газа. Основными компонентами являются входное и выходное отверстие и основной и вспомогательный ротор. Когда шлицы винтового ротора проходят мимо входного отверстия газа, газ поступает на шлицы. Газ удерживается там, образуя газовый карман по всей длине шлица. После того как основной и вспомогательный роторы приходят в зацепление, объем газового кармана уменьшается и происходит сжатие удерживаемого там газа. По достижению шлицем нагнетания газ выпускается.

Основные два типа винтовых компрессоров – это компрессоры с маслозаполнением и компрессоры сухого типа. Наиболее распространены винтовые компрессоры с маслозаполнением, где масло и газ поступают вместе в компрессор. Масло выполняет функцию уплотнения для вращающихся роторов, в то время как у компрессоров сухого типа есть распределительная шестерня, которая регулирует движение роторов. Однако масло должно быть удалено из сжимаемой среды прежде, чем она покинет компрессор и для этого используют масляные фильтры. Это та, часть компрессора, которая требует регулярного технического обслуживания и замены.

Компрессоры поршневого типа – это объемный компрессор, который использует движение поршня внутри цилиндра для движения газа с одного уровня давления на другой более высокий уровень давления. Цилиндры компрессора, называемые еще ступенями, которых может быть от одной до шести и более являются ограничителями для технологического газа во время сжатия. Для получения более высокого давления газа используют больше ступеней. Конструкция может быть простого или двойного действия. В компрессорах с двойным действием сжатие происходит с обоих сторон поршня. Некоторые цилиндры с двойным действием в высоконапорных применениях имеют стержень поршня с обоих сторон поршня для обеспечения равномерности и сбалансированных нагрузок. Конструкции с тандемными цилиндрами помогают минимизировать динамические нагрузки путем расположения цилиндров в парах, подсоединенных к общему коленвалу, так что движения поршней противоположны друг другу. Износ дорогих частей минимален. Компрессоры с одним цилиндром классифицируются либо как вертикальные или горизонтальные.

Применение объемных компрессоров

Объемные компрессоры широко используются для технологических процессов, где требуется сжатие воздуха, технологических газов и хладогентов. Компрессоры объемного типа можно встретить на химических производствах, в сельском хозяйстве, в электронике, металлургии, в пищевой промышленности, фармацевтической промышленности, в пневмотранспорте и прочих

Объемные компрессоры применяются как при добыче газа так и при улавливании паров, когда требуется транспортировка рабочих сред. Компрессоры объемного типа используется для областей применения, где условия для технологических газов и состав газа могут варьироваться, в этом случае чаще всего применение находят безмасляные винтовые компрессоры. Винтовые компрессоры также хороший выбор там, где требуется экономичная работа. Они могут легко обрабатывать газы с содержанием примесей, сжиженный газ, топливный газ.

Для создания воздуха низкого давления, перемещения природного газа, подаче газа высокого давления во время бурения скважин и для различных областей применения при производстве или химических процессах, которые требуют воздух среднего или высокого давления применяют также представителя объемного типа компрессоров – большие многоцилиндровые многоступенчатые поршневые компрессоры. Эти компрессоры могут применяться на месторождениях и иметь дистанционное управление или на входе газовой установки, где происходит сжатие сырого, влажного (с содержанием воды или углеводородов) и возможно кислого ( с содержанием сероводорода) природного газа. Эти компрессоры устанавливают также на разгрузочном конце газовой установки, где сжимается полностью чистый и сухой газ для потребителей и подается в магистраль.

Недостатки и преимущества

Основные недостатки и преимущества объемных компрессоров приведены в таблице ниже.

Поршневые компрессоры обычно недорогие в закупке, но их производительность со временем понижается, уровень шума высокий и качество среды может быть невысоким из-за присутствия в нем масла.

Объемные компрессоры – это класс высокоэффективных промышленных машин, которые применяются во многих областях промышленности. В настоящее время также ведется постоянная работа по усовершенствованию конструкций и возможностей сжатия этих компрессоров.

Ротационный компрессор: устройство и принцип работы

Ротационные компрессоры работают по тому же принципу, что и поршневые машины, т.е. по принципу вытеснения. Основная часть энергии, передаваемой газу, сообщается при непосредственном сжатии.

Сущность действия ротационного компрессора заключается в том, что независимо от его конструктивных особенностей, всасывание газа или воздуха производится той полостью компрессора, объем которой увеличивается при вращении ротора.

Содержание статьи

Принцип работы ротационного компрессора состоит в том, что засасываемый газ попадает в замкнутую камеру, объем которой, перемещаясь при вращении ротора, уменьшается. Сжатие за чет уменьшения объема приводит к увеличению давления и выталкиванию газа в нагнетательный патрубок.

Типы компрессоров

Ротационные нагнетатели, развивающие избыточное давление до 0,28 – 0,3 МПа (при атмосферном давлении на входе), называют воздуходувками, а создающие более высокое давление — компрессорами.

Ротационный компрессор и воздуходувки имеют ряд преимуществ перед поршневыми:
  уравновешенный ход из-за отсутствия возвратно-поступательного движения;
  возможность непосредственного соединения с электродвигателем;
  равномерная подача газа;
  меньший вес конструкции;
  отсутствие клапанов.

Вместе с тем, по сравнению с поршневыми, ротационные компрессоры имеют более низкий механический КПД, развивают более низкое давление, требуют более высокой точности изготовления.

