Регулирование производительности поршневых компрессоров

В компрессорах, используемых в различных пневматических установках, требуется поддержка постоянного давления в нагнетательной сети при переменном расходе воздуха. В некоторых случаях также необходимо поддерживать постоянный расход воздуха при переменном давлении.

Производительность компрессора V, м³/с, определяемую по формуле.

можно регулировать следующими способами.

Как следует из (17.24), производительность компрессора пропорциональна частоте вращения п. Такой способ регулирования может быть применен только в том случае, если компрессор приводится от двигателя внутреннего сгорания или электродвигателя постоянного тока. При этом способе регулирования меньше работа механического трения в компрессоре, потери давления в клапанах и т. д. Однако полученная экономия работы в компрессоре при неправильно подобранном ДВС может быть полностью поглощена менее экономичной работой двигателя на долевых режимах или даже оказаться больше нее.

При постоянных значениях а, р, V_h и переменной частоте вращения теоретические характеристики в диаграмме pV изображаются прямыми, параллельными оси ординат. Чем больше [3 при переменной степени повышения давления, тем меньше производительность компрессора. В связи с этим действительная характеристика компрессора при заданной частоте вращения изображается кривой, отклоняющейся от вертикали (рис. 17.7). При различной частоте вращения она изображается рядом кривых.

Рис. 17.7. Действительная характеристика поршневого компрессора.

Как следует из рис. 17.7, при работе поршневого компрессора непосредственно на установку пневматического транспорта, имеющего постоянную характеристику сети, с понижением частоты вращения будет изменяться не только производительность, но и степень повышения давления р.

Изменение же противодавления сети при постоянной частоте вращения приводит к снижению производительности компрессора. Однако вследствие крутой характеристики она снижается незначительно, что легко может быть компенсировано увеличением частоты вращения.

При этом способе регулирования всасывающие клапаны отжимаются и остаются открытыми как при ходе всасывания, так и при ходе нагнетания. Клапаны могут быть отжаты полностью на всем ходе поршня, и тогда подача воздуха будет равна нулю, или только на части хода нагнетания. В последнем случае обеспечивается плавное регулирование производительности компрессора.

На рис. 17.8, а приведена индикаторная диаграмма компрессора при полном открытии всасывающего клапана в период хода нагнетания, а на рис. 17.8, б — при открытии его только на части этого хода.

Рис. 17.8. Регулирование производительности компрессора отжатием клапанов на всем ходу (а) и на части хода (б) поршня Недостатком рассмотренного способа регулирования производительности являются частые воздействия на всасывающие клапаны, что приводит к снижению долговечности пластин, нарушению плотности их прилегания и к утечкам воздуха.

Производительность компрессора можно также регулировать частичным открытием всасывающего клапана, в результате чего будет происходить дросселирование воздуха при всасывании и уменьшение его количества, подаваемого в нагнетательную магистраль.

Отключение отдельных цилиндров применяется только в многоцилиндровых компрессорах для ступенчатого регулирования производительности до 50%.

В соответствии с (17.17) увеличение вредного пространства камеры приводит к уменьшению объемного КПД компрессора, а следовательно, и его коэффициента подачи X. Такой способ регулирования применяется в крупных компрессорах.

Па практике иногда применяют регулирование производительности компрессоров путем выпуска части сжатого воздуха в атмосферу. Этот способ наиболее простой, но самый неэкономичный.

Возможно также регулирование производительности ступенчатым способом путем остановки компрессора. Данный способ хотя и экономичен, но требует частого пуска компрессора, что нежелательно. Кроме того, его можно применять в установках, допускающих колебания давления в напорной магистрали.

Поршневые компрессоры нашли наиболее широкое применение. Рассмотрим некоторые другие тины компрессоров.