Классификация станций по способу передвижения

б). по роду привода компрессорные станции подразделяются:

• от ДВС (дизельные, карбюраторные);

• от эл. двигателя.

в). В зависимости от установленного компрессора (по принципу его действия):

• поршневые;

• винтовые;

• ротационные.

Винтовые и ротационные компрессоры, установленные на передвижных компрессорных станциях, по сравнению с поршневыми компрессорами имеют существенные конструктивные и эксплуатационные преимущества:

- компрессоры не имеют КШМ;

- отсутствуют ненадёжные в эксплуатации самодействующие клапаны;

- отличаются простатой конструкции;

- имеют небольшие габариты, массу.

Г). по числу степеней сжатия в компрессоре:

• одноступенчатого сжатия – в компрессорах одноступенчатого сжатия воз-

дух сжимается один раз, а затем поступает в

воздухосборник;

Рис.6. Схема поршневого компрессора одноступенчатого сжатия:

1 – поршень; 2 – цилиндр; 3 – клапан всасывающий; 4 – нагнетательный

клапан; 5 – поршневой палец; 6 – шатун; 7 – коленчатый вал.

• двухступенчатого сжатия – в компрессорах двухступенчатого сжатия воз-

дух сжимается дважды: в начале до опреде-

лённого давления в цилиндре І ступени, а за-

тем до конечного давления в цилиндре ІІ сту-

пени;

Рис.7. Схема поршневого компрессора двухступенчатого сжатия:

1 и 2 – цилиндры І и ІІ ступени; 3 – холодильник.

• многоступенчатого сжатия – в компрессорах многоступенчатого сжа-

тия воздух сжимается столько раз,

сколько ступеней сжатия имеет ком-

д). по числу цилиндров:

• одно-;

• двух-;

• многоцилиндровые;

е). по величине рабочего давления:

• низкого – до 1 Мпа;

• среднего – 1÷10 Мпа;

• высокого - ≥ 10 Мпа.

Ж). по производительности:

• малой подачи – до 3 м³/мин.

• средней – 3÷10 м³/мин.

• большой - ≥ 10 м³/мин.

Для передвижных компрессорных станций используют компрессоры малой и средней производительности низкого давления.

Индексация:

П – прицепной;

Н – переносной;

В – винтовой;

Р – ротационный;

Э – эл. привод.

Устройство и принцип действия основных узлов и систем компрессоров. В последние годы компрессорные заводы выпускают компрессорные станции более совершенной конструкции, надёжные в эксплуатации и безопасные для обслуживающего персонала. В этих станциях изменены конструкции компрессоров, вспомогательного оборудования (воздухоочистителей, холодильников, воздухосборников), изменена конструкция ходовой части станций.

Компрессорное оборудование – это совокупность компрессора, при-

вода и вспомогательного оборудо-

вания.

Чтобы правильно понять устройство компрессора, необходимо разобраться с назначением и устройством всех составляющих его частей и систем.

Все детали, поршневого компрессора можно распределить «в конструктивные группы в зависимости от их назначения:

▬ группа механизма движения – рама, станина или картер, корен-

ные подшипники, коленчатый вал, шатуны, крейцкопфы, маховик;

▬ цилиндровая группа – цилиндры, втулки цилиндров, крышки, уп-

лотнения штока;

▬ поршневая группа – поршни, поршневые кольца, штоки;

▬ группа распределения – клапаны;

▬ система смазки – масляные насосы, фильтры, маслопроводы,

холодильники для масла, маслоотделители и др.;

▬ система охлаждения – промежуточный и концевой холодильники

для сжимаемого газа, трубопроводы;

▬ система регулирования – средства регулирования производи-

тельности (цилиндры дополнительных «мертвых» пространств,

вспомогательные клапаны, трубопроводы);

▬ группа установки машины – щит управления, привод, газопро-

воды, ресиверы, воздушные фильтры, ограждение и др.

