Конструкции поршневых компрессоров

Конструкция газомотокомпрессоров.

Системы охлаждения компрессоров.

Газомотокомпрессоры — агрегаты, в которых компрессор и газовый двигатель размещены на одной станине, а передача мощности от газового двигателя к компрессору осуществляется посредством общего коленчатого вала. Такие агрегаты выпу­скают с горизонтальным односторонним или оппозитным рас­положением компрессорных цилиндров и вертикальным или V-образным расположением силовых цилиндров. Двигатель состоит из следующих основных узлов и систем: остова, кривошипно-шатунного механизма, механизма газорас­пределения, систем подачи топлива, регулирования скорости, зажигания, автоматики, охлаждения, наддува, смазки и прес-смазки, пуска.

Остов — совокупность неподвижных деталей — предназначен для монтажа всех движущихся частей и создания полостей для осуществления рабочего цикла двигателя. Остов пред­ставляет собой жесткую конструкцию, образованную фун­даментной рамой, блоком силовых цилиндров с втулками и крышками цилиндров, коренными подшипниками, крейцкопфами и при наличии — продувочными цилин­драми.

Кривошипно-шатунный механизм — общий для двигателя и компрессора, состоит из коленчатого вала с противовесами, шатунов и поршней двигателя, шатунов и крейцкопфов комп­рессоров. В газомотокомпрессоре 10ГКН предусмотрены поршни продувочных цилиндров.

Система подачи топлива предназначена для подачи топ­лива в цилиндры газового двигателя и регулирования его ко­личества совместно с регулятором скорости, а также поддер­живания оптимального соотношения количества топливного газа и воздуха наддува на всем диапазоне нагрузок газомотокомпрессора. Она состоит из клапана соотношения «топлив­ный газ — воздух наддува», газорегулирующего клапана с уп­равлением от регулятора скорости, клапанов ручной регули­ровки и газовпускных клапанов.

Механизм газораспределения, предназначенный для впуска в цилиндр топливного газа, состоит из распределительного вала с пусковыми и топливными кулачками для каждого сило­вого цилиндра, привода распределительного вала от коленча­того вала через цепную передачу и газовпускных клапанов распределительного вала, механически связанных с кулачками.

В газомотокомпрессоре ДР-12 газораспределительные валы на каждый ряд силовых цилиндров по одному валу располо­жены на наружной стороне каждого блока.

Система регулирования скорости предназначена для под­держания постоянной скорости вращения коленчатого вала не­зависимо от нагрузки. Эту задачу выполняет центробежный регулятор непрямого действия с изодромной обратной связью буферного типа, который через систему рычагов воздействует на газорегулирующий клапан.

Система зажигания обеспечивает воспламенение в задан­ный момент рабочего цикла газового двигателя сжатой газо­воздушной смеси. Воспламенение осуществляется электрической искрой, проскакивающей между контактами запальной свечи. Газомотокомпрессоры комплектуются как системой за­жигания с низковольтными магнето, так и с бесконтактной тиристорной системой зажигания. Эта система состоит из низко­вольтных магнето или датчика-генератора и электронного ком­мутатора для тиристорной системы, катушек зажигания и искровых свечей зажигания.

Для отключения зажигания при неполадках в работе двигателя предусмотрены специальные автоматические уст­ройства.

Система охлаждения обеспечивает охлаждение двигателя, масла и воздуха. Состоит из расширительного бака, водяного насоса, охладителя воды, масла и воздуха. Охлаждение блока силовых цилиндров осуществляется по «горячему» циклу — во­дой, предварительно нагретой при проходе через охладитель масла.

Для охлаждения цилиндров двигателя применяется мягкая вода (конденсат), очищенная от осадков и накипообразующих солей. Компрессорные цилиндры, турбокомпрессор и система ох­лаждения охладителей наддувочного воздуха и масла охлаж­даются проточной водой.