Наибольшее распространение в различных отраслях пищевой промышленности получили два типа ротационных машин:

Ротационно пластинчатые компрессоры – применяются для создания относительно высокого давления (0,3 – 0,4 МПа). Если установить последовательно два ротационных пластинчатых компрессора с промежуточным охлаждением воздуха, то можно обеспечить давление до 0,7 МПа и более. Одноступенчатый пластинчатый компрессор работая как вакуум-насос, может создавать вакуум до 90%, а при особой тщательности изготовления и монтажа – до 95%.

Ротационный винтовой компрессор в настоящее время в основном используется в холодильной технике. Принцип его работы схож с работой винтового насоса и состоит в следующем. Когда вращаются винты, то на стороне выхода зубьев из зацепления освобождаются так называемые впадины – полости между зубьями. Из-за создаваемого компрессором разрежения эти полости заполняются паром, поступающим из всасывающего патрубка В момент, когда на противоположном торце роторов полости полностью освобождаются от заполняющих их зубьев, объем полости всасывания достигает максимальной величины. Пройдя всасывающее окно, полости разъединяются с камерой всасывания.

По мере входа зуба ведомого ротора во впадину ведущего занимаемый газом объем уменьшается и газ сжимается. Процесс сжатия паров в парной полости продолжается до тех пор, пока уменьшающийся объем со сжатым паром не подойдет к кромке окна нагнетания.

Ротационный компрессор с двумя вращающимися поршнями используется как низконапорные воздуходувки с избыточным давлением 0,06 – 0,08 МПа. Такой компрессор, работая как вакуум насос, создает вакуум до 70%.

Устройство ротационного компрессора

Ротор компрессора 2 расположен эксцентрично в цилиндре. В роторе сделаны радиальные прорези, в которых свободно перемещаются пластины 5. Вокруг цилиндра расположена водяная рубашка 4 для охлаждения компрессора. При вращении ротора по часовой стрелке через патрубок 1 происходит всасывание, а через патрубок 6 – нагнетание газа.

Благодаря эксцентричному расположению ротора при его вращении образуется серповидное пространство, разделенное пластинами на отдельные камеры. Пластины выходят из пазов ротора вследствие действия центробежной силы и прижимаются к стенкам цилиндра.

Ротационный компрессор принцип работы

Так как крышки компрессора примыкают к торцевым поверхностям ротора с малым зазором, отдельные камеры, на которые делится серповидное пространство, оказываются изолированными, увеличивающимися до некоторого объема 3, а затем уменьшающимися.

Вследствие того, что объем газа в камерах левой части серповидного пространства увеличивается, всасывание происходит через патрубок 1, а нагнетание через патрубок 6, так как при дальнейшем перемещении ротора происходит уменьшение объема газа в камерах и его выталкивание.

Для уменьшения трения центробежная сила пластин воспринимается двумя разгрузочными кольцами 2, которые охватывают пластины и свободно вращаются в цилиндре. В зазор между внешней поверхностью разгрузочных колец и внутренней поверхностью выточек в цилиндре через отверстия подается масло. Число пластин в таких компрессорах обычно бывает не менее двадцати, чтобы уменьшить перепад давления между камерами и этим ослабить перетекание газа и увеличить объемный КПД.

Для предотвращения чрезмерного износа цилиндра и пластин, окружная скорость на внешней кромке пластин должна быть не больше 10 – 12 м/с. Для обеспечения плотного прилегания пластин к внутренней поверхности цилиндра необходимо, чтобы минимальная окружная скорость была в пределах 7-7,5 м/с. Поэтому изменение частоты вращения ротационных компрессоров допустимо только в определенных пределах.

Воздуходувки

В качестве воздуходувок чаще всего применяется ротационный компрессор с двумя вращающимися поршнями.

Такие компрессоры могут применяться и как вакуум насосы, например во всасывающих системах пневмотранспорта зерна и солода на пивоваренных и спиртовых заводах.

Конструкция такого компрессора состоит из корпуса 3, в котором вращаются в противоположных направлениях два поршня 4, профилированных в виде восьмерок с циклоидальным зацеплением. Привод осуществляется с помощью зубчатой передачи.

В процессе вращения поршни непрерывно соприкасаются, разделяя объем корпуса на отдельные камеры. Воздух всасывается через патрубок 5, а затем при повороте роторов он попадает в замкнутую камеру 1 (заштрихованную на рисунке) и, не меняя объема, перемещается к нагнетательному патрубку 2, через который выталкивается в нагнетательный трубопровод или наружу.

Следовательно, сжатие происходит только в самом конце цикла в момент сообщения замкнутой камеры с воздухом в нагнетательном патрубке воздуходувки.

Недостатками ротационных компрессоров с двумя вращающимися поршнями считают существенное уменьшение объемного КПД при малейшем увеличении зазоров, а так же сильный шум, который создают воздуходувки во время работы.

Видеоматериалы

Ротационный компрессоры бывают нескольких типов – это ротационной винтовой тип компрессора, ротационный пластинчатый тип компрессора и воздуходувки.

Оборудования этого вида относится к объемному типу компрессоров и осуществляет работу по нагнетанию воздуха за счет сжатия вещества с помощью вращающегося ротора.

Вместе со статьей «Ротационный компрессор: устройство и принцип работы» читают:

Роторные компрессоры и типы | Принцип работы | Разъяснение конструкции

Роторные компрессоры и типы | Принцип работы | Разъяснение конструкции

Винтовые компрессоры

Ротационные компрессоры

— еще один тип известных компрессоров, в которых для сжатия воздуха используются два асимметричных ротора, которые также называются винтовыми винтами.

