к какому виду оборудования относится компрессор

К какому виду оборудования относится компрессор

Термины и определения

Compressors. Terms and definitions

Дата введения 1991-07-01

1. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 30.05.90 N 1346

2. Стандарт соответствует международным стандартам ИСО 3857-1-77, ИСО 3857-2-77, ИСО 5390-77 в части терминологии

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка

5. ПЕРЕИЗДАНИЕ. Сентябрь 2005 г.

Настоящий стандарт устанавливает термины и определения понятий в области компрессорной техники.

Настоящий стандарт не распространяется на авиационные компрессоры, являющиеся частью авиационного двигателя.

Термины, установленные настоящим стандартом, обязательны для применения во всех видах документации и литературы, входящих в сферу работ по стандартизации или использующих результаты этих работ.

1. Стандартизованные термины с определениями приведены в табл.1.

2.1. Для отдельных стандартизованных терминов в табл.1 приведены в качестве справочных краткие формы, которые разрешается применять в случаях, исключающих возможность их различного толкования.

2.2. Приведенные определения можно при необходимости изменять, вводя в них производные признаки, раскрывая значение используемых в них терминов, указывая объекты, входящие в объем определяемого понятия. Изменения не должны нарушать объем и содержание понятий, определенных в данном стандарте.

2.3. В случае когда в термине содержатся все необходимые и достаточные признаки понятия, определение не приведено и в графе «Определение» поставлен прочерк.

2.4. В табл.1 в качестве справочных приведены иноязычные эквиваленты для ряда стандартизованных терминов на немецком (D) и английском (Е) языках.

3. Алфавитные указатели содержащихся в стандарте терминов на русском языке и их иноязычных эквивалентов приведены в табл.2-4.

4. В стандарте имеется приложение, содержащее схему классификации компрессоров по принципу действия и основным конструктивным признакам.

Энергетическая машина или устройство для повышения давления и перемещения газа или их смесей (рабочей среды)

Источник

Классификация компрессоров: типы и конструктивные различия компрессорных установок

В предыдущих темах были рассмотрены основные способы сжатия воздуха, виды и особенности компрессоров динамического действия, что такое масляный и безмасляный компрессор, различия между поршневыми и винтовыми аппаратами. В данной статье мы собрали воедино все виды классификаций компрессорных установок, ознакомившись с которыми, будет легче принять решение о покупке того или иного агрегата.

Компрессор – это энергетический аппарат, предназначенный для сжатия и подачи промышленных газов. Сфера применения компрессорного оборудования охватывает практически все виды деятельности: энергетику, машиностроение, добычу полезных ископаемых, сельское хозяйство, сферу услуг, пищевую отрасль и т.д. Производство постоянно усложняется, увеличиваются его темпы, соответственно, возникает необходимость в замене старого оборудования и применении новых энергоэффективных агрегатов.

На сегодняшний день существует два основных принципа действия компрессоров, по которым их классифицируют. Это – компрессоры объемного и динамического действия. Также, существует большое разнообразие моделей, вариантов их исполнения, применения, использования разных видов промышленных газов. Стремясь удовлетворить потребности конечных потребителей, производители регулярно пополняют и выпускают новые серии оборудования, повышают их производительность, улучшают конструктивные особенности.

Чтобы с легкостью разобраться в таком многообразии и правильно подобрать оборудование для производственного процесса, следует понимать принципы классификации компрессорных агрегатов, особенности и различия разных типов.

1 Классификация компрессоров по принципу действия:

1. Объемные компрессоры.

В поршневых аппаратах наиболее явно отражен принцип сжатия объемных компрессоров: работа поршня в цилиндре (который двигается возвратно-поступательными движениями) приводится в действие шатунным механизмом. В зависимости от положения поршня рабочая камера последовательно изменяет свой внутренний объем. Утечка рабочей среды в обратном направлении предотвращается односторонними клапанами.

