Основные типы насосов компрессоров по принципу сжатия: Ничего не найдено! К сожалению, страница не найдена. — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Содержание

Типы компрессорв и область применения

Компрессор, устройство для сжатия и подачи воздуха или другого газа под давлением. Степень повышения давления в К. более 3. Для подачи воздуха с повышением его давления менее чем в 2-3 раза применяют воздуходувки, а при напорах до 10 кн/м2 (1000 мм вод. cm.) — вентиляторы. К. впервые стали применяться в середине 19 в., в России строятся с начала 20 в.

Основы теории центробежных машин были заложены Л. Эйлером, теория осевых компрессоров и вентиляторов создавалась благодаря трудам Н. Е. Жуковского, С. А. Чаплыгина и других учёных.

По принципу действия и основным конструктивным особенностям различают компрессоры поршневые, ротационные, центробежные, осевые и струйные.Компрессоры также подразделяют по роду сжимаемого газа (воздушные, кислородные и др.), по создаваемому давлению рн (низкого давления — от 0,3 до 1 Мн/м2, среднего — до 10 Мн/м2 и высокого — выше 10 Мн/м2), по производительности, то есть объёму всасываемого Vвс (или сжатого) газа в единицу времени (обычно в м3/мин) и другим признакам.

Компрессоры также характеризуются частотой оборотов n и потребляемой мощностью N.

Поршневой компрессор в основном состоит из рабочего цилиндра и поршня; имеет всасывающий и нагнетательный клапаны, расположенные обычно в крышке цилиндра. Для сообщения поршню возвратно-поступательного движения в большинстве поршневых компрессоров имеется кривошипно-шатунный механизм с коленчатым валом. Поршневые компрессоры бывают одно- и многоцилиндровые, с вертикальным, горизонтальным, V- или W-oбразным и другим расположением цилиндров, одинарного и двойного действия (когда поршень работает обеими сторонами), а также одноступенчатого или многоступенчатого сжатия. Действие одноступенчатого воздушного поршневого компрессора заключается в следующем. При вращении коленчатого вала 1 соединённый с ним шатун 2 сообщает поршню 3 возвратные движения. При этом в рабочем цилиндре 4 из-за, увеличения объёма, заключённого между днищем поршня и крышкой цилиндра 5, возникает разрежение и атмосферный воздух, преодолев своим давлением сопротивление пружины, удерживающей всасывающий клапан 9, открывает его и через воздухозаборник (с фильтром) 8 поступает в рабочий цилиндр.

При обратном ходе поршня воздух будет сжиматься, а затем, когда его давление станет больше давления в нагнетательном патрубке на величину, способную преодолеть сопротивление пружины, прижимающей к седлу нагнетательный клапан 7, воздух открывает последний и поступает в трубопровод 6. При сжатии газа в К. его температура значительно повышается. Для предотвращения самовозгорания смазки компрессор оборудуются водяным (труба 10 для подвода воды) или воздушным охлаждением. При этом процесс сжатия воздуха будет приближаться к изотермическому (с постоянной температурой), который является теоретически наивыгоднейшим (см. Термодинамика). Одноступенчатый компрессор, исходя из условий безопасности и экономичности его работы, целесообразно применять со степенью повышения давления при сжатии до b = 7-8. При больших сжатиях применяются многоступенчатые компрессоры, в которых, чередуя сжатие с промежуточным охлаждением, можно получать газ очень высоких давлений — выше 10 Мн/м2. В поршневых компрессорах обычно предусматривается автоматическое регулирование производительности в зависимости от расхода сжатого газа для обеспечения постоянного давления в нагнетательном трубопроводе.

Существует несколько способов регулирования. Простейший из них — регулирование изменением частоты вращения вала.