Роторы имеют особую форму и вращаются в противоположных направлениях с очень небольшим зазором между ними. Роторы покрыты рубашками охлаждения.На роторах размещены два вала, которые передают свое движение с помощью зубчатых колес, которые прикреплены в начальной точке валов / компрессора (как показано на изображении).

Роторные компрессоры и типы | Принцип работы | Разъяснение конструкции (роторные винтовые компрессоры работают)

Принцип работы — Воздух всасывается с одного конца и попадает между роторами и выталкивается на другую сторону роторов. Воздух выталкивается роторами, которые вращаются в противоположном направлении, и сжатие происходит, когда он попадает в зазор между ними. два ротора.Затем он сдвинулся в сторону нагнетания.

Винтовые компрессоры бывают двух типов: с впрыском масла и безмасляные.

Масляные компрессоры с впрыском дешевле и чаще всего используются, чем безмасляные винтовые компрессоры.

Преимущества

Менее шумный.
Их называют рабочими лошадьми, так как они поставляют большое количество сжатого воздуха.
Более энергоэффективен по сравнению с поршневыми компрессорами.
Подача воздуха непрерывная по сравнению с поршневыми компрессорами.
Относительно низкая конечная температура сжатого воздуха.

Недостатки

Дороже, чем компрессоры поршневые.
Более сложная конструкция.
Обслуживание очень важно
Минимум одного дня использования важен в слабом, чтобы избежать ржавчины.

Ротационный спиральный компрессор

Это один из лучших компрессоров в роторных компрессорах. Воздух сжимается с помощью двух спиральных элементов.Один элемент неподвижен, а другой движется по небольшим эксцентрическим кругам внутри спирали. Воздух захватывается внутри спирального пути этого элемента и переносится в небольших воздушных карманах к центру спирали.

Просто воздух задерживается на внешнем крае и сжимается из-за уменьшения площади при движении от внешнего края к внутреннему краю. Воздуху требуется около 2–3 оборотов, чтобы достичь выходного давления в центре.

Винтовой компрессор

Преимущества

Очень тихо.
Это очень компактный размер.
Простой дизайн, не так много деталей.
Безмасляный дизайн и низкие эксплуатационные расходы.

Недостатки

Низкая выходная мощность.
Относительно дорого
При выходе из строя старого элемента прокрутки нужно покупать новый, даже если нет большой проблемы.
Температура сжатого воздуха слишком высока.

Ротационный компрессор лопастного типа

Это другой тип роторного компрессора.В компрессоре лопастного типа имеется неподвижный кожух, в котором размещен диск ротора с прорезями, которые используются для удержания скользящих пластин.

Всякий раз, когда ротор вращается, диск также вращается, что позволяет скользящим пластинам скользить, поскольку внутренняя поверхность корпуса эксцентрична. Всякий раз, когда пластины удаляются от центра, огромное количество воздуха захватывается внутри него, и при вращении скользящие пластины сходятся из-за до его формы, и захваченный воздух сжимается, что приводит к сжатию воздуха.

Роторный компрессор лопастного типа

Преимущества

Простота обслуживания.
Простая конструкция.

Воздушный компрессор лопастного типа

Это один из более простых типов компрессоров. В нем нет сложной движущейся части. Есть два выступа, прикрепленные к ведущему валу первичным двигателем, которые смещены на 90 градусов друг к другу. Таким образом, если один из выступов находится в горизонтальном направлении, остальные лепестки будут точно расположены под углом 90 градусов i.е в вертикальном направлении.

Воздух захватывается с одного конца, и когда лопасти вращаются, воздух сжимается, как показано на рисунке. Затем сжатый воздух подается в линию нагнетания.

Ротационный воздушный компрессор лопастного типа

Это все о роторных компрессорах. Если вы хотите что-то добавить, прокомментируйте ниже.

Я рассказал все о поршневых компрессорах и их типах.

Чтобы узнать обо всех типах компрессоров. НАЗАД

---

.

Дистрибьютор / уполномоченный представитель по поставке компрессоров на промышленные предприятия России

По принципу работы

Наиболее распространенная классификация компрессоров основана на принципе нагнетания газа, поэтому они делятся на два типа:

• Компрессоры прямого вытеснения
• Динамические компрессоры.

Компрессоры объемного действия работают за счет последовательного заполнения рабочей камеры газом и дальнейшего его сжатия за счет принудительного уменьшения доступного объема рабочей камеры.Для предотвращения обратного потока газа используется система клапанов, которые поочередно открываются и закрываются в фазах заполнения и опорожнения камеры. В свою очередь, динамические компрессоры увеличивают давление газа, передавая его потоку кинетическую энергию, которая затем частично преобразуется в потенциальную энергию давления. Один и тот же принцип сжатия может быть реализован различными способами, отличающимися друг от друга характеристиками добываемого сжатого газа, условиями сжатия и т. Д.Это позволяет максимально настроить устройство под конкретную задачу.

Компрессоры прямого вытеснения

Компрессоры прямого вытеснения делятся на следующие группы:

• Поршневой
• Винт
• Шестерня
• Пластинчато-поворотный механизм
• Диафрагма
• Жидкостное кольцо.

Поршневые компрессоры были одними из первых компрессоров.Они прекрасно отражают принцип работы компрессоров прямого вытеснения. Кривошипный механизм с приводом от вала обеспечивает возвратно-поступательное движение поршня в цилиндре. Таким образом, рабочая камера, ограниченная поршнем и цилиндром, последовательно изменяет свой объем в зависимости от положения поршня. Система обратных клапанов предотвращает утечку газа в обратном направлении.

