Принцип действия и особенности устройства поршневых компрессоров

В поршневых компрессорах (рис. 1) сжатие газа осуществляется в результате перемещения поршня 3, совершающего возвратно-поступательное движение в цилиндре под действием кривошипно-шатунного механизма. Различают компрессоры прямого действия (рис. 1.а), в которых газ сжимается с одной стороны от поршня, и двойного (рис. 1.б), в которых сжатие происходит с обеих сторон от поршня. Кроме того, в зависимости от устройства кривошипно-шатунного механизма компрессоры делят на бескрейцкопфные и крейцкопфные. Первые имеют поршни одностороннего действия (тронковые), вторые - преимущественно двойного действия.

Схемы поршневых компрессоров

Рис. 1

простого (а) и двойного (б) действия:

1 - коленчатый вал; 2 - шатун; 3 - поршень; 4,5 - нагнетательный и всасывающий клапаны; 6 - цилиндр; 7 - шток; 8 - крейцкопф; 9 - направляющая крейцкопфа

Кривошипно-шатунный механизм бескрейцкопфного компрессора включает в себя палец, шатун 2, коленчатый вал 1, а крейцкопфного компрессора- шток 7 поршня, крейцкопф 8, палец крейцкопфа, коленчатый вал 1.

Крайнее положение поршня в цилиндре называют «мертвыми» точками, пространство между крышкой цилиндра и торцом поршня- «мертвым» пространством.

При всасывании поршень 3, двигаясь из одной мертвой точки к другой, создает разряжение газа, оставшегося в мертвом пространстве цилиндра, в результате чего открывается клапан 5 и всасывается газ. При обратном движении поршня газ сжимается, давление возрастает, и впускной клапан 5 закрывается. При давлении в цилиндре, превышающем давление за нагнетательным клапаном 4, последний открывается и начинается этап нагнетания газа, который длится до возвращения поршня 3 в начальное крайнее положение. Процесс повторяется с каждым оборотом коленчатого вала 1.

Компрессоры делят также по числу цилиндров и числу ступеней сжатия (рис. 2). Последовательное сжатие газа в нескольких ступенях (цилиндрах 1) обусловлено необходимостью ограничить температуру сжимаемого газа, так как при высокой температуре в цилиндровой группе смазочные масла разлагаются, теряют эксплуатационные качества, образуют нагар, наличие которого может привести к воспламенению и взрыву.