A kompresszor ( latin kompresszió - kompresszió) egy erőgép vagy műszaki eszköz a nyomás növelésére és a gáz vagy gázkeverékek (munkaközeg) mozgatására [1] .
A kompresszor egy bemeneti kamrával, egy munkaüreggel és egy kimeneti kamrával rendelkezik. A bemeneti csőből a gáz belép a munkaüregbe, amelyben az energiaátalakítás következtében a gáznyomás megnövekszik, majd kiürül a kimeneti kamrába, és belép a kimeneti csőbe. A kimeneti csőhöz hálózat csatlakozik, amelyre a kompresszor működik. A kompresszor energiát kap, amelyet a gáznyomás növelésére használnak fel, mivel ez utóbbi kölcsönhatásba lép a kompresszor mozgó részével.
A hajtás mechanikai energiája ( nyomatéka ) a kompresszor mechanikai működési elvű tengelyére jut, amely a kompresszor mozgó részének munkaüregének és a gáznak az erőkölcsönhatása következtében, átalakul kinetikus energiává , majd a gáz belső energiájává .
A munkaközeg nyomásának a kezdetitől a végsőig történő növelése során (egyszerűsített politropikus folyamat ) az energia egy része hővé alakul, ami a munkaközeg végső hőmérsékletének növekedéséhez vezet.
A gáz összetétele jelentősen befolyásolja a kompresszor paramétereit annak termodinamikai tulajdonságainak köszönhetően, amelyet a gáz állapotegyenlete ír le .
A kompresszorok sokféle kialakításúak, nyomásuk és teljesítményük, valamint a munkakörnyezet összetétele különbözik. A működési elv szerint a kompresszorokat a következőkre osztják:
A térfogati kompresszorokban a tömörítési folyamatot munkakamrákban hajtják végre, amelyek időszakosan változtatják térfogatukat, és felváltva kommunikálnak a kompresszor bemenetével és kimenetével. Az ilyen kompresszorok mechanikai alapjai nagyon eltérőek lehetnek: a kompresszorok lehetnek dugattyús, görgetős és forgós kompresszorok. A forgókompresszorok viszont bütykös, csavaros és csúszósak. Más egyedi kialakítások is lehetségesek. Mindenesetre a szivattyúzás ötlete egy bizonyos térfogat gázzal történő váltakozó feltöltésén és az azt követő további elmozduláson alapul. A volumetrikus kompresszorok kapacitását a szivattyúzott adagok száma határozza meg bármely érdeklődésre számot tartó időszakban, és lineárisan függ a löketek gyakoriságától. A fő alkalmazás a gáz szivattyúzása bármely vevőbe és tárolóba.
Dugattyús kompresszorKompresszor, amelyben a gáz a hengerben lévő dugattyúnak a kétütemű bemeneti/kimeneti elve szerint összenyomódik, a gázt beszívja, amikor a dugattyú az alsó holtpontba kerül, és elmozdulás következik be, amikor a dugattyú elmozdul. a felső holtpontig. A gázelosztást általában nyomáskülönbséggel működtetett reed-szeleppár biztosítja. Főtengely és keresztfejes kompresszor kivitelek is lehetségesek. Az ilyen kompresszorok és a kétütemű motorok hasonlósága miatt a fontos különbség az, hogy a kompresszor nem nyomja össze a hengerben lévő levegő mennyiségét.
Scroll kompresszorPozitív kiszorításos kompresszor, amelyben a gáztérfogat mozgása két spirál kölcsönhatása révén történik, amelyek közül az egyik álló (állórész), a másik pedig forgás nélkül excentrikus mozgásokat végez, amelyek következtében a gáz a szívóüregből a a kisülési üreg biztosított.
Cam kompresszorForgó elmozdulású kompresszor, amelyben a gáztérfogat mozgása két, szinkronban forgó bütykös rotor érintkezésmentes kölcsönhatása révén történik egy speciálisan profilozott házban (állórészben), miközben a gáz átadása a szívóüregből a kisülési üregbe merőlegesen történik. a rotorok tengelyeire.
Csavarkompresszor1932-ben Linsholm svéd mérnök életre tudta kelteni a csavarkompresszor ötletét. Az ilyen kompresszor működési elve az volt, hogy a levegőt két csavarral szivattyúzzák. A levegő a csavarpár menetei és a külső burkolat falai közötti térben összenyomódott, így a csavarkompresszor kamra összes belső eleme maximális pontossággal rendelkezett. Ezek "olajmentes" kompresszorok voltak, vagyis a levegőt "száraz" sűrítették a kompressziós kamrában.
