Устройство и принцип действия поршневого компрессора.

Для малорасходных газопроводов и компрессорных станций, как правило применяют поршневые компрессоры с приводом от двигателей внутреннего сгорания, топливом для которых служит транспортируемый (закачиваемый) газ. Они являются сравнительно тихоходными машинами с частой вращения п =300-375 об/мин, достоинством которых возможность получения большой степени сжатия и изменения внешних характеристик, а недостатком малая единичная мощность и производительность, большая металлоемкость.

Поршневые компрессоры по числу ступеней сжатия делятся на одноступенчатые, двухступенчатые и многоступенчатые, а по характеру действия — на компрессоры простого (одинарного) и двойного действия.

Одноступенчатые компрессоры изготовляются горизонтальными и вертикальными; горизонтальные компрессоры являются большей частью машинами двойного действия, а вертикальные — простого действия.

Одноступенчатый компрессор простого действия (рис. 11.1, а) имеет цилиндр 1, который с одной стороны открыт, а с другой — закрыт крышкой, в которой расположены всасывающий и нагнетательный клапаны 3 и 4. Поршень 2 соединен непосредственно с шатуном 5. Такие компрессоры отличаются простотой устройства — они не имеют сальника и ползуна (крейцкопфа).

В одноступенчатых компрессорах двойного действия (рис. 11.1, б) газв цилиндре 1 сжимается по обе стороны поршня 2; поэтому цилиндр снабжен двумя всасывающими клапанами 3 и двумя нагнетательными клапанами 4. Устройство компрессоров двойного действия сложнее, но зато, при равном весе и равной занимаемой площади, они дают вдвое большую производительность, чем компрессоры простого действия.

Для охлаждения сжатого газа цилиндр, а иногда и крышки компрессоров снабжают водяными рубашками. На коренной вал компрессора насажен маховик 8.

Для увеличения производительности одноступенчатых компрессоров простого и двойного действия они изготавливаются многоцилиндровыми. В двухцилиндровом компрессоре простого действия (рис. 11.1, в) поршни работают параллельно, привод поршней осуществляется от одного коленчатого вала с кривошипами, сдвинутыми друг относительно друга на угол 90 или 180°. Для сжатия газа до избыточного давления выше 4—5 ат (максимум 7 ат) применяют многоступенчатые компрессоры с двумя и более ступенями, причем газ охлаждается в холодильниках между ступенями сжатия.

Рис. 11.1. Одноступенчатые поршневые компрессоры:

а- одноцилиндровый простого действия; б - одноцилиндровый двойного действия; в - двухцилиндровый простого действия; 1 — цилиндр; 2 — поршень; 3 — всасывающий клапан; 4 — нагнетательный клапан; 5— шатун; 6 —крейцкопф; 7—кривошип;8 — маховик.

Многоступенчатые компрессоры изготовливают с последовательным расположением цилиндров (по одной оси)—системы тандем (рис. 11.2, а) или с параллельным расположением цилиндров - системы компаунд (рис. 11.2, б).

Двухступенчатые горизонтальные компрессоры часто изготовляют одноцилиндровыми со ступенчатым или дифференциальным поршнем (рис. 11.2,в). Газ первоначально сжимается в цилиндре 1 одной стороной поршня 2, затем охлаждается в промежуточном холодильнике 9, из которого снова поступает в цилиндр но другую сторону поршня и сжимается до заданного конечного давления.

Горизонтальные компрессоры являются тихоходными (п=80—300 об/мин). Они соединяются двигателем ременной передачей. Вертикальные компрессоры быстроходные (n= 300-350 об/мини более) и соединяются с двигателем либо непосредственно, либо через ременную, в частности клиноременную передачу.

Многоступенчатые горизонтальные компрессоры часто приводятся в действие тихоходным электродвигателем, ротор которого насажен на вал компрессора и служит одновременно маховиком.

Соединение компрессора с двигателем в один агрегат дает возможность значительно уменьшить площадь, занимаемую машиной,

причем для большей компактности цилиндры компрессора иногда располагают V-образно, под углом друг к другу (рис. 11.2,г).

Рис. 11.2. Многоступенчатые поршневые компрессоры:

а —системы тандем; б—системы компаунд; в —с дифференциальным поршнем; г —с V-образным расположением цилиндров. 1 — цилиндр; 2—поршень; 3 —всасывающий клапан; 4 — нагнетательный клапан; 5 — шатун; 6 —крейцкопф; 7 —коренной вал; 8 —маховик; 9—промежуточный холодильник.

Сжатый газ из поршневых компрессоров направляется к местам потребления через газосборник (ресивер), служащий буфером для смягчения толчков газа, неравномерно нагнетаемого компрессором, и колебаний давления газа при неравномерном потреблении. В газосборнике газ очищается от масла и влаги