Pikap24.ru

Автомобильный журнал
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое тип двигателя компрессор

Передвижные винтовые компрессоры: виды и особенности применения

Главной задачей, которую возлагают на мобильные компрессоры, — это подача энергии сжатого воздуха на объектах, где применение другой техники невозможно или нерентабельно. Передвижные компрессоры не требуют предварительной сборки, подключения к электросети, они компактны и сочетают возможность эксплуатации в сложных условиях и на удаленных объектах.

К таким сферам относятся:

  • Сельское хозяйство,
  • Работа в туннелях, шахтах,
  • Бурильные установки,
  • Добыча полезных ископаемых,
  • Строительство,
  • Ремонтные участки и тд.

Автономность работы и маневренность компрессорных установок данного типа обеспечивают полноценную эксплуатацию потребителей сжатого воздуха за пределами городов, на высоте или под землей при больших нагрузках.

Производительность современных моделей может достигать до 28 м3/мин с мощностью двигателя до 260 кВт.

Работа передвижных аппаратов происходит в основном в трех диапазонах давлений:

ДиапазонДавление, барСфера использования
Низкое>=7Подрядные работы: надувка шин, пневмоинструмент
Среднее10-12Землеройные, пескоструйные работы
Высокое20Бурение скважин, геотехническая разведка

Помимо мобильности передвижные компрессорные установки обладают рядом других отличительных особенностей:

  • Для начала работы не требуют подготовительных работ – старт компрессора можно осуществлять в любое время без предварительной подготовки,
  • Доступность узлов для обслуживания и замены,
  • Защищенность от неблагоприятных природных условий, физического воздействия, попадания пыли, животных,
  • Эксплуатация при температурных условиях от -40°C до +40°C,
  • Компактное устройство внутренних узлов.

Почему дизель?

Дизельный двигатель, патент на который был получен его изобретателем Рудольфом Дизелем в самом конце XIX столетия, лишь на десять лет старше первого оснащенного двигателем самолета братьев Райт. (Кстати в авиации дизель пусть и в небольших масштабах, но использовался). Впрочем, не так намного, всего на несколько десятилетий, старше дизеля сами поршневой и винтовой компрессоры. Причем винтовой, как изобретение; его массовое производство и использование начались, когда дизель уже получил широкое распространение.

Рост интереса к дизельным двигателям стимулировался разными факторами: совершенствованием их конструкции в результате научно-технического прогресса, резкими колебаниями цен на топливо, нарастанием экологических проблем.

С полным основанием можно говорить, что дизель и компрессор «нашли друг друга», а их союз стал настолько удачным и гармоничным, что каких-то новых серьезных альтернатив ему пока не предвидится. (Конечно, если убрать за скобки уже длительное время представляющие такую альтернативу электрические двигатели).

Но электричеству не всегда по силам конкурировать с двигателем внутреннего сгорания. Одной из основных причин предпочесть дизель электродвигателю в компрессорном агрегате, является автономность дизельного компрессора. Это важно, когда речь идет об объектах не обеспеченных необходимой энергетической инфраструктурой или когда электрических мощностей недостаточно. Необходимая инфраструктура может быть, но существует вероятность ее выхода из строя. Отсюда еще одна область применения дизельных компрессоров ─ служить резервным источником сжатого воздуха. При определенных обстоятельствах в пользу дизеля могут выступать экономические соображения.

Принцип действия компрессоров

По принципу действия

Наиболее общая классификация компрессоров проводится по используемому в них принципу нагнетания газа, в связи с чем выделяют два типа:

  • объемные компрессоры;
  • динамические компрессоры.