Система наддува предназначена для подачи воздуха с из­быточным давлением в цилиндры двигателя, продувки их от выхлопных газов, создания газовоздушной смеси повышенной плотности. Состоит она из турбокомпрессора, который приво­дится в действие газовой турбиной, работающей на выхлопных газах двигателя. В компрессоре 10ГКН предусмотрены проду­вочные насосы, в которых обеспечивается дожатие воздуха пе­ред подачей его в цилиндр двигателя. Кроме того, в состав этой системы входят воздухоочиститель, ресивер и охладители наддувочного воздуха.

Система смазки газомотокомпрессора — смешанная, пред­назначенная для подачи масла в трущиеся детали, осуществ­ляется под давлением (циркуляционная система смазки от маслонасоса и система пресс-смазки от лубрикатора) и раз­брызгиванием. Состоит из маслонасоса, лубрикатора, филь­тров грубой и тонкой очистки масла и охладителя масла. Пресс-смазка цилиндров двигателя, компрессора и сальни­ков штоков компрессорных цилиндров осуществляется с по­мощью лубрикаторов плунжерного типа. Смазка кривошипно-шатунного механизма осуществляется разбрызгиванием масла, находящегося в картере газомотоком­прессора, и от циркуляционной системы смазки под давле­нием.

Система пуска. Пуск газомотокомпрессоров при любом по­ложении коленчатого вала осуществляется сжатым воздухом из пусковых баллонов или с помощью пускового стартера вин­тового типа, приводимым во вращение компримируемым га­зом. Система пуска сжатым воздухом состоит из пусковых баллонов, главного пускового клапана, распределительных клапаной и пусковых клапанов.

Система автоматики предназначена для автоматического контроля, защиты и управления газомотокомпрессором. Эта система взрывобезопасная, пневматическая, состоит из прибо­ров, датчиков и средств управления, аварийно-предупредитель­ных устройств и исполнительных механизмов. Она обеспечи­вает автоматический пуск и загрузку, нормальную и аварийную остановку и разгрузку, автоматическую защиту и сигнали­зацию по рабочим параметрам, регулирование подачи газомотокомпрессора как воздействием на регулятор скорости, так и на регуляторы подачи в компрессорных цилиндрах. Кроме того, система автоматики позволяет осуществлять автоматиче­ское регулирование подачи топливного газа, давления воздуха и уровня масла в раме газомотокомпрессора.

Чтобы сделать компрессор более экономичным, предус­матривают принудительное охлаждение. Чаще оно бывает водяным, иногда воздушным.

В одноступенчатых компрессорах делают охлаждение цилиндров компрессора, в многоступенчатых, кроме того, охлаждают газ в про­межуточных холодильниках.

В цилиндрах удается отвести небольшое количество тепла; глав­ным образом здесь отводится тепло, выделенное при трении в порш­невых кольцах и сальнике. Здесь основная цель охлаждения - сни­жение температуры стенок цилиндра с тем, чтобы улучшить условия смазки. Основное количество тепла отнимается у газа в промежуточ­ных холодильниках.

Часто после компрессора устанавливают конечные холодильни­ки. Эти холодильники на процесс сжатия не влияют, и их предусмат­ривают, исходя из требований техники безопасности и технологичес­ких нужд - для охлаждения газа и отделения от него влаги и масла. Расход воды, необходимый для этих холодильников, мы в дальней­шем не учитываем.

Вода, поступающая в холодильник, может идти по проточной систе­ме при достаточном ее количестве или по замкнутой. В последнем слу­чае воду, нагретую в холодильнике, необходимо охлаждать. На рис. 2.4 показаны системы охлаждения проточная (а) и циркуляционная (б) с брызгальным бассейном. Вода подается для охлаждения цилиндров первой и второй ступеней компрессора (К) и в холодильник (Х). Нагре­тая вода направляется в сборный бассейн. При циркуляционной систе­ме вода нагнетается насосом (Н) к местам охлаждения, а в брызгальном бассейне в систему разбрызгивания. капли и струи воды охлаждаются воздухом, и охлажденная вода собирается во втором бассейне.

Рисунок 2.4 Проточная (а) и циркуляционная (6) системы подачи воды для охлаждения компрессора

Охлаждение воды разбрызгиванием сопровождается большим уносом воды и для своего устройства требует больших площадей.