Теоретическая и действительная индикаторные диаграммы.

Рис. 8.7 Конструкции клапанов поршневых компрессоров

Рис. 8.6 Компрессор К-9м

 

Опорным узлом компрессора является картер 1 с поддоном 2, в разъеме которых размещены вкладыши центральной 4 и концевых 7 подшипниковых опор коленчатого вала 5. Последний соединяется с приводным двигателем муфтой сцепления 8. Цилиндры компрессора объединены в два блока 10, каждый из которых состоит из шатунно-поршневых групп высокого 9 и низкого 12 давлений. Над блоками размещены клапанные головки 11, являющиеся одновременно цилиндровыми крышками. Отвод тепла от стенок цилиндра и клапанной головки производится вследствие обдува вентилятором 14. Для лучшей теплоотдачи корпуса блоков и клапанной головки имеют кольцевые ребра. Забор атмосферного воздуха осуществляется через фильтры 13, Смазка трущихся частей компрессора производится под давлением от шестеренчатого насоса 6. Стенки цилиндров смазываются разбрызгиванием масла в картере коленчатым валом. Производительность компрессора регулируется отжимом всасывающих клапанов, управляемых регулятором давления 3. При приводе от ДВС отжим всасывающих клапанов комбинируют с изменением частоты вращения приводного двигателя.

V-образные компрессоры передвижных пневматических установок имеют двух- и четырехцилиндровое исполнение. Каждый блок цилиндра V-образного компрессора состоит из цилиндров высокого и низкого давлений, расположенных под углом 75° относительно друг друга. Охлаждение и смазка компрессоров осуществляется таким же образом, как и в К-9м. Наиболее распространенным является четырехцилиндровый V - образный компрессор ШВКС – 5 производительностью 5 м³/мин при давлении сжатого воздуха 6-7 бар.

Смазка кривошипно-шатунного механизма привода всех компрессоров осуществляется индивидуальным шестеренным насосом по циркуляционной схеме. Пройдя цикл смазки, масло самотеком поступает в масляный картер, откуда через фильтры и масляный холодильник вновь подается насосом в систему. Цилиндры и сальники крейцкопфных компрессоров смазывают обособленно при помощи лубрикаторов. Наиболее распространенный тип лубрикатора - это многоплунжерный насос, приводимый в действие через редуктор от специального электродвигателя или от коленчатого вала компрессора посредством рычажной системы. К каждой точке смазки масло подается отдельным плунжером, а количестве масла регулируется обособленно, так как режим смазки цилиндров и сальников должен исключать излишний вынос масла в сжатом воздухе. Впрыск масла осуществляется через одно - четыре отверстия в цилиндре. Цилиндры компрессоров бескрейцкопфного типа смазывают разбрызгиванием масла, залитого в картер, при вращении коленчатого вала. Ввод распыленного масла в поток всасываемого воздуха, как способ смазки цилиндров, применяется редко. Для смазки сальников и цилиндров используют специальное комп­рессорное масло.

 

Воздухораспределение поршневых ком­прессоров общего назначения осуществляется посредством пластинчатых клапанов различных конструкций (рис.8.7): кольцевых, дисковых, полосовых, швеллерных и прямоточных. На компрессорах высокого давления устанавливают тарельчатые клапаны. Разделительным элементом, перекрывающим проходные отверстия в седле, является пластина, имеющая форму плоского кольца (кольцевые клапаны на рис.8.7,а) или плоского диска с кольцевыми отверстиями, объединяющего в одно целое несколько колец, (дисковые клапаны на рис.8.7,б). Кольцевые пластины прижимаются к отверстиям в седле одной центральной пружиной или несколькими пружинами, которые размещены в гнездах упора (в розетке). Упор и седло клапана соединены шпилькой так, чтобы обеспечивать подъем пластины на высоту 2-4 мм. В полосовых (рис.8.7,в), швеллерных (рис.8.7,г) и прямоточных (рис.8,7,д) клапанах отверстие в седле перекрывается самопружинящей пластиной. В прямоточных клапанах, разработанных в последние годы, проходное отверстие перекрывается сбоку, под небольшим углом к направлению потока. Под действием перепада давлений пластина отгибается, и воздух, проходя через клапан, почти не меняет направления движения. Это обеспечивает меньшую потерю энергии и более высокое значение дроссельного коэффициента по сравнению с другими типами клапанов.

 

Рассмотрим рабочий цикл идеального поршневого компрессора, который характеризуется следующим: в рабочей камере отсутствует вредное пространство, т.е. по завершении процесса вытеснения сжатий воздух полностью выходит из рабочей камеры; клапаны не оказывают сопротивления всасыванию и вытеснению воздуха; отсутствуют утечки воздуха через клапаны и зазор между поршнем и цилиндром; давление и температура воздуха в периоды всасывания и нагнетания не изменяются; отсутствуют механические потери на трение.

Изменение кинетической энергии газа при рабочем цикле компрессора пренебрежимо невелико по сравнению с изменением энергии давления. Поэтому диаграмма изменения давления в цилиндре в зависимости от объема воздуха в рабочей камере достаточно полно характеризует процесс преобразования энергий в поршневом компрессоре. Применительно к идеальному процессу эта диаграмма имеет вид, показанный на рис.8.8