разное

Поршневые компрессоры

Превращение вращательного движения вала в поступательное движение поршня требует наличия кривошипно-шатунного или кулисного механизма движения (рис.8.13).

Кривошипно-шатунные механизмы подразделяются на крейцкопфные (передача движения от крейцкопфа к поршню произво­дится с помощью штока - рис.8.13а) и бескрейцкопфные (поршень одновременно выполняет функции крейцкопфа и должен иметь хорошо развитую боковую поверхность - рис.8.136).

Первые холодильные компрессоры выпускались крейц- копфными. В последнее время крейцкопфные компрессоры сняты с производства (за редким исключением), существенно сократилось их число и среди находящихся в эксплуатации.

Бескрейцкопфные компрессоры имеют положительные и отри­цательные качества по сравнению с крейцкопфными, однако вопросы эксплуатационной надежности и технологичности производства явно свидетельствуют в пользу бескрейцкопфных компрессоров.

С кулисным механизмом (рис.8.13в) выпускают только мелкие компрессоры для бытовой холодильной (теплонасосной) техники.

А)

Рис.8.13. Кинематические схемы механизма движения: а) кривошипно-шатунный крейцкопфный; б) криво­шипно-шатунный бескрейц - копфный; в) кулисный; 1 - цилиндр; 2 - поршень; 3 - шатун; 4 - кривошип; в) 5 - шток; 6 - кулиса

В бескрейцкоифных компрессорах полость цилиндра, обра­щенная к картфу, остается нерабочей, сжатие рабочего вещества про­исходит одной стороной поршня. Такой компрессор называется комп­рессором простого действия (рис.8.136,в). В компрессорах двойного действия (только крейцкопфных) сжатие производится обеими сторонами поршня поочередно (рис.8.13а).

Компрессоры простого и двойного действия, в которых кла­паны располагаются в стенках и крышках цилиндра, получили назва­ние непрямоточных, по изменению направления движения рабочего вещества в цилиндре вместе с ходом поршня (рис.8.14). Альтер­нативой непрямоточным компрессорам являются прямоточные. В них всасывающие клапаны расположены в поршне, а нагнетательные - в крышке цилиндра. Прямоточные компрессоры могут быть только компрессорами простого действия (рис.8.15).

В бескрейцкопфных компрессорах картер заполнен рабочим веществом при давлении всасывания рвс, которое в большинстве случаев отличается от атмосферного. Для предотвращения утечек рабочего вещества из компрессора при рвс>ратм или подсоса воздуха в компрессор при рвс<ратм во внутренней полости компрессора вокруг вращающегося вала устанавливают уплотнение - сальник. Такие компрессоры получили название сальниковые (в иностранной лите­ратуре - открытые) - рис.8.14, 8.15, 8.16а. Электродвигатель у саль­никовых компрессоров расположен снаружи компрессора. Сальнико­вые компрессоры выпускают малой, средней и большой произво­дительности.

Возможно расположение электродвигателя в картере компрес­сора (без существенного изменения механизма движения). В этом случае сальник отсутствует, а компрессор получил название бессальниковый (или полугерметичный) - рис.8.166. Бессальниковые компрессоры выпускают малой и средней производительности. Для обозначения того факта, что компрессор бессальниковый, в марке компрессора появляются буквы БС.

Разновидностью бессальниковых компрессоров являются герметичные компрессоры (рис.8.16с), которые бывают только мел­кой и малой производительности. Различие между бессальниковым и герметичным компрессором в том, что первые являются ремонтно - пригодными на месте эксплуатации (имеют необходимые разъемы для проведения ремонтно-восстановительных работ), а вторые распола­гаются в заваренном корпусе и подвергаются ремонту на специа­лизированных предприятиях сервисного обслуживания.

Рис.8.15. Компрессор прямоточный бескрейц - копфный (схема и чертеж компрессора ФУ45):

1 - передняя крышка;

2 - коренной подшипник; 3 - коленчатый вал; 4 - гильза; 5 - шатунно-поршне­вая группа; 6 - нагнетательный клапан; 7 - всасывающий клапан; 8 - крышка цилиндра; 9 - блоккартер; 10 - маслонасос; 11 - сальник

А) Компрессор ФВ6 (1П10-2-0,2). Классификация: сальниковый, блокцилинд - ровый, вертикальный, 2-х цилиндровый, непрямоточный, с приводом через клино-ременную передачу. Конструкция: 1 - картер; 2 - блок цилиндров;

3 - верхняя крышка; 4 - шатунно-поршневая группа; 5 - клапанная группа; 6 - коленчатый вал; 7 - сальник; 8 - коренной подшипник; 9 - шкив клино - ременной передачи.

