Поршневий компресор — Вікіпедія

Поршневий компресор — тип компресора, принцип роботи якого базується на використанні механічного пристрою поршневого типу для збільшення тиску газу шляхом компресії (зменшення об'єму).

Загальний опис[ред. | ред. код]

Компресори даного типу широко застосовуються в машинобудуванні, енергетичному обладнанні, автомобілебудуванні, хімічній промисловості, холодильній та кріогенній техніці.

Компресор може використовуватись для створення тиску (газів) або для транспортування газу трубопроводом.

Поршневі компресори зворотно-поступальної дії вважають найбільш давнім поширеним типом. Компресію створюють за рахунок зменшення об’єму газу під час руху поршня в циліндрі. Всмоктувальні та нагнітальні клапани працюють під дією перепаду тиску, що виникає між циліндром компресора і тиском у трубопроводі при руху поршня. У поршневих компресорах є повітряне та/або рідинне охолодження. Число обертів колінчастого валу в таких компресорах зазвичай у межах 125…1000 об/хв. Швидкість руху поршня знаходиться в межах 2,54…5 м/с. Номінальна швидкість газу – 22…40 м/с. Компресори цього типу широко застосовують у машинобудуванні, текстильному виробництві, хімічній, нафтогазовій, будівельній, холодильній промисловостях, а також кріогенній техніці. Поршневі компресори різноманітні за конструктивним виконанням, структурними схемами та компонуванням.

Будова та принцип роботи[ред. | ред. код]

Будова[ред. | ред. код]

Поршневі компресори складаються з наступних елементів:

робочий циліндр;
поршень;
нагнітальний і всмоктувальний клапани, розміщені зазвичай в кришці циліндра;
корбово-гонковий механізм з колінчастим валом.

Робочі цикли компресора[ред. | ред. код]

Принцип дії поршневих компресорів наступний:

Етап 1. При русі поршня вниз об'єм простору над поршнем у циліндрі циліндра збільшується і тиск в ньому зменшується.

Етап 2. Коли тиск у циліндрі стане нижчим, ніж тиск у камері всмоктування голівки, відкриється всмоктуючий клапан і газ по всмоктуючому трубопроводу поступає в циліндр. Почнеться процес всмоктування. Він буде тривати доти, поки поршень, досягнувши крайнього нижнього положення (нижня мертва точка) в циліндрі, не почне рухатися вгору. Об'єм простору над поршнем у циліндрі буде зменшуватися, а тиск, відповідно, рости.

Етап 3. Як тільки тиск в циліндрі перевищить тиск у камері всмоктування головки, всмоктуючий клапан закриється і процес всмоктування закінчиться. Розпочнеться стиснення газу. Процес стиснення буде відбуватися доти, допоки тиск газу в циліндрі не перевищить тиску в камері нагнітання головки.

Етап 4. У результаті попереднього етапу відкриється нагнітальний клапан. Почнеться процес нагнітання, тобто виштовхування стисненого газу з циліндра компресора в нагнітальний патрубок.

Класифікація поршневих компресорів за конструктивними ознаками[ред. | ред. код]

Поршневі компресори розрізняють за будовою механізму приведення в рух поршнів, конструкцією і розташуванням циліндрів, числом ступенів стиснення.

За способом передачі руху поршню[ред. | ред. код]

Поршневі компресори на основі:

корбово-гонкового (кривошипно-шатунного) механізму;
кулісного механізму.

За кількістю робочих циліндрів[ред. | ред. код]

одноциліндрові;
багатоциліндрові.

За схемою розміщенням циліндрів[ред. | ред. код]

вертикальні;
горизонтальні;
V-подібні;
W-подібні;
L-подібні.

Для малих компресорів найпоширеніша V-подібна схема. У великих компресорах подвійної дії найпоширеніше L-подібне розташування поршнів.

Крім того, поршневі компресори поділяються на компресори одинарної або подвійної дії. У одинарних поршневих компресорах поршень працює тільки однією стороною, а в компресорах подвійної дії — двома сторонами. Залежно від числа етапів стиснення поділяються на компресори з одноступеневим і багатоступеневим стиском.

Класифікація поршневих компресорів за технічними показниками[ред. | ред. код]

За продуктивністю[ред. | ред. код]

Під продуктивністю розуміють кількість газу, що подається поршневим компресором споживачеві за одиницю часу. У тому випадку, якщо продуктивність виражається в одиницях об'єму за годину, то обсяг визначається при параметрах газу перед всмоктувальним патрубком поршневого компресора. Виражена таким чином продуктивність називається приведеною, а кількість газу, що подається за один хід поршня, називають подачею.

За приведеною продуктивностю поршневі компресори поділяються на такі групи:

1. Мінікомпресори поршневі, продуктивність яких змінюється в межах від 0 до 3 * 10 ˉ ² м³/с. Подібні машини використовуються для спеціальних цілей в приладобудуванні, медицині і т. д.

2. Мінікомпресори поршневі, продуктивність яких змінюється від 3 * 10ˉ² до 0,01 м³/с. Цю групу становлять деякі види транспортних компресорів, які подають стиснене повітря в гальмівні системи, лабораторні компресори і т. д.

3. Поршневі компресори малої продуктивності з діапазоном продуктивності від 0,01 до 0,1 м³/с. Вони використовуються найчастіше як машини загальнопромислового призначення з тиском нагнітання до 1,5 МПа, у пересувних компресорних установках і т. д.

4. Поршневий компресор середньої продуктивності з діапазоном продуктивності від 0,1 до 1 м³/с. Основну частину цієї групи становлять компресори загального призначення, що використовуються на компресорних станціях заводів, шахт, рудників.

5. Поршневий компресор великої продуктивності. Він має продуктивність понад 1 м³/с і використовується в основному на хімічних комбінатах.

За видом стискуваного газу[ред. | ред. код]

За видом стискуваного газу поршневі компресори поділяються на: повітряний, азотно-водневий, етиленових, азотний, кисневий, гелієвий, водневий, хлорний і т. д.

Класифікація за видом стисливого газу в якійсь мірі вказує на особливості конструкції поршневого компресора. Наприклад, гелієві і водневі поршневі компресори стискають дуже текучі гази і вимагають спеціальних ущільнень поршня і штоків.

За тиском, що створюється компресором[ред. | ред. код]

Компресори поділяють за тиском, що створюється (тиском нагнітання) на компресори:

низького тиску — від 0,3 до 1 МПа;
середнього тиску — до 10 МПа;
високого тиску — вище за 10 МПа.

За ступенем герметизації[ред. | ред. код]

а, б-відкриті, в-напівгерметичні, г- герметичні

Діафрагмові (мембранні) компресори[ред. | ред. код]

Діафрагмові компресори є варіантом поршневого компресора. У цьому випадку стискання газу відбувається за рахунок руху мембрани, а не поршня. В таких компресорах малі затрати на тертя. Їх зазвичай застосовують для стиску природного газу, або водню.

Література[ред. | ред. код]

Абдурашитов С. А. Насосы и компрессоры. — М.: Недра, 1974.
Михайлов А. К., Ворошилов В. П. Компрессорные машины. — М.: Энергоатомиздат, 1989. — 288 с. — ISBN 5-283-00090-7
Френкель М. И. Поршневые компрессоры. — М.-Л.: Машгиз, 1960.
Воронецкий А. В. Современные компрессорные станции (Концепции, проекты, оборудование). — М.: ООО «Премиум Инжиниринг», 2008. — 614 с. — ISBN 978-5-903363-09-4