Машины для производства сжатого воздуха

Компрессор — устройство для повышения давления и перемещения газов. При работе компрессора происходит преобразование электрической энергии в энергию сжатого вещества (газа).

Компрессоры имеют большое разнообразие конструкций и типов, различаются по давлению, производительности, сжимаемой среде, условиям окружающей среды. пневматическая сжатый компрессор горная Компрессоры используются практически во всех отраслях производства:

• — в энергетике;
• — в газовой отрасли (агрессивные и взрывоопасные газы);
• — в нефтехимической промышленности;
• — в химической отрасли;
• — в металлургии;
• — в электрохимической промышленности;
• — в различных добывающих отраслях и т. д.

В зависимости от назначения компрессоры классифицируются по отрасли производства, для которой они предназначены (химические, энергетические, общего назначения и т. д.).

Различают компрессоры и по роду сжимаемого газа — воздушный, кислородный, хлорный, азотный, гелиевый и т. д.

Разделяют компрессоры по конечному давлению:

• — вакуум-компрессоры — машины, которые откачивают газ из пространства с давлением ниже атмосферного или выше;
• — компрессоры низкого давления предназначены для нагнетания газа при давлении от 0,15 до 1,2 МПа;
• — среднего давления от 1,2 до 10 МПа;
• — высокого давления от 10 до 100 МПа;
• — сверхвысокого давления предназначены для сжатия газа выше 100 МПа.

Кроме того, различают компрессоры по способу отвода тепла (воздушное или водяное охлаждение) и по типу приводного двигателя.

По особенностям самого процесса повышения давления, т. е. принципу действия устройства компрессоры подразделяются на объемные и лопастные.

Объемный компрессор — устройство, в котором процесс сжатия происходит в рабочих камерах, изменение давления происходит за счет периодического изменения объема этих камер, попеременно сообщающихся с входом и выходом компрессора. Объемные компрессоры можно разделить по геометрической форме рабочих органов и способу изменения объема рабочих камер на следующие:

• — поршневые компрессоры наиболее распространенные из всех компрессоров они, в свою очередь, могут быть различных видов: одинарного или двойного действия, смазываемые или без применения смазки (сухого трения), с разным количеством цилиндров и их расположением (горизонтальным, вертикальным, угловым);
• — роторные с вращающим сжимающим элементом. К ним относятся:
  • · винтовые, конструкция которых запатентована в 1934 г., имеют ведущий и ведомый роторы, вращение которых совершается навстречу друг другу, уменьшая пространство между ними и корпусом. Винтовые компрессоры не имеют клапанов и неуравновешенных механических сил, что дает возможность работать с высокой скоростью вращения вала, т. е. получать большую производительность при малых габаритных размерах. Могут быть безмасляные, безмасляные с нагнетанием жидкости, маслозаполненные.
  • · спиральные — с неподвижной и подвижной эксцентрической спиралями, установленные со сдвигом по фазе на 180° так, чтобы образовывались полости с изменяющимся объемом.
  • · роторно-пластинчатые, рабочим органом которых является эксцентрично установленный в корпусе ротор с пластинами, которые могут перемещаться в радиальном направлении;
• — жидкостно-кольцевые, в которых ротор с фиксированными лопатками эксцентрично установлен в корпусе, частично заполненном жидкостью.

Лопастной компрессор — устройство динамического действия, в котором сжатие газа происходит в результате взаимодействия потока с вращающейся и неподвижной решетками лопастей. К лопастным компрессорам относятся:

• — радиальные (центробежные);
• — радиально-осевые (диагональные);
• — осевые [3].

На горно-разведочных работах в основном применяются поршневые компрессоры простого действия, двухступенчатые, с водяным и воздушным охлаждением, малой и средней подачи, с любым расположением цилиндров.

В поршневом компрессоре (рис. 1) поршень выполняет возвратнопоступательное движение. При движении поршня вниз происходит всасывание атмосферного воздуха через клапан, а при обратном движении (вверх) происходит сжатие его до тех пор, пока давление в цилиндре не достигнет такого же давления, как и в воздухосборнике, после чего воздух выталкивается в воздухосборник через нагнетательный клапан.

Сжатие воздуха может осуществляться один раз (одноступенчатый компрессор) или более одного раза (многоступенчатый). В многоступенчатых компрессорах воздух засасывается вначале в первый цилиндр (первая ступень), там сжимается, затем выталкивается в промежуточный холодильник, в котором охлаждается до первоначальной температуры и далее засасывается во второй цилиндр (вторая ступень), где снова сжимается и затем выталкивается в воздухосборник.

Рис. 1. Схема поршневых компрессоров простого действия: а — одноступенчатого; б — двухступенчатого; 1, 2 — всасывающий и нагнетательный клапаны; 3 — воздухосборник; 4 — цилиндр; 5 — поршень; 6 — промежуточный холодильник

Поршневые компрессоры классифицируются:

• * по способу действия — на компрессоры простого и двойного действия. Простого действия — при прямом движении поршня происходит всасывание, а при обратном — нагнетание; двойного — при движении поршня и в прямом, и в обратном направлении происходит всасывание и нагнетание;
• * по числу ступеней сжатия — на одноступенчатые и многоступенчатые:
• * по способу установки — на передвижные, стационарные:
• * по подаче — на компрессоры малой (до 10 м³/мин), средней (10−30 м³ /мин) и большой (свыше 30 м³/мин) подачи;
• * по расположению цилиндров — на горизонтальные, вертикальные и наклонные:
• * по способу охлаждения — на компрессоры с воздушным и водяным охлаждением.

Преимущества поршневых компрессоров: надежность в работе, высокий КПД, длительный срок службы, возможность получения высокого давления. Недостатки: значительные размеры и масса, ограниченная подача, наличие воздухораспределительных клапанов, пульсирующая подача воздуха в сеть.

По роду привода передвижные компрессорные установки снабжены двигателями внутреннего сгорания и электрическими.

На передвижных компрессорных установках используются компрессоры малой (до 3 м³/мин) и средней (до 10 м³/мин) подачи низкого (до 1 МПа) давления.

Компрессорные установки располагаются на поверхности. Число их определяется количеством воздуха, необходимого для нормальной работы потребителей. Кроме того, обязательно создается определенный резерв (до 50% подачи станции).

На каждой компрессорной установке между компрессором и сетью устанавливается воздухосборник, назначение которого сводится к сглаживанию пульсации нагнетаемого воздуха и равномерному питанию их пневматических машин; к улавливанию влаги и масла, находящихся в сжатом воздухе.

Воздухосборники изготовляются из листовой стали, снабжаются предохранительным клапаном и краном для спуска масла и воды. Объем воздухосборника находится по формуле 1.

(1).

где V_{к. с.} — подача компрессора или компрессорной станции, м³/мин.