Шестеренчатые компрессоры (ротационные)

Работу агрегатов данного типа обеспечивает пара шестерней, находящихся в зацеплении друг с другом, которые вращаются в противоположные стороны. В зависимости от модели компрессора такие шестерни могут иметь различное исполнение, в том числе быть выполненными в виде зубчатых колес. Срок службы агрегаты – 15-20 лет. Для снижения износа движущихся частей используются смазочные материалы. Аппараты используют в областях, где необходима подача газа под небольшим давлением.

Роторно-пластинчатые компрессоры (ротационные)

В аппаратах объёмного типа перемещение рабочей среды в цилиндрическом корпусе (статоре) происходит за счет вращения ротора с набором подвижных пластин, причем ось ротора не совпадает с осью корпуса. Во время работы ротора центробежная сила отбрасывает пластины от центра и прижимает их к корпусу. Таким образом, в аппарате создаются подвижные рабочие отсеки, ограниченные корпусом ротора и соседними пластинами, в которых происходит сжатие воздуха. Для усиления прижатия пластин к стенкам корпуса могут использоваться специальные пружины. Масло, поступающее для смазки движущихся частей и охлаждения рабочей среды, обеспечивает также герметизацию зазоров между ротором, статором и торцевыми крышками.

Роторно-пластинчатые компрессоры отличаются пониженным уровнем шума, габаритными размерами, высоким давлением на выходе. Надежность агрегатов основывается на особенностях его конструкции, отсутствии большого количества движущихся частей, отсутствии осевых нагрузок, обильной смазкой.

Конструкция мембранного аппарата содержит специальную эластичную мембрану, которая выполняет роль поршня. Изгибаясь в разные стороны, полимерная мембрана увеличивает или уменьшает объем рабочей камеры, в которой происходит процесс сжатия воздуха. При этом, рабочая среда в процессе сжатия контактирует только с камерой и мембраной, поэтому на выходе сжатый воздух не содержит масел и влаги.

Данные аппараты для работы используют вспомогательную жидкость. Конструкция жидкостно-кольцевых компрессоров включает цилиндрический корпус, внутри которого установлены пластины со смещенной осью относительно оси статора. Внутрь корпуса заливается вспомогательная жидкость. Во время вращения статора центробежная сила перемещает вспомогательную жидкость к стенкам корпуса, и она принимает кольцевую (опоясывающую) форму. Объем рабочих камер меняется при изменении оси ротора и статора.

В агрегатах данного типа рабочая среда неизменно контактирует со вспомогательной жидкостью, поэтому в пневматическую сеть необходимо включать сепаратор и фильтры очистки сжатого воздуха. Основное применение: перекачивание и сжимание всех сухих и влажных газов с попутной подачей жидкостей.

Спиральный компрессор представляет собой аппарат объемного сжатия газа. Перемещение рабочей среды в аппаратах происходит за счет

2. Динамические компрессоры

Радиальные (центробежные) компрессоры.

Конструкция аппарата состоит из корпуса, внутри которого находится рабочее колесо, установленное на валу. Свое название радиальные компрессоры получили по направлению движения рабочей среды. После начала движения колеса лопатки перемещают газ от оси в радиальных направлениях. Рабочей среде передается кинетическая энергия, которая частично преобразуется в потенциальную энергию давления. Рабочие колеса могут иметь лопатки открытой или закрытой конструкции. Такие агрегаты малошумны, имеют компактные габариты, не подвержены сильной вибрации во время работы. Их используют для получения малозагрязненного сжатого воздуха в больших объемах. Применение: аэрация, пневмотранспорт, вентиляция и т.д.

Внутри корпуса компрессора на валу установлен ротор. При включении агрегата, поступающий воздух начинает движение в осевом направлении, проходит через ряд лопаток и претерпевает закручивание. Далее газ попадает в зону, где расположены ряды направляющих лопаток, которые выравнивают направление движение газа и выводят его через направляющие аппараты. Конструкция осевых компрессоров более сложная, чем у струйных или радиаторных аппаратов, однако они обладают большим КПД при одинаковых показателях напора воздуха. Применение: металлургия, газотурбинные установки, самолетостроение.

Аппараты представляют собой эжекторы, в которых энергия активного газа увеличивает давление пассивной рабочей среды: в компрессор вводят два газовых потока с высоким давлением (активный газ) и низким давлением (пассивный газ), а на выходе получают один поток с усредненным значением рабочего давления.

Струйные компрессоры используют в случаях, когда в наличии имеется газ с высоким давлением. Они востребованы на газовых месторождениях, химических производствах.

2 Прочие классификации

Компрессорные агрегаты классифицируются и по другим признакам.

1. Конечное давление.

2. Сфера использования

Производительность аппарата показывает, какой объем рабочей среды он может сжать в единицу времени. Производительность компрессора является важным параметром при поборе оборудования. Она напрямую зависит от габаритов аппарата и его мощностных характеристик. Компрессоры подразделяют на три категории: малой (до 10 м3/мин), средней (10—100 м3/мин) и большой производительности (свыше 100 м3/мин).

Компрессоры могут быть оборудованы электродвигателем, двигателем внутреннего сгорания, это может быть турбина (газ/пар).

5. Охлаждение компрессора

Система охлаждения компрессорных аппаратов зависит от модели компрессора. Она может быть с водяным или воздушным охлаждением. Воздушная система охлаждения применяется в поршневых компрессорах. Она состоит из вентилятора и защитной решетки.

Источник

Компрессорное оборудование

Компрессор

Условно компрессорное оборудование делят на бытовое оборудование, полупрофессио­нальное и профессиональное. Как правило, в состав компрессорного обо­рудования входит воздухосборник (ресивер).

Ресивер служит для сглаживания пульсаций воздуха, а также он держит запас сжатого воздуха при временном отключении компрессорной установки.

Воздушные компрессоры повсеместно применяются во многих отраслях от нефтепе­реработки до медицины. Существует также целый ряд так называемых «бытовых» ком­прессоров, предназначенных для частного использования. Причем, как правило, в про­мышленности используются винтовые, а в быту – поршневые или мембранные компрес­соры.

Промышленные компрессоры подходят для постоянной, непрерывной работы в каче­стве энергоносителя, а также в качестве технологической составляющей, в том случае, ко­гда воздух входит в контакт с конечной продукцией (пищевая, медицинская промышлен­ность).

Основными техническим характеристиками компрессоров являются:

— величина создаваемого давления сжатого воздуха (атм., bar.);

— производительность по всасыванию или по нагнетанию (м3/мин, л/мин, л/сек);

— мощность первичной силовой установки (кВт);

— габариты и масса компрессора.

Компрессоры классифицируют по очень многим признакам. Рассмотрим самые распро­странённые из них:

1. По системе смазки:

2. По типу соединения с первичной силовой установкой:

3. По характеру режима сжатия воздуха:

— ротационные или винтовые.

4. По числу рабочих полостей:

5. По числу ступеней сжатия:

6. По конструктивному исполнению, включающему:

— вид первичной силовой установки (электродвигатель, двигатели внутреннего сгора­ния)

— вид используемой системы охлаждения (масляная, воздушная);

— возможности передвижения (стационарные, передвижные);

— общую компоновку узлов, отражающую место монтажа силового оборудования (на раме, на ресивере);

— расположение ресивера (горизонтальное, вертикальное);

— степень комплектации аппаратурой (воздухо-подготовительной, контроля и безо­пасности).

Итак, начнем по порядку:

1.Смазка компрессоров.

