Поршневий компресор для перекачування атмосферного повітря

 

 

 

 

ЗМІСТ

ВСТУП……………………………………………………………………………..4

1 ЗАГАЛЬНИЙ ОПИС ГВИНТОВИХ  КОМПРЕСОРІВ……………………….5

1.1 Принцип роботи гвинтових  компресорів…………………………………....6

1.2 Основні деталі і  конструктивні особливості гвинтових  компресорів…......7

1.3 Типи гвинтових компресорних  установок…………………………………..8

1.4 Технічні характеристики  гвинтових компресорів………………………....11

1.5 Область застосування  гвинтових компресорів…………………………….13

2 ПРИКЛАДИ КОМПРЕСОРНИХ  УСТАНОВОК ГВИНТОВОГО ТИПУ…14

2.1 Гвинтова компресорна  установка з повітряним охолодженням………..14

2.2 Гвинтова компресорна  установка з повітряним охолодженням  і упорскуванням масла……………………………………………………………17

2.3 Гвинтова компресорна  установка з повітряним охолодженням  і вбудованим контролем частоти……………………………………………...…20

2.4 Гвинтово-компресорна  установка з водяним охолодженням  і контролем частоти………………………………………………………………………..…..24

2.5 Гвинтово-компресорна  установка з регулятором швидкості  обертання………………………………………………………………………....26

2.6 Гвинтовий двоступеневий  компресор стисненого повітря………………27

2.7 Стаціонарний одноступінчатий  гвинтовий компресор з електроприводом, 2й варіант…………………………………………………………………………31

2.8 Гвинтовий компресор, з  повітряним охолодженням………………...……35

2.9 Гвинтовий компресор  з електродвигуном…………………………………39

3 ЗАГАЛЬНИЙ ОПИС ПОРШНЕВИХ  КОМПРЕСОРІВ………….………….40

3.1 Типи поршневих компресорів………………………………………………42

3.2 Конструкція поршневого  компресора………………………………...……44

3.3 Технічні характеристики поршневих компресорів та область застосування………………………………………………………………….…..47

4 ПРИКЛАДИ КОМПРЕСОРНИХ УСТАНОВОК ПОРШНЕВИХ КОМПРЕСОРІВ…………………………………………………………….……49

4.1 Горизонтальний збалансований  поршневий компресор (2 варіанти)……49

4.2 Поршневий компресор  для перекачування атмосферного  повітря……....55

ВИСНОВОК……………………………………………………………………...57

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ………………………………...…58

 

 

 

 

 

 

ВСТУП

Компресори належать до групи механізмів, що отримали широке поширення на усіх промислових підприємствах.

Компресори застосовують для отримання стислого повітря або іншого газу тиском понад 4·105 Па з метою використання його енергії в приводах пневматичних молотів і пресів, в пневматичному інструменті, в пристроях пневмоавтоматики, отримання газоподібного кисню тощо.

Наприклад, при виробництві чавуну і сталі (конвертерне виробництво сталі, електросталеплавильне виробництво і кисневе дуття в доменних печах) широко використовується стислий кисень, який отримують за допомогою пристрою розподілення повітря (ПРУ). Вона охоплює устаткування для стиснення і очищення атмосферного повітря, його охолодження до кріогенних температур, розділення методом ректифікації, нагріву отриманих продуктів, їх компримування і перекачування.

Графік споживання стислого повітря на промислових підприємствах нестаціонарного характеру протягом доби. Для забезпечення нормальної роботи споживачів необхідно, щоб тиск повітря постійно підтримувався – це є однією з основних вимог, що пред’являються при автоматизації компресорних установок. Тиск у повітряно-водяній мережі залежить від споживання повітря і продуктивності компресора. Коли витрата повітря дорівнює продуктивності компресора, тиск в мережі буде номінальним. Якщо споживання повітря стає більше продуктивності, то тиск падає, і навпаки.

Нині регулювання роботи турбокомпресора здійснюється дроселюванням, що звужує діапазон регулювання тиску і є економічно невигідним. У зв’язку з цим актуальним є завдання підвищення ефективності роботи турбокомпресора за рахунок впровадження автоматичного частотного регулювання роботи приводного двигуна.

1 ЗАГАЛЬНИЙ ОПИС ГВИНТОВИХ  КОМПРЕСОРІВ

Гвинтовий компресор представляє собою агрегат промислового призначення, що нагнітає повітря за допомогою гвинтової пари. Даний тип обладнання широко застосовують в промисловості при необхідності безперервно постачати стиснене повітря пневматичним системам. Гвинтове компресорне обладнання є економічним і сучасним обладнанням, яке характеризується помірним споживанням електричної енергії, простотою обслуговування і управління, а також довговічністю.

