Основные составные части компрессорных установок

Компрессорный агрегат (установка) – это объединенные составные части: винтовой блок, воздушный фильтр, впускной клапан, маслоотделитель, сепаратор, масляный фильтр, термостатический клапан, предохранительный клапан, клапан минимального давления, теплообменник и приводной двигатель.

Основным узлом компрессорной установки и компрессорного агрегата является винтовой блок.

Винтовой блок компрессора работает по принципу объемного сжатия. Винтовой блок представляет собой винтовую машину, заполненную маслом, которая предназначена для сжатия воздуха. Винтовой блок показан на рисунке 2.5. В корпусе винтового блока установлены ведущий (2) и ведомый (3) роторы с винтовыми зубьями специального профиля. Воздух, всасываемый компрессором, заполняет полость, образованную профильными частями роторов и внутренней поверхностью расточек корпуса винтового блока. При вращении роторов зуб ведущего ротора входит во впадину ведомого ротора, уменьшая объем полости. Процесс сжатия завершается, когда полость соединяется с окном нагнетания винтового блока и сжатый воздух выталкивается в патрубок нагнетания. В ходе сжатия, в рабочую полость компрессора впрыскивается масло для смазки, уплотнения зазоров и отвода тепла, выделяющегося в процессе сжатия, кроме того, масло смазывает подшипники и уменьшает уровень шума.

1 – вал привода винтового блока; 2 – ведущий (главный) ротор; 3 – ведомый (боковой ротор); 4 – плоскость монтажа впускного клапана (забора воздуха); 5 – плоскость монтажа маслоотделителя (окно нагнетания); 6 – сторона монтажа приводного двигателя; 7 – монтажные ножки; 8 – уплотнение вала привода; 9 – подшипники.

Рисунок 2.5 – Винтовой блок

Клапан впускной (дроссельный) - обеспечивает регулирование объемного потока воздуха всасываемого компрессором. Монтируется непосредственно на компрессор. Оборудован пневмоприводом с запорным клапаном, обеспечивающим доступ воздуха и разгрузку винтового блока при пуске и остановке компрессора. Схема работы впускного клапана показана на рисунке 2.6.

1 – вход воздуха из ресивера; 2 – электропневматический клапан управления; 3 – цилиндр управления; 4 – корпус; 5 – пружина; 6 – тарельчатый клапан; 7 – дроссельное отверстие; 8 – воздушная заслонка; 9 – поршень управления; 10 – канал разгрузки; 11– двухпозиционное реле разгрузки.

Рисунок 2.6 – Схема работы впускного клапана

Воздушный фильтр обеспечивает очистку воздуха на входе к впускному клапану. На компрессорных агрегатах ВВ-3, 5/10 и АКВ 3, 5/1 фильтр смонтирован на раме, а на установке ДЭН-30 МО У2 монтируется непосредственно над впускным клапаном. Воздушный фильтр показан на рисунке 2.7.

1 – фильтрующий элемент; 2 – корпус.

Рисунок 2.7 – Воздушный фильтр

Сепаратор тонкой очистки масла служит для окончательной очистки сжатого воздуха после отделения масла, устанавливается на выходе воздуха из винтового компрессора.

Клапан минимального давления устанавливается после сепаратора и обеспечивает минимальное давление внутри компрессорной установки, предотвращает обратный поток воздуха из магистрали или ресивера в компрессор, что дает возможность разгружать компрессор при отключении. Клапан минимального давления показан на рисунке 2.8.

1 – корпус; 2 – кольцо уплотнительное; 3 – клапан; 4 – поршень; 5 – пружина; 6 – контргайка; 7 – винт регулировочный; 8 – цилиндр поршня.

Рисунок 2.8 – Клапан минимального давления

Клапан предохранительный служит для защиты маслоотделителя от превышения давления.

Масляный фильтр обеспечивает очистку масла от загрязнения, имеет перепускной клапан, который открывается при холодном масле.