Воздушная компрессорная станция представляет собой установку, состоящую из:

● воздушного компрессора;

● приводного двигателя (ДВС или эл. двигателя);

● вспомогательного оборудования;

● щита управления;

● контрольно-измерительных приборов;

● установленных на раме прицепной тележки или самостоятельной ра-

ме у переносных станций.

Привод компрессоров осуществляется от электродвигателей и от двигателей внутреннего сгорания (дизельных и карбюраторных).

Рис.8. Принципиальная схема устройства передвижной

компрессорной станции:

1 – рама; 2 – холодильник; 3 – двигатель; 4 – компрессор;

5 – воздухосборник; 6 – соединительная муфта.

Рис.9. Компрессорная станция ПВ-10:

1 – ходовая часть; 2 – двигатель; 3 – рым-устройство; 4 – компрессор;

5 – топливный бак; 6 – маслосборник с маслоохладителем.

Рис.10. Переносная станция НВ-10Э:

1 – масляный холодильник; 2 – вентилятор; 3 – электродвигатель; 4 – автомат;

5 – шкаф управления; 6 – устройство для подъёма станции; 7 – регулятор подачи;

8 – воздухоочиститель; 9 – винтовой компрессор; 10 – воздухосборник; 11 – нагреватель; 12 – заземляющий болт; 13 – электродвигатель масляного насоса;

14 – салазки; 15 – рама.

Рис.11. Переносная компрессорная станция малой подачи СО-7А:

1 – рукоятка; 2 – электродвигатель; 3 – клиноременная передача; 4 – воздушный фильтр; 5 – компрессор; 6 – манометр; 7 – регулятор давления; 8 – предохранительный клапан; 9 – воздухосборник; 10 – влагомаслоотделитель; 11 – колесо;

12 – упор.

Работа поршневого компрессора обусловлена чередованием процессов всасывания и нагнетания аналогично тому, как это происходит в поршневом насосе.

Однако в поршневом компрессоре, во время нагнетательного хода поршня воздух сначала сжимается до величины давления в рабочей камере , необходимой для открытия выпускного клапана, а затем выталкивается поршнем в нагнетательный трубопровод через этот клапан. Кроме того, при движении поршня от крышки цилиндра давление в рабочей камере падает до давления рн не сразу, а лишь после того, как расширится газ, оставшийся к концу выталкивания в «мертвом» пространстве цилиндра. «Мертвое» пространство находится главным образом в клапанах и каналах, а также в небольшом зазоре между поршнем и крышкой.

Назначение КШМ компрессора – преобразование вращательного движения коленчатого вала в возвратно-поступательное движение поршня. КШМ состоит из:

- картера, на котором установлены блок-цилиндры с клапанами-крышками,

- поршней с кольцами и поршневыми пальцами,

- шатунов,

- коленчатого вала,

- маховика.

Рис.12. Принципиальная схема поршневого компрессора:

1 – поршень; 2 – цилиндр первого уровня; 3 – холодильник; 4 – картер с поддоном

картера; 5 – коленчатый вал; 6 – шатун; 7 – воздухосборник; 8 – впускной клапан;

9 – выпускной клапан; 10 – цилиндр второго уровня.

Процесс прессовки у поршневого агрегата выглядит следующим образом: воздух поступает через входной Т-образный («Т» в данном случае перевернутая) клапан в цилиндр. Там происходит сжатие, сопровождаемое нагревом (чем быстрее сдавливается воздух, тем выше поднимается его градус). Затем масса «вытекает» через выходной Т-образный клапан и направляется в магистраль с уже рабочим давлением. На выходе она охлаждается.

Сжатие в компрессоре с несколькими цилиндрами идет либо ступенчато, либо параллельно. В первом случае воздух проходит через несколько стадий последовательной прессовки. Во втором случае идет независимое сдавливание в нескольких поршнях, то есть на выходе с каждого из них мы получаем готовый к потреблению воздух с рабочим давлением.

