Анализ существующих конструкций компрессоров

Компрессор - машина для сжатия воздуха или газа до избыточного давления не ниже 0,2 МПа.

По устройству различаются компрессоры: объёмные (поршневые, винтовые и пластинчатые) и лопаточные - турбокомпрессоры (центробежные и осевые).

По развиваемому давлению компрессоры подразделены на :

вакуум-насосы, работающие при давлении нагнетания равном атмосферному;

вакуум-компрессоры, работающие при давлении нагнетания выше атмосферного;

вентиляторы, работающие при степени сжатия до 1,15;

газодувки (нагнетатели), работающие при степени сжатия более 1,15, но без искусственного охлаждения;

компрессоры, работающие при степени сжатия более 1,15, но с искусственным охлаждением

По типу привода компрессоры подразделены на газомоторные, в которых компрессор выполнен заодно с газовым двигателем, и приводные. Приводом в зависимости от требуемой частоты вращения вала, мощности и диапазона регулирования параметров может быть электродвигатель, газовая турбина или двигатель внутреннего сгорания.

По подаче различают компрессоры: малые - до 0,015 м³/с, средние - от 0,015 до 1,5 м³ /с крупные - свыше 1,5 м³ /с.

По создаваемому давлению в зависимости от давления нагнетания различают компрессоры: низкого давления (pн = 0,2 – 1,0 МПа); среднего ( pн = 1,0 – 10,0 МПа), высокого ( pн = 10,0 – 100,0 МПа) и сверхвысокого ( pн 100 МПа).

По характеристике сжимаемого газа компрессоры могут быть воздушными и газовыми.

По расположению осей цилиндров различают компрессоры: горизонтальные и вертикальные, угловые ( L- образные, V - образные, W- образные) и оппозитные ( со встречным давлением поршней).

По конструктивному исполнению поршневые компрессоры подразделены следующим образом:

по числу ступеней сжатия - на одноступенчатые, двухступенчатые, трёхступенчатые и т.д.;

по числу рядов, в которых расположены цилиндры. -- на одно-, двух- и многорядные;

по конструкции механизма движения - на крейцкопфные и бескрейцкопфные; по расположению цилиндров -- на горизонтальные, вертикальные, угловые;

по принципу действия - с цилиндрами простого или двойного действия , а также с дифференциальным цилиндром;

по способу установки компрессоры подразделены на стационарные и передвижные.

Поршневой компрессор - машина , предназначенная для преобразования энергии газа (пара, жидкости) с помощью поршня и обеспечивающая высокие давления нагнетания ( до 40,0 МПа и выше). Преимущества таких компрессоров - высокое значение к.п.д. и степени повышения давления цилиндров в одной ступени, максимальное давление сжатия газа, возможность эксплуатации в широком диапазоне изменения давлений компримируемого газа, возможность построения на базе одной модели различных компрессорных схем и сохранения мощности при изменении условий эксплуатации.

Недостатком является неуравновешенность компрессора от возвратно- поступательного движения, что приводит к повышенной металлоёмкости.

Для компремирования нефтяного и природного газа, а также воздуха в районах с развитой системой электроснабжения применяются вертикальные, угловые (рисунок 1). и оппозитные поршневые компрессоры с приводом от электродвигателя (рисунок 2).

а) б) в)

Рисунок 1 - Схемы поршневых компрессоров:

а - вертикального; б - прямоугольного; в -- V-образного

Угловые компрессоры представляют собой многоступенчатые крейцкопфные машины со встроенным электродвигателем, обеспечивающим компактность установки и сокращение затрат на монтаж, или с приводом от электродвигателя через клиноременную передачу.

Преимущество: угловые компрессоры образуют ряд машин, значительное число узлов и деталей которых взаимозаменяемы. Система автоматики управляет операциями при пуске и остановке компрессора с одновременным контролем наиболее важных параметров и исключает работу при отклонении этих параметров от номинальных значений. Возможно ручное управление.

Оппозитный - компрессор со встречно - противоположным направлением движения поршня ( рисунок 2), что приводит к повышению частоты вращения вала этого компрессора по сравнению с угловым.

Позволяет снизить массу компрессорной части и электродвигателя, тем самым уменьшаются размеры и масса фундамента.

Рисунок 2 - Схема поршневого горизонтального оппозитного компрессора

Многорядные оппозитные компрессоры отличаются удобством в обслуживании в результате отсутствия сложных дифференциальных поршней.

