Устройство компрессора холодильника. Устройство компрессора
Воздушные компрессоры: устройство, принцип работы, назначение
Воздушный компрессор представляет собой установку, действие которой основано на сжатии воздуха и подачи его под определенным давлением в пневматическое оборудование. Выбирая компрессорное оборудование для выполнения различных видов работ, необходимо учитывать устройство компрессора, его конструктивные особенности, а также технические и рабочие характеристики установки.
Конструктивные особенности, принцип действия и устройство воздушного компрессора зависят от типа установки. Современные компрессоры имеют несколько классификаций, главной из которых является различие компрессоров по принципу действия. Сегодня производители компрессорного и пневматического оборудования предлагают большое количество данных установок различного типа, наиболее распространенными среди которых являются винтовые и поршневые установки. Все виды компрессоров имеют, как общие элементы, так и различия в конструкции. Кроме того, в зависимости от типа оборудования могут быть использованы различные материалы при изготовлении тех или иных составляющих компрессоров.
Устройство компрессоров винтового типа
В промышленных отраслях наиболее распространено использование винтовых воздушных компрессоров, которым характерны высокие технические характеристики. Устройство компрессора воздушного винтового отличается от аналогичных установок наличием винтового блока, в состав которого входят два ротора с ведущим и ведомым типом. Винтовой блок является основным рабочим элементом данного оборудования.
В момент работы данного компрессора, воздух, который проходит через систему фильтрации и клапан, поступает блок с винтами, где происходит смешивание воздуха с маслом. Использование масла необходимо для устранения пузырей воздуха и уплотнения пространства.
Здесь Вы можете ознакомиться с каталогом воздушных компрессоров, реализуемых ООО ТД "ТехМаш".
Далее воздушно-масляная смесь нагнетается винтовым блоком в пневматическую систему. На следующем этапе смесь поступает в сепаратор, где воздух отделяется от масел и, через систему радиатора, подается в ресивер или же на пневматическое оборудование.
Так как блок, в котором расположены винты, является главным рабочим элементом компрессора, принцип его работы необходимо рассмотреть отдельно. Зубья роторов – ведущего и ведомого, находятся в зацепленном состоянии. Корпус винтового блока и открытые полости роторов создают объем, в который, при вращении винтов, поступает воздух. Вращение роторов имеет противоположные направления. При этом происходит закрытие открытых полостей, что приводит к уменьшению объема между ними и увеличению давления нагнетания.
Подобное устройство винтового компрессора и его принцип действия обеспечивает высокую эффективность работы всей установки, бесперебойную подачу сжатого воздуха на пневмооборудование и возможность интенсивной эксплуатации данной системы на протяжении длительного времени.
Устройство поршневого компрессора и принцип его действия
Другим видом компрессорных систем, широко используемых в быту и на небольших предприятиях, является оборудование поршневого типа. Главным отличием такой установки от винтового и других типов оборудование является достаточно простое устройство поршневого компрессора и принцип его работы. Основные элементы данной установки можно разделить на группы в зависимости от выполняемых функций:
- цилиндровая группа;
- поршневая группа;
- механизмы движения;
- системы регулирования, представляющие собой элементы, регулирующие производительность оборудования – трубопроводы, вспомогательные клапаны;
- системы смазки;
- элементы охлаждения;
- детали для установки оборудования.
Конструктивно поршневой компрессор представляет собой корпус, выполненный из чугуна, алюминия или же другого материала и оснащенный цилиндром, расположение которого может быть как вертикальным, так и горизонтальным. Основную подвижную и рабочую часть компрессора составляет сам поршень и два клапана, выполняющие всасывающие и нагнетательные функции.
Основу работы данного оборудования составляет движение поршня – поступательные движения приводят к всасыванию воздуха в цилиндр, а при возвратном действии воздух сжимается. Данный процесс и приводит к увеличению силы давления. В этот момент происходит закрытие клапана всасывающего действия, а нагнетательный клапан подает в магистраль сжатый воздух. Данный цикл повторяется на протяжении всего периода работы оборудования, обеспечивая пневмоинструменты воздухом под давлением необходимого уровня. Устройство компрессора воздушного поршневого отличается своей сравнительной простотой в сочетании с высокими рабочими и эксплуатационными характеристиками.