Ротационные компрессора имеют один или несколько роторов, которые бывают различных конструкций. Значительное распространение получили ротационные пластинчатые компрессоры, имеющие ротор 2 с пазами, в которые свободно входят пластины 3. Ротор расположен в цилиндре корпуса 4 эксцентрично. При его вращении по часовой стрелке пространства, ограниченные пластинами, а также поверхностями ротора и цилиндра корпуса, в левой части К. будут возрастать, что обеспечит всасывание газа через отверстие 1. В правой части компрессора объёмы этих пространств уменьшаются, находящийся в них газ сжимается и затем подаётся из компрессора в холодильник 5 или непосредственно в нагнетательный трубопровод. Корпус ротационного компрессора охлаждается водой, для подвода и отвода которой предусмотрены трубы 6 и 7. Степень повышения давления в одной ступени пластинчатого ротационного компрессора обычно бывает от 3 до 6.

Двухступенчатые пластинчатые ротационного компрессоры с промежуточным охлаждением газа обеспечивают давление до 1,5 Мн/м2.

Принципы действия ротационного и поршневого компрессоров в основном аналогичны и отличаются лишь тем, что в поршневом все процессы происходят в одном и том же месте (рабочем цилиндре), но в разное время (из-за чего и потребовалось предусмотреть клапаны), а в ротационном К. всасывание и нагнетание осуществляются одновременно, но в различных местах, разделенных пластинами ротора. Известны другие конструкции ротационного компрессора, в том числе винтовые, с двумя роторами в виде винтов. Для удаления воздуха с целью создания разрежения в каком-либо пространстве применяют роторные водокольцевые вакуум-насосы. Регулирование производительности ротационного компрессора осуществляется обычно изменением частоты вращения их ротора.

Центробежный компрессор в основном состоит из корпуса и ротора, имеющего вал 1 с симметрично расположенными рабочими колёсами.

Центробежный 6-ступенчатый К. разделён на три секции и оборудован двумя промежуточными холодильниками, из которых газ поступает в каналы 12 и 13. Во время работы центробежного компрессора частицам газа, находящимся между лопатками рабочего колеса, сообщается вращательное движение, благодаря чему на них действуют центробежные силы. Под действием этих сил газ перемещается от оси компрессора к периферии рабочего колеса, претерпевает сжатие и приобретает скорость. Сжатие продолжается в кольцевом диффузоре из-за снижения скорости газа, то есть преобразования кинетической энергии в потенциальную. После этого газ по обратному направляющему каналу поступает в другую ступень компрессора и т.д.

Получение больших степеней повышения давления газа в одной ступени (более 25-30, а у промышленных К. — 8-12) ограничено главным образом пределом прочности рабочих колёс, допускающих окружные скорости до 280-500 м/сек. Важной особенностью центробежных компрессоров (а также осевых) является зависимость давления сжатого газа, потребляемой мощности, а также кпд от его производительности.

Характер этой зависимости для каждой марки компрессора отражается на графиках, называемых рабочими характеристиками.

Регулирование работы центробежных компрессоров осуществляется различными способами, в том числе изменением частоты вращения ротора, дросселированием газа на стороне всасывания и др.

Осевой компрессор имеет ротор 4, состоящий обычно из нескольких рядов рабочих лопаток 6. На внутренней стенке корпуса 2 располагаются ряды направляющих лопаток 5. Всасывание газа происходит через канал 3, а нагнетание через канал 1. Одну ступень осевого компрессора составляет ряд рабочих и ряд направляющих лопаток. При работе осевого компрессора вращающиеся рабочие лопатки оказывают на находящиеся между ними частицы газа силовое воздействие, заставляя их сжиматься, а также перемещаться параллельно оси К. (откуда его название) и вращаться. Решётка из неподвижных направляющих лопаток обеспечивает главным образом изменение направления скорости частиц газа, необходимое для эффективного действия следующей ступени.

В некоторых конструкциях осевых К. между направляющими лопатками происходит и дополнительное повышение давления за счёт уменьшения скорости газа. Степень повышения давления для одной ступени осевого К. обычно равна 1,2-1,3, т. е. значительно ниже, чем у центробежных К., но кпд у них достигнут самый высокий из всех разновидностей К.

