поршневых колец), а также нарушение правильной работы автоматического регулирования приводят к отклоненцк) действительной индикаторной диаграммы от ее нормальной формы. Таким образом, по индикаторной диаграмме можно обнаружить ненормальности в работе компрессор

13.9. Подача и давление поршневого компрессора, работающего на трубопровод

Подача одноцилиндрового компрессора с поршнем ностороннего действия определяется по формуле (13.12 -Если компрессор двустороннего действия, то его подач определяется как сумма подач обеих сторон поршня. Пр этом рабочие объемы и мертвые пространства с обеих сторон поршня обычно различны. Подача компрессора с несколькими цилиндрами первой ступени рассчитывается как сумма подач этих цилиндров.

Во всех случаях подача поршневого компрессора пр порциональна частоте вращения его вала. Поэтому Teopi тические характеристики при различных частотах вращ( ния изобразятся рядом линий, параллельных оси ордина Однако если компрессор с заданными Vp и а перв! ступеней будет работать на трубопровод с изменяющим давлением, то степень повышения давления его будет . ременна и, как видно из формулы(13.12), компрессор будет давать переменную подачу, тем меньшую, чем больше 6. Вследствие этого действительная характеристика Q-p

компрессора при постоянной частоте вращения изображается кривой линией, существенно отклоняющейся от вертикали. Эта характеристи может быть построена по ф муле (13.12) подстановкой нее произвольных значен e = p2/pi. На рис. 13.15 по заны действительные хара ристики компрессора для трех различных частот врашеиия

Пь П2 Н Пз.

Рис. 13.15. Характеристики поршневого компрессора, работающего при различной частоте вращения на заданный трубопровод

Действительные подача и давление компрессора определяются как координаты точек пересечения характеристик компрессора и сети воздухопроводов.

13.10. Регулирование подачи

Расход газа из трубопроводной системы по условиям потребления может изменяться, поэтому компрессор должен изменять подачу так, чтобы она соответствовала рас-.ходу газа из системы. При этом в сети должно поддержи-

Рис. 13.16. Регулирование подачи компрессора дросселированием иа всасывании

Рис. 13.17. Схема автоматического устройства для регулирования подачи дросселированием иа всасывании

ваться давление, требуемое потребителями. Такое регулирование подачи называют регулированием на постоянное давление.

Задача регулирования заключается в таком воздействии на компрессор, которое выравнивает подачу его с расходом газа потребителями.

Начальным импульсом для регулирования обычно служит изменение давления в сети, возникающее при изменении расхода газа потребителями. В хороших системах ре-1улирования это изменение давления может быть очень малым (десятые и даже сотые доли атмосферы).

Ниже рассматриваются основные схемы регулирования подачи одноступенчатых компрессоров.

Изменение частоты вращения. Из формулы (13.12) яс-о, что подачу компрессора можно регулировать измепе-1нем частоты вращения вала компрессора. Этот способ Э101юмичен в эксплуатации, но требует приводного двига-

про,-

теля с переменной частотой аращення. Поэтому регулир51 ванпе подачи изменением частоты вращения при электр! * ческом приводе широкого применения не получило.

Рассматриваемый способ регулирования применяе случаях привода компрессора от паровой машины или гателя внутреннего сгорания, в которых изменение часто? ты вращения достигается сравнительно просто.

Дросселирование при всасывании. Если во всасываю-щий тракт компрессора вводить дополнительное сопротивление, то компрессор уменьшает подачу.

Пусть 1-2-3-4 - индикаторная диаграмма без регулирующего сопротивления во всасывающей трубе (рис. 13.16). Введем регулирующее сопротивление, понижающее давление всасывания от pi до piper. При этом процесс paciF ширения представится линией 3-4 и линия всасывания будет 4-Г. Из диаграммы видно, что всасываемый объем уменьшается от Vi до Viper, а объем подачи Vo до 1/2рег. Соответственно изменяется и подача компрессора. Схема автоматического регулирования такого типа показана на рис. 13.17. Если расход из баллона / в сеть уменьшается, то при данной подаче компрессора 5 давление в баллоне / возрастает и, передавясь по трубке 2 в полость поршневого механизма 3, воздействует на поршень, который, сжимая пружину, прикрывает дросселирующую заслонку-4; подача компрессора уменьшается, сравниваясь с расходом из баллона. Регулирующее устройство может быть настроено на требующуюся подачу натяжением пружины поршневого механизма 3. Благодаря простоте и автоматичности действия этог способ реглирования широко применяется при высок1ЦС степенях сжатия, но энергетическая эффективность его невысока.