Az első csavarkompresszoroknak a fúrás során nagyobb térfogatú állandó sűrített levegő utánpótlást kellett biztosítaniuk. Az első csavarkompresszorok mérete arányos volt az ember magasságával. A csavartechnika fejlődésében jelentős lendületet az 1950-es években kaptak, amikor a kompressziókamrába betáplált olajjal „olajjal töltött” kompresszort terveztek, ez a műszaki megoldás lehetővé tette a hő hatékony eltávolítását a kompressziós kamrából, amely a fordulat lehetővé tette a forgási sebesség növelését, ezáltal növeli a termelékenységet és csökkenti a gépek méretét. A csavarkompresszorok széles fogyasztói piacon váltak elérhetővé. A kompressziós kamra olajellátása további két problémát oldott meg: a csapágyak kenését és az összenyomható közeg tömítését, ami növelte a kompresszió hatékonyságát. A kenőanyagok és tömítőrendszerek fejlesztésével a csavarkompresszorok vezető pozíciót szereztek az alacsony és közepes nyomású iparban. A csavarkompresszorok kínálata jelenleg 3-900 kW üzemi teljesítmény-tartományt fed le.
Csavaros blokkA csavarblokk kialakítása két masszív csavarból és egy házból áll. Ebben az esetben a csavarok működés közben bizonyos távolságra vannak egymástól, és ezt a rést olajfilmmel zárják le. Nincsenek mozgó elemek. A por és más szilárd részecskék, de még az apró tárgyak sem okoznak kárt, amikor bejutnak a csavarblokkba, és csak magát a kompresszor olajrendszerét károsíthatják. Így a csavarblokk erőforrása gyakorlatilag korlátlan, és meghaladja a 200-300 ezer órát. Csak a csavarblokk csapágyait kell rendszeresen cserélni. A kompresszor kialakításától és a csavarblokk fordulatszámától függően a csapágycsere gyakorisága 20-24 ezer óra. A csavarkompresszor energiahatékonysága és megbízhatósága közvetlenül összefügg a csapágycsere gyakoriságával. Ha a csapágyakat nem cserélik ki időben, a csavarkompresszor jelentősen veszít teljesítményéből, és meghibásodás esetén javíthatatlanná válik. A csavaros technológia széles fordulatszám-tartományban működik, ami lehetővé teszi a kapacitás beállítását. Lehetővé teszi mind a szabványos rendszer be-/kirakodás/leállítás, mind a termelékenység frekvenciaszabályozásának használatát. Frekvenciaszabályozással a motor percenkénti fordulatszáma széles tartományban változik, de a kompresszor leghatékonyabb működésének egy szűk, 50-75%-os tartományban tartják. 50% alatti üzemelés esetén a kompresszor fajlagos fogyasztása 20-30%-kal nő.
Forgólapátos kompresszorPozitív lökettérfogatú forgókompresszor, amelyben a gáztérfogat mozgása a forgórész hengeres házban (állórészben) lemezekkel (kapuk) való forgatásával történik. A kialakítás tartalmaz egy üreges kerek henger formájú állórészt és egy hengeres forgórészt, amely excentrikusan van elhelyezve az állórész üregében hosszirányú hornyokkal, amelyek belsejében sugárirányban mozgatható lemezek vannak elhelyezve. Forgás közben a centrifugális erő kinyomja a lemezeket a résekből, és az állórész belső felületéhez nyomja őket. A levegő kompressziója több üregben történik, amelyek az állórészt, a rotort és az egyes szomszédos lemezpárokat alkotják, az üregek térfogata csökken a forgórész forgásirányában. A levegő beáramlása a lemezek barázdákból való maximális kilépésénél történik, és a maximális térfogatú üregben ritkaság képződik. Továbbá a sűrítés szakaszában az üreg térfogata folyamatosan csökken, amíg el nem éri a maximális összenyomást, amikor a lemezek elhaladnak a kimeneti csatorna mellett, és a sűrített levegő felszabadul. A forgólapátos kompresszor maximális üzemi nyomása 15 bar.
A forgólapátos kompresszor egyszerűsége és megbízhatósága abban rejlik, hogy maguk a fizikai törvények működnek ebben a kialakításban, anélkül, hogy a tervezőt különösebb kifinomultságra kényszerítenék. Maguk a lemezek centrifugális erők hatására jönnek ki a rotor hornyaiból; olajat fecskendeznek be a kompressziós kamrába a kompresszor belső nyomásának hatására; az állórész belső felületén lévő olajfilm kiküszöböli a fém-fém súrlódást, amikor a lemezeket szorosan az állórész falához, a forgórész lapos végfelületeit pedig az állórész végéhez nyomják. A tervezési megoldás elkerüli a száraz fém-fém érintkezést mind terhelés alatt, mind a kompresszor leállított állapotában.
A forgólapátos kompresszorok alacsony rezgésszinttel rendelkeznek. Nem igényel alapot a telepítéshez. A kompresszorok állórésze, forgórésze és rotorlemezei különböző minőségű megmunkált öntöttvasból készülnek. Az öntöttvas erős és jól tartja az olajfilmet. A forgórész-állórész egység javítása előtti erőforrás 100-120 ezer óra, az üzemi körülményektől függően. Az első 1000 üzemóra alatt a betétek bejáratása miatt teljesítményjavulás tapasztalható. Továbbá a teljes működési időszak alatt a forgókompresszor teljesítménye stabil marad. A forgólapátos kompresszorok legnagyobb gyártói Európában a Mattei, Hydrovane, Gardner Denver Wittig, Pneumofore, ezen kívül Kínában is több mint tíz gyártó működik.
A dinamikus kompresszor olyan kompresszor, amelyben a munkafolyamatot az összenyomható gáz folyamatos áramlásán történő dinamikus hatás hajtja végre.
Tervezés szerint a dinamikus kompresszorok a következők:
A dinamikus kompresszorok legelterjedtebb típusa a turbókompresszor , amelyben a sűrített gáz folyamatos áramlására gyakorolt hatást forgó lapátsorok fejtik ki. A turbófeltöltő járókerekének lapátjai vannak, amelyek egy tengelyre szerelt tárcsán helyezkednek el. A nyomásnövekedés a tehetetlenségi erők hatására jön létre. A turbófeltöltőben a munkafolyamat a gáz forgó és rögzített csatornák rendszerén keresztül történő mozgásának eredményeként következik be.
Tervezés szerint a turbófeltöltők a következők:
A centrifugális kompresszorokban a gázáramlás irányát változtatja, és a nyomást a centrifugális erő és a Coriolis-erő hozza létre . Az axiális kompresszorokban a gázáram mindig a forgórész tengelye mentén mozog, a nyomást a Coriolis-erő hozza létre. A fő alkalmazási terület a szellőztetés és légkondicionálás , turbófeltöltők .
A turbófeltöltők kombinált típusúak:
A cél szerint a kompresszorokat aszerint osztályozzák, hogy melyik iparágra szánják őket ( hűtés , energia, általános célú stb.).
A sűrített gáz típusa szerint a kompresszorokat a következőkre osztják:
A hőelvonás módja szerint osztályozzák:
A végsõ hõmérséklet csökkentésére mind a kompresszió alatti belsõ hűtést, mind a közbülsõ hűtéssel járó többfokozatú kompressziót alkalmazzák.
A hajtómotor típusa szerint a kompresszorok osztályozása:
A dízelhajtású gázkompresszorokat széles körben használják a távoli területeken, ahol áramellátási problémák vannak . Zajosak és szellőztetést igényelnek a kipufogógázok számára. Az elektromos motorral hajtott kompresszorokat széles körben használják pneumatikus hálózatok, levegőleválasztó üzemek levegőjére, földgáz mozgatására, kapcsolódó kőolajgáz sűrítésére; alacsony teljesítményű kompresszorokat olyan műhelyekben és garázsokban használnak, ahol állandó az áramellátás. Az ilyen termékekhez 110-120 V (vagy 230-240 V) feszültségű elektromos áram szükséges. A gőzturbinás kompresszorokat széles körben használják a vegyiparban (beleértve az ammónia- és karbamid-ipart) és nagyolvasztók levegőellátására.
Mobilitás szerint a kompresszorok osztályozása:
Az eszköz szerint a kompresszorok osztályozása:
A végső nyomás szerint megkülönböztetik:
A kompresszor kapacitása a gáz áramlási sebessége a kompresszor kimeneténél (szakaszok, fokozatok).
A kompresszor kapacitása:
A kompresszor teljesítménye a bemenetnél is jelezhető, a "bemeneti kapacitás" megadásával.
A kompresszor kimeneti és bemeneti kapacitása kis nyomásviszony mellett majdnem egyenlő, de nagy nyomásarányoknál, például dugattyús és centrifugális kompresszoroknál, a sűrített gáz szivárgása miatt a kimeneti kapacitás mindig kisebb, mint a bemeneti kapacitás.
Az aggregáció a kompresszor és a motor vázra szerelésének folyamata. Tekintettel arra, hogy a dugattyús típusú kompresszorokat egyenetlen rázkódás jellemzi, amely megfelelő alap vagy alátámasztás hiányában túlzott vibrációt eredményez, az aggregálást jól megtervezett alapozás figyelembevételével kell elvégezni.
A kompresszorok vibrációját a következő tényezők növelik:
| Építőipari és közúti gépek | |
|---|---|
| földmunka | |
| Emelés és szerelés | |
| Betonnal való munkához |
|
| Útburkolati munkákhoz | |
| Kiegészítő | |