Учитывая устройство компрессоров поршневых и винтовых, их конструктивные, технические и эксплуатационные особенности, можно легко выбрать наиболее подходящий тип оборудования в соответствии с предъявляемыми к ним требованиями и для использования с различными пневмоинструментами при проведении как промышленных, так и бытовых работ.
www.pnevmoteh.ru
Устройство компрессора | Двигатель прогресса
May 21, 2015
Воздушный компрессор это машина повышающая давление газа за счет уменьшения его объема и увеличения плотности без преобразования в жидкость. Сжатый воздух может быть использован для множества различных задач. Для любого компрессора не зависимо от его типа необходимо топливо: бензин, дизельное топливо, электричество. Компрессора также используются для различных химических веществ и топлива, которые требуют сжатия.
Основные компоненты воздушного компрессора: двигатель (электрический, бензиновый или дизельный), приемник (резервуар) и насос. В зависимости от назначения и типа компрессора приемник может быть разного размера и положения (горизонтальный или вертикальный). Двигатель через привод приводит в движение механизм забора и сжатия воздуха. В зависимости от модели могут быть и другие важные детали: вентилятор, маховик, коленчатый вал.
Виды компрессоров
По принципу действия компрессоры делятся на три основных вида: центробежные, поршневые и винтовые (роторные или ротационные).
Центробежные компрессоры
В центробежных компрессорах избыточное давление создается при помощи нескольких рядов лопастей расположенных на роторе, наподобие вентилятора. Ротор с лопастями расположен внутри герметичного корпуса с двумя отверстиями. Вентилятор приводится в движение с помощью двигателя. Рабочее колесо всасывает воздух, через впускное отверстие, нагнетая его к противоположной стороне корпуса увеличивая кинетическую энергию. На выходе с лопасти воздух за счет центробежной силы приобретает дополнительное давление. В таком состоянии сжатый воздух закачивается в камеру. Центробежные компрессоры широко используются в крупных машинах и оборудовании.
Поршневые компрессоры
В поршневых компрессорах используется коленчатый вал с поршнями. Вал, вращаясь, заставляет двигаться поршни, которые и сжимают воздух. Эти компрессоры очень похожи на автомобильный двигатель и работают аналогичным образом за исключением того, что сжатый воздух не воспламеняется в цилиндре. При нисходящем ходе поршня воздух втягивается в цилиндр, а при восходящем сжимается. В конструкции такого компрессора может использоваться несколько поршней, и они могут выдавать сжатый воздух с очень большим давлением. Благодаря простоте своей конструкции и легкостью обслуживания поршневые компрессоры используются чаще всего. В основном применяются на портативных устройствах сжатия воздуха.
Винтовые или роторные компрессоры
Компрессоры с винтовым принципом более сложные и дорогие. В большинстве случаев это не портативные устройства, а стационарные промышленные агрегаты многоцелевого использования. Роторный компрессор работает от двигателя внутреннего сгорания, дизельного или бензинового. Разделяют масляные и безмасляные винтовые компрессоры.
В герметичном корпусе находятся два вращающихся ротора с винтовыми зубьями, которые находятся в постоянном сцеплении друг с другом. Привод от двигателя придает вращение одному из роторов, второй вращается за счет постоянного сцепления. Винтовая пара, вращаясь, всасывает воздух, через воздухозаборник, нагнетая в более мелкие полости, тем самым сжимая его. Внутренняя полость корпуса заполнена маслом, которое выступает в качестве хладагента и герметика, не позволяющего уходить воздуху при вращении винтов. Кроме того, масло позволяет снизить уровень шума. Сжатый воздух вместе с маслом попадают в разделительные камеры, где воздух уходит вверх, а масляные остатки вниз. Сжатый воздух через клапан попадает в резервуар, а масло из разделительной камеры в радиатор, где оно охлаждается, перед тем как снова попасть в компрессор. Автоматическое охлаждение и смазка дают возможность беспрерывного использование такого компрессора длительный срок.