Двигает поршни коленвал, приводимый в действие электродвигателем (у больших аппаратов зачастую дизельным мотором), поэтому утверждение, что пневмоинструменту совсем не нужно электричество, хотя и верно, но способно ввести в заблуждение: электричество требуется компрессору, без которого инструмент работать не будет.

Передача от двигателя к коленвалу может быть или прямой, или ременной. Второй вариант используется для экономии ресурса компрессорной головки: чтобы обеспечить одну и ту же производительность, коленвал такой машины будет двигаться менее интенсивно, чем у прямоприводной. При одинаковых времени работы, скорости вращения и прочих равных производительность у ременного компресссора больше, а шумность, что не менее важно, намного ниже. Агрегаты с прямым приводом вполне подходят для небольших мастерских — там большая производительность не нужна, значит, и переплачивать за более дорогие аппараты не надо. Последние лучше взять в автосервис, на строительство, небольшое производство.

Винтовые и ротационные компрессоры, установленные на передвижных компрессорных станциях, по сравнению с поршневыми компрессорами имеют существенные конструктивные и эксплуатационные преимущества. Компрессоры не имеют кривошипно-шатунного механизма, отсутствуют ненадёжные в эксплуатации самодействующие клапаны. Компрессоры отличаются простотой конструкции, имеют небольшие габариты, массу.

У винтового компрессора иной принцип действия, нежели у поршневого. Воздух всасывается через специальный клапан, затем проходит фильтрацию и направляется в камеру с винтовой парой. Именно там и происходит прессовка при помощи двух червячных винтов или спиралей (таким образом, ротационные компрессоры делятся на винтовые и спиральные), приводимых в действие электродвигателем. Сжатие происходит за полный оборот ведущего винта.

В отличие от поршневых машин в винтовых сжатие происходит непрерывно, а не «порциями», нет возвратно-поступательных движений, меньше трение, работа не такая шумная, сами машины более надежны и требуют обслуживания гораздо реже поршневых.

Рис.13. Принципиальная схема ротационного компрессора:

1 – статор; 2 – ротор; 3 – лопатки (пластины); 4 – нагнетательный патрубок;

5 – радиальные проточки; 6 – всасывающий патрубок.

Рис.14. Принципиальная схема ротационного компрессора:

1 – цилиндр; 2 – ротор; 3 – пластины; 4 – всасывающий патрубок;

5 – нагнетательный патрубок; А, В, С, Д – замкнутые окошки.

Рис.15. Поперечный разрез двухцилиндрового

ротационного компрессора:

1 – впускной клапан; 2 – пластина ротора І ступени; 3 – ротор І ступени;

4 – ротор ІІ ступени; 5 – пластина ротора ІІ ступени; 6 – обратный клапан.

Для снижения децибел производители снабжают некоторые модели шумозащитным кожухом. Если такая изоляция применена на винтовых агрегатах, то неприятной помехи практически не слышно, во всяком случае, дискомфорта она создавать не будет.

Рис.16. Принципиальная схема винтового компрессора:

1 – корпус; 2 – винты с нарезками.

Рис.17. Винтовой компрессор 14ВК:

1 – вал сцепления; 2 – картер сцепления; 3 – ведущая шестерня; 4 – всасывающий патрубок; 5, 11, и 22 – подшипники; 6 – вспомогательный (ведомый винт); 7 – главный (ведущий винт); 8 – нагнетательный патрубок; 9 – прижимное кольцо; 10 – стакан; 12 – радиально-упорный шарикоподшипник; 13 – задняя крышка; 14, 16 и 21 – задний, средний и передний корпусы; 15 – втулка; 17 – камера всасывания; 18 – ведомая шестерня; 19 – гайка; 20 – масляный насос; 23 – впадина винта; 24 – выступы винта.

На компрессорных станциях с винтовыми и ротационными компрессорами по сравнению со станциями с воздушными поршневыми компрессорами в значительной степени усовершенствованы система смазки и система охлаждения.