Зависимость давления, потребляемой мощности и кпд от производительности для нескольких постоянных частот вращения ротора при одинаковой температуре всасываемого газа представляют в виде рабочих характеристик. Регулирование осевых К. осуществляется так же, как и центробежных. Осевые К. применяют в составе газотурбинных установок (см. Газотурбинный двигатель).

Техническое совершенство осевых, а также ротационных, центробежных и поршневых К. оценивают по их механическому кпд и некоторым относительным параметрам, показывающим, в какой мере действительный процесс сжатия газа приближается к теоретически наивыгоднейшему в данных условиях.

Струйные компрессора по устройству и принципу действия аналогичны струйным насосам. К ним относят струйные аппараты для отсасывания или нагнетания газа или парогазовой смеси. Струйные компрессора обеспечивают более высокую степень сжатия, чем струйные насосы. В качестве рабочей среды часто используют водяной пар.

Лит.: Шерстюк А. Н.,Компрессорры, М.-Л., 1959; Рис В. Ф., Центробежные компрессорные машины, 2 изд., М.- Л., 1964; Френкель М. И., Поршневые компрессоры, 3 изд., Л., 1969: Центробежные компрессорные машины, М., 1969. E.А.квитковская

Два основных принципа сжатия: объемное и динамическое

Поиск по вики-сайту о сжатом воздухе

Компрессоры
Подготовка воздуха
Промышленные газы
Основная информация
Рекомендации

Compressor Types Compressors Basic Theory Compressed Air Wiki Compressed Air

Прежде чем вы узнаете о различных компрессорах и методах сжатия, сначала нам следует познакомить вас с двумя основными принципами сжатия газа. После этого мы сравним их и рассмотрим различные компрессоры в этих категориях.

Каковы два основных принципа сжатия?

Существует два общих принципа сжатия воздуха (или газа): сжатие возвратно-поступательным движением и динамическое сжатие. К первому типу относятся, например, возвратно-поступательные (поршневые) компрессоры, орбитальные (спиральные) компрессоры и различные типы ротационных компрессоров (винтовые, зубчатые, лопастные). При сжатии возвратно-поступательным движением воздух всасывается в одну или несколько камер сжатия, которые затем изолируются от входа. Постепенно объем каждой камеры уменьшается, и воздух внутри сжимается. Когда давление достигает расчетного коэффициента сжатия, открывается порт или клапан, и воздух выгружается в выпускную систему под действием постоянного уменьшения объема камеры сжатия. При динамическом сжатии воздух вращается лопастями быстро вращающегося рабочего колеса компрессора и разгоняется до высокой скорости. Затем газ выпускается через диффузор, где кинетическая энергия преобразуется в статическое давление. К основным компрессорам с динамическим сжатием относятся турбокомпрессоры с осевой или радиальной схемой потока.

Что такое компрессоры с возвратно-поступательным движением?

Велосипедный насос демонстрирует простейшую форму сжатия с возвратно-поступательным движением, когда воздух втягивается в цилиндр и сжимается движущимся поршнем. Поршневой компрессор характеризуется тем же принципом работы и использует поршень, движение которого вперед и назад осуществляется с помощью шатуна и вращающегося коленчатого вала. Если для сжатия используется только одна сторона поршня, такой компрессор называется компрессором одностороннего действия. Если используются верхняя и нижняя стороны поршня, компрессор осуществляет двойное действие.Коэффициент давления представляет собой соотношение между абсолютными давлениями на входе и выходе. Соответственно, машина, которая всасывает воздух при атмосферном давлении (1 бар (а) и сжимает его до 7 бар избыточного давления, работает при коэффициенте давления (7 + 1)/1 = 8).

Схема компрессора для компрессоров с возвратно-поступательным движением

На двух графиках ниже показано (соответственно) соотношение давления и объема для теоретического компрессора и более реалистичная схема для поршневого компрессора. Рабочий объем — это объем цилиндра, в котором перемещается поршень на этапе всасывания. Объем камеры сжатия — это объем, расположенный под впускным и выпускным клапанами и над поршнем, который должен оставаться в верхней точке поворота поршня по механическим причинам.