Гвинтовий компресорний агрегат оснащується повітряною, рідинної, або масляною системою охолодження. В результаті проходження процедури охолодження, повітря може містити масляні краплі, тверді частинки, а також водяні пари, що сприяє зносу обладнання. Тому, на виробництвах, де необхідно підтримувати високі стандарти чистоти стисненого повітря, використовуються повітряні і рідинні системи охолодження. Існують також моделі компресорів, оснащених ресивером і осушувачем, які поряд з очищенням від домішок повітря, забезпечують його рівномірну подачу і економію електроенергії. Такі моделі є хорошим рішенням для компактних виробництв. Гвинтові компресорні установки активуються за допомогою електродвигуна. Переміщення певного обсягу охолоджуючого речовини (холодоагенту) у формі газу, дозволяє точно відслідковувати процес охолодження в компресорі. Золотник, яким оснащений компресор, забезпечує зниження рівня припливу газу і потужності.

Гвинтовий компресор здатний працювати в режимі холостого ходу, що дозволяє знизити споживання електроенергії в п'ять разів, а також максимально скоротити знос деталей через відсутність зайвих включень електричного двигуна. Даний вид компресора, на відміну від поршневих компресорних установок, не викидає зайве повітря. Крім того, гвинтовий компресор виробляє стиснене повітря помірної температури, так як на кінці стиснення температура низька.

Вперше компресори гвинтового типу були запатентовані в 1930-х р Внаслідок того, що вони гідно конкурували з іншими видами об'ємних компресорних систем, їх популярність і сфера застосування росли. Зараз гвинтові компресори активно функціонують в самих різних областях виробництва. За технічними характеристиками вони порівнянні з поршневими агрегатами промислового класу і актуальні для підприємств, на яких необхідно підтримувати безперервний процес виробництва.

1.1 Принцип роботи гвинтових компресорів

Гвинтові компресорні установки оснащені двома гвинтами, один з яких має увігнуту поверхню, другий - опуклу. Гвинти і корпус компресора разом утворюють обсяг робочої камери. У процесі обертання гвинтів розмір камери зростає, а в міру віддалення виступів на роторах від западин здійснюється всмоктування. При максимальному обсязі камер процес всмоктування припиняється. Камери виявляються в ізольованому положенні щодо патрубків. Далі, в западину веденого ротора входить виступ провідного ротора (впровадження відбувається з самого початку ротора і до нагнітального отвору). У певний момент дві поверхні утворюють загальний обсяг, який поступово скорочується в результаті руху елементів в напрямку отвори нагнітання. Відбувається витіснення газу. У типовій конструкції гвинтових компресорної установки масло в робочу зону не надходить. Гвинти перебувають всередині корпусу, який оснащений роз'ємами (одним або декількома), расточками, ущільненнями і камерами (нагнітання і всмоктування). У даних системах використовуються підшипники ковзання (наполегливі і опорні) внаслідок високої частоти обертальних рухів, які здійснює гвинтова пара.

Попадання масла з підшипникових вузлів в стислий газ і камери підшипників, запобігає завдяки використанню замикаючого газу. Він подається в вузли ущільнень, які представлені групою кілець між гвинтами і камерами підшипників. Гвинтові компресорні агрегати використовуються в самих різних областях виробництва, тому що їх компактність і економічність відповідає найвищим стандартам.

Рис 1.1 Принцип дії гвинтового компресору

1.2 Основні деталі і конструктивні особливості гвинтових компресорів

Гвинтові компресорні установки оснащені гвинтовою парою (двома роторами з лопостями). Один з гвинтів має увігнуту поверхню, поверхню другого опукла. У міру того, як гвинти здійснюють різноспрямовані обертальні рухи, відбувається стиснення газу. Стиснення здійснюється до граничного моменту, після чого деякий обсяг витісняється через нагнітальні отвір торцевої стінки. Класична модифікація такого компресора це конструкція, оснащена двома гвинтами. Існують також одно гвинтові моделі, де працює один несучий гвинт, а приводом служить електричний двигун.

Основними елементами конструкції даного виду агрегатів виступають корпус компресора, електродвигун, вентилятор, блок (в якому розташовуються гвинти), фільтри (масляний і всмоктує), пристрої для охолодження і відділення масла, кінцевий охолоджувач повітря, система управління і контролю, трубопроводи (повітряний і масляний ). Допоміжні елементи представлені реле тиску, термостатом, запобіжним клапаном і ін.

Гвинтовий компресор по аналогії з поршневим агрегатом може оснащуватися ресивером (або збірники повітря), що сприяє стабілізації режиму функціонування, підвищення якості та охолодження стисненого повітря. Регульований привід в цілому підвищує загальну ефективність роботи компресорних систем. Електронні системи управління на основі новітніх мікропроцесорів дозволяють контролювати ключові параметри експлуатації.

1.3 Типи гвинтових компресорних установок

Класична модель даного виду компресорів оснащена двома гвинтами (з опуклою і увігнутою поверхнею). Проте, існує два типи гвинтових компресорних агрегатів: одногвинтової і двухвинтової. У класичному варіанті, гвинтова пара робить різноспрямовані обертальні рухи, в результаті чого здійснюється стиснення газу. У одногвинтовому агрегаті є один несучий гвинт, який приводиться в дію електричним двигуном. Існує поділ компресорних установок на типи відповідно до виду приводу: агрегати, оснащені ремінним і прямим приводом.

У компресорах з ремінним приводом є два шківа (один безпосередньо на двигуні, другий розташований на гвинтовий парі), які задають роторам обертання. Чим вище швидкість обертальних рухів, тим вище рівень продуктивності, але нижчий рівень робочого тиску. В агрегатах з прямою передачею використовується редуктор, або прямий спосіб передачі за допомогою муфти.

Залежно від параметра заповнюваності маслом резервуара, де обертаються гвинти компресора, і в якій відбувається фактичне стиснення агрегати поділяються на:

1. Маслозаповнені гвинтові компресори

Широко застосовується тип компресорів. Провідним зазвичай є один гвинт. Ведений ротор обертається услід за ротором, що приводить в рух. Масло бере участь у відведенні тепла, яке утворюється в процесі стиснення повітря. Масло згодом видаляється сепаратором, даючи на виході чистий стиснене повітря. Хоча 99,9% масла залишається всередині компресора, завжди залишається трохи масла, яке проникає через сепаратор і залишає компресор в стислому повітрі, так званий винос масла. Тому ці компресори не можуть бути використані там, де потрібно стиснене повітря без домішки масла. Але для більшості заводів, цехів і машинобудування незначний вміст масла не критично. По суті це запобігає утворенню іржі (всередині системи стискає повітря) і допомагає машині працювати плавно.

Переваги:

тиха робота

високий потік повітря, рівномірний потік

підходить для безперервної роботи

Недоліки:

дорогою в порівнянні з поршневим типом компресора

не підходить для тривалих простоїв

віднесення масла

2. Безмасляні гвинтові компресори

Основний принцип роботи такий же як у масляних компресорів, тільки в цьому випадку тут не використовується масло, тільки повітря! Так як тут не впорскується масло під час стиснення, стиснення проводиться зазвичай в два етапи. Тому що якщо ми будемо стискати повітря в одну стадію наприклад з 1 до 7бар, він стане дуже гарячим. Ступінь 1 стискає повітря до декількох бар (наприклад 2,5бар). Повітря тут дуже гарячий, тому він подається спочатку через проміжний охолоджувач перш ніж вступити в другий щабель. Ступінь 2 стискає повітря далі з 2,5бар до необхідної величини, наприклад до 7 бар.

Зазвичай 2 ступені вбудовані на 1 редукторі з 1м ел. двигуном який приводить їх в рух одночасно.

Якщо вам потрібен 100% безмасляний повітря і у великій кількості, безмасляний гвинтовий компресор то що вам потрібно. Звичайно ж, тут мова і про велику ціну, але якщо Вам дійсно потрібен 100% безмасляний повітря, то у Вас немає вибору.

Переваги:

100% повітря без масла

Недоліки:

Дорожчий, ніж масляний тип.

Обслуговування / ремонт складніший процес і дорожчий, ніж у масляного типу компресора.

Більш гучний, ніж масляний тип.

Безмасляні компресори мають багато областей застосування. Це харчова, хімічна промисловість, фармацевтика, радіоелектроніка та виробництво напівпровідників ,. Гвинтові безмасляні компресори можна поділити на безмасляні компресори з уприскуванням води в камеру стиснення, гвинтові компресори сухого стиснення.