Клапан термостатический регулирует рабочую температуру масла, направляя его либо в масляный охладитель, либо прямо в компрессор. Работа термостатического клапана показана на рисунке 2.9.

1 – пружина; 2 – термоэлемент; 3 – стакан; 4 – шток; 5 – заглушка; 6 – корпус; 7 – фильтр масляный.

Рисунок 2.9 – Работа термостатического клапана

Маслоотделитель служит для первичной очистки воздуха от масла и является одновременно емкостью для масла. В конструкции маслоотделителя предусмотрены заливная горловина и отверстие для слива масла.

Для компрессора ДЭН-30 МО компактный модуль и маслоотделитель выполнены в одном корпусе. Компактный модуль и показан на рисунке 2.10. Маслоотделитель и гидроплита компрессорных агрегатов АКВ 3, 5/1 и ВВ-3, 5/10 выполняются раздельно от винтового блока и показаны на рисунках 2.11 и 2.11а. Установка нагревательного элемента показана на рисунке 2.12.

1 – корпус маслоотделителя; 2 – горловина заливки масла; 3 – штуцер слива масла; 4 – указатель уровня масла; 5 – регулятор температуры в сборе; 6 – гидроплита; 7 – масляный фильтр; 8 – сепаратор; 9 – предохранительный клапан; 10 – фланец установки впускного клапана.

Рисунок 2.11 – Маслоотделитель ВВ-3, 5/10.

1 – патрубок для датчика температуры масла; 2 – сливной патрубок; 3 – патрубок для установки элемента подогрева масла; 4 – труба для выхода масла; 5 – корпус; 6 – место установки гидроплиты; 7 – идентификационная табличка; 8 –горловина залива масла; 9 – указатель уровня масла; 10 – труба подвода масловоздушной смеси от винтового блока; 11 – клапан минимального давления; 12 – ниппель сепаратора; 13 – штуцер под масляный фильтр.

Рисунок 2.11а – Маслоотделитель и гидроплита компрессорного агрегата АКВ 3, 5/1 Л У2.

1 – нагревательный элемент; 2 – фланец.

Рисунок 2.12 – Установка нагревательного элемента

Теплообменник – состоит из двух секций: масляной и воздушной и служит для отвода избыточного тепла выделяемого компрессором в процессе работы.

Система очистки и осушки воздуха – служит для осушки сжатого воздуха и включает в себя влагомаслоотделитель, осушитель и линию байпас. Система осушки воздуха компрессора ДЭН-30 МО показана на рисунке 2.13, компрессорного агрегата ВВ-3, 5/10 на рисунке 2.14 и компрессорного агрегата АКВ 3, 5/1 на рисунке 2.14а.

Система очистки и осушки сжатого воздуха является частью компрессорных установок и предназначена для адсорбционной очистки и осушки сжатого воздуха вырабатываемого компрессором. Она включают в себя адсорбционные колонны и трубопровод линии байпас. Подключение блоков производится открытием соответствующих разобщительных кранов на воздушном трубопроводе компрессора. Управление работой системой очистки и осушки на компрессоре ВВ-3, 5/10 производится автоматической системой управления компрессора. На компрессоре ДЭН-30 МО и компрессорном агрегате АКВ 3, 5/1 управление осуществляется блоком управления осушителем.

Система очистки и осушки сжатого воздуха компрессора ДЭН-30 МО состоит из входного влагоотделителя и двух колонн, расположенных по обе стороны приводного двигателя. В двух левых сплошных секциях колонны размещаются картриджи с влагопоглотителем. В правой двойной секции снизу фильтр грубой очистки, сверху фильтр дополнительной очистки сжатого воздуха. В колонне размещается устройство подогрева и электромагнитные клапаны, через которые происходит подключение и продувка системы осушки. На блок управления выводится информация о состоянии колонны:

- верхний светодиод - индикатор напряжения (горит – осушитель работает);

- второй светодиод - индикатор состояния картриджей осушителя (горит – необходима замена картриджей);

- третий светодиод - индикатор состояния фильтра дополнительной очистки (горит – необходима замена фильтра);

-нижний светодиод - индикатор состояния фильтра грубой очистки (горит – необходима замена фильтра).

