Принцип действия. Основные элементы.

3.1. Конструкции поршневых компрессоров могут различаться по нескольким параметрам:

- по числу цилиндров

1. Одноцилиндровые

2. Многоцилиндровые;

- расположению осей цилиндров

1. Горизонтальные

2. Вертикаль­ные

3. V-образные

4. W-образные

5. Веерообразные;

- по виду привода

1. С коленчатым валом

2. С эксцентриковым приводом.

 

3.2. Принцип действия.

Несмотря на различие конструктивных осо­бенностей, все поршневые компрессоры имеют одинаковый прин­цип действия.

В начальном положении (рис а) поршень компрессора на­ходится в верхней части цилиндра, занимая положение, получив­шее название «верхняя мертвая точка», или ВМТ. При вращении вала компрессора по направлению, указанному стрелкой, пор­шень начинает перемещаться вниз. Небольшое количество паро­образного хладагента, находящееся над поршнем в ВМТ, расши­ряется и давление хладагента начинает понижаться. Как только давление в цилиндре станет немного ниже давления кипения (дав­ления всасывания), откроется всасывающий или впускной кла­пан (рис. б). При открытом впускном клапане поршень пере­мещается вниз и достигает самого нижнего положения, получив­шего название «нижняя мертвая точка», или НМТ. В этом положе­нии изменяется направление движения поршня и он начинает перемещаться вверх (рис. в). При этом закрывается впускной клапан и находящийся в полости цилиндра хладагент начинает сжиматься. Процесс сжатия будет продолжаться до тех пор, пока давление в полости цилиндра не превысит давление конденсации (давление нагнетания). В этот момент откроется нагнетательный или выпускной клапан (рис. г) и начнется нагнетание сжа­того хладагента в конденсатор. После достижения поршнем ВМТ цикл работы компрессора заканчивается.

 

рк — давление нагнетания; Ро­давление всасывания; С— мертвый объем

 

Из цилиндра компрессора в кон­денсатор нагнетается не весь парооб­разный хладагент. Некоторое его ко­личество остается в зазоре между пор­шнем и днищем цилиндра, в каналах клапанов. Объем, который занимает ос­тавшийся в цилиндре хладагент, по­лучил название «мертвый объем». Чем меньше величина мертвого объема, тем меньше потери компрессора и лучше характеристики работы компрессора.

Наибольшую наглядность про­цессов, происходящих в рабочей по­лости компрессора, дает индикатор­ная диаграмма.

В процессе 1—2 происходит пере­мещение поршня компрессора из НМТ к ВМТ. Так как оба клапана ком­прессора закрыты, а объем хладагента в полости цилиндра умень­шается, происходит повышение давления или сжатие хладагента.

В точке 2 открывается выпускной (нагнетательный) клапан и хладагент при давлении р_к начинает нагнетаться в конденсатор холодильной машины (процесс 2—3).

В точке 3 поршень находится в ВМТ и процесс нагнетания за­канчивается. Из цилиндра компрессора не весь хладагент подается в конденсатор. Часть сжатого до давления р_к хладагента остается в мертвом объеме С. При движении поршня от ВМТ по направле­нию к НМТ оставшийся в мертвом объеме хладагент расширяется (его давление понижается) — процесс 3—4.

В точке 4 открывается впускной (всасывающий) клапан комп­рессора и начинается процесс всасывания — заполнения полости цилиндра парообразным хладагентом из испарителя холодильной машины (процесс 4—1). При достижении поршнем положения НМТ процесс всасывания заканчивается.

Наличие мертвого объема С приводит к тому, что на части хода поршня, соответствующего объему С₁ происходит расширение хладагента. Чем меньше мертвый объем С, тем меньше потерь на расширение, т.е. меньше величина С₁.

 

3.3. Основные элементы порш­невых компрессоров.

Конст­рукция поршневого компрес­сора, входящего в состав па­ровой холодильной машины, приведена на рис

В соответствии с данной конструктивной схемой ба­зой компрессора является картер 1, на котором и внут­ри которого устанавливают­ся все элементы холодильно­го компрессора. К картеру крепится цилиндр 5 или блок цилиндров, в котором пере­мещается возвратно-посту­пательно поршень 4. Привод поршня обеспечивается кривошипно-шатунным механизмом (2, 3), приводящимся в движение от электродвигателя через клиноременную передачу и шкив (махо­вик) 10. В верхней части цилиндра установлена клапанная доска 9 со всасывающим 6 и нагнетательным 8 клапанами, коллекторы для подвода и отвода хладагента размещены в крышке цилиндра.

 

 

1. Картер компрессора является базовым элементом всего компрессора, конструктивная основа машины, объединяющая отдельные ее элементы.

Дополнительно картер компрессора воспринимает все усилия, возникающие в процессе работы компрессора.

Как правило, картеры компрессоров герметично изолированы от окружающей среды и заполнены парообразным хладагентом под давлением всасывания (давление в испарителе холодильной машины).

Конструктивная схема картера сальникового компрессора при­ведена на рис. 5.4.

Картер малых и средних холодильных машин изготавливают из серого чугуна Сч 18-36 или Сч 21-40. Для холодильных машин, ис­пользуемых на транспорте, картеры компрессоров изготавливают из алюминиевых сплавов. Независимо от материала, из которого они изготовлены, картеры должны обладать прочностью и жест­костью конструкции.

При механической обработке должны соблюдаться требования соосности установочных мест под коренные под­шипники и перпендикулярности торцевых фланцев. Плоскость ус­тановки цилиндра или блока цилиндров должна быть параллель­на основанию картера.

За уровнем масла в картере компрессора наблюдают через смот­ровое стекло 5. Для слива масла в процессе ремонтных работ пре­дусмотрено сливное отверстие 7, закрываемое герметично резь­бовой пробкой.