Безмасляный роторный компрессор работает по тому же принципу, что и его масляный аналог. Воздух втягивается в компрессор посредством двух взаимосвязанных винтов, который также сжимается и направляется в резервуар. Безмасляный роторный компрессор применяется в отраслях, где неприемлема возможность загрязнения воздуха маслом. Как пример: медицинские и исследовательские учреждения, производство мелких компьютерных компонентов.
Безмасляный компрессор более дорогой из-за тонкой подгонки деталей, в то время как масляные работают более тихо, а также у них более широкая сфера применения.
lab-37.com
Устройство компрессора холодильника: классификация и разновидности компрессоров
Человек, знакомый с принципом работы двигателя внутреннего сгорания, легко представит, что творится внутри компрессора. Там тоже присутствует поршень, система клапанов. Испаренный фреон заходит и немедленно нагревается от сжатия, потом выбрасывается в сторону конденсора под давлением. Поэтому легко переходит в жидкое состояние и отдает энергию помещению, чтобы пойти на новый цикл через капиллярный расширитель. Требуется, чтобы фреон постоянно циркулировал, как кровь по сосудам. По указанной причине компрессор часто называют сердцем современного холодильника. Поговорим про устройство компрессора холодильника подробнее.
Классификация компрессоров
Благодарим Быкова А.В. за хороший справочник по холодильным компрессорам 1992 года выпуска. Без него (справочника и автора) читатели Рунета читали бы недостоверную информацию, многократно переписанную сайтами.
В типичных домашних холодильниках компрессоры поршневые. Думаете, корейцы, открыв в 1981 году принцип работы двухшнековой соковыжималки, создали нечто новое? Это глубокое заблуждение! Винтовые компрессоры известны с 1878 года, там использованы роторы, вращающиеся навстречу друг другу, чтобы создать давление. Напрасно считать описанный принцип архаичным. У винтовых компрессоров перед поршневыми ряд преимуществ:
- Постоянная скорость вращения валов вне зависимости от давления в системе. Это придает параметрам двухроторного винтового компрессора высокую стабильность в любых условиях.
- Высокий коэффициент сжатия, определяется качеством сборки, обработки поверхностей деталей, выдержкой заданных допусков, посадок и размеров. Требуется высокая технологичность.
- Особенности конструкции: нет деталей, несущих высокую нагрузку, прибор получается долговечным. В паровую камеру (пространство между двумя роторами) впрыскивается масло.
- Возможность плавной регулировки производительности простым изменением скорости вращения роторов. Это удобно в инверторных схемах управления.
Касательно промышленности, отмечается ряд ключевых преимуществ двухроторных винтовых компрессоров перед поршневыми:
- Малый уровень вибраций. Не требуется создания тяжелого и прочного фундамента.
- Сравнительно малый уровень шума, что позволяет избежать порой сложностей с размещением оборудования.
- Меньшие размеры компрессора.
Недостаток единственный:
- Малый КПД в случае перехода фреона из одного состояния в другое прямо внутри корпуса. Это обусловливается постоянной скоростью вращения валов и разной степенью сжатия по указанной причине. Поршень-то двигается, пока сил хватает, а шнеки мелют и мелют, если мощности хватает.
Рассматриваемый класс оборудования принято делить на типы и подтипы:
Царство компрессоров:
- Подцарство динамические:
- Класс центробежные,
- Класс осевые.
- Подцарство объемные:
1. Класс поршневые:
— Подкласс поступательные.
— Подкласс с коленчатым валом.
2. Класс ротативные.
— Подкласс роторные:
А) Семейство двухроторные.
Б) Семейство однороторные.
— Подкласс с катящимся ротором.
— Подкласс спиральные.
— Подкласс пластинчатые.
— Подкласс роторно-поршневые (трохоидные).
