Поршневі компресори

Типи компресорів. Поршневі компресори поділяються за кількістю всмоктувань і нагнітань за один подвійний хід поршня на компресори простої (одинарної) і подвійної дії. За один подвійний хід поршня компресор простої дії здійснює одне всмоктування і одне нагнітання, компресор подвійної дії – два всмоктування і два нагнітання.

Ступінь стиснення називається частиною компресорної машини, де газ стискається до кінцевого чи проміжного (перед надходженням на наступну ступінь) тиску.

За кількістю ступенів поршневі компресори поділяються на одноступінчаті, які в свою чергу, можуть бути горизонтальними і вертикальними.

Одноступеневе стиснення. В одноступінчатому компресорі газ стискається до кінцевого тиску в одному чи декількох циліндрах, які працюють паралельно. В останньому випадку одноступінчаті компресори називаються багатоциліндровими.

Одноступінчатий горизонтальний компресор простої дії (рис.1, а) має циліндр 1, в якому пересувається поршень 2, обладнаний ущільненими поршневими кільцями (на рисунку не показані). Циліндр закритий з однієї сторони кришкою, в якій розміщені всмоктуючий клапан 3 і нагнітальний клапан 4. Поршень з’єднаний безпосередньо з шатуном 5 і кривошипом 6, на валу якого встановлений маховик 7. При такому з’єднанні поршня з шатуном відпадає необхідність у встановленні повзуна (крейцкопфа). Компресори з безпосереднім з’єднанням шатуна з поршнем називають безкрейцкопфними.

Під час руху поршня зліва направо в просторі між кришкою циліндра і поршнем створюється розрідження. Під дією різниці тисків у всмоктуючій лінії і циліндрі відкривається клапан 3 і газ надходить у циліндр. Під час руху поршня справа наліво всмоктуючий клапан закривається, і газ який знаходиться в циліндрі стискається поршнем до деякого тиску, при якому відкривається клапан 4 і газ виштовхується в нагнітальний трубопровід. Потім цикл повторюється знову.

В одноступінчатому компресорі подвійної дії (рис.1, б) газ у циліндрі 1 поперемінно стискається з обох сторін поршня 2. За один подвійний хід поршня відбувається два рази всмоктування і два рази нагнітання. Циліндр обладнаний двома всмоктуючи ми клапанами 3 і двома нагнітальними клапанами 4. Компресори підвійної дії мають більш складну конструкцію, але мають майже вдвічі більшу продуктивність, ніж компресори простої дії тих же габаритних розмірів і тої ж ваги.

Рис. 1. Одноступінчатий горизонтальний компресор простої дії

Збільшення продуктивності досягається також у багатоциліндрових компресорах простої чи подвійної дії.

Двохциліндровий компресор простої дії (рис.1, в) являє собою по сутності два компресора простої дії з приводом від одного колінного вала до кривошипів, зсунутими один відносно одного на кут 180º чи 90º.

Для відведення виделяючогося під час стиснення газу тепла стінки циліндрів компресорів, а інколи і кришки циліндрів обладнуються рубашками, через які пропускають охолоджуючу воду. Хоча таким шляхом і не вдається повністю відвести виділяюче під час стиснення тепло, охолодження суттєво зменшує затрати енергії на стиснення газу.

Вертикальні одноступеневі компресори мають переваги перед горизонтальними: вони більш швидкохідні (для горизонтальних компресорів n=100-240 об/хв, для вертикальних n=300-500 об/хв і більше), і відповідно, більш продуктивні, займають меншу виробничу площу; поршні і циліндри вертикальних машин зношуються значно менше. При горизонтальному розміщенні циліндра, особливо великого діаметра, відбувається нерівномірне одностороннє зношування поршня під дією сили ваги. Це приводить до необхідності зменшувати швидкість руху поршня.

Для зменшення нерівномірності подачі і пом’якшення поштовхів газ після стиснення в поршневих компресорах попередньо направляють у збірник (ресивер), де він одночасно очищається від масла і вологи.