Файл: Учебник Под общей редакцией д т. н., профессора Е. А. Мешалкина Москва 2003 удк ббк г.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.01.2024
Просмотров: 1806
Скачиваний: 6
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
различных компрессорах.
По назначению компрессоры делятся на воздушные, кислородные, азотные, угле кислотные и т. д.
277
Классификация кислородных и воздушных компрессоров
кислородные I I воздушные
По принципу действия
ротационные I I поршневые
По числу цилиндров
одноциллиндровые
двухциллиндровые I многоциллиндровые
По числу ступеней сжатия
одноступенчатые
двухступенчатые
многоступенчатые
По частоте вращения вала
тихоходные (до 100 об/мин)
быстроходные ( более 100 об/мин)
По способу охлаждения
По способу установки
278
Рис. 10.1. Классификация компрессорного оборудования
Так как физические и химические свойства газов различны, их учитывают при разработке и конструировании компрессоров. Например, газообразный медицинский кислород, находящийся под высоким давлением, быстро окисляет черные металлы, а при контакте с маслами дает взрыв (в замкнутом объеме) или загорание (в открытом объеме). Поэтому детали кислородных компрессоров изготовляют из специальных сталей, сплавов цветных металлов и применяют специальные смазки, которые не взаимодействуют с чистым кислородом.
По принципу действия компрессоры делятся на поршневые, ротационные, центробежные, осевые и др.
В пожарной технике поменяются в основном поршневые кислородные и воздушные компрессоры.
По числу цилиндров компрессоры делятся на одноцилиндровые, двухцилиндровые и многоцилиндровые.
По числу ступеней сжатия — на одно-, двух- и многоступенчатые.
При последовательном соединении цилиндров количество ступеней сжатия определяется числом одновременно работающих цилиндров.
При параллельном соединении цилиндров компрессор будет одноступенчатым, при этом увеличивается лишь его производительность.
Число ступеней сжатия при этом не зависит от количества работающих цилиндров.
Для безопасности работы компрессора (предотвращения возможного взрыва в результате большой температуры нагрева отдельных частей компрессора), наиболее рационального использования энергии и обеспечения нормального режима работы наиболее эффективными являются двух- и многоступенчатые компрессоры (до семи ступеней) с давлением нагнетания более 50 МПа (500 кгс/см2). После каждой ступени сжатия газ охлаждается в специальном холодильнике до температуры сжатия.
Существует деление компрессоров также по следующим признакам:
по частоте вращения вала — тихоходные (до 100 об/мин) и быстроходные (более 100 об/мин);
по способу охлаждения — водяные и воздушные;
по способу установки (базе) — стационарные и передвижные.
В состав компрессорной установки должны входить:
рабочая часть компрессорной установки;
шланг высокого давления для зарядки баллонов;
запасные части и принадлежности (ЗИП);
эксплуатационные документы (руководство по эксплуатации, паспорт).
В рабочую часть компрессорной установки должны входить:
компрессор;
приводной мотор (двигатель);
комплект фильтров;
блок осушки и очистки воздуха от вредных примесей;
блок управления и контроля;
279
подсоединительные трубопроводы.
Характеристики воздуха, подаваемого компрессорной установкой в баллоны дыхательных аппаратов, должны соответствовать значениям, приведенным в табл. 10.1.
Таблица 10.1
Степень сжатия (Е) показывает отношение развиваемого давления компрессором (Рр) к начальному давлению в транспортном баллоне (Р6) и определяется по формуле:
р
Е=— (10.1)
гб
где Р — рабочее давление, развиваемое компрессором в момент окончания дожатия, МПа (кгс/см2);
Р6 — давление в транспортном баллоне в момент окончания дожатия компрессором, МПа (кгс/см2).
Степень сжатия показывает максимально возможное повышение давления в наполняемых баллончиках по сравнению с давлением в транспортном баллоне.
Помимо этого, кислородные компрессоры могу служить в качестве дожимающих при зарядке воздушных баллонов в случае, если воздушный компрессор не обеспечивает требуемое рабочее давление.
10.2. Кислородные компрессоры 10.2.1. Устройство и принцип действия
Для заполнения кислородных малолитражных баллончиков, в настоящее время, применяются кислородные дожимающие компрессора КДК-10.
Компрессор КДК-10 (рис. 10.2, 10.3) выполнен в виде, моноблока, состоящего из блока сжатия, рамы и кожуха, а также кислородных коммуникаций (трубопроводов), соединяющих пневмосистемы блока сжатия с системой управления.
На раме 1 (рис. 10.2) установлены и закреплены болтами электродвигатель 2, бак 13 блока охлаждения и механизм движения 7.
Рама 1 представляет собой сварную несущую конструкцию из швеллеров, в нижнюю часть которой устанавливаются при подготовке компрессора к работе виброгасящие регулируемые по высоте опоры 16. Сис-
280
тема охлаждения компрессора включает блок охлаждения, рубашку охлаждения цилиндра и трубопроводы. Блок охлаждения предназначен для охлаждения кислорода после сжатия его в цилиндрах I и II ступени. Он представляет собой герметичный бак 13, в котором размещены два теплообменника 6 и насос 3, закрепленный на крышке бака. Теплообменники омываются водой при ее циркуляции, вызванной работой насоса.
Трубки 4, 6 (рис. 10.3) присоединяются к цилиндрам, крышке бака и индикатору охлаждения, натягом на штуцера системы охлаждения «а».
Кислородные межступенчатые коммуникации блока сжатия включают трубопроводы 2, 3, 5, 7, клапаны 9, 10, предохранительное устройство 1 с влагоотделителем.
Рис. 10.2. Блок сжатия КДК-10: 1 — рама; 2 — двигатель; 3 — насос; 4 — двигатель;
5 — бачок; 6 — тепло-обменник; 7 — механизм движения; 8 — смазкоуказатель; 9
— пробка; 10 — винт; 11 — пробка; 12 — ремень; 13 — бак; 14 — стойка; 15 — болт;
16-опора
281
/ / ■/ 4
Рис. 10.3. Блок сжатия КДК-10:
1 — устройство предохранительное; 2 — трубопровод; 3 -трубопровод;
4, 6 — трубки технические поливинилхлоридные; «а» — штуцера систем
охлаждения; 5 — трубопровод; 7 —трубопровод; 8 — указатель; «б» — штуцер
трубопровода нагнетания; 9 — клапан нагнетательный; 10 — клапан всасывающий
По принципу действия компрессор относится к типу поршневых дожимающих многоступенчатых компрессоров.
Наполнение баллонов осуществляется за два приема: перепуск из транспортного баллона через компрессор в малолитражный баллон и дожатие до заданного рабочего давления в блоке сжатия компрессора.
Перепуск кислорода (рис. 10.4) из транспортных баллонов в наполняемые малолитражные рабочие баллоны производится при открытых вентилях баллонов 1, 17 и открытых вентилях на панели 3, 9, 15.
Давление перепуска измеряется манометрами 8', 8", 11, которые после выравнивания давления в баллонах 1 и 17 покажут одно и тоже значение.
Сжатие кислорода в баллонах 17 до заданного рабочего давления производится путем включения механизма движения 20 и закрытия вентиля перепуска 9. Кислород