Объемные компрессоры работают за счет последовательного наполнения рабочей камеры газом и дальнейшего его сжатия за счет принудительного уменьшения доступного объема рабочей камеры. Для предотвращения обратного хода газа используется система клапанов, поочередно открывающихся и закрывающихся в фазах заполнения и опорожнения камеры. В свою очередь динамические компрессоры увеличивают давление газа путем передачи ему кинетической энергии, которая затем частично переходит в потенциальную энергию давления. Реализация одного и того же принципа сжатия в компрессорах может быть осуществлена различными способами, отличающимися друг от друга характеристиками получаемого сжатого газа, условиями сжатия и т.д. Это позволяет максимально адаптировать устройство под конкретную задачу.

Объемные компрессоры подразделяют на следующие основные группы:

  • поршневые;
  • винтовые;
  • шестеренчатые;
  • роторно-пластинчатые;
  • мембранные;
  • жидкостно-кольцевые.

Поршневые компрессоры появились одними из первых и как нельзя лучше отражают принцип действия объемных компрессоров. Кривошипно-шатунный механизм, приводимый в движение валом, обеспечивает возвратно-поступательное движение поршня в цилиндре. Тем самым рабочая камера, ограниченная поршнем и цилиндром, последовательно изменяет свой объем в зависимости от положения поршня. Система односторонних клапанов предотвращает протечку газа в обратном направлении.

Конструктивные особенности так же позволяют разделить эти устройства на подгруппы. По конструкции рабочей камеры компрессоры могут быть одинарного и двойного действия. Во втором случае поршень имеет меньшую толщину и делит рабочую камеру на две части. При его движении в одной части камеры происходит сжатие газа и его подача в выходной патрубок, а вторая часть при этом заполняется газом из входного патрубка. Тем самым за один оборот вала происходит два цикла сжатия. По количеству цилиндров поршневой компрессор может быть одноцилиндровым, двухцилиндровым и т.д. Если газ последовательно претерпевает сжатие в нескольких цилиндрах компрессора, то такой компрессор называют многоступенчатым, а количество ступеней определяет количество пройденных цилиндров. В зависимости от положения цилиндров поршневые компрессоры делят на устройства: с горизонтальным расположением, вертикальным, угловым, V-образным и оппозитные.

Читать еще:  Двигатель била своими руками

Кроме того поршневые компрессоры классифицируют по назначению на 4 группы:

Чертеж поршневого компрессора

Винтовые компрессоры представляют собой заключенные в корпус один, два или более винта, находящиеся в зацеплении. То есть винтовые компрессоры могут быть: одновинтовыми, двухвинтовыми и т.д. При движении винтов образуются подвижные рабочие объемы пространства, ограниченные непосредственно винтами и стенками корпуса. Такие компрессоры менее габаритны, чем поршневые, и значительно более устойчивы, а также способны обеспечить большую производительность. При работе между винтами могут возникать значительные силы трения, поэтому для снижения износа деталей применяют смазывающие вещества, обычно смазочное масло. Однако подбор антифрикционных материалов позволяет обойтись и без дополнительной смазки, в связи с чем выделяют масляные и безмасляные винтовые компрессоры. Вторые применяются в тех случаях, когда контакт сжимаемого газа и смазочного вещества недопустим.

Шестеренчатые компрессоры в качестве рабочего органа использую пару находящихся в зацеплении шестерней, вращающихся в противоположные стороны. Шестерни могут значительно отличаться от модели к модели, в том числе представлять собой зубчатые колеса. Рабочая камера в таких компрессорах образуется путем отсекания пространства зубьями шестерни и корпусом устройства. Когда зубья разных шестерней входят в зацепление, объем рабочей камеры уменьшается, и газ под давлением вытесняется в выходной патрубок. Такие компрессоры с успехом применяют в тех случаях, когда требуется подача газа под небольшим давлением.