Разница между рабочим объемом и объемом всасывания обусловлена расширением воздуха, оставшегося в объеме камеры сжатия перед началом всасывания. Разница между теоретической диаграммой p/V и фактической диаграммой обусловлена практической конструкцией компрессора, например, поршневого. Клапаны никогда не являются полностью герметичными, и между поршневой юбкой и стенкой цилиндра всегда присутствует утечка определенной степени. Кроме того, клапаны не могут полностью открываться и закрываться без минимальной задержки, что приводит к перепаду давления, когда газ протекает по каналам. Из-за такой конструкции газ нагревается при входе в цилиндр.

Работа компрессора с изометрическим сжатием:

Работа компрессора с изоэнтропическим сжатием:

Эти соотношения показывают, что для изоэнтропического сжатия требуется больше работы, чем для изотермического сжатия.

Что такое динамические компрессоры?

В динамическом компрессоре повышение давления происходит во время протекания потока газа. Протекающий газ разгоняется до высокой скорости с помощью вращающихся лопастей на рабочем колесе. Затем скорость газа преобразуется в статическое давление, когда газ вынужден замедляться при расширении в диффузоре. В зависимости от основного направления, используемого потоком газа, эти компрессоры называются радиальными или осевыми. По сравнению с компрессорами объемного типа динамические компрессоры имеют характеристику, при которой небольшое изменение рабочего давления приводит к значительному изменению скорости потока.Скорость каждого рабочего колеса имеет верхний и нижний предел расхода. Верхний предел означает, что скорость потока газа достигает скорости звука. Нижний предел означает, что противодавление становится больше, чем давление компрессора, что говорит о возникновении обратного потока внутри компрессора. Это, в свою очередь, приводит к пульсации, шуму и опасности механического повреждения.

Сжатие в несколько ступеней

Теоретически, воздух или газ могут быть сжаты изоэнтропически (при постоянной энтропии) или изотермически (при постоянной температуре). Любой процесс может быть частью теоретически обратимого цикла. Если бы сжатый газ можно было использовать сразу после сжатия при его конечной температуре, процесс изоэнтропического сжатия имел бы определенные преимущества. В действительности воздух или газ редко используются непосредственно после сжатия и перед применением их обычно охлаждают до температуры окружающей среды. Следовательно, предпочтительным является процесс изотермического сжатия, поскольку он требует меньшего количества работы. Обычный практический подход к выполнению процесса изотермического сжатия включает охлаждение газа во время сжатия. При эффективном рабочем давлении 7 бар изоэнтропическое сжатие теоретически требует энергии на 37% больше, чем изотермическое сжатие.

Практический метод снижения нагрева газа состоит в том, чтобы разделить сжатие на несколько ступеней. Газ охлаждают после каждой ступени перед сжатием до конечного давления. Это также увеличивает энергоэффективность, причем наилучший результат достигается, когда каждая ступень сжатия имеет одинаковый коэффициент давления. При увеличении количества ступеней сжатия весь процесс приближается к изотермическому сжатию. Тем не менее, существует экономический предел для количества ступеней, которые может использовать конструкция реальной установки.

В чем разница между турбокомпрессором и компрессором с возвратно-поступательным движением?

При постоянной скорости вращения кривая давления/расхода для турбокомпрессоров существенно отличается от эквивалентной кривой для компрессора с возвратно-поступательным движением. Турбокомпрессоры — это машины с переменным расходом и переменной характеристикой давления. С другой стороны, компрессор объемного типа представляет собой машину с постоянным расходом и переменным давлением. Компрессор обеспечивает более высокое отношение давления даже на низкой скорости. Турбокомпрессоры рассчитаны на большой расход воздуха.

Другие статьи по этой теме

How to Pick the Perfect Industrial Air Compressor

There are a lot of things you have to consider when choosing an air compressor for your business. In this article we will explain what compressor is best suited for you, based on your application and needs.