Для удаления влаги из трубопровода линии байпас и входного влагоотделителя устанавливается клапан сброса конденсата.

1, 2, 3 – краны подключения блока осушки; 4 – блок управления осушителем; 5 – влагоотделитель.

Рисунок 2.13 – Система осушки воздуха компрессора ДЭН-30 МО

Блоки очистки и осушки сжатого воздуха компрессорных агрегатов состоят из входящих фильтров грубой и тонкой очистки, впускных электромагнитных клапанов, двух колонн осушителя, которые содержат влагопоглотитель, выходного фильтра тонкой очистки сжатого осушенного воздуха, устройства подогрева блока осушки. Все узлы блока смонтированы на основной раме. Трубопровод линии байпас (обводной) с системой запорных вентилей обеспечивает возможность направления сжатого воздуха, вырабатываемого компрессорной установкой к потребителю минуя блок осушки. Входные фильтры очистки сжатого воздуха (влагоотделители) оснащены клапанами с управляемым сбросом конденсата.

1 – входной фильтр тонкой очистки; 2 – входной фильтр грубой очистки; 3 – клапана сброса конденсата; 4 – трубопровод линии байпас; 5 – впускные клапаны; 6 – выходной фильтр тонкой очистки; 7 – выпускные клапаны; 8 – вывод в магистраль электровоза; 9 – блок осушки и очистки.

Рисунок 2.14 – Подключение блоков очистки и осушки компрессорного агрегата ВВ-3, 5/10

1 - глушители; 2 - электромагнитные клапаны регенерации блока осушки; 3 - электромагнитные клапаны управления блока осушки; 4 - краны для смены адсорбента; 5 - рессивер; 6 - отверстия с заглушками для засыпания адсорбента; 7 - обратные клапаны; 8 - фильтр тонкой очистки; 9 – фильтр предварительной очистки; 10 - влагомаслоотделитель; 11 - фильтр сброса конденсата; 12 – клапан сброса конденсата; 13 – фитинг отводящей трубки; 14 – кран трехходовой.

Рисунок 2.14а - Подключение блоков очистки и осушки компрессорного агрегата АКВ 3, 5/1

Панель управления служит для сигнализации о состоянии компрессорной установки и аварийной остановки агрегата. Панель управления компрессорной установки ДЭН-30 МО (показана на рисунке 2.15).

На панели управления расположены: лампы сигнализирующие о наличии напряжения постоянного тока величиной 110 В, работы системы очистки и осушки сжатого воздуха, об открытии впускного клапана, об

аварийном состоянии компрессора, сигнализаторы температуры и давления, тумблеры включения обогрева масла и блока управления осушителями. Приборы, контролирующие работу компрессора ДЭН-30 МО, размещаются на электрической панели (показана на рисунке 2.15).

1 – кнопка сброса конденсата; 2 – тумблер включения подогрева маслоотделителя; 3 – сигнализатор работы осушителя; 4 - указатель давления 5 – сигнализатор открытия впускного клапана; 6 – сигнализатор аварийного состояния компрессора; 7 – указатель температуры; 8 – сигнализатор напряжения 110 В; 9 – сигнализатор готовности; 10 – кнопка аварийной остановки.

Рисунок 2.15 – Панель управления ДЭН 30 МО

Система автоматики компрессорной установки ДЭН 30 МО контролирует температуру масла в маслоотделителе, через пневматический датчик обратного хода направление вращения приводного электродвигателя, давление воздуха на выходе из компрессора, включение элемента подогрева масла. При превышении температуры масла 115 °С или повышении давления воздуха в датчике обратного вращения выше 0, 05 МПа система автоматики компрессора передает команду о снятии сигнала «готовность» и остановке двигателя. В случае включения элемента подогрева масла или превышении

давления воздуха 1 МПа на выходе установки снимается питание с ЭПК, происходит закрытие впускного клапана. При температуре масла в маслоотделителе ниже 5 °С система управления блокирует открытие впускного клапана.

