Методы регулирования поршневых компрессоров

Рассмотрим особенности применения некоторых универсальных методов, а также присущие только поршневым компрессорам.

1. Д р о с с е л и р о в а н и е н а в х о д е в к о м п р е с с о р. Объёмный расход газа на входе компрессора зависит от степени повышения давления, и поэтому при постоянном давлении в сети нагнетания и снижении его перед компрессором уменьшается из-за увеличения ε (рис. 18.4, а), в результате чего ещё больше (помимо влияния уменьшения плотности всасываемого газа) уменьшается подача газа ( или ).

Характер изменения объёмного расхода и мощности поршневого компрессора при изменении начального давления всасывания рассмотрен выше (гл. 15 для одной ступени и гл. 16 – для ступенчатого сжатия). Частный случай дросселирования – полное перекрытие всасывания (рис. 18.4, б).

Рис. 18.4. Индикаторные диаграммы при регулировании:

а – дросселированием во всасывающей линии; б – перекрытием

всасывающей линии; в – включением дополнительной полости;

г – отжимом всасывающего клапана

2. И з м е н е н и е о б ъ ё м а м ё р т в о г о п р о с т р а н с т в а цилиндров осуществляется присоединением к нему дополнительных полостей, благодаря чему уменьшается объёмый коэффициент. Объёмный расход газа на входе компрессора при наименьшем (собственном) мёртвом пространстве объёма V _м пропорционален объёму V ₁ (рис. 18.4, в), а при подключении дополнительной полости V _Д – объёму , который меньше объёма V ₁. Дополнительные полости постоянной ёмкости (карманы) или переменной ёмкости (вариаторы) выполняют в крышке цилиндра или в отдельных баллонах. Экономичность этого способа высокая; при снижении расхода на 30 % повышение удельного расхода энергии не превышает 2 %. При определённом значении объёма мёртвого пространства λ _о = 0, и данная рабочая камера прекращает подачу.

Присоединением дополнительной полости только к первой ступени многоступенчатого компрессора нельзя регулировать объёмный расход газа на входе компрессора в широких пределах. В последней ступени может возникнуть недопустимо высокая температура из-за возрастания отношения давлений. Для такого рпегулирования дополнительной полостью снабжают, кроме первой ступени, также последнюю ступень.

…3. П р и с о е д и н е н и е д о п о л н и т е л ь н о й п о л о с т и н а ч а с т и х о д а. Сущность этой разновидности предыдущего метода, обеспечивающего плавность регулирования, заключается в том, что клапан 1 (рис. 18.5, а), присоединяющий карман 2, остаётся открытым до тех пор, пока с изменением положения поршня сила давления газа на клапан не превзойдёт усилие со стороны задатчика 6. При расширении газа в мёртвом пространстве клапан 1 снова открывается, когда давление в цилиндре падает ниже давления газа в кармане, зависящего от усилия задатчика с пружиной 6 (см рис. 18.5, а).

Рис. 21.5. Регулирование присоединением дополнительной

полости на части хода

а – схема устройства: 1 – клапан, 2 – карман, 3 – регулятор давления,

4 – сжатый воздух, 5 – всасывающий коллектор двигателя,

6 – задатчик; б – индикаторная диаграмма при регулировании

Это усилие можно поставить в зависимость от нагрузки на двигатель так, чтобы обеспечить её постоянство автоматическим изменением подачи компрессора.

Рис. 18.6. Схема устройства для отжима

всасывающего клапана

4. О т ж и м в с а с ы в а ю щ и х к л а п а н о в производится вилкой, действующей на пластину клапана. На схеме (рис.18.6) вилка 4 связана с поршнем 2, находящимся в цилиндре 3 и нагруженным пружиной.

К цилиндру подводится газ из области нагнетания. Поршень опускается, и вилка держит клапан 1 открытым до тех пор, пока давление на выкиде компрессора не снизится до нормального. Здесь осуществлено автоматическое прерывистое регулирование. Имеются также автоматические системы с плавным регулированием, обеспечивающим открытие клапана на части хода, а также устройства для отжима клапана вручную. По экономичности этот способ уступает рассмотренным выше, так как при отжатом клапане в цилиндре затрачивается некоторая мощность (см. рис. 18.4, г).

5. И з м е н е н и е х о д а п о р ш н я применяют в СПДК (см. рис. 14.4). При небольшом уменьшении хода поршня не только уменьшается описываемый им объём, но и увеличивается мёртвое пространство, вследствие чего достигается значительное снижение объёма всасываемого газа.

6. К о м б и н и р о в а н н о е р е г у л и р о в а н и е сочетает достоинства различных методов. Все виды ступенчатого регулирования могут бать дополнены дроссельным перепуском через обводную линию. Для сокращения числа дополнительных полостей применяют подъёмники всасывающих клапанов, которые также служат для разгрузки компрессора при пуске.