Динамические компрессоры: центробежные и осевые компрессоры

Узнайте больше о динамическом сжатии воздуха и двух типах компрессоров: центробежных и осевых.

What is Compressed Air?

Compressed air is all around us, but what is it exactly? Let us introduce you to the world of compressed air and the basic workings of a compressor.

Виды компрессоров, классификация компрессоров

Что такое Компрессор это специальный агрегат, предназначенный для сжатия воздуха/газа и его последующей подачи на различные пневматические инструменты и приборы другого назначения. Компрессорная техника применяется весьма широко во многих областях – в строительной и промышленно-производственной сфере, в медицине и др.
Все компрессорное оборудование классифицируется в зависимости от типа конструкции, мощности/производительности и функциональности; а также – по типу рабочей среды, уровню давления и по критерию эксплуатации при соответствующих условиях внешней среды.

Классификация компрессоров по типу рабочей среды

1. Обычные воздушные компрессоры. Этот вид является самым распространенным. Данные агрегаты применяют для сжатия воздуха, который полается на пневмоинструмент, предназначенный для проведения целого ряда строительных работ. Оснащается воздушными компрессорами и медицинское оборудование.

2. Газовые компрессоры. Их назначение – это сжатие разных газов и газовых смесей. Наибольшей востребованностью пользуется компрессорное оборудование для сжатия водорода и кислорода.

3. Циркуляционные компрессоры обеспечивают циркуляцию воздуха/газа в непрерывном режиме по замкнутому рабочему контуру.

4. Специальные компрессорные установки многослужебного типа применяются для сжатия сразу нескольких видов газов одновременно.

5. Специальные многоцелевые компрессоры предназначены для сжатия газов по попеременной схеме.

Классификация компрессоров в зависимости от особенностей конструкции

1. Мембранные компрессоры. Они работают практически по такому же принципу, что и стандартные поршневые агрегаты. Только в качестве рабочего элемента, который отвечает за нагнетание воздуха, здесь выступает специальная поршневая мембрана, рассчитанная на функционирование при многократном цикле возвратно-поступательных движений. Нагнетание воздуха происходит в результате колебания мембраны. Для повышения рабочего ресурса и прочности данной детали ее изготавливают «в несколько слоев». По характеристикам производительности компрессоры мембранного типа уступают поршневым моделям, зато позволяют получать на выходе более качественный воздух/газ – без присутствия посторонних примесей.

2. Поршневые компрессоры известны каждому. Их изобрели раньше других модификаций. До сих пор данная разновидность компрессорных установок остается самой востребованной. Все поршневые модели компрессоров оснащены моторами внутреннего сгорания со стандартной для таких двигателей поршневой группой. Воздух сжимается рабочей поверхностью поршня. На современном рынке поршневое компрессорное оборудование представлено в широком ассортименте – по мощности, производительности, количеству цилиндров, габаритным размерам и др. Наиболее доступны по цене модификации средней и малой мощности, укомплектованные одним цилиндром.

3. Роторно-винтовые компрессоры также пользуются хорошим спросом. Особенность их конструкции заключается в отсутствии клапанов, что дает возможность максимально увеличить обороты винта-нагнетателя. Из-за этого требуемое давление воздуха способны обеспечить только модели с большими рабочими камерами. Роторно-винтовые модификации обладают показателями мощности 4/250 кВт. Они способны создавать давление 5/13 бар. Такие рабочие характеристики позволяют использовать данный вид компрессорного оборудования для решения различных задач.

4. Роторно-пластинчатые установки для сжатия воздуха оборудованы прямым приводным механизмом. Из преимущества – это высокий уровень надежности и высокая производительность, а также – долговечность и стабильность работы. Скорость вращения роторно-пластинчатого вала сравнительно небольшая. Характеристики мощности – 1/75 кВт. Рабочее давление – до 10 бар.

