Компресори

За фізичним принципом роботи розрізняють компресори

об'ємного типу:

- зворотно-поступальної дії: поршневі, мембранні;

- ротаційні: пластинчасті, гвинтові, шестеренні, або Рутса.

Динамічного типу: відцентрові, осьові.

В об'ємних компресорах, що працюють за принципом витиснення, повітря замикають у робочій камері і потім зменшують її об’єм, після чого робоча камера з'єднується з нагнітальним трубопроводом.

У динамічних компресорах повітря надходить на робочий орган, що надає йому кінетичної енергії, яка на виході компресора перетвориться в потенційну.

Для одержання високих тисків при невеликій продуктивності використовують компресори об'ємного типу (крім компресорів Рутса), а для одержання великих витрат при відносно малому тиску - компресори динамічного типу.

4.5.1 Об'ємні компресори

Найбільш широко застосовуються поршневі компресори. Існує багато типів поршневих компресорів. Вони бувають простої і подвійної дії для збільшення продуктивності, одноступінчасті і багатоступінчасті, одноциліндрові і багатоциліндрові, з повітряним і водяним охолодженням.

У мембранному компресорі процес одержання стисненого повітря

відбувається в принципі так само, як і в поршневому, з тією лише різницею, що в ньому рухомий поршень замінений жорстко закріпленою гнучкою мембраною. Тиск повітря в мембранних компресорах обмежено міцнісними характеристиками мембрани і не перевищує 0,3 МПа.

Ротаційні компресори, як і поршневі, працюють із примусовим виштовхуванням стисненого повітря, однак у їх конструкції відсутні клапани і кривошипно-шатунний механізм. Ступінь стиску, а отже, і значення тиску на виході пластинчастого компресора (до 0,8 МПа) значно менше, ніж поршневого, але його конструктивне виконання набагато простіше.

Процес переміщення повітря у гвинтових компресорах відбувається по всій довжині гвинтів безупинно, і при постійній частоті обертання вала компресора забезпечується рівномірна, без пульсацій, подача. Гвинтові компресори забезпечують тиск стисненого повітря до 2,5 МПа, а витрата повітря в них досягає 30 тис. м3/год.

Компресор Рутса і шестеренний насос також належать до

ротаційних компресорів. Робочими органами такого компресора є дві синхронно обертові шестерні. Повітря, потрапляючи в робочі камери, утворені між витиснювачами і корпусом, переноситься з зони всмоктування в зону нагнітання. Практична відсутність тертьових поверхонь у робочій камері забезпечує можливість досягнення великої продуктивності завдяки високій частоті обертання роторів.

4.5.2. Динамічні компресори

У відцентрових компресорах (турбокомпресорах) основним елементом конструкції є розміщене в спіральному відводі робоче колесо, що являє собою диск зі спрофільованими лопатками.

Всмоктуване повітря надходить в осьовому напрямку до центра колеса. Під дією відцентрової сили повітря рухається від центра колеса до периферії. Таким чином, потоку повітря надається кінетична енергія, що при прохлдженні його по спеціально спрофільованих напрямних

пристроях, перетворюється в енергію тиску. Як правило, відцентрові компресори виготовляють багатоступінчастими, тобто з декількома робочими колесами, установлюваними на одному валу. Необхідний рівень тиску повітря забезпечується його послідовною подачею з виходу одного колеса на вхід іншого. Основна перевага компресорів цього типу

- велика продуктивність (до 400 тис. м3/год).

Ця ж перевага характерна і для осьових компресорів. Потік повітря в них має осьовий напрямок. Основний конструктивний елемент

- обертовий ротор, на поверхні якого встановлені робочі лопатки. Осьові компресори розвивають тиск повітря до 0,4 МПа, а їх продуктивність досягає значень більше 50 тис. м3/год.

Виробництво стисненого повітря супроводжується значним споживанням електроенергії. Наприклад, при одержанні 10 м3 стисненого повітря під тиском 0,6 МПа з використанням поршневого компресора витрати електроенергії складають 0,76-0,98кВт·год, а з використанням турбокомпресора 0,82-1,77кВт·год. При цьому чим вище продуктивність компресора, тим нижче витрати електроенергії на кожен 1 м3 стиснутого повітря. Отже, вартість виробництва стисненого повітря залежить від типу компресора і від його продуктивності.

Щоб продуктивність компресора відповідала споживанню стисненого повітря, що змінюється, необхідно регулювати тиск, який розвивається компресором, у діапазоні від максимального до мінімального. На практиці застосовують різні види регулювання.

Регулювання навантаження. Рівень тиску в напірній

магістралі регулюється шляхом зміни частоти обертання приводного двигуна компресора.

Регулювання періодичним відключенням. При досягненні заданого максимального рівня тиску приводний двигун компресора відключається. Включення двигуна проводиться при зниженні величини тиску до мінімально припустимого значення. Щоб забезпечити прийнятну періодичність умикань-вимикань компресора, необхідно мати резервний запас стисненого повітря на його виході, що створюється за допомогою ресивера. Для запобігання виходу повітря з ресивера в атмосферу через непрацюючий компресор, на виході останнього встановлюють зворотний клапан.

4.6 Пристрої очищення та сушіння стисненого повітря

Забруднювачі типу пилу, окалини, іржі, а також такі рідинні складові, як конденсат і компресорні масла, різко знижують показники

безвідмовності елементів пневматичних систем, призводять до порушення технологічних процесів. Внаслідок забруднення стисненого повітря знос конструкцій збільшується у 2-7 разів, а число їхніх виходів з ладу з тієї ж причини складає до 80 % загальної кількості відмов.

Очищення стисненого повітря від різних включень досягається шляхом розміщення та експлуатації очисних пристроїв на всіх основних ділянках пневматичної мережі: на компресорній станції, у магістральних трубопроводах і безпосередньо у споживача.

Для очищення повітря від механічних включень застосовують фільтри. Очищення повітря необхідно передбачати вже на стадії його всмоктування з атмосфери. Розміри часток, затримуваних фільтром, залежать від геометричних розмірів фільтруючого матеріалу і коливаються залежно від заданих до стисненого повітря вимог: максимальний розмір складає 80 мкм і більше, мінімальний - 0,5 мкм.

Основна кількість твердих забруднюючих речовин попадає в стиснене повітря під час руху його по трубопроводах і з'єднаннях. Це іржа, окалини, продукти зносу поршневих кілець компресорів і рухомих деталей пневмоапаратів, частки матеріалів ущільнень, і промисловий пил. На трубопроводах, що перебувають під тиском, встановлюють напірні фільтри.

Ефективне видалення масла забезпечують фільтри контактної дії,

чи коалісцентні. Такі фільтри забезпечують уловлювання не менше

99 % часток аерозолів.

У деяких випадках застосовують спеціальні пристрої - фільтри-

глушники. Конструктивно вони складніші від звичайних, мають великі габарити, тому їх встановлюють на загальному для всієї пневмосистемі вихлопному трубопроводі. Для очищення стисненого повітря від краплинної вологи і твердих часток застосовують фільтри для видалення вологи.

З метою зниження імовірності утворення конденсату в пневмопроводах джерело стисненого повітря постачають пристроями охолодження і сушіння, що встановлюють безпосередньо за компресором.

Залежно від вимог до ступеня сушіння повітря для конкретних споживачів застосовують різні пристрої для сушіння: рефрижераторні; абсорбційні; адсорбційні.

Одержати стиснене повітря з точкою роси 2-70С дозволяють рефрижераторні установки. Повітря пропускають через резервуар з

охолодним радіатором, по якому циркулює холодоагент. Конденсат, що

збирається в нижній частині установки, періодично видаляється шляхом приєднання до дренажної системи.

В абсорбційних осушувачах повітря надходить знизу в резервуар, заповнений спеціальною абсорбуючою (поглинаючою) речовиною - флюсом, і виходить з верхньої частини резервуара. З'єднання флюсу і води стікає в нижню частину установки і видаляється з неї.

За необхідності більш глибокого сушіння стисненого повітря застосовують адсорбційні осушувачі, що дозволяють знизити точку роси до мінус 70°С. Як осушувальні речовини в них використовують адсорбенти - речовини, що осаджують вологу на своїй поверхні (активоване вугілля, активний оксид алюмінію - алюмогель, силікагель і т д.). Адсорбенти здатні відновлювати свої вологовбирні властивості після регенерації, що полягає в їхньому примусовому сушінні.

Дата добавления: 2014-01-07