Конструктивные особенности также позволяют разделить эти устройства на подгруппы. По рабочей камере компрессоры могут быть одинарного и двойного действия.Во втором случае поршень имеет меньшую толщину и разделяет рабочую камеру на две части. Когда он движется в одной части камеры, газ сжимается, и его поток попадает в выходное сопло, при этом вторая часть заполняется газом, выходящим из входного сопла. Таким образом, один оборот вала покрывает два цикла сжатия. По количеству цилиндров поршневой компрессор может быть одноцилиндровым, двухцилиндровым и т. Д. Если газ последовательно подвергается сжатию в нескольких цилиндрах компрессора, то он называется многоступенчатым компрессором, и количество ступеней определяет количество. баллонов, через которые проходит газ.В зависимости от положения цилиндров поршневые компрессоры делятся на горизонтальные, вертикальные, угловые, V-образные и оппозитные.

Кроме того, поршневые компрессоры классифицируются в зависимости от их применения на 4 группы:

• Компрессоры для бытовых нужд
  Этот вид оборудования отличается небольшими габаритными размерами, мобильностью, потребностью в небольшом количестве сжатого вещества, кратковременной работой, низким уровнем шума и практически не требует обслуживания.Бытовые компрессоры обычно производят давление до 8 бар. Длительная и интенсивная эксплуатация таких компрессоров может привести к значительным повреждениям, затраты на ремонт которых будут соизмеримы с покупкой нового агрегата. Этот класс компрессоров широко используется в ремонтных мастерских, на станциях технического обслуживания автотранспорта, в строительстве.
• Компрессоры полупрофессиональные
  Давление до 16 бар, возможность перекачки до 2 м ³ / мин. Надежен в эксплуатации. К недостаткам можно отнести шумную работу и необходимость периодического обслуживания.Сжатый воздух, производимый компрессорами этого типа, содержит много масла, поэтому они не отличаются экономичностью эксплуатации. Потребители: частные лица и малый бизнес.
• Промышленные компрессоры
  Этот вид оборудования используется на разных этапах технологического цикла в технических отраслях. Предприятия легкой и тяжелой промышленности, автомастерские, крупные производители.
  Медицинские компрессоры оснащены адсорбционными осушителями и звуконепроницаемыми кожухами.Ресивер с обработкой от коррозии. Компрессоры высокого давления. Максимальное рабочее давление на выходе до 60 бар обеспечивается мощным электродвигателем.
• Компрессоры без цилиндровой смазки
  Машины этого типа сжимают различные газы и необходимы в тех отраслях, где требуется чистая безмасляная сжатая среда на выходе.
  В качестве уплотнения используются поршневые уплотнительные кольца из композитного материала. Лабиринтное уплотнение не зарекомендовало себя на практике.
  Компрессоры без смазки цилиндров дольше работают без ремонта.

Винтовые компрессоры состоят из одного, двух или более винтов, заключенных в корпус. Следовательно, винтовые компрессоры могут быть одновинтовыми, двухвинтовыми и т. Д. При перемещении винта они создают движущиеся рабочие объемы пространства, ограниченного винтами и стенками корпуса. Эти компрессоры имеют меньшие размеры, чем поршневые компрессоры. Они намного стабильнее и способны обеспечить лучшую производительность.Во время работы между винтами могут возникать значительные силы трения, поэтому смазочные материалы (обычно смазочное масло) используются для уменьшения износа деталей. Однако антифрикционные материалы позволяют обойтись без дополнительной смазки, в связи с чем бывают маслонаполненные и безмасляные компрессоры. Последние используются в тех случаях, когда контакт сжатого газа и смазки недопустим.

В шестеренчатых компрессорах в качестве исполнительного элемента используется пара зацепленных зубчатых колес встречного вращения.Шестерни могут значительно отличаться от модели к модели; в некоторых случаях они имеют форму зубчатых колес. Рабочая камера в таких компрессорах образована за счет срезания пространства зубьями шестерен и корпусом компрессора. При зацеплении зубцов разных шестерен объем рабочей камеры уменьшается, и газ под давлением вытесняется к выходному соплу. Эти компрессоры успешно используются в случаях, когда требуется подача газа под небольшим давлением.

Роторно-пластинчатые компрессоры имеют отличительную особенность в виде, как следует из названия, ротора, имеющего специальные канавки со вставленными подвижными лопатками.Ротор установлен в цилиндрическом корпусе (статоре), при этом ось ротора не совпадает с осью корпуса. Во время вращения центробежная сила выталкивает лопатки из центра ротора и прижимает их к корпусу, образуя в компрессоре движущиеся рабочие камеры, ограниченные соседними лопатками, корпусом и ротором. Изменение объема рабочей камеры вызвано перекосом осей. Пружины сжатия могут быть установлены в канавках ротора для создания дополнительной силы, прижимающей лопатки к корпусу.Как и поршневые компрессоры, пластинчато-роторные компрессоры способны создавать значительное давление газа на выходе, но их преимущество заключается в компактных размерах и меньшем уровне шума.