Классификация компрессоров по другим параметрам

Все без исключения компрессорные установки подразделяются на стационарные и мобильные. Высокомощные стационарные модификации чаще всего используются для обслуживания различных объектов в области промышленности и производства. Передвижные модели компрессоров наиболее часто закупают компании строительного сектора. Такое оборудование удобно транспортировать и перемещать по территории стройплощадки.
В зависимости от энергоисточника компрессоры разделяются на жидкотопливные (дизельные/бензиновые) и оборудованные электродвигателями. Агрегаты, работающие на жидком топливе, отличаются автономностью и высокой мобильностью. Они просто незаменимы для объектов, где нет источника тока.

Что необходимо учитывать при выборе компрессора

Как уже отмечалось, без компрессорных установок не обойтись в очень многих отраслях строительной сферы. «Лидерами продаж» являются передвижные электрические и жидкотопливные компрессоры. Профессиональные компрессорные станции наилучшим образом подходят для работы в стационарных условиях. Существуют модели многофункциональных компрессорных станций, которые рассчитаны на сжатие как воздуха, так и газа по попеременной/одновременной схеме.

Для эксплуатации на производстве, когда техника используется регулярно и долго работает в беспрерывном режиме, лучше всего подойдут «выносливые» винтовые модификации компрессоров, имеющие значительный рабочий ресурс и отличающиеся повышенным уровнем надежности. Поршневые компрессоры широко используют как в строительстве и производстве, так и в медицине и быту. Их преимущества это: простота конструкции, хорошая ремонтопригодность и наличие доступных по цене запчастей. Кроме того, оборудование поршневого типа представлено на рынке в широчайшем ассортименте. Дыхательные аппараты, предназначенные для медучреждений, производятся исключительно на основе поршневых компрессоров.

При выборе компрессора отдельно следует изучить такой важный его элемент, как ресивер. Ведь именно он обеспечивает подачу воздуха «на выход». Помимо стандартных технических характеристик, важное значение имеет вместимость ресиверного модуля. Чем больше сжатого воздуха/газа он способен вместить, тем дольше можно будет работать в случае того, если компрессор по каким-либо причинам остановится. Также от рабочего объема воздухозаборной камеры зависит и показатель качества сглаживания пульсации во время процесса подачи сжатого воздуха. Это одни из главных параметров, от которого напрямую зависит стабильность работы любого вида компрессорного оборудования.

Само собой, что следует учитывать мощность конкретной модели и тип рабочей среды. Не последнее значение имеет и производитель – лучше выбрать из компрессоров солидных марок, которое уже успели должным образом себя зарекомендовать.

Понимать типы компрессоров, чтобы сделать правильный выбор

Для того, чтобы сделать лучший выбор, необходимо развить фундаментальное понимание принципов работы каждого из трех типов компрессоров. Хотя все они выполняют по существу одну и ту же функцию — берут объем воздуха и сжимают его от одного давления до более высокого давления, их методы выполнения этого значительно различаются. Именно это различие в принципе действия делает каждый тип машины более или менее подходящим для определенных типов операций. В этой статье объясняются принципы, лежащие в основе каждого типа компрессора, и подробно рассматривается одна из наименее понятных конструкций — центробежный компрессор.

Поршневые компрессоры

Для большинства людей проще всего понять принципы работы поршневых компрессоров. Также обычно называемый объемным компрессором, поршневой компрессор всасывает объем воздуха и через поршень, соединенный с коленчатым валом, нагнетает этот первоначальный объем воздуха в меньший объем (рис. 1). Проще говоря, основная физика этой операции такова:

P1 x V1 = P2 x V2

Где нижний индекс (1) относится к состоянию всасывания, а нижний индекс (2) относится к выпуску. В этом случае пропускная способность компрессора определяется объемом цилиндра, а отношение давлений регулируется ходом поршня.