Пластинчатые компрессоры ( рисунок 3, а) имеют цилиндрический корпус, внутри которого эксцентрично расположен ротор. В продольные пазы ротора вставлены с небольшим зазором пластины, которые при его вращении под действием центробежной силы выходят из пазов и прижимаются к поверхности цилиндра, разделяя внутреннее пространство на несколько камер разного объёма. Когда при вращении ротора камеры соединяются с всасывающим патрубком цилиндра, происходит всасывание газа на полный объём камеры по мере выхода пластины из паза ротора. При дальнейшем вращении ротора камера разобщается с всасывающим патрубком, объём ее уменьшается, газ сжимается, давление возрастает. При прохождении пластиной кромки нагнетательного патрубка начинается процесс нагнетания, который продолжается до тех пор, пока пластина полностью не войдёт в паз и объём камеры не станет минимальным или равным нулю. Цилиндр с торцов закрывают крышками. Корпус имеет рубашку для водяного охлаждения.

Винтовой компрессор - это машина объёмного сжатия, атмосферного воздуха и газов, используется при сборе и транспортировке нефтяного газа (рисунок 3, б). Основные его детали

расположенные в корпусе роторы, на средней части которых нарезаны винты специального профиля.

Рисунок 3. Схема объёмных компрессоров:

а - пластинчатого; б - винтового; в - мембранного

По сравнению с поршневым компрессором в винтовом сжатии происходит в криволинейном цилиндре, в котором газ вытесняется криволинейным поршнем.

Преимуществом данного вида компрессоров, является способность работать на высоких оборотах и, следовательно, имеет меньшие массу и габариты. По этой причине в таком компрессоре не наблюдается пульсация сжимаемого газа, не требуется специального фундамента. Отсутствие клапанов и поршневых колец увеличивает моторессурс и повышает надёжность работы по сравнению с поршневым компрессором. Винтовой компрессор прост в обслуживании и может работать в автоматическом режиме.

Недостатком винтового компрессора, является несовпадение внешнего и внутреннего давления. Во избежание обратных перетечек газа, из полостей сжатия и нагнетания, в полость всасывания, зубья ротора профилируют таким образом, чтобы между ними образовалась неразрывная линия контакта. С повышением давления подача компрессора уменьшается, что приводит к возрастанию утечек сжимаемого газа на всасывание через зазоры между роторами.

Мембранные компрессоры(рисунок 3 ,в) осуществляют сжатие газа в результате колебаний круглой мембраны, зажатой по периметру между цилиндром и крышкой. Колебания мембраны создаются приводом от кривошипно-шатунного механизма или гидроприводом. При этом происходят всасывание и нагнетание газа в полости над верхней частью мембраны. В крышке размещены всасывающий и нагнетательный клапаны. В мембранных компрессорах может происходить одно- и многоступенчатое сжатие. Мембрана работает без смазывания, поэтому компрессор применяют для особо чистых газов.

Динамические компрессоры (турбокомпрессоры) делятся на центробежные (рисунок 4, а) с потоком газа, направленным радиально от центра к периферии, и осевые (рисунок 4, б) с потоком газа, движущимся в осевом направлении при вращении колеса с лопатками.

Рисунок 4 - Схема центробежного (а) и осевого (б) компрессоров

В центробежных компрессорах движение газа, создаваемое вращением рабочих колес с лопатами, имеет радиальное направление. Компрессор состоит из нескольких ступеней, каждая из которых включает в себя всасывающий патрубок 1, рабочее колесо 2, диффузор 3 и направляющий аппарат 4. Число ступеней зависит от конечного давления газа. Пройдя все ступени, газ поступает в выходную часть корпуса (улитку) и далее в нагнетательный патрубок 5. Рабочие колеса закреплены на роторе, установленном на подшипниках скольжения.

Турбокомпрессорыцентробежные выпускают в зависимости от назначения в одно-, двух- и трёхкорпусном исполнении; корпуса компрессоров низкого и среднего давления (до 7 МПа) с подачей до 500 м³ /мин имеют горизонтальный разъём, а корпуса компрессоров высокого давления ( до 35 МПа) - вертикальный разъём.

Осевые турбокомпрессоры, у которых подачу и давление регулировать более сложно, используют при невысоких степенях сжатия и стабильных режимах, например , на газоперекачивающих агрегатах для подачи воздуха в камеру сгорания газовой турбины. В осевых компрессорах ( рис. 4,б) при входе газ движется параллельно оси ротора, далее в результате вращения лопаток его движение становится поступательно-вращательным, а на выходе из компрессора газ снова движется вдоль оси.При вращательном движении газ переходит последовательно из ступени в ступень, число которых определяется начальным и конечным давлениями. Каждая ступень представляет собой сочетание венца лопаток, закрепленных на роторе, и промежуточного направляющего аппарата.

Техническое обслуживание компрессора 2ВМ2,5-12/9 УХЛ4

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: