2020-04-12
177
Работа объемных компрессоров основана на принципе вытеснения газа из рабочих камер за счет движения вытеснителей.
76
Возвратно-поступательными (поршневые) компрессоры - вытеснители совершают толькопоступательное движение.
Процессы, которые происходят в рабочей камере поршневого компрессора, можно объяснить с помощью теоретической индикаторной диаграммы, представленной на рис. а. Она построена при допущении, что утечки и перетечки газа, объем возyxa в рабочей камере при крайнем левом положении поршня, потери во всасывающей и напорной пневмолиниях, а также инерционность клапанов отсутствуют.
При движении поршня из крайнего правого положения влево происходит сжатие газа. Процессу сжатия соответствует кривая 1—2 диаграммы. Характер кривой зависит от характера процесса
(изотермический, адиабати-ческий или политропический). При достижении давления сжатия р2 открывается выпускной клапан К1 и происходит процесс вытеснения газа из рабочей
камеры в напорную пневмолинию. Процессу соответствует изобара 2—3. При крайнем левом положении поршня газ полностью вытеснен из рабочей камеры, выпускной клапан К1 открыт, а впускной К2 закрыт.
В начале движения поршня вправо клапан K1 закрывается, а клапан К2 при падении давления в рабочей камере до р1 открывается, и начинается процесс заполнения рабочей камеры при постоянном давлении р1<р0, где р0 — давление в пространстве, из которого воздух поступает в рабочую камеру. Процессу соответствует изобара 4— 1. После прихода поршня в крайнее правое положение весь цикл повторяется.
Замкнутая фигура 1—2—3—4—1 является теоретической индикаторной диаграммой
компрессора.
Любые неисправности, которые появляются в компрессоре (на-рушение герметичности, разрушение пружин клапанов, появление дополнительных сопротивлений в пневмолиниях и т.п.), приводят к отклонению формы индикаторной диаграммы от эталонной. При эксплуатации компрессора периодически снимают его индикаторную диаграмму и, сравнивая ее с эталонной диаграммой, оценивают его работоспособность.
Использование в поршневом компрессоре одной рабочей камеры, как
и в поршневых насосах, приводит к существенной пульсации подачи газа (см. рис.а). В промышленных компрессорах используют несколько рабочих камер (цилиндров), которые располагаются в ряд (рис. б) или
радиально (рис.в). Такие компрессоры называются многоцилиндровыми.
Компрессоры, в которых вытеснители совершают вращательное или вращательно-поступательное движение, называются роторными.
Наибольшее распространение получили пластинчатые роторные компрессоры. Внешний двигатель вращает ротор 1, ось которого смещена относительно оси полости статора (корпуса 2). Рабочие камеры компрессора образуются поверхностью ротора, стенками корпуса и пластинами 3, которые свободно перемещаются в пазах ротора и центробежной силой прижимаются к корпусу компрессора. За счет эксцентриситета при вращении ротора происходит изменение объема рабочих камер, и за один оборот ротора прослеживаются три процесса работы компрессора, отмеченные на схеме. Между стенками корпуса 2 циркулирует охлаждающая жидкость, обеспечивающая отвод тепла, выделяющегося при работе компрессора.
Сравнение рассмотренных типов компрессоров проводится по тем же параметрам, что и для гидравлических насосов. Например, лопастные компрессоры, как и лопастные насосы, отличаются
77
быстродействием, малой металлоемкостью, плавностью подачи, надежностью, долговечностью, и, что немаловажно, газ на выходе из такого компрессора практически свободен от паров масла. Однако каждая из ступеней может обеспечивать на выходе невысокое давление. Поршневые компрессоры могут создавать высокое давление газа, однако у них большая металлоемкость, неравномерность подачи, ограниченное быстродействие. Роторные компрессоры по сравнению с поршневыми имеют меньшую металлоемкость, большую равномерность подачи и большее быстро-действие. Поскольку смазка трущихся поверхностей в объемных компрессорах происходит непосредственно в рабочих камерах, то сжатый газ на выходе из компрессора содержит большое количество паров масла.