Мембранные компрессоры отличаются гибкой полимерной диафрагмой, встроенной в их конструкцию. Этот тип аналогичен поршневым компрессорам, но роль поршня здесь выполняет диафрагма. Выпирая в противоположных направлениях, диафрагма одинаково изменяет объем рабочей камеры и клапанных систем.Сама диафрагма может иметь механический, пневматический, электрический или диафрагменно-поршневой привод. Все эти типы приводов объединяет то, что при работе перекачиваемый газ не контактирует ни с чем, кроме диафрагмы и корпуса рабочей камеры. Это делает диафрагменные компрессоры популярными в тех случаях, когда необходимо обеспечить высокую чистоту нагнетаемого газа.

В жидкокольцевых компрессорах для работы используется вспомогательная жидкость. Ротор с установленными на нем лопатками закреплен в цилиндрическом корпусе (статоре), при этом ось ротора смещена относительно оси статора.Компрессор заполнен жидкостью, которая при вращении ротора прижимается к стенкам корпуса, принимая форму кольца. Лопатки ротора, корпус и поверхность жидкости ограничивают рабочий объем. Как и в роторно-пластинчатых компрессорах, несовпадение осей ротора и статора обеспечивает изменение объема рабочих камер. Перекачиваемый газ в этих компрессорах неизбежно контактирует с жидкостью, которая частично уносится с потоком газа; поэтому они имеют блок разделения выходящего потока и систему, питающую компрессор рабочей жидкостью.Такие устройства особенно хорошо работают в тех случаях, когда перекачиваемый газ уже имеет в своем составе капли рабочей жидкости.

Динамические компрессоры

Компрессоры

Dynamic делятся на следующие основные группы:

• Радиальный (центробежный)
• Осевой
• Джет.

Радиальные компрессоры получили свое название от направления движения газа в аппарате. Простейший компрессор этого типа состоит из корпуса, внутри которого на валу установлено рабочее колесо.Вращаясь, лопасти рабочего колеса перемещают газ от оси в радиальном направлении, передавая его потоку кинетическую энергию, которая затем частично преобразуется в энергию потенциального давления. Газ поступает в рабочее колесо через осевой вход, затем контактирует с лопастями, толкается в радиальном направлении, попадает в спиральный газосборник и затем выходит через выходной диффузор. Рабочие колеса таких компрессоров могут различаться по форме лопаток, а в общей конструкции, например, они могут быть открытыми или закрытыми.Центробежные компрессоры также могут быть многоступенчатыми. В этом случае на одном валу размещается несколько рабочих колес, и газ последовательно проходит через них. Устройства этого типа компактны, обладают низким уровнем шума и не подвержены сильной вибрации при работе. Они хорошо подходят для приложений, требующих подачи незагрязненного газа в больших количествах.

Осевые компрессоры отличаются тем, что в них газ движется в осевом направлении.К основным конструктивным элементам этих устройств относятся установленный на валу ротор и статор (корпус). На роторе расположены ряды лопаток. Проходя через эти ряды, газовый поток получает дополнительную кинетическую энергию и закручивается. Ряды направляющих лопаток статора расположены между рядами лопаток ротора для выравнивания направления его движения. Входные направляющие лопатки и выходные лопатки-выпрямители ограничивают область изменения характеристик газового потока. Такие устройства значительно сложнее в изготовлении и эксплуатации по сравнению с более простыми радиальными компрессорами, однако они имеют более высокий КПД при аналогичном напоре.

Струйные компрессоры представляют собой эжекторы, которые используют энергию одного (активного) газа или пара для повышения давления другого (пассивного) газа или пара. Это означает, что в это устройство входят два газовых потока с высоким и низким давлением, а на выходе получается один поток с давлением выше, чем у пассивного газового потока, но меньшим, чем у активного. Струйные компрессоры отличаются простой конструкцией и, как следствие, высокой надежностью. Они особенно предпочтительны в тех случаях, когда у вас уже есть газ высокого давления, энергия которого должна быть использована.Например, такие устройства используются при добыче газа, когда на газовом месторождении есть скважины как с высоким, так и с низким давлением, а применение струйного компрессора позволяет получить единый поток с приемлемыми характеристиками.

По заявке

Компрессоры в зависимости от области применения и отрасли можно разделить на универсальные, энергетические, химические, нефтехимические и т. Д.

.

Пневматическое устройство | инструмент | Britannica

Основные типы пневматических устройств

Воздушные компрессоры и пневматические инструменты составляют основные классы пневматических устройств. Другие виды аппаратов, в которых используется сжатый воздух, — это окрасочное оборудование, пневматические трубки для транспортировки материалов и тормозные системы поездов.

Воздушный компрессор — это машина с механическим приводом для сжатия воздуха от некоторого начального давления на входе (обычно атмосферного) до более высокого давления.Компрессоры (а также другие гидравлические машины) можно разделить на два основных типа, в зависимости от действия воздуха или жидкости: (1) компрессоры с принудительным вытеснением и (2) скоростные или динамические типы.

В типах с принудительным смещением или статическим давлением характерным действием является изменение объема или смещение. Последовательные объемы воздуха удерживаются в замкнутом пространстве, а давление увеличивается за счет уменьшения объема пространства. В простом ручном шиномонтажном насосе давление создается за счет перемещения поршня в цилиндре.Компрессоры с принудительным вытеснением подразделяются на поршневые (прямолинейное возвратно-поступательное движение) и роторные (движение по круговой траектории) компрессоры. В объемной машине, если пренебречь утечкой, объемная скорость потока (кубические футы в секунду) через компрессор по существу постоянна в широком диапазоне давлений нагнетания.

Компрессор динамического типа может быть подразделен на центробежный тип (с потоком через вращающийся бегунок или ротор преимущественно в радиальном направлении), осевой тип (с потоком через бегунок преимущественно в направлении, параллельном оси вращения). ), и струйного типа.