Пусть читатели извинят скромные познания авторов в биологии, но для классификации компрессоров хватило. Видим — на свете немало устройств, и большинство находят применение. К примеру, спиральные часто включаются в состав тепловых насосов.
Динамические компрессоры
В противовес объемным указанные компрессоры используют «живую» силу лопастей. Если в поршневых и подобных нагрузка ложится на жесткие конструкции, здесь работа выполняется вентилятором. Человек, знакомый с системами вентиляции и кондиционирования, уже отметил сходство в названиях. Оно не случайное, а намеренное и обоснованное: внутри динамических компрессоров стоят фактически вентиляторы двух типов:
- осевые;
- центробежные.
Смысл сказанного:
- Осевые вентиляторы — знакомы, это приборы для обдувания в жару. Только приспособление ставят внутрь патрубка (рабочей камеры), чтобы создать давление в нужном направлении. Среда перемещается под действием вращающихся лопастей.
- Центробежные работают за счет факта, что каждое тело, движущееся по кругу, стремится вылететь по прямой с собственной орбиты. Спутники (включая геостационарные) удерживаются лишь тяготением земли, поэтому Eutelsat висят над экватором на одинаковой высоте. Скорость движения-то одинаковая!
Недостатки динамических компрессоров очевидны: в агрегатах невозможно получить высокий коэффициент сжатия, значит, проблематично создать высокое давление. К примеру, холодильные агрегаты нагнетают фреон до 15 – 25 атм, отдельные люди утверждают, что это не предел, в просто высокие показатели. Зато конструкция динамических компрессоров сравнительно простая, а требования низкие.
Поршневые компрессоры
Принцип действия компрессора холодильника напоминает двигатель внутреннего сгорания с единственным цилиндром. Внутри компрессора стоит коленчатый вал, приводимый в действие электродвигателем. Известна отличающаяся конструкция, экономнее и проще управляется инверторной схемой формирования импульсов. В этом случае видим шток с поршнем на конце внутри катушки из проволоки. Проходящий переменный ток заставляет систему совершать поступательные движения, за счет чего работает холодильник. Указанные технологии сегодня считаются лучшими, корейцы активно внедряют их в продукцию, создают отличные поучительные ролики.
В рабочей камере два клапана – приточный и расходный. Располагаются на стенках. Если компрессор прямоточный, вход помещается на цилиндре. Конструкция не сильно распространена. Клапан в днище поршня повышает массу движущейся части, сложно обеспечить нужные проходные сечения. Сегодня используются в технике непрямоточные поршневые компрессоры.
Роторные компрессоры
Двухроторные компрессоры считаются полным аналогом двухшнековой соковыжималки. Как правило, винтовые спирали неравнозначны. Ведущий ротор обнаруживает четыре выступа с чуть скругленными вершинами, под которые на ведомом прорезаны шесть ложбинок соответствующего профиля. Оба вала помещены в сдвоенный цилиндрический корпус и соприкасаются по длине. Вращение происходит навстречу.
Заборное и выходное отверстия для фреона расположены по диагонали:
- хладагент входит в начале роторов сверху;
- сжатый газ выходит в конце спиралей снизу.
Конструкция создана так, что спирали роторов плотно прилегают к корпусу. Вращение ведется, чтобы от заборной камеры порции воздуха расходились вбок (в противоположные стороны), захватываясь движущимися валами. На первом роторе порций четыре, на втором шесть. Оборачиваясь по кругу, в конце концов внизу спирали встречаются. Дальнейшее вращение приводит к ударному сжатию фреона, под большим давлением газ выбрасывается наружу.
Чтобы понять прелесть конструкции, вспомните, что у двухшнековых соковыжималок максимальный коэффициент отжима, приборы способны молоть даже косточки, если сделаны из стали, без особого ущерба. Подобное устройство компрессора холодильника позволяет создать ударное давление, сложно достижимого в иных случаях.