Для устранения износостойкости деталей, в компрессорах ис­пользуют смазку маслом между поршнем и цилиндром в поршневых компрессорах, и ме­жду винтами – в винтовых компрессорах. Соответственно, какая-то часть масла смешива­ется со сжатым воздухом. Поэтому чтобы убрать масло используют маслоотделители и фильтры. Если содержание масла должно быть очень маленьким (0,01 мг/м3) используют безмасляные компрессоры, которые дороже, но менее надежны, чем обычные.

Безмаслянные компрессоры

В безмасляных компрессорах отсутствует картер. При их разработке были использо­ваны специальные технические решения и особые материалы с низким коэффициентом трения и пониженной степенью износа, что гарантирует длительный срок службы ком­прессоров. Используются для систем, требующих чистый без примеси масла воздух. Отличительными чер­тами являются неприхотливость, небольшие размеры и вес, возможность перевозки в лю­бом положении, практически не требуют технического обслуживания. Безмаслянные ком­прессоры обычно применяются для производства мягкой и корпусной мебели, небольших окрасочных работ, для питания стоматологических установок (особенно в исполнении с шумозащитным кожухом).

Маслянные компрессоры

В масляных компрессорах все внутренние детали смазываются посредством системы разбрызгивания. Игла, расположенная в нижней части соединительного штока, погружа­ется в масло и разбрызгивает его по стенкам цилиндра и соединительного штока, наибо­лее подверженных трению. Масло образует пленку между движущимися частями, которая предотвращает прямой контакт металл-металл, снижая тепловыделение и степень износа при сохранении производительности компрессора. В отличие от безмаслянных компрессоров они имеют более длительный срок службы, но требуют технического обслуживания и выбрасывают в сис­тему масло, что требует установки фильтров на выходе. Применяются в самых различных отраслях: автосервис, мебельные и отделочные мастерские, выполнение некрупных фа­садных работ и ремонтов.

2.Типы соединения с первичной силовой установкой (привод)

Ременные компрессоры

В данном типе электрических компрессоров применяется традиционная система ремен­ного привода от электродвигателя со шкивом, вращающим маховик компрессорной го­ловки. Диа­метр шкива двигателя всегда меньше диаметра ма­ховика компрессорной го­ловки, поскольку маховик используется и для воздушного охла­ждения компрессорной го­ловки во время работы, а также позволяет компрессорной го­ловке работать с меньшей частотой (чем двигатель), что гарантирует оптимальный уро­вень производительности, смазки, охлаждения и срока службы. Ременные компрессоры имеют очень большой срок службы и особенно пригодны для же­стких условий эксплуатации. Применение ременной передачи позволяет при той же производительности, что и у компрессоров с прямым при­водом, снизить частоту вращения электродвигателя, что увеличивает его ресурс.

3.Сжатие воздуха

Поршневые компрессоры являются достаточно недорогими на сегодняшний день, несмотря на то, что их позиции на рынке сильно ослабились после появления мощных винтовых компрессоров. Компрессорное оборудование для производства сжатого воздуха на основе использования возвратно-поступательного движения поршня является достаточно не сложным технологически и не дорогим.

При движении поршня (3) вверх по цилиндру компрес­сора (4) воздух сжимается в компрессорной головке(10).

Поршень перемещается элек­тродвигате­лем через коленча­тый вал (6) и шатун (5).
Под действием давления воз­духа открываются и за­крыва­ются вса­сывающие и выпуск­ные клапаны компрес­сора.

На схеме а пока­зана фаза вса­сывания воздуха в ком­прес­сор. Поршень начи­нает опус­каться вниз от верх­ней точки, при этом в камере ком­прес­сора создается разрежение и открывается впуск­ной клапан (12) и атмосферный воз­дух (11) че­рез впускной коллек­тор (9) попадает­ в рабо­чее простран­ство компрессо­ра (8).
На схеме б показана фаза сжатия воздуха и его выхода из компрессора. Поршень под­ни­мается вверх и сжимает воздух. При этом открывается выпускной клапан компрессора (1) и воздух под высоким давлением(7) выходит из компрессора через выпускной коллектор(2).