Пневматические инструменты можно разделить на две большие категории в зависимости от способа привода: ротор и поршень. Оба типа известны как пневмодвигатели. Вращающийся компрессор, работающий в обратном направлении, служит одним из типов двигателей. Сжатый воздух входит в корпус, толкает лопатки и вращает центральный вал или шпиндель. К шпинделю крепится дрель, шлифовальный круг или другое приспособление. Поршневой компрессор, работающий в обратном направлении, также работает как двигатель.Сжатый воздух входит в цилиндр, расширяется и заставляет поршень двигаться. Обратный ход может быть вызван сжатым воздухом с другой стороны поршня или пружиной. К поршневому поршню может быть присоединен инструмент, такой как клепальный молоток. Пневматические инструменты обычно снабжаются сжатым воздухом под давлением около 90 фунтов на квадратный дюйм (фунтов на квадратный дюйм).

Используя сжатый воздух в качестве источника энергии, были разработаны инструменты, которые являются относительно легкими, компактными, портативными, простыми в эксплуатации и не подвержены опасности поражения электрическим током и искр.При подводных операциях сжатый воздух предотвращает попадание воды в пневмодвигатель.

Пневматические инструменты также можно разделить на две группы по типу инструментов: переносные инструменты и перфораторы. Портативные пневматические инструменты включают абразивные приспособления (например, шлифовальные станки, буферы и шлифовальные машины), сверла, развертки, пробиватели, установщики шпилек, отвертки, гаечные ключи, ножницы, гаечные ключи и ударные инструменты. Обычно они приводятся в движение лопастным пневмодвигателем. Рабочие скорости можно регулировать путем дросселирования воздуха, подаваемого к двигателю.Пневматические двигатели не нагреваются при перегрузке; они без повреждений выдержат многократные срывы и резкие развороты. В шлифовальных машинах установлены пневмодвигатели, типичные для этого класса устройств.

Переносные инструменты также включают отбойные молотки и пневмоподъемники. Пневматические отбойные молотки содержат поршень с пневматическим приводом, который наносит последовательные удары по долоту или формовочному инструменту на конце молотка. Инструмент клапанного типа имеет отдельный механизм для управления потоком воздуха к поршню, что позволяет оператору контролировать скорость и силу ударов.В компрессионных заклепочниках сжатие или сжатие заклепки достигается за счет воздушного поршня, соединенного с кулачком, клином или рычагом. Заклепочник с вилкой имеет пневматический зажим или тиски, которые удерживают работу на месте; вилка поглощает удары и тем самым снижает утомляемость оператора. Подъемники, работающие на сжатом воздухе, используются в операциях, требующих точного контроля скорости подъема или опускания. В большинстве случаев они используются на открытом воздухе и в условиях присутствия коррозионных паров, взрывоопасных газов или легковоспламеняющихся жидкостей.

Существуют также различные портативные специальные инструменты, такие как вибраторы для бетона, инструменты для зенковки, шипованные насадки, смесители для краски, воздушные пусковые двигатели, трамбовки для полотна железных дорог, шлифовальные машины для клапанов, поршневые опилочные машины и шлифовальные машины для хвостовиков.

Перфораторы используются для горных работ и выемки горных пород. Примером такого пневматического инструмента является перфоратор или ударный молот, который состоит из поршня и дрели, изготовленных из высокоуглеродистой стали. Сверло свободно удерживается в зажимном патроне на конце цилиндра, и его быстро наносит удар свободно движущийся поршень.Для наклонных вниз скважин необходимо предусмотреть средства для удаления бурового шлама, пыли и шлама. Обычно используется полое сверло, через которое пропускается вода или воздух, чтобы удалить стружку и охладить сверло. Другой вид перфоратора, называемый перфоратором, используется для горизонтальных скважин при горных работах и ​​проходке туннелей. Он устанавливается на какой-либо тип установки или рамы и механически вводится в работу. Стопорные сверла используются в основном при бурении с забойным или надземным бурением из-за характеристик автоматической подачи.Обычный стопор — это перфоратор с самовращающейся буровой коронкой и автоматической подачей с помощью воздушного поршня. Большие землеройные буровые установки с пневматическим приводом, устанавливаемые на грузовые автомобили на прицепах, используются для рытья колодцев и взрывных скважин при работе в карьерах. Компрессор большой мощности подает воздух не только для питания бурового инструмента, но и для подъема инструментов в отверстии и удаления бурового шлама из отверстия. Такие машины используются с преимуществом в областях, где поверхностные воды недостаточны для обеспечения бурового раствора, необходимого для стандартных роторных машин и машин для бурения скважин с тросом.

Пневматические отбойные молотки с ручным управлением обычно используют цельностальные сверла и не оборудованы для автоматического вращения. Один тип инструмента с клапаном, другой — без клапана. Тяжелые машины весом около 80 фунтов (36 кг) используются для разрушения бетонного покрытия, фундамента и валунов. Средние отбойные молотки, весом от 50 до 70 фунтов (от 23 до 32 кг), используются при взломе легких бетонных полов, щебня и мерзлого грунта. Легкие инструменты весом менее 50 фунтов используются для взлома полов, мощения и кирпичной кладки стен.Отбойные молотки тяжелой и средней тяжести могут быть адаптированы для вождения шипов.

Сжатый воздух — хорошее средство для подачи аэрозольной краски. В пистолете-распылителе краска (например, лак, эмаль или пластиковое покрытие) распыляется и смешивается со сжатым воздухом. Принцип работы аналогичен принципу действия струйного компрессора, при этом сжатый воздух служит движущей силой для втягивания краски в зону смешивания. Покраска распылением обычно подразумевает покрытие относительно больших поверхностей, например, здания.Термин «аэрограф», напротив, означает устройство для нанесения тонкого распылителя краски малого диаметра, защитного покрытия или жидкого красителя. Аэрограф может представлять собой распылитель в форме карандаша, используемый для множества более подробных действий, таких как затенение рисунков и ретушь фотографий.

Пневматические конвейеры используются в различных приложениях для перемещения материалов. В системе давления на выходе из компрессора приводит во входное отверстие конвейерной системы. В вакуумной системе вход компрессора находится в конце системы.Перепад давления воздуха в системе зависит от обрабатываемого материала. Во многих местах почта переносится с одного места на другое с помощью пневмотранспорта в тубах. С помощью пневматических систем можно транспортировать все виды материалов, от золы и цемента до замороженных продуктов, минералов, орехов и семян. Пневматическое перемещение безопасно, быстро, чисто, автоматически и гибко.

Некоторые недавно разработанные автомобили поддерживаются воздушной подушкой. Самым успешным из этих транспортных средств на воздушной подушке (ББА) является судно на воздушной подушке британского производства.Он используется в коммерческих целях как паром для перевозки пассажиров и автомобилей; некоторые из них курсируют по Ла-Маншу. Экспериментальные «гусеничные скиммеры» (поезда на воздушной подушке) находятся в стадии разработки в ряде стран, но еще не получили широкого коммерческого использования. При планировании многих городских транспортных систем учитываются транспортные средства на воздушной подушке, способные развивать скорость до 300 миль (480 км) в час. Другие специализированные формы транспортных средств на воздушной подушке были разработаны для использования на пересеченной местности — например, в арктических регионах — и для других необычных применений.

Тормоза поездов и большинства автобусов и больших грузовиков работают под давлением воздуха. Шток поршня пневмоцилиндра оказывает усилие на тормозное устройство. На железнодорожных вагонах пневматическая тормозная система включает компрессор, пневмоклапаны, регуляторы, трубопроводы, резервуар и другие аксессуары. Существуют рычаги, цилиндры и другие приспособления для приложения усилий к тормозной колодке, которые опираются непосредственно на обод колеса. Различные меры безопасности с автоматическим управлением обеспечивают определенное тормозное действие в случае возникновения неисправности.

.

Конструкция / принцип действия

4.7.1 Конструкция / принцип действия

Принцип работы одноступенчатых насосов Рутса соответствует принципу работы многоступенчатых насосов, т.к. описано в главе 4.5. В вакуумном насосе Рутса два синхронно Роторы встречного вращения (4) бесконтактно вращаются в корпусе (рис. 4.16). Роторы имеют конфигурацию восьмерки и разделены друг от друга и от статора узким зазором.Их действующие принцип аналогичен шестеренному насосу с одним двухзубым каждая шестерня перекачивает газ от впускного отверстия (3) к выпускному порт (12). Один вал приводится в движение двигателем (1). Другой вал синхронизируется с помощью пары шестерен (6) в зубчатой ​​камере. Смазка ограничена двумя камерами подшипника и шестерни, которые изолированы от всасывающей камеры (8) лабиринтными уплотнениями (5) с компрессионные кольца. Потому что на всасывании нет трения камеры, вакуумный насос Рутса может работать на высоких скоростях вращения (1500 — 3000 об / мин).Отсутствие возвратно-поступательных масс также обеспечивает беспроблемную динамическую балансировку, что означает, что вакуум Корня насосы работают очень тихо, несмотря на свою высокую скорость.

Проект

Подшипники вала ротора расположены в двух боковых крышках. Они есть спроектированы как неподвижные подшипники с одной стороны и как подвижные (свободные) подшипники с другой стороны, чтобы обеспечить неравномерное тепловое расширение корпуса и ротор. Подшипники смазываются маслом, которое вытесняется в подшипники и шестерни разбрызгивающими дисками.Проход карданного вала к снаружи в стандартных версиях уплотняется радиальными уплотнительными кольцами вала изготовлены из FPM, погруженного в уплотнительное масло. Чтобы защитить вал, уплотнительные кольца проходят по защитной втулке, которую можно заменить при изношенный. Если требуется герметичное уплотнение снаружи, насос также может приводиться в движение посредством муфты на постоянных магнитах с баллончиком. Эта конструкция обеспечивает уровень утечки $ Q_I $ менее 10 ^-6 Па · м ³ с ^-1 .

Характеристики насоса, нагрев

Так как насосы Рутса не имеют внутренней компрессии или выхода клапан, при открытии всасывающей камеры объем газа возвращается назад во всасывающую камеру и затем должен быть повторно выпущен против давление на выходе. В результате этого эффекта, особенно в наличие высокого перепада давления между входом и выходом, a генерируется высокий уровень рассеивания энергии, что приводит к значительный нагрев насоса при малых расходах газа, которые только транспортируют низкое количество тепла.Вращающиеся поршни Рутса относительно трудно охладить по сравнению с корпусом, так как они практически с вакуумной изоляцией. Следовательно, они расширяются больше, чем корпус. Чтобы предотвратить контакт или захват, максимально возможное давление дифференциал, а также рассеиваемая энергия ограничены перепускной клапан (7). Он подключен к входной стороне, и давление сторона прокачиваемых каналов. Открывается нагруженная пластина клапана при превышении максимального перепада давления и позволяет большая или меньшая часть всасываемого газа течет обратно из сторона нагнетания к стороне входа, в зависимости от производительности.Из-за ограниченный перепад давления, стандартные насосы Рутса не могут разряд в зависимости от атмосферного давления и требует подкладочного насоса. Однако вакуумные насосы Рутса с перепускными клапанами могут быть включены. вместе с подкачивающим насосом даже при атмосферном давлении, таким образом увеличивая их скорость откачки с самого начала. Это сокращает время эвакуации.