Напомним, что в пространство между валами (паровая камера) впрыскивается масло для уменьшения трения. Это не единственная причина. Очевидно, что КПД устройства напрямую зависит от герметичности полости роторов. Масло за счет поверхностного натяжения создает пробку между спиралями и корпусом. Повышается давление без усилий. А значит, возможно снизить скорость вращения для получения заданных характеристик, уменьшить потребляемую мощность, понизить технологические требования к сборке и качеству деталей.
Принцип работы компрессора холодильника далек от винтового, возможно, зря. Не стоит думать, что везде царят поршни. Уже упомянули, что часто тепловые насосы обладают спиральным компрессором, где присутствуют статор и ротор. Оба – спирали, вдетые друг друга. При круговом движении ротора фреон сжимается сильнее и выбрасывается наружу.
vashtehnik.ru
Принцип работы компрессора
Строительные машины и оборудование, справочник
Категория:
Устройство автокомпрессоров
Принцип работы компрессораВ основу работы компрессора положены законы технической ; термодинамики. Название термодинамика происходит от греческих слов «термос» — тепло и «динамика» — сила. Техническая термодинамика изучает процессы превращения теплоты в механическую работу и обратно. Компрессоры сообщают газам полезную энергию (потенципльную и кинематическую), предопределяя изучение тепловой формы движения газообразных сред.
Газ может находиться в различных состояниях. В качестве основных термодинамических параметров для газов приняты давление, температура и удельный объем или плотность.
Давление (р) – это отношение силы Р к поверхности площадью F. Когда сила нормальная и равномерно распределена по поверхности, p—P/F. Поэтому очевидно, что давление – это сила, которая действует на единицу поверхности. Давление может быть выражено в различных единицах измерения — техническая атмосфета (ат), паскаль (Па), миллиметры ртутного столба. Все они находятся в определенной зависимости: 1ат=1кгс/см2=98 100 Па=0,0981 Мпа=735,5 мм.рт.ст. Кроме того, существует понятие барометрическое (атмосферное) давление (Рбар) — давление, которое создает атмосферный воздух. Для измерения атмосферного давления используют приборы, называемые барометрами. Если давление газа выше атмосферного, то его измеряют манометрами, показывающими разность между действительным и барометрическим давлениями газа. Замеренное манометром давление обычно называют избыточным. Значит, если необходимо определить действительное (абсолютное) давление газа, нужно к показаниям барометра прибавить показания манометра и получить результат по формуле Рабс=Рбар+Ризб.
Температура характеризует энергию движущихся молекул. Ее из- : меряют с помощью термометров, имеющих определенную температурную шкалу. В технике используют две температурные шкалы: практическую с единицей градус Цельсия (°С) и термодинамическую с единицей Кельвина (К). При построении шкалы Цельсия температура плавления льда при нормальном давлении принимается за 0°С, а температура кипения воды – за 100°С. В природе существует самая низкая температура, называемая абсолютным нулем температуры. По шкале Цельсия абсолютный ноль равен 273°С. Шкала Кельвина является основной температурной шкалой в системе СИ. За К принимается абсолютный ноль температуры, а в качестве опорной точки используется температура тройной точки воды, которой придано численное значение 273 К.
Удельный объем V — это объем единицы массы U=V/m, где V — объем, занимаемый газом, мз; m — масса этого груза, кг. Плотность – это масса единицы объема. Плотность является обратной величиной удильного объема q=m/V.
Чтобы проследить особенности и выявить закономерности протекания тепловых процессов в компрессоре, вводится понятие — идеальный компрессор. Приняв для идеального компрессора допустимый ряд упрощений, можно все процессы в нем охарактеризовать простыми зависимостями между термодинамическими параметрами. Различают три процесса, протекающих в идеальном компрессоре: всасывание, повышение давления, нагнетание.
При этом для идеального компрессора справедливы три допущения: 1) в процессе повышения давления имеется постоянное количество газа, т.е. какая масса газа будет всасываться, такая же масса выталкивается из компрессора в процессе нагнетания с изменением объема всасываемого газа; 2) температура и давление газа для процессов всасывания и нагнетания остаются неизменными для всего периода работ компрессора; 3) все процессы при сжатии внутри компрессора протекают без трения.
