Принцип работы поршневого компрессора
Принцип работы поршневого компрессора основан поршневым механизмом сжатия. Этот тип компрессора был одним из первых, использованных в производстве. Сегодня эти установки широко используются в промышленном производстве, а также в полупромышленном и бытовом применении. Поршневые компрессоры сжимают и подают под высоким давлением воздух, или жидкости, такие как масло и хладагенты. Поршневые компрессоры часто встречаются в системах высокого давления.
Основные элементы конструкции поршневого компрессора представлены рабочим цилиндром, поршнем, клапанами (нагнетательным и всасывающим), которые находятся в крышке цилиндра. Требуемое давление среды в компрессоре данного типа создается посредством поступательных движений поршня. Кривошипно-шатунный механизм в совокупности с коленчатым валом заставляют поршень совершать возвратно-поступательные движения.
Компрессоры данного типа могут быть оснащены одним или несколькими цилиндрами, которые располагаются горизонтально/вертикально/V-/W-образно. Данные агрегаты могут быть одинарного действия или двойного (если поршень работает обеими сторонами). А также различаться по типу сжатия: многоступенчатого или одноступенчатого.
В оборудовании такого типа, как правило, предусмотрено автоматическое регулирование производительности, с целью обеспечить постоянный уровень давления в трубопроводе. Самый простой способ регулировки это изменить частоту вращения вала компрессора.
Поршневые компрессорные установки отличаются разнообразием видов. На рынке представлены самые разные варианты для любых промышленных нужд. Существует множество ситуаций, в которых поршневые насосы являются оптимальным решением:
- потребность в компрессоре малой производительности;
- большие перепады объемов производимого сжатого воздуха (поршневые компрессоры успешно справляются с такими ситуациями);
- использование в сложных условиях, таких как грязные работы, повышенная влажность, перепады температуры (при расфасовке цемента, на мельницах, складах угля);
- сжатие агрессивных газов;
- при нагнетании высокого уровня давлений поршневые агрегаты работают в конструкции, оснащенной одним поршнем. А также и в системе с двумя и более (до 40 атмосфер).
Преимущества:
- относительно недорогие;
- несложное техническое обслуживание (легко понять внутренний механизм работы);
- подходит для высокого давления.
Недостатками:
- являются меньший уровень экономичности;
- более частые поломки и шумность.
Принцип работы поршневого компрессора с вертикальным расположением цилиндров
Принцип работы поршневого компрессора с вертикальным расположением цилиндров достаточно несложный. Классическая модель агрегата состоит из корпуса (выполненного из чугуна), цилиндра (расположенного горизонтально/вертикально/под наклоном), поршня, клапанов (всасывающего и нагнетательного).
В состав поршневых компрессоров входит рабочий цилиндр и поршень, клапаны (всасывающий с нагнетательным), которые находятся в крышке цилиндра. Чтобы сообщить возвратно-поступающие движения поршню, в работу подключается кривошипно-шатунный механизм с коленчатым валом.
Поршень заводит прямой привод кривошипно-шатунного механизма, и при возвратно-поступательных движениях сжимает воздух атмосферы, а затем выталкивает его в область подсоединенной магистральной линии.
Один оборот вала принимается обычно за два хода поршня. В цилиндре при одном обороте вала успевает совершиться полный рабочий цикл компрессора. При ходе поршня вниз в конденсаторе над поршневым пространством образуется разрежение. Пары хладагента через клапан всасываются в цилиндр. При ходе поршня вверх пары сжимаются, давление нарастает. Всасывающий клапан закрывается, сжатые пары выталкиваются в конденсатор, выталкиваются через нагнетательный клапан. Затем поршень меняет направление движения, нагнетательный клапан закрывается, а компрессор снова отсасывает пары из испарителя. Весь рабочий процесс повторяется циклами снова и снова.
Свободное пространство, которое образуется в полости цилиндра при опускании поршня, разряжает воздух. Образующийся перепад давления открывает впускной клапан, который позволяет воздуху войти в камеру, где происходит его сжатие. После пересечения поршнем точки поворота, соответствующей максимальному объему камеры сжатия, происходит закрытие впускного клапана, вслед за чем происходит рост давления воздуха.
Чем меньше объем камеры, тем больше давление воздуха. При достижении заданных пределов, открывается нагнетательный клапан. Сжатый воздух покидает в этот момент полость камеры.
С целью снижения износа цилиндровых стенок и поршня в узел цилиндра подают масло. Это ведет к ухудшению качества подаваемого воздуха, к которому подмешиваются мелкие частички масла. Поэтому в случае использования технологией производства чистого воздуха, необходимо установить сепаратор для масла в линии подачи. Сепаратор помогает убрать из воздушного потока частички масла.
Применяемые на заводах и промышленных предприятиях поршневые компрессоры не должны работать по одному, их приобретают обычно по два. При нормальном рабочем режиме один из них в резерве, может находиться на техническом обслуживании или в ремонте, а второй, естественно, будет служить в целях своего промышленного назначения.
Основные детали и конструктивные особенности работы поршневого компрессора
Поршневые компрессорные установки представляют собой наиболее распространенный вид оборудования, который способен сжимать воздух. Принцип работы поршневого компрессора основан поршневым механизмом сжатия. Этот тип компрессора был одним из первых, использованных в производстве. Заключается в том, что цилиндр засасывает определенное количество воздуха, который затем сжимает поршень при движении. Для сжатия возможно использовать обе стороны поршня (так называемый принцип двойного действия). Двухступенчатая поршневая компрессорная установка производит воздух с высокими показателями качества и активно применяется в производственных процессах, где существуют строгие требования к соблюдению технологий.
Ключевыми составляющими конструкции поршневого компрессора являются поршень, цилиндр, камера, коленчатый вал, кривошипно-шатунный механизм, клапаны (впускной и выпускной), а также привод (электрический, бензиновый или дизельный).
Конструкция и принцип работы поршневого компрессора является простой, ремонт и замена запасных частей доступной. Тем не менее, такое оборудование нуждается в регулярной профилактике.