Рисунок 4.16: Принцип работы насоса Рутса

Насосы обратные

Одноступенчатые или двухступенчатые пластинчато-роторные насосы или внешняя пластина насосы используются в качестве маслосмазываемых форвакуумных насосов.Винтовые насосы или многоступенчатые насосы Рутса могут использоваться в качестве сухих реверсивных насосов. Насос такие комбинации могут использоваться для всех приложений с высокая скорость откачки в диапазоне низкого и среднего вакуума. Жидкое кольцо насосы также могут быть использованы как форвакуумные.

Насосы Рутса с газовым охлаждением

Чтобы вакуумные насосы Рутса работали против атмосферных давления, некоторые модели имеют газовое охлаждение и не имеют перепускных клапанов (Рисунок 4.17). В этом случае газ, выходящий из выпускного фланца (6) через охладитель (7) снова попадает в середину всасывающей камера (4). Этот искусственно созданный поток газа охлаждает насос, позволяя ему сжиматься против атмосферного давления. Вход газа есть управляется поршнями Рутса, что устраняет необходимость в каких-либо дополнительные клапаны. Нет возможности тепловой перегрузки, даже при работе на предельном давлении.

Рисунок 4.17: Принцип работы насоса Рутса с газовым охлаждением

На рис. 4.17 показано поперечное сечение охлаждаемого газом Вакуумный насос Рутса. Направление потока газа вертикальное сверху вниз. дно, позволяя жидким или твердым частицам захватывать впускное отверстие поток стечь вниз. На этапе I камера (3) открывается вращение поршней (1) и (2). Газ поступает в камеру через входной фланец (5) под давлением $ p_1 $.На этапе II камера (3) изолирована как от входного фланца, так и от фланец давления. Входное отверстие (4) для охлаждающего газа открыто. вращением поршней в фазе III. Камера (3) заполнена до выходного давления $ p_2 $, и газ продвигается к фланец давления. Первоначально объем всасывания не изменяется с вращательное движение поршней Рутса. Газ сжимается поступающий охлаждающий газ. Поршень Рутса теперь продолжает вращаться (фаза IV), и это движение выталкивает уже сжатый газ через охладитель. (7) в сторону нагнетания (фаза V) при давлении $ p_2 $.

Насосы Рутса

с газовым охлаждением могут использоваться в диапазоне входного давления от 130 до 1013 гПа. Потому что во всасывании нет смазки камеры, они не выпускают туман и не загрязняют среду, которая перекачивается. Последовательное соединение двух из этих насосов позволяет предельное давление снизить до 20–30 гПа. В комбинации с дополнительные вакуумные насосы Рутса, предельное давление может быть уменьшено до диапазон среднего вакуума.

Скорость откачки и степень сжатия

Характерные рабочие характеристики насосов Рутса: скорость и степень сжатия.Теоретическая скорость откачки $ S_ {th} = S_0 $ — объемный расход, который насос вытесняет без противодавление. Степень сжатия $ K_0 $ при работе без газа рабочий объем (входной фланец закрыт) зависит от выходного давления $ p_2 $. Диапазон скоростей откачки от 200 м ³ · ч ^-1 до нескольких тысяч м ³ · ч ^-1 . Типичный Значения $ K_0 $ находятся в диапазоне от 10 до 75.

Рисунок 4.18: Степень сжатия воздуха для корней без нагрузки насосы

На степень сжатия отрицательно влияют два эффекта:

• Обратным током в зазоры между поршнем и корпусом
• Газом, который осаждается при адсорбции на поверхностях поршень на выходной стороне и повторно десорбируется после поворота в направлении сторона всасывания.

В случае выходного давления от 10 ^{-2 900 10 до 1 гПа молекулярная поток преобладает в зазорах уплотнения, что приводит к меньшему обратному потоку из-за их низкая проводимость.Однако объем перекачиваемого газа обратно через адсорбцию, которая относительно высока по сравнению с объем перекачиваемого газа снижает степень сжатия.}

$ K_0 $ является самым высоким в диапазоне от 1 до 10 гПа, поскольку молекулярный поток все еще преобладает из-за низкого давления на входе в уплотнительные зазоры насоса, поэтому обратный поток невелик. Поскольку газ перенос за счет адсорбции не зависит от давления, он меньше важнее, чем пропорциональный давлению поток газа, который транспортируется по скорости откачки.

При давлениях, превышающих 10 гПа, в зазоры и проводимость зазоров значительно увеличиваются, что приводит к снижению степени сжатия. Этот эффект особенно заметно в насосах Рутса с газовым охлаждением, которые достигают степени сжатия всего приблизительно $ K_0 $ = 10.

Ширина зазора имеет большое влияние на степень сжатия. Из-за разного теплового расширения поршней и корпуса, однако они не должны опускаться ниже определенных минимальных значений, чтобы Избегайте контакта ротора со статором.

.