Отжимание пластин всасывающего клапана. Схема регулирования отжиманием пластин всасывающего клапана показана на рис. 13.18. Если вследствие уменьшения расхода нз сети давление в баллоне / повысится, то повышенное давление, передаваясь по импульсной трубке 2 к поршневому механизму 3, преодолеет натяжение пружины и подвинет вниз поршень 4. Шток поршня имеет на конце вилку 5, рожки которой будут препятствовать плавтияе всасывающего клапана садиться на седло. При этом сжатия и подачи газа не произойдет, потому что всасывающий клапан будет открыт и газ из цилиндра будет выталкивать--ся во всасывающий трубопровод. Вследствие этого произойдет пропуск сжатия и подачи. Это будет продолжа

СЯ до тех пор, пока давление в баллоне / не понизится и поршень 4 не приведет вилку 5 в нормальное положение, не препятствующее пластине клапана Ki плотно садиться на место. Таким образом, уменьшение подачи компрессора

Лодача,

всаат-- те

в се/т nofnpeCJK тя

Рнс. 13.18. Схема регулирования подачи отжиманием пластин всасывающего клапана

- Нормальное (виаграыиа Диаграмма при

\ У мапам

Рис. 13.19. Индикаторная дна- Рис. 13.20. Регулирование по-

грамма при регулировании по- дачи изменением объема мерт-

дачи Отжиманием пластин вса- вого пространства сывающего клапана

достигается здесь пропусками подачи. Индикаторная диаграмма для этого случая представлена на рис. 13.19. Это очень простой способ регулирования, но энергетическая эффективность его мала, так как на холостой ход при прописке подачи затрачивается не менее 15 % полной мощно-fii Такой способ регулирования -применяется для комп-РС>.(-ороы с любыми степенями сжатия и подачами.

Отжим клапанов линии всасывания в течение всего хода поршня приводит, как указано, к пропускам подачи, т. к снижению подачи компрессора до нуля.

В настоящее время применяют отжим клапанов на части хода поршня, получая возможность плавного изменения подачн от номинальной до 0,1 номинальной.

Изменение объема мертвого пространства. Из форм лы (13.12) видно, что при постоянных Vp, пне можно pi гулировать подачу изменением объема мертвого нростран ства (р, и-диаграмма на рис. 13.20).

При объеме мертвого пространства Ум всасываемый объем газа составляет V]. Если увеличить объем мертво! пространства до Км.рег>м, то политропа расширения, п строенная при новом положении центра системы коордй нат О, займет положение 3-4 и всасываемый объем газ liper будет меньше V. Новая политропа сжатия 1-2 буд соответствовать объему подаваемого газа К2рег<2-

В предельном случае объем мертвого пространств, можно увеличить столь значительно, что политропы рас ширения и сжатия совпадут и индикаторная диаграмм представится линией 1-3. При этом компрессор не всас вает и не подает: оба клапана закрыты и в цилиндре про исходят расширение и сжатие постоянного количества-, газа. Конструктивно такое регулирование выполняется в виде дополнительных полостей постоянной или переменноГ емкости, присоединяемых к мертвому пространству вр; ную или автоматически.

Для осуществления плавного регулирования подач дополнительный объем мертвого пространства выполняет ся в виде вариатора объема, состоящего из цилиндра поршнем.

Рассмотренный способ регулирования подачи очен: экономичен и получил распространение в компрессора большой мощности.

Прочие способы регулирования. Кроме указанных сп собов применяют регулирование остановками компрессо] (при мощности на валу до 200 кВт), перепуском газа и: полости сжатия в полость всасывания, а также холостым выпуском из сети через автоматический клапан. Первый из этих способов вполне экономичен, а два последних неэкономичны, и применять их не следует.

При регулировании подачи многоступенчатых компрессоров необходимо регулировать подачу всех ступеней одновременно. Если в многоступенчатом компрессоре регулировать подачу только первой ступени, то автоматически:

происходит перераспределение работы между ступенями и температуры конца сжатия в нерегулируемых ступенях достигают недопустимых значений.

Регулирование многоступенчатых компрессоров описа--6].

но в [6

13.11. Конструкции компрессоров

В современной промышленносги используются поршневые компрессоры, значительно различающиеся по подаче li давлению. Для удовлетворения требований промышленности заводы выпускают компрессоры стандартизованного номенклатурного ряда. Этот ряд построен на основе унификации детален компрессоров, что пoзJвoляeт создавать машины различных подач и давлений с применением оди-!1аковых конструкций основных элементов (рам, цилиндров, валов и пр.). Это значительно-удешевляет производство и снижает стоимость компрессоров.

Поршневые компрессоры выполняются с вертикальным II горизонтальным расположением цилиндров. Первое создает экономию в площади компрессорной станции, а также удобство эксплуатации и монтажа, однако применимо только в компрессорах с одной или двумя ступенями сжатия в одном цилиндре. Компрессоры с дифференциальными поршнями, осуществляющие многеступенчатое сжатие в одном цилиндровом блоке, выполняются по необходимости горизонтальными.

Ступени сжатия могут осуществляться в отдельных цилиндрах; в этом случае применяют рядное расположение цилиндров с приводом от общего коленчатого бала. Встречаются конструкции с V-образным расположением цилиндров (см. рис. 13.il).

С конструктивной точки зрения различают бескрейцкопфные и крейцкопфные компрессоры.

В бескрейцкопфных компрессорах роль крейцкопфа (ползуна) выполняет сам поршень, обладающий в этом случае удлиненной цилиндрической поверхностью. Обычно ини являются компрессорами низкого давления с одной или двумя ступенями сжатия. Крейцкопфные конструкции применяются при любых давлениях, но характерны для 1-ысоких давлений при многоступенчатом сжатии. Это объясняется высокими значениями поперечных сил, восприятие которых поверхностью поршня оказывается недопустимым.