Скажем о роли масла в работе ротационного компрессора. Помимо теплоотвода и снижения трения между деталями, оно выполняет функцию герметика: заполнив зазоры, предотвращает утечку сжатого воздуха в область более низкого давления.

Рис.18. Компрессорная станция ПВ-10:

1 – ходовая часть; 2 – двигатель; 3 – рым-устройство; 4 – компрессор;

5 – топливный бак; 6 – маслосборник с маслоохладителем.

Рис.19. Переносная станция НВ-10Э:

1 – масляный холодильник; 2 – вентилятор; 3 – электродвигатель; 4 – автомат;

5 – шкаф управления; 6 – устройство для подъёма станции; 7 – регулятор подачи;

8 – воздухоочиститель; 9 – винтовой компрессор; 10 – воздухосборник; 11 – нагреватель; 12 – заземляющий болт; 13 – электродвигатель масляного насоса;

14 – салазки; 15 – рама.

Принцип действия систем заключается в следующем:

- масло, залитое в воздухосборник и находящееся в в нижней его части под давлением сжатого воздуха, протекает в фильтр грубой очистки;

- в фильтре оно очищается (удаляются частицы пыли, песка и др.) и по трубопроводу поступает в в масляный холодильник;

- в холодильнике масло охлаждается и затем поступает в фильтр тонкой очистки, где окончательно очищается от загрязнения;

- очищенное масло по трубопроводу поступает в компрессор, где, смешиваясь с охлаждённым воздухом, поступающим из воздухоочистителя, образует масловоздушную смесь;

- из цилиндра ІІ ступени масловоздушная смесь поступает под давленим по трубопроводу в воздухосборник, где из неё выпадает значительная часть масла и осаждается на дне воздухосборника;

- затем масловоздушная смесь проходит через маслоотделитель, в котором от неё отделяется оставшаяся часть масла и чистый сжатый воздух поступает в воздухораздаточную трубу воздухосборника, откуда воздух поступает к потребителю.

Несколько другая конструкция системы смазки и системы охлаждения осуществлена на компрессорной станции ПВ-10. Во время работы станции ПВ-10 смазка осуществляется следующим образом:

- масло, циркулируя в замкнутой цепи системы, под давлением сжатого воздуха поступает из поддона воздухосборника в масляный холодильник, в котором охлаждается потоком атмосферного воздуха, засасываемого вентилятором;

- охлаждённое масло протекает через фильтр, поступает на всасывание первой секции масляного насоса, откуда под давлением нагнетается для смазки редуктора, на уплотнение в масляный затвор, для смазки подшипников роторов, а также впрыскивается в рабочие полости компрессора;

- образовавшиеся излишки масла собираются в корпусе ільтрвсора и из него отсасываются второй секцией масляного насоса, затем подаются в рабочую полость ведомого ротора;

- из компрессора масло вместе со сжатым воздухом поступает в воздухосборник, в котором, проходя через фильтр, отделяется от воздуха.

На передвижных компрессорных станциях с маслозаполненными винтовыми компрессорами установлены воздухосборники , конструкция которых отличается от воздухосборников, установленных на компрессорных станциях с воздушными поршневыми компрессорами. Воздухосборник по своей конструкции является и назначению является ёмкостью как для сжатого воздуха, так одновременно и для масла.

Воздухосборник представляет собой стальной сосуд цилиндрической формы, сварной. В воздухосборнике установлен маслоотделитель, внутри которого размещены фильтрующие пакеты из овечьей шерсти, с помощью которых масловоздушная смесь окончательно очищается от масла.

На крышке маслоотделителя установлена раздаточная колонка с раздаточными вентилями.

Для выпуска накопившегося конденсата в отстойнике и слива масла из воздухосборника на нижней цилиндрической части воздухосборника установлена трубка со сливным краном.