1 – регулятор давления; 2 – промежуточные реле; 3 – клемная рейка; 4 – клеммы подключения двигателя.

Рисунок 2.16 – Панель электрическая

На компрессорном агрегате ВВ-3, 5/10 У2 установлена система автоматического управления и контроля. Функции управления, измерения параметров и защиту агрегата выполняет блок управления компрессором. Передняя панель модуля управления показана на рисунке 2.17.

Система автоматического управления и контроля обеспечивает: управление электропневматическим клапаном винтового блока, управление электропневматическими клапанами блока осушки, подогрев масла в маслоотделителе, обогрев блока осушки и формирование сигналов состояния компрессорного агрегата.

1 – кнопка включения клапанов сброса конденсата; 2 – тумблер включения подогрева масла; 3 – тумблер включения осушителей; 4 – блок управления и индикации; 5 – кнопка аварийной остановки; 6 – плавкий предохранитель системы управления на 0, 25 А; 7 – плавкий предохранитель на 10 А; 8 – манометр давления воздушной смеси на выходе компрессорного агрегата.

Рисунок 2.17 – Передняя панель модуля управления компрессорного агрегата ВВ-3, 5/10

Рисунок 2.18 – Внешний вид передней панели блока управления компрессором

На передней панели блока управления (рисунок 2.18) располагается цифровой дисплей, на котором посредством автоматического перелистывания отражается информация: температура смеси на выходе винтового блока, температура масла в маслоотделителе, температура окружающего воздуха, давление воздуха на входе и выходе, давление в маслоотделителе, количество отработанных моточасов и индикацию ошибок.

Двенадцать единичных светодиодных индикаторов Н1 - Н12 сигнализируют: Н1 – готовность агрегата к запуску двигателя; Н2 – авария компрессора; Н3 – подогрев клапанов сброса конденсата; Н4 – подогрев масла и сепаратора; Н5 – впускной клапан; Н6 – включение осушителя колонна 1; Н7 – включение осушителя колонна 2; Н8 – включение клапана сброса конденсата; Н9 – короткое замыкание электромагнитных клапанов; Н10 – выполнен пуск двигателя; Н11 – обратное вращение двигателя; Н12 – превышение допустимой температуры воздушной смеси.

На цифровом дисплее выводится информация о локальных ошибках со снятием или без снятия сигнала готовность.

Er1 - Er4 – сообщения при локальных аварийных ситуациях (без снятия сигнала«готовность»): - Er1 – разность давлений на входе и выходе сепаратора более 0, 1 МПа;

- Er2 - Er4 – неисправность в канале датчиков температуры, давления и управления клапанами.

При возникновении аварийной ситуации режим автоматического перелистывания информации прекращается и на блоке управления загорается информация об ошибке Er6 - Er12 со снятием сигнала «готовность»:

- Er6 – сигнализирует о превышении допустимой температуры масла;

- Er7 - Er8 – обрыв или неисправность датчика температуры воздушно-масляной смеси на выходе из компрессора;

- Er9 – сигнализирует об обратном вращении двигателя компрессорного агрегата;

- Er10 – неисправность одного или обоих датчиков вращения вала двигателя;

- Er11 и Er12 – канал поступления сигналов с датчиков температуры или одновременно не работают каналы поступления сигналов с датчиков температуры, давления и канала выдачи сигналов управления клапанами.

Каждый раз при подаче питания на блок управления компрессорным агрегатом (БУК) в течение 5 с происходит проверка параметров клавиатуры, проверка и сброс параметров БУК, автоматическая подготовка устройства к работе. По завершению этих операций БУК проводит тестирование подключённых к нему датчиков и исполнительных механизмов. При отсутствии аварийных ситуаций происходит высвечивание дискретных светодиодных индикаторов и в систему управления электровозом выдается сигнал « готовность ». Кроме этого БУК начинает управление клапанами блока осушки сжатого воздуха. Каждая колонна включается по очереди на 120 с, с последующим подключением клапанов сброса конденсата на 5 с. Подключение клапанов сброса конденсата из входных фильтров происходит каждые 5 мин в течение 5 с. Если температура окружающей среды минус 10 °С и ниже происходит автоматическое подключение обогрева клапанов сброса конденсата, после повышения температуры до плюс 10 °С обогрев будет выключен.

После включения переключателя «Обогрев масла» система автоматики включает элемент подогрева при температуре масла минус 10 °С и отключает при плюс 10 °С, кроме этого элемент подогрева автоматически отключается после подачи напряжения на двигатель.

внимание! после отключения питания БУК, повторное его включение необходимо производить не ранее чем через 20 С.

Система автоматики компрессорного агрегата АКВ 3, 5/1 контролирует

температуру масла в маслоотделителе, через пневматический датчик обратного хода направление вращения приводного электродвигателя, давление воздуха на выходе из компрессора, включение элемента подогрева масла. При превышении температуры масла 110 °С, включения элемента подогрева масла и повышении давления воздуха в датчике обратного вращения выше 0, 05 МПа система автоматики компрессора передает команду об остановке двигателя. В случае превышении давления воздуха 1, 05 МПа на выходе установки снимается питание с ЭПК, происходит закрытие впускного клапана.

Вся информация о состоянии компрессорной установки выводится на панель управления, показана на рисунке 2.14. На панели находятся:

1- индикаторы ошибок, аварий и предупреждений;

2 - лампа с отражателем зеленого цвета – сигнализирует о наличии напряжения 110 В постоянного тока в системе управления установки.;

3 - кнопка «слив конденсата;

4 - указатель температуры масловоздушной смеси, сигнализирующий о температуре масла в маслоотделителе;

5 - манометр, сигнализирующий о давлении воздуха на выходе компрессорной установки;

6 - кнопка аварийной остановки компрессора;

7 – лампа с отражателем зеленого цвета, сигнализирует о готовности компрессорного агрегата к запуску;

8 - тумблер включения элемента обогрева масла в маслоотделителе.

Сигнал готовности компрессорного агрегата к запуску снимается: после нажатия кнопки «Авария», при температуре масловоздушной смеси более 110 °С, при наличии признаков обратного вращения винтового блока, после включения тумблера подогрева масла в маслоотделителе.

Кроме этого блокируется открытие впускного клапана если температура масла в маслоотделителе ниже плюс 5 °С и при достижении давления 1, 05 МПа на выходе из компрессорного агрегата.

1 – индикаторы ошибок, аварий и предупреждений; 2 – зеленый индикатор наличия напряжения 110 В; 3 – кнопка «слив конденсата; 4 - указатель температуры масловоздушной смеси; 5 - манометр; 6 - кнопка «Авария»; 7 - световой индикатор готовности агрегата к работе; 8 - тумблер включения подогревателя масла в маслоотделителе.

Рисунок 2.18а – Панель управления компрессорного агрегата АКВ 3, 5/1

Индикатор ошибок, аварий и предупреждений выдает следующие световые сигналы (сверху вниз):

- готовность (зеленый) – компрессорный агрегат готов к работе;

- высокая температура масловоздушной смеси (красный) - при перегреве компрессорного агрегата (температура масловоздушной смеси более 110 °С);

- включен подогрев (красный) - при включении подогрева масла;

- нажата кнопка «Авария» (красный);

- низкая температура масла (желтый) - при запуске агрегата температура масла в маслоотделителе ниже плюс 5 °С;

- высокое давление (желтый) загорается при достижении давления 1, 05 МПа (10, 5 кгс/см²) на выходе из компрессорного агрегата.