Поршневые воздушные компрессоры охватывают широкий диапазон производительности. Обычно они используются в устройствах мощностью от 1 до более чем 600 лошадиных сил. Практическим пределом для одноступенчатых поршневых компрессоров обычно считается соотношение от 5 до 6. То есть, если считается, что всасываемый воздух имеет давление около 15 фунтов на квадратный дюйм (абс.), предел нагнетания из одной ступени составляет около 85 фунтов на кв. дюйм (абс.). Для достижения более высокого давления нагнетания процесс просто повторяется во втором компрессоре, включенном последовательно с первым, для достижения двухступенчатого сжатия.

Одним из преимуществ поршневого компрессора является его двухтактное действие. Сжатие может происходить с одной или обеих сторон поршня. Если только одна сторона поршня выполняет сжатие, процесс называется односторонним. Если используются обе стороны поршня, процесс называется двойным действием.

Для обеспечения максимальной эффективности сжатия требуется эффективное уплотнение между скользящим поршнем и неподвижным цилиндром. Хотя в продаже имеются безмасляные поршневые компрессоры, чаще встречаются машины со смазкой (также называемые маслозаполненными). Подача смазочного масла в цилиндр уменьшает износ между поршнем и стенкой цилиндра, но имеет нежелательный эффект смешивания и переноса в поток сжатого воздуха. В результате, если процесс, использующий воздух, не допускает присутствия смазки в воздухе, требуется сепаратор, расположенный ниже по потоку, для удаления масла из воздушного потока.

Как правило, размеры и выбор маслоотделителей определяются в зависимости от конечного использования воздуха. Это конечное использование определяет скорость удаления масла и эффективность. Например, если газ используется в пищевых или фармацевтических целях, может потребоваться дополнительный мембранный фильтр, чтобы соответствовать санитарным нормам. Основным преимуществом поршневых компрессоров является их простота и первоначальная низкая стоимость. Недостатком является периодичность технического обслуживания поршня и цилиндра и работы по замене этих деталей. С этой точки зрения необходимо учитывать доступность компрессора. В случае машин с масляной смазкой существенный недостаток дополнительных затрат на системы маслоотделения и техническое обслуживание этих систем для обеспечения качества воздуха, приемлемого для требуемого процесса, должен учитываться в стоимости владения. Из-за относительно жесткого характера присущих им рабочих характеристик поршневые компрессоры часто требуют более прочного фундамента, чем два других типа оборудования.

Винтовые компрессоры

Хотя винтовые компрессоры не так очевидны, как поршневые компрессоры, они также являются объемными компрессорами. Сжатие достигается за счет зацепления двух винтовых профилей ротора. Один ротор вырезается как охватываемый профиль, а другой — как охватывающий. Эти два ротора вращаются в противоположном направлении. В конфигурации с масляным заполнением охватываемый ротор приводит в движение охватывающий ротор, а в безмасляной конфигурации роторы поддерживаются в точной синхронизации с помощью зубчатой передачи. Вид с торца этого устройства показан ниже на рис. 2.

Через впускное отверстие порция воздуха попадает между лопастями зацепления. Этот захваченный объем сжимается вдоль оси ротора в уменьшенный объем, пока не достигнет выходного отверстия, откуда он выгружается.

Прохождение одиночного импульса давления через набор винтовых роторов показано на рис. 3. Здесь объем определяется физическим размером роторов, а также глубиной выреза в карманах. Степень сжатия определяется длиной ротора, которая определяет степень сжатия.

Винтовые компрессоры обычно используются в устройствах мощностью от 30 до 350 лошадиных сил. Обычно используемый в установках с воздухом от 125 до 150 фунтов на квадратный дюйм (изб.), практический предел давления нагнетания для винтовых воздушных компрессоров считается равным 250 фунтам на квадратный дюйм (изб. ).

Хотя винтовые компрессоры обычно конфигурируются как одноступенчатые, они также могут быть сконфигурированы для многоступенчатого сжатия. Это может быть выполнено с помощью нескольких винтов в одном корпусе, но также может быть выполнено в двух отдельных корпусах.

Подобно поршневым компрессорам, если загрязнение маслом нежелательно или допустимо в процессе, после компрессора требуется сепаратор. Те же меры предосторожности, которые были описаны выше для поршневых компрессоров и удаления загрязняющих смазочных материалов из технологического воздуха, применимы к винтовым компрессорам, заполненным маслом.

Безмасляные винтовые компрессоры доступны на рынке. Они обеспечивают уплотнение между корпусами роторов и внешним корпусом с помощью прецизионно обработанных уплотнительных полос или истираемого покрытия как на охватываемых, так и на охватывающих роторах. Характеристики износа этих уплотнительных механизмов определяют скорость снижения производительности компрессора с течением времени.

Основным преимуществом винтовых воздушных компрессоров является первоначальная низкая стоимость. Недостатком является частота технического обслуживания, которое часто влечет за собой полную замену или капитальный ремонт роторов или всей винтовой части. Кроме того, в случае машин с масляной смазкой штрафные расходы на оборудование, техническое обслуживание и мощность для удаления масла из потока сжатого воздуха также могут рассматриваться как пагубные.

Центробежные компрессоры

Хотя центробежные компрессоры достигают тех же результатов, что и описанные выше типы компрессоров, они достигают этого совершенно по-другому. В то время как поршневые и винтовые компрессоры сжимают воздух, выдавливая воздух из большого объема в меньший, центробежные компрессоры повышают давление за счет увеличения скорости воздуха. По этой причине центробежные компрессоры называются динамическими компрессорами.

Центробежные компрессоры повышают давление воздуха, сообщая скорость с помощью вращающегося рабочего колеса и преобразуя ее в давление. Каждая ступень сжатия в центробежном компрессоре состоит из вращающегося рабочего колеса и неподвижных впускной и выпускной частей. Через входное отверстие воздух направляется в «ушко» вращающейся крыльчатки. Рабочее колесо сообщает воздуху скорость и нагнетает его в диффузор, где скорость преобразуется в давление. На рис. 4 показаны типичные компоненты ступени центробежного компрессора.

На практике на каждой ступени сжатия можно достичь коэффициента сжатия от 2,2 до 3,0 в воздушном транспорте. Из-за теплоты сжатия требуется межступенчатое охлаждение, которое может быть выполнено либо посредством охлаждения воздух-воздух, либо, чаще, охлаждением вода-воздух.

Центробежные компрессоры безмасляные. Путь потока воздуха и масляная система независимы, разделены уплотнениями и воздушным пространством. Любая смазка, необходимая для подшипников или других механических компонентов, изолирована от воздушного потока. Преимущество этой функции заключается в том, что не требуется никакого разделения нисходящего потока. Центробежные компрессоры идеально подходят для процессов, в которых требуется незагрязненный воздух.

Центробежные компрессоры известны своей способностью работать в течение длительного времени без необходимости технического обслуживания. Они имеют минимальное количество движущихся частей и не полагаются на контакт между частями для выполнения процесса сжатия. Уникальным преимуществом центробежных компрессоров благодаря их динамическому характеру является отсутствие пульсаций давления. Это делает их более тихими, чем их объемные аналоги, а также обеспечивает более плавную работу.

В целом, центробежные компрессоры работают при очень низком уровне вибрации, что сводит к минимуму требования к фундаменту и связанным с ним опорам трубопроводов. Пульсационные баллоны или ресиверы не требуются после центробежных компрессоров, как в случае объемных компрессоров. В результате стоимость установки центробежных компрессоров ниже, чем объемных компрессоров.

Итог…

Два основных принципа сжатия: вытесняющее сжатие и динамическое сжатие Компрессоры

Очистка воздуха

Промышленные газы

Основная теория

Как

Типы компрессоров Компрессоры Основная теория Сжатый воздух вики Сжатый воздух

Прежде чем вы сможете узнать о различных компрессорах и методах сжатия, мы сначала должны познакомить вас с двумя основными принципами сжатия газа. После этого мы сравним их и рассмотрим разные компрессоры в этих категориях.