Отделение масла из масловоздушной смеси происходит в два этапа. При выходе из нагнетательного трубопровода в воздухосборник масловоздушная смесь теряет свою скорость, и крупные капли масла осаждаются в нижней части воздухосборника. При этом ільтрвляяется предварительная очистка масла. Окончательное отделение масла от масловоздушной смеси происходит в маслоотделителе.

Рис.20.Система смазки и охлаждения ротационного компрессора

станции ПР-10М:

1 – воздухосборник; 2 – маслоотдилитель; 3 – разгрузочный клапан; 4 – масляный насос; 5 – ІІ ступень компрессора; 6 – І ступень компрессора; 7 – воздухоочиститель; 8 – двигатель; 9 – вентилятор; 10 – масляный холодильник; 11 – перепускной клапан; 2 – фильтр тонкой очистки; 13 – фильтр грубой очистки.

ВОЗДУХ

▐

Рис.21. Воздушно-маслянная система компрессора:

1, 4, 13-15, 17, 18 – трубопроводы; 2 – вторая секция (откачивающая) масляного насоса; 3 – первая секция (нагнетательная) насоса; 5 – воздухозаборник; 6 – воздушный фильтр; 7 – компрессор 14ВК; 8 – вентилятор; 8а – двигатель ЯМЗ-236;

9 - масляный холодильник (радиатор); 10, 12 – масляные фильтры; 11 – перепускной клапан; 16 – обратный клапан; 19 – предохранительный клапан; 20 – клапан минимального давления; 21 – воздухораздаточная колонка; 22 – раздаточные вентили; 23 – стравливающий клапан; 24 – воздухосборник; 25 – маслоотделитель.

ВОЗДУХ

Рис.22. Принципиальная схема обратного клапана:

1 – седло; 2 – пластина; 3 – пружина.

Рис.23. Принципиальная схема стравливающего клапана:

1 – корпус; 2 – крышка; 3 – отверстие для выпуска воздуха;

4 – пружина; 5 – поршень; 6 – мембрана.

↑↑↑

давление в воздухосборнике

Рис.24. Принципиальная схема предохранительного

клапана высокого давления:

1 – корпус воздухосборника; 2 – клапан; 3 – корпус клапана; 4 – пружина;

5 - регулировочный винт; 6 – отверстие выхода воздуха в атмосферу.

Рис.25. Принципиальная схема клапана минимального давления:

1 – корпус; 2 – пружина; 3 – поршень; 4 – шток; 5 – воздушная заслонка.

Рис.26. Воздухосборник:

1 – днище; 2 – маслоотделитнль; 3 – фланец; 4 – крышка; 5 – раздаточная

колонка; 6 – раздаточный вентиль; 7 – обечайка; 8 – сливной кран; 9 – отстой-

ник; 10 – предохранительный клапан; 11 – горловина; 12 – щуп; 13 – болт.

Система автоматического регулирования

производительности

Система имеет 2 стадии регулирования производительности: на первой стадии снижает подачу воздуха путем снижения скорости двигателя с 1500 оборотов в минуту до 900, на второй стадии уменьшает подачу сжатого воздуха постепенным закрытием впускного клапана.

На заводе изготовителе систему регулируют на определенное давление.

Система автоматического регулирования включает несколько узлов: впускной клапан, фильтр-влагоотделитель, регулятор производительности, которые соединены между собой, трубопроводам, а с топливным насосом – рычагом и тросом.

Впускной клапан установлен на всасывающем патрубке, уменьшает производительность компрессора путем сокращения проходного сечения всасывающего трубопровода. При полностью закрытом впускном клапане компрессор прекращает подачу сжатого воздуха.

Фильтр влагоотделитель служит для предохранения системы автоматического регулирования от попадания влаги и твердых частиц. Сжатый воздух поступая в корпус влагоотделителя встречает на своем пути отражатель, который направляет его по спирали вниз стакана.

Тяжелые частицы пыли и влаги оседают на стенках стакана, а затем стекает на дно стакана.

Регулятор производительности. При достижении предельного давления в воздухосборнике (0,71-0,72 МПа) сжатый воздух из воздухосборника производительности и начинает воздействовать на него детали. Преодолевая усилие пружины перемещает шток, открывает пропускное отверстие клапана, давит на диафрагму, которая в свою очередь перемещает шток, который посредством троса перемещает рейку регулятора скорости вращения двигателя до 900 об.мин.

Снижение скорости вращения двигателя влечет за собой снижение производительности компрессора. Одновременно сжатый воздух, пройдя регулятор производительности, выходит из него и по трубопроводу поступает во впускной клапан. Если в уменьшенной скорости вращения двигателя давление в воздухосборнике перестает увеличиваться, то поступивший во впускной клапан сжатый воздух наружу через дроссельное отверстие не приводя в действие впускной клапан.

При дальнейшем уменьшении потребления сжатого воздуха давление в воздухосборнике возрастает и сжатый воздух начинает воздействовать на впускной клапан.

Во впускном клапане сжатый воздух, преодолев действие пружины поднимает поршень. Площадь поперечного сечения во впускном патрубке уменьшится, что приведет к дальнейшему уменьшению производительности компрессора.

Как только потребление сжатого воздуха возрастает и давление в воздухосборнике уменьшиться сжатый воздух уже с меньшим давлением будет воздействовать на поршень впускного клапана.

Под действием пружины поршень опустится увеличив поперечное сечение во впускном патрубке.

Производительность компрессора увеличится.

Подготовка станции к пуску

Слить образовавшийся в маслосборнике конденсат путем открытия спускного вентиля.

Проверить уровень масла в маслосборнике и в случае недостатка масла долить его до верхней отметки на щупе. Надежно завернуть крышку заливной горловины.

Проверить уровень масла в масляной ванне воздухоочистителя. Рукояткой привода выключения сцепления отключить компрессор от двигателя.

Проверить закрытие раздаточных вентилей.

Рис.27. Система автоматического регулирования подачи компрессором сжатого воздуха компрессорной станции ПВ-10:

І – впускной клапан; ІІ – регулятор подачи; ІІІ – фильтр-влагоотделитнль; ІV – топливный насос; 1 – отверстие в корпусе впускного клапана; 2, 28, 36 – корпусы; 3 – поршень; 4 – диск; 5 – уплотнительное кольцо; 6, 12, 20 – пружина; 7, 19 – шток; 8, 9 – отверстие; 10, 13 – клапаны; 11 – колпак; 14 – отверстие подвода воздуха от раздаточной колонки воздухосборника; 15 – перепускное отверстие; 16 – отверстие отвода воздуха к впускному клапану; 17 – крышка; 18 – вилка; 21, 22 – диафрагма; 23 – опора; 24 – регулировочный винт; 25 – направляющая; 26 – лимб; 27 – шкала; 29 – сектор; 30 – тяга; 31 – спускной кран; 32 – отражатель; 33 – фланец; 34, 35 – входное и выходное отверстия; 37 – стакан; 38 – шпилька; 39 – керамический сектор; 40 – заслонка; 41 – воздухосборник.

Рис.28. Дышло станции винтовыми и ротационными компрессорами:

1 – сцепная серьга; 2 – направляющая втулка; 3 – вкладыш; 4, 10, 15 – пружины;

5 – стопор; 6, 8, 17 – оси; 7, 14 – рычаги; 9, 12 – передняя и задняя трубы; 11 – канат; 13 – корпус; 16 – упор; 18 – толкатель; 19 – соединительный стержень; 20 – контргайка; 21 – шток; 22 – пробка; 23 – главный тормозной цилиндр; 24 – проушины; 25 – трубопровод; 26, 30 – эксцентрики; 27 – тормозной цилиндр; 28 – тормозной цилиндр колёс; 29, 31 – тормозные колодки колёс.

Таблица 5