Работа действительного компрессора во многом отличается от упрощенной модели идеального компрессора.
В действительном компрессоре одновременно протекают разнообразные термодинамические процессы, влияющие на производительность и потребляемую мощность. Причем, интенсивность этих процессов в различных точках рабочей полости изменяется в течении оборота вала, периодически повторяясь.
Компрессоры, предназначенные для сжатия воздуха, называются воздушными. В автокомпрессорах применяют воздушные поршневые, винтовые, ротационно-пластинчатые компрессорные установки.
Принцип действия поршневого воздушного компрессора основан на изменении объема воздуха в цилиндре при движении поршня от верхней мертвой точки (в.м.т.) вниз к нижней мертвой точке (н.м.т.). Благодаря создавшейся разности давлений вне цилиндра и внутри его автоматически открывается всасывающий клапан и атмосферный воздух поступает в цилиндр. При этом нагнетательный клапан остается открытым. При обратном ходе поршня к в.м.т воздух сжимается и давление в цилиндре повышается, всасывающий клапан автоматически закрывается, а нагнетательный — открывается и сжатый воздух выталкивается из поршня. Таким образом, в компрессоре при одном ходе поршня происходит всасывание воздуха, а при другом — сжатие.
В винтовом компрессоре воздух сжимается в процессе вращения двух роторов, установленных в корпусе компрессора. На роторе нарезаны зубья специального профиля, которые называются винтами. Всасываемый воздух порциями последовательно перемещается в винтовой нарезке впадин при вращении роторов, образуя непрерывный рабочий цикл сжатия. Главным требованием к профилю зубьев ротора (винта) является обеспечение непрерывности линии контакта.В ротационно-пластинчатом компрессоре на роторе нарезаны пазы, в которых установлены пластины. Воздух, попадая в ячейки между рабочими пластинами, при вращении ротора сжимается. Сжатие воздуха происходит путем уменьшения объема рабочих полостей, заключенных между пластинами вращающегося ротора и цилиндром — статором компрессора. В процессе сжатия в полость всасывания компрессора впрыскивается масло, которое охлаждает воздух, смазывает трущиеся детали и улучшает компрессию, образуя масло-воздушную смесь. Сжатая в цилиндре I ступени масло-воздушная смесь, нагнетается во II ступень компрессора, далее, еще раз сжимаясь, поступает в маслосборник, где отделяется основная часть масла. Окончательно воздух отделяется от масла в маслоотделителе. Очищенный сжатый воздух поступает в воздухосборник и через раздаточные вентили направляется к потребителям.
Рассмотрим принципиальную схему действия.автокомпрессора АПКС-6 с приводом от двигателя базового автомобиля (рис.172). На раме 13 базового автомобиля установлен компрессор 4, воздухосборник 1 и холодильник 2. Холодильник обдувается потоком воздуха, подаваемого вентилятором 3, установленным на валу компрессора. Привод компрессора осуществляется от двигателя автомобиля посредством промежуточных карданных валов 10 и 12 через коробку отбора мощности 11. Вал компрессора приводится от карданных валов через редуктор 7 и эластичную муфту 5. Компрессор включают с помощью рычага 9 из кабины машиниста (водителя). Для контроля за работой компрессора предусмотрен щит 6 с приборами. Компрессор и механизмы станции закрыты капотом 8 с открывающимися боковыми щитами. На раме автомобиля установлен ящик для хранения инструмента, приспособлений и комплект раздаточных шлангов.
Рис. 172. Автокомпрессор АПКС-6:1 – воздухосборник; 2 – холодильник; 3 – вентилятор; 4 — компрессор; 5 — муфта; 6 — щит с измерительными приборами; 7 – редуктор; 8 – капот; 9 – рычаг; 10, 12 – передний (нижний) и верхний карданные валы; 11 – коробка отбора мощности; 13 – рама автомобиля.
Читать далее: Поршневые компрессоры
Категория: - Устройство автокомпрессоров
Главная → Справочник → Статьи → Форум
stroy-technics.ru