Мы рассмотрели принцип работы стандартного поршневого компрессора одинарного действия, где сжатие воздуха осуществляется в рабочей полости цилиндра только с одной стороны поршня;

На рисунке мы видим, что в данном случае компрессор имеет не одну, а две рабочие полости цилиндра, расположенные с обеих сторон поршня, где воздух сжимается попеременно.

1-картер;

3-впускной клапан первой полости;

6-впускной клапан второй полости;

7-выпускной клапан второй полости;

8-выпускной клапан первой полости.

Принцип работы не изменился, но производительность существенно возросла.

С целью повышения производительности поршневых компрессоров, была разработана технология двухступенчатого сжатия. Она заключается в том, что процесс сжатия разделили на две части, и теперь поршни, которые сжимают воздух, делают это не одновременно, а последовательно. Например, один из них сжимает воздух до 8 бар, далее второй сжимает уже подготовленный воздух до 10 бар. Благодаря этой технологии, компрессора обладают высоким КПД, низким уровнем шума, вибрации, выделением тепла и энергопотребления

В компрессоре двухступенчатого сжатия всасываемый воздух сжимается дважды: вначале до определенного давления в цилиндре I ступени, затем, пройдя холодильник, под давлением поступает в цилиндр ступени, где сжимается до конечного давления.

1 — корпус;

3, 4 — всасывающий и нагнетательный клапаны;

7, 9 — цилиндры I и II ступеней;

Двухступенчатые компрессоры создают, как правило, давление нагнетания до 12 кгс/см2, при этом в цилиндрах компрессора температура сжимаемого воздуха повышается до 190°С и более.

Применяемые для смазывания компрессоров смазочные масла имеют температуру вспышки 210—240°С. При достижении такой температуры масло разлагается, выделяя твердые частицы и газы. Эти газы, смешиваясь с воздухом, образуют взрывчатую смесь, которая может оказаться причиной взрыва компрессора. Поэтому для регулирования температуры сжимаемого воздуха после каждой ступени сжатия в компрессоре устанавливают холодильник для охлаждения цилиндров.

Заключение

Итак, мы разобрали устройство и основные классификации компрессоров. Подведем итог и рассмотрим общие характеристики основных групп компрессоров, дабы помочь покупателю выбрать необходимый, исходя из его нужд и потребностей, компрессор.

Сжатый воздух как энергоноситель имеет достаточно широкое применение во многих отраслях промышленности. Привод различных пневматических механизмов, пескоструй­ная обработка, покрасочные работы – список можно продолжать бесконечно. Поэтому рынок компрессоров – машин для производства сжатого воздуха многообразен.

Самые маленькие компрессоры – так называемый бытовой класс. Это поршневые ма­шины, как правило, соединенные с электродвигателем соосно через муфту (коаксиальный привод). Вы­пускаются, как правило, с двигателями от 1,1 кВт до 2,25 кВт, давление – до 8 бар. Предназна­чены они в основном для периодического использования, продолжительность работы не превышает 15-20 мин в час (в противном случае они перегреваются и достаточно быстро выходят из строя). Ни в коем случае не годятся для круглосуточной работы. Такой ком­прессор хорошо иметь в гараже для подкачки шин, покраски, продувки и т.д. Удобны для транспортировки, мало весят, как правило, имеют встроенный регулятор давления. Размер ресивера – от 6 до 100 л. К недостаткам можно также отнести повышенный шум при рабо­те и большой унос масла. Имеются компрессоры без смазки цилиндро-поршневой группы, они удобны для покраски, поскольку при сжатии масло в воздух не попадает. Однако ре­сурс таких машин несколько ниже, чем у машин со смазкой.

Следующая группа – полупрофессиональные компрессоры (с тем же успехом их можно назвать полубытовыми). Поршневые компрессоры с ременным приводом уже посерьез­нее, позволяют получить давление до 16 бар, производительность до 2 м3/мин. Комплек­туются ресивером объемом от 50 до 1000 л. Плохо приспособлены для круглосуточной работы, однако работу в одну смену переносят неплохо. Достоинством является их отно­сительно невысокая стоимость (по сравнению с винтовыми), простота конструкции. Не­достатки – сравнительно небольшой ресурс, необходимость периодических ремонтов (в основном замена колец и клапанов), высокий уровень шума, большое содержание масла в сжатом воздухе и соответственно унос масла, невысокая экономичность. Привод компрес­соров в основном электрический, однако, есть исполнения с дизельными и бензиновыми двигателями, что иногда бывает очень удобно, к примеру, для строителей. Компрессоры этого типа уже могут применяться для промышленных целей (небольших производств, автосервисов и т.д.), однако не должны работать более 40 мин в час. Вообще данный класс машин часто выступает как более дешевая альтернатива винтовому компрессору, при не­достаточной загруженности производства либо при недостатке средств. Полупрофессио­нальное компрессорное оборудование имеют систему смазки и больший срок службы. Ре­сурс такого оборудования при правильной эксплуатации может составлять 3000 часов. Другие конструктивные особенности и характеристики полупрофессиональных компрес­соров практически не отличаются от бытовых. Производительность такого оборудования колеблется в пределах от 100 до 300 л/мин, при этом объем ресивера может быть от не­скольких литров до ста.

Промышленные поршневые компрессоры – следующая группа. Это мощные промышлен­ные машины. Достоинство данных машин – прежде всего, достаточно высокая экономич­ность (малый удельный расход электроэнергии). Недостатки – большая материалоемко­сть, необходимость в фундаменте, высокий уровень шума и вибрации. Часто требуют во­дяного охлаждения.

Двухцилиндровые модели компрессоров с прямым приводом являются профессиональ­ным оборудованием. Компрессоры коаксиального типа чаще всего имеют расположение цилиндров в виде буквы «V», их производительность составляет от 400 до 550 л/мин. Их ресурс достигает 5000 часов и более, а производительность составляет свыше 250 л/мин.

Ременные компрессоры имеют очень большой срок службы и особенно пригодны для же­стких условий эксплуатации. В данном типе электрических компрессоров применяется традиционная система ременного привода от электродвигателя со шкивом, вращающим маховик компрессорной головки. Ременные компрессоры поставляются в одно- или двух­ступенчатом исполнении. Последние имеют значительно более высокую производитель­ность и пониженный уровень шума.

Выпускаются с двигателями 1,5–15,0 кВт и ресиверами от 25 до 900 л. Применение двух поршней различного диаметра (первый из которых обеспечивает всасывание необхо­димого количества воздуха и предварительное сжатие до 3-4 атм., а второй дожимает воз­дух до необходимого максимального давления) позволяет достигать давления до 14 атм., а также применять компрессор в производствах, где потребление воздуха очень высоко.

Принудительная система воздушного охлаждения с помощью специальной направляющей позволяет уменьшить температуру компрессорной головки, избежать перегрева и, как следствие, повышенного износа. Все это существенно увеличивает ресурс компрессоров и дает возможность использовать их при высоких нагрузках.

Винтовые компрессоры – оптимальный выбор для промышленного предприятия с требуе­мым расходом 0,5 – 50 м3/мин и давлением до 15 бар.

Остальные типы компрессоров в данном диапазоне получили значительно меньшее рас­пространение по разным причинам, и рассматривать возможность их применения, пожа­луй, нецелесообразно. Интерес представляют спиральные компрессоры, однако, при всех своих преимуществах, это достаточно дорогие машины, их применение должно быть эко­номически обоснованно.

При использовании электродвигателя имеют также значение напряжение и частота пи­тающего напряжения.

Таким образом, при выборе компрессора кроме производительности и давления необхо­димо обращать внимание на особенности конструкции шатунно-поршневой группы, а также на число оборотов двигателя.

Источник