Б) Компрессор ФВ6БС (5П7-2-0,24). Классификация: бессальниковый, верти­кальный, 2-х цилиндровый, непрямоточный, с непосредственным приводом: Конструкция: 1 - блоккартер; 2 - статор электродвигателя; 3 - ротор электро­двигателя; 4 - шатунно-поршневая группа; 5 - клапанная группа; 6 - коленча­тый вал; 7 - коренной подшипник; 8 - нижняя крышка; 9 - верхняя крышка; 10 - боковая крышка; 1 ] - всасывающий вентиль

В) Компрессор ФГ0.45 (ВС0,45). Классификация: герметичный, одноцилинд­ровый, непрямоточный, с непосредственным приводом. Конструкция:

1 - наружный кожух; 2 - цилиндр; 3 - клапанная группа; 4 - шатунно-порш­невая группа; 5 - эксцентриковый вал; 6 - роток электродвигателя; 7 - статор электродвигателя; 8 - всасывающий вентиль; 9 - коренные подшипники скольжения

При проектировании способ герметизации компрессоров выбирают, исходя из требований эксплуатационной надежности компрессора в составе конкретной холодильной машины (теплового насоса). С точки зрения теплового расчета, бессальниковый и герме­тичный компрессоры идентичные.

По конструкции базовых (корпусных) деталей различают два типа бескрейцкопфных компрессоров:

• блокцилиндровые - те, у которых цилиндры или блоки цилиндров отлиты отдельно от картера и крепятся друг к другу с помощью резьбовых соединений - рис.8.16а;

• блоккартерные - блок цилиндров и картер представляют единую отливку, а рабочие поверхности цилиндров образованы встав­ными втулками (гильзами) - рис.8.14, 8.15, 8,166. Эти компрессоры являются в настоящее время наиболее совершенными среди бескрейцкопфных.

Сальниковые и бессальниковые компрессоры могут быть как блокцилиндровыми, так и блоккартерными.

Все компрессоры по количеству цилиндров подразделяются на одноцилиндровые и многоцилиндровые.

Чем больше в компрессоре цилиндров, тем сложнее его кине­матическая схема. Увеличение числа цилиндров ослабляет пульсацию потока рабочего вещества в трубопроводах и проточных частях компрессора, способствует лучшему уравновешиванию сил инерции, повышению частоты вращения вала, улучшает массогабаритные и экономические показатели компрессора.

Компрессоры ФВ22, ФУ45, ФУУ90, приведенные на рис.8.17 являются унифицированными, т. е. имеют одинаковую шатунно-порш­невую и клапанную группу. Различие составляет число цилиндров. Ряды унифицированных компрессоров производятся практически все­ми заводами-изготовителями холодильных компрессоров.

Тип любого компрессора определяется расположением ци­линдров в пространстве. Компрессоры бывают:

• горизонтальные;

• вертикальные (рис.8.17а);

• угловые (рис.8.176,в).

Угловые бескрейцкопфные компрессоры выполняются V (У)~ образными, W-образными, VV (УУ) - образными. W - и VV-образные компрессоры могут быть веерообразными или звездообразными. В этих кинематических схемах количество цилиндров возможно: 2 , 3

(очень редко), 4, 5 (редко), 6 и 8. Известны холодильные компрессоры с числом цилиндров до 16.

Привод компрессора осуществляется от электродвигателя. Преимуществами такого привода являются простота устройства и обслуживания, компактность конструкции, надежность и постоянная степень готовности к работе, что особенно важно для автоматизации компрессорной машины.

Передача крутящего момента с вала электродвигателя на вал компрессора производится следующими способами:

• через клиноременную передачу,

• через муфту;

• непосредственно.

В бессальниковых и герметичных компрессорах ротор электродвигателя насаживается непосредственно на вал компрессора, а статор встраивается в картер (рис.8.16 б, в).

По быстроходности (по частоте вращения вала) поршневые компрессоры бывают:

• малооборотные, п< 16 сек"1 (960 об/мин);

• многооборотные, я>16 сек'1.

Каждый из этих типов компрессоров имеет достоинства и не­достатки, которые необходимо учитывать и оценивать при проекти­ровании. Часто решающими в этом выборе оказываются конструк­тивные и технологические соображения.

Конструкция и технология изготовления современных порш­невых холодильных компрессоров позволяет применять их при темпе­ратурах кипения То> -100°С, конденсации Тк< 100°С, окружающего воздуха в диапазоне -40°С... 85°С. Таким образом для использования выпускаемых холодильных компрессоров в высокотемпературных тепловых насосах потребуются некоторые конструктивные доработки, чаще относящиеся к клапанной группе.