Виды компрессоров объемного типа сжатия.

Объемные компрессоры: Для объемных компрессоров характерно создание определенного замкнутого объема газа или воздуха и последующее повышение давления, которое достигается за счет уменьшения этого замкнутого объема.

Поршневые компрессоры были изобретены первыми и являются самыми распространенными из всех компрессоров. Поршневые компрессоры очень разнообразны: одинарного или двойного действия, со смазкой или безмаслянные, с разным числом цилиндров и самых различных конфигураций. За исключением самых малых компрессоров с вертикальными цилиндрами, для небольших компрессоров наиболее часто применяется V-образное расположение цилиндров. В крупных компрессорах двойного действия наибольшими преймуществами обладает L-oбразная конфигурация с вертикальным цилиндром низкого давления и горизонтальным цилиндром высокого давления. Поэтому такая конструкция наиболее распространена.

В маслосмазываемых поршневых компрессорах обычно применяют систему естественной подачи масла или систему подачи масла под давлением. В большинстве компрессоров используются самодействующие клапаны, которые открываются и закрываются в результате разности давлений по обе стороны пластины клапана.

Безмасляные поршневые компрессоры могут оснащаться поршневыми кольцами, изготовленными из политетрафтор-этелена (ПТФЭ) или графита. В другом варианте исполнения в поршне и стенке цилиндра могут быть пазы, как в лабиринтных компрессорах. Более крупные машины оснащаются крейцкопфом и уплотнениями на штоке поршня, а также вентилируемым «фонарем» (промежуточным отсеком), предотвращающим перенос масла из картера коленчатого вала в камеру сжатия. Небольшие компрессоры зачастую оснащаются картером коленчатого вала с подшипниками, смазка которых рассчитана на весь срок службы.

Мембранные компрессоры образуют другую группу компрессоров. Мембрана приводится в движение механическим или гидравлическим способом. Механические мембранные компрессоры используются при малых производительностях и низких давлениях или в качестве вакуумных насосов. Гидравлические мембранные компрессоры используются для получения высоких давлений.

Винтовые компрессоры. Принцип действия ротационных компрессоров объемного действия с поршнем в форме винта был разработан в 30-е годы, когда потребовались высокопроизводительные компрессоры, способные стабильно работать в различных условиях.

Основными частями винтового компрессора являются ведущий и ведомый роторы. которые вращаются навстречу друг другу, в то время как пространство между ними и корпусом уменьшается. Каждый из винтовых элементов имеет постоянную, присущую ему степень повышения давления, которая зависит от их длины, шага винта и формы выпускного отверстия. Для получения наибольшего КПД степень повышения давления должна соответствовать требуемому рабочему давлению.

Винтовой компрессор не оснащен клапанами, и в нем отсутствуют механические силы, вызывающие разбалансировку. Это значит, что он может работать при высокой скорости вращении вала, и его конструкция позволяет получить высокую величину потока при малых габаритных размерах. Осевое усилие, зависящее от разности давлений между входом и выходом компрессора, должно приниматься подшипниками. Винт, который первоначально был симметричным, в дальнейшем видоизменился и приобрел различные асимметричные геликоидальные (спиральные) профили.

Безмасляные винтовые компрессоры. В первых винтовых компрессорах, так называемых безмасляных компрессорах, или компрессорах с сухим сжатием, винт имел симметричный профиль и в камере сжатия не использовалась жидкость. В конце 1960-х годов были внедрены высокоскоростные безмасляные винтовые компрессоры с асимметричным профилем винта. Новый профиль винта, благодаря уменьшению внутренних утечек, позволил значительно повысить КПД. В компрессорах с сухим сжатием для синхронизации вращающихся навстречу друг другу роторов используется внешняя зубчатая передача. Так как роторы не соприкасаются ни друг с другом, ни с корпусом компрессора, в камере сжатия отдельной смазки не требуется. Поэтому сжатом воздухе совершенно отсутствует масло. Роторы и корпус изготавливаются с высокой точностью, чтобы уменьшить утечку воздуха со стороны нагнетания в сторону всасывания. Полная степень повышения давления ограничивается разностью температур на впуске и выпуске. Поэтому безмасляные винтовые компрессоры зачастую изготавливаются с несколькими ступенями.

Компрессоры с нагнетанием жидкости. Винтовые компрессоры с нагнетанием жидкости охлаждаются и смазываются жидкостью, которая нагнетается в камеру сжатия, а также зачастую и в подшипники компрессора. Жидкость предназначена для охлаждения и смазки компрессорного элемента, а также для уменьшения обратной утечки воздуха в сторону воздухозабора. В настоящее время для этих целей чаще всего используется масло из-за его хороших смазочных свойств, но могут применяться и другие жидкости, например вода. Винтовые компрессорные элементы с нагнетанием жидкости могут изготавливаться с большой степенью повышения давления, и поэтому для давлений до 13 бар обычно достаточно одной ступени сжатия. Малые обратные утечки в элементе означает также, что эффективно работают даже относительно небольшие компрессоры.

Зубчатый компрессор. Компрессорный элемент зубчатого компрессора состоит из двух роторов, которые вращаются к камере сжатия навстречу друг другу. Процесс сжатия состоит из этапов впуска, сжатия и выпуска. На этапе впуска воздух всасывается в камеру сжатия до тех пор, пока роторы не перекроют впускной канал. На этапе сжатия поступивший воздух находится в камере сжатия, объем которой по мере вращения роторов постепенно уменьшается. Во время сжатия выпускной канал закрыт одним из роторов, в то время как впускной канал открывается для впуска новой порции воздуха в противоположную секцию камеры сжатия. Выпуск происходит, когда один из роторов открывает выпускной канал и сжатый воздух вытесняется из камеры сжатия. Впуск и выпуск происходят в радиальном направлении через камеру сжатия, что позволяет упростить конструкцию подшипников и улучшить заполнение. Вращение обоих роторов синхронизируется зубчатым колесом. Максимальная степень повышения давления, которую можно получить в безмасляном зубчатом компрессоре, составляет 4,5. Следовательно, для более высоких давлений потребуется несколько ступеней.

Спиральный компрессор является разновидностью безмасляного ротационного объемного компрессора, т.е. он сжимает определенное количество воздуха в постепенно уменьшающемся объеме. Компрессорный элемент состоит из неподвижной спирали к корпусе элемента и подвижной эксцентрической спирали с приводом от двигателя. Спирали установлены со сдвигом по фазе на 180⁰ так, чтобы они образовывали воздушные полости с изменяющимся объемом. Такая конструкция обеспечивает спиральным элементам радиальную стабильность. Утечки в спиральном элементе минимальны, так как разность давлений между воздушными полостями меньше разности давлений во впускных и выпускных каналах. Подвижная спираль приводится в движение короткоходным коленчатым валом и эксцентрически перемещается вокруг центра неподвижной спирали. Впускной канал находится в верхней части корпуса элемента. Когда подвижная спираль движется против часовой стрелки, воздух всасывается, захватывается одной из воздушных полостей и сжимается, по мере продвижения к центру, где расположены выпускной канал и обратный клапан. Цикл сжатия продолжается в течение 2,5 оборота, что фактически обеспечивает постоянный воздушный поток без пульсаций. Этот процесс относительно бесшумный и почти без вибрации, так как не возникает переменного вращающего момента, как, например в поршневом компрессоре.

Так же выделяют относительно редко используемые: роторно-пластинчатые компрессоры и жидкостно-кольцевые. По принципу объемного сжатия также работают и большинство воздуходувок.

Компания ГК НТЦ представляет на российском рынке промышленные воздушные компрессоры ведущих мировых производителей.