Роторно-пластинчатые компрессоры имеют отличительную особенность в виде, как следует из названия, ротора со специальными пазами, в которые вставлены подвижные пластины. Ротор устанавливается в цилиндрическом корпусе (статоре), причем ось ротора не совпадает с осью корпуса. При вращении ротора центробежная сила отбрасывает пластины от центра ротора и прижимает их к корпусу, тем самым в компрессоре образуются подвижные рабочие камеры, ограниченные соседними пластинами, корпусом и ротором. Изменение объема рабочих камер обусловлено смещением осей. Для дополнительного усилия прижатия пластин к корпусу в пазах ротора могут быть установлены прижимные пружины. Как и поршневые компрессоры, роторно-пластинчатые способны развивать значительное давление газа на выходе, однако их выгодно отличают компактные размеры и меньшая шумность.

Мембранные компрессоры отличаются тем, что содержат в своей конструкции эластичную полимерную мембрану. Принципиально такие компрессоры схожи с поршневыми, только роль поршня в них выполняет мембрана. Выпячиваясь в разные стороны, мембрана меняет объем рабочей камеры, а систем клапанов тем же образом. Привод самой мембраны может быть механическим, пневматическим, электрическим или мембранно-поршневым. Все эти типы приводов объединяет тот факт, что перекачиваемый газ не контактирует в процессе работы устройства ни с чем, кроме мембраны и корпуса рабочей камеры. Это делает мембранные компрессоры востребованными в тех случаях, когда необходимо обеспечить высокую степень чистоты нагнетаемого газа.

Жидкостно-кольцевые компрессоры использую для своей работы вспомогательную жидкость. В цилиндрическом корпусе (статоре) закрепляется ротор с установленными на нем пластинами, причем ось ротора смешена относительно оси статора. Внутрь компрессора заливается жидкость, которая при вращении ротора отбрасывается к стенкам корпуса, принимая форму кольца. Рабочее пространство при этом становится ограниченным пластинами ротора, корпусом и поверхностью жидкости. Как и в случае роторно-пластинчатого компрессора, смещение осей ротора и статора обеспечивает изменение объема рабочих камер. Перекачиваемый газ в таких компрессорах неизбежно контактирует с жидкостью, которая частично уносится с потоком газа, поэтому предусматривается узел сепарации отходящего потока, а также система подпитки компрессора рабочей жидкостью. Такие устройства особенно хорошо подходят в тех случаях, когда перекачиваемый газ уже содержит в своем составе капли рабочей жидкости.

Чертеж жидкостно-кольцевого компрессора

Читать еще:  104 двигатель высокие обороты

Динамические компрессоры подразделяют на следующие основные группы:

  • радиальные (центробежные);
  • осевые;
  • струйные.

Радиальные компрессоры получили свое название по направлению движения газа в устройстве. Простейший компрессор такого типа состоит из корпуса и размещенного в нем рабочего колеса, установленного на валу. Лопатки рабочего колеса при вращении перемещают газ от оси в радиальных направлениях, тем самым передавая ему кинетическую энергию, которая затем частично преобразуется в потенциальную энергию давления. Газ поступает на колесо через осевой вход, затем попадает на лопатки, отбрасывается в радиальных направлениях и поступает в спиральный газосборник, а затем выводится через выходной диффузор. Рабочие колеса таких компрессоров могут отличаться как по форме лопаток, так и по общей конструкции, к примеру, быть закрытыми или открытыми. Также центробежные компрессоры могут выполнять многоступенчатыми, располагая несколько колес на одном валу и обеспечивая последовательный проход газа через них. Устройства такого типа компактны, обладают малой шумностью и не подвержены сильной вибрации при работе, а также хорошо подходят для случаев, когда требуется обеспечить подачу незагрязненного газа в больших объемах.

Осевые компрессоры отличаются тем, что газ в них движется в осевом направлении. К основным конструктивным элементам таких устройств относят ротор, установленный на валу, и статор (корпус). На роторе располагаются ряды лопаток, проходя которые газовый поток получает дополнительную кинетическую энергию и претерпевает закручивание. Для выравнивания направления его движения между рядами лопаток ротора располагают ряды направляющих лопаток статора. Область, где изменяются характеристики потока газа, ограничена входным направляющим и выходным выпрямляющим аппаратами. Такие устройства значительно более сложны в изготовлении и эксплуатации по сравнению с более простыми радиальными компрессорами, однако обладают большим КПД при схожем показателе напора.

Струйные компрессоры представляют собой эжекторы, в которых используется энергия одного (активного) газа или пара для увеличения давления другого (пассивного) газа или пара. То есть в такое устройство поступают два газовых потока с высоким и низким давлением, а на выходе получается один поток с давлением, большим, чем у потока пассивного газа, но меньшим, чем у активного. Струйные компрессоры отличаются крайней простотой конструкции и, как следствие, высокой надежностью. Они особо предпочтительны в тех случаях, когда в наличие уже имеется газ с высоким давлением, энергию которого целесообразно использовать. К примеру, такие устройства применяют в газодобыче, когда на месторождении есть скважины, как с высоким давлением, так и с низким, и использование струйного компрессора позволяет получить единый поток с приемлемыми характеристиками.

По области применения:

Компрессоры в зависимости от назначения и отрасли производства можно подразделить на установки общего назначения, энергетические, химические, нефтехимические и т.д.

По давлению на выходе:

По давлению на выходе компрессоры подразделяются на:

  • ваккуум компрессоры;
  • компрессоры низкого давления (от 0,15 до 1,2 Мпа) применяются на установках для сжатия воздуха;
  • компрессоры среднего давления (от 1,2 до 10МПа) в процессах разделения, сжижения и транспортировки газов в химической, нефтеперерабатывающей и газовой промышленности;
  • компрессоры высокого давления (от 10 до 100МПа);
  • компрессоры сверхвысокого давления (выше 100МПа) применяются для установок синтеза газа.

По типу приводного механизма:

Компрессоры могут быть оборудованы электродвигателем, двигателем внутреннего сгорания, это может быть турбина (газ/пар).

По типу охлаждения:

С водяным или воздушным охлаждением

По производительности

Производительность компрессора как для входа так и выхода принято указывать в единицах объёма сжимаемой среды в единицах времени (норм. условия). Производительность зависит от диаметра цилиндра, длины хода поршня и скорости вращения вала. Компрессоры подразделяют на три категории: малой (до 10 м3/мин), средней (10—100 м3/мин) и большой производительности (свыше 100 м3/мин).

Виды компрессора, классифицируемые по техническим характеристикам

Различаются компрессоры по производительности, давлению, среде сжимания, устойчивости работы в различных условиях среды, по типам и конструкции. Основные виды аппаратов подразделяются на стационарные, работающие в условиях стационарных работ, и передвижные — наиболее популярные у потребителей.

Также бывают компрессоры винтовые и поршневые, в зависимости от рабочего элемента.

Компрессоры различаются по сжимаемой среде (воздух или газы), способности работать в различных условиях, вне зависимости от условий среды, по производительности и , безусловно, по конструкциям и типам.

Стационарные установки для создания давления используются при проведении видов работ стационарного плана, но, все же, наиболее популярны передвижные. Кроме прочего, они бывают дизельными или электрическими — все зависит от потребляемой энергии, а также винтовыми и поршневыми, в зависимости от рабочего элемента.

Читать еще:  Высокие обороты турбо двигателя

Классификация по источнику энергии делит их на электрические и дизельные.

Воздушные поршневые компрессоры

Поршневой воздушный компрессор до сих пор остаётся одним из самых востребованных типов компрессорного оборудования. Компрессия воздуха в нём происходит за счет работы электро- или дизельного привода. На сегодняшний день существуют более высокотехнологичные аналоги компрессоров поршневого типа, однако поршневые компрессоры до сих пор привлекательны для конечных потребителей невысокой стоимостью и простотой эксплуатации и технического обслуживания.

Дешевые детали и несложная конструкция поршневого воздушного компрессора позволяет оперативно устранить практически любую неисправность с небольшими денежными вложениями. При постоянном росте цен на энергоносители, поршневые компрессоры отличаются невысоким потреблением энергии. В основном данный тип воздушных компрессоров используется на малых и средних производствах.

Виды динамических компрессоров

Аппараты с динамическим принципом действия разделяют на осевые, центробежные и струйные. Различаются они между собой типом рабочего колеса и направлением движения потока воздуха.

На заметку! Также динамические аппараты еще называют турбокомпрессорами, поскольку конструкция их напоминает турбину.

Осевые аппараты

В осевых компрессорах поток газа движется вдоль оси вращения вала через неподвижные направляющие и подвижные рабочие колеса. Скорость потока воздуха в осевом аппарате набирается постепенно, а преобразование энергии происходит в направляющих.

Для осевых компрессоров характерны:

  • высокая скорость работы;
  • высокий КПД;
  • высокая подача потока воздуха;
  • компактные размеры.

Центробежные агрегаты

Центробежные компрессоры имеют конструкцию, обеспечивающую радиальный выходной поток воздуха. Поток воздуха, попадая на вращающееся рабочее колесо с радиально расположенными крыльчатками, за счет центробежных сил выбрасывается к стенкам корпуса. Далее, воздух перемещается в диффузор, где и происходит процесс его сжатия.

Центробежные аппараты не имеют узлов с возвратно-поступательными движениями, поэтому обеспечивают равномерный поток воздуха, силу которого можно регулировать. Также данный тип агрегатов отличается долговечностью и экономичностью.

Струйные компрессоры

В аппаратах струйного принципа действия для увеличения давления газа (пассивного) используется энергия активного газа.

Для этого к устройству подводится 2 потока газа: один с низким давлением (пассивный), а второй – с высоким (активный). На выходе из устройства образуется газовый поток с давлением выше пассивного, но меньшим, чем у активного газа.

Важно! Отличительной особенностью струйных компрессоров является простота конструкции, отсутствие подвижных деталей, высокая надежность.

Бесшумный и высококачественный

Инверторный компрессор холодильника работает спокойно и размеренно без пикового повышения мощности и нагрузки, а стало быть, без систематического включения и выключения. Этому способствует инверторная система, которая позволяет потребляемый переменный ток из сети преобразовывать в постоянный. Далее происходит преобразование постоянного тока в переменный с изменением его параметров: напряжения, силы тока, частоты.

Охлаждение камеры поддерживается не включением и выключением компрессора, а снижением его оборотов.

  1. Холодильные агрегаты такого типа отличаются низким потреблением энергии, поэтому им присуждается самый высокий класс энергосбережения. Он на 20% экономичнее, чем другие компрессоры. Причина этой экономии в том, что максимальную мощность он использует только при включении, а затем обороты снижаются, обеспечивая необходимую температуру в камере.
  2. Как вытекает из конструктивных и эксплуатационных особенностей инверторного компрессора, он включается один раз и без звукового сопровождения температурного датчика.
  3. Температура, которую устанавливает пользователь, постоянно держится на одной отметке.
  4. Долгий срок эксплуатации объясняется отсутствием в работе амплитудных скачков, которые приводят к износу механизма. Десятилетний срок гарантии подтверждает высшее качество изделия и гарантирует его длительную работу.

Но «в каждой бочке с медом» всегда найдутся свои недостатки:

  • в этой высококачественной технике минусом является ее высокая цена. Конечно, в дальнейшем экономия электроэнергии перекроет стоимость холодильника с инверторным компрессором, но для этого нужно время;
  • сбои в сетях энергоснабжения со значительным скачком могут стать причиной отказа в работе холодильника данного типа. Некоторые производители предусматривают защиту своей продукции от скачков напряжения, устанавливая барьер или стабилизатор напряжения. Когда появляется угроза стабильной работе, агрегат переводится в «ждущий режим», а после того, как напряжение нормализуется, возобновляется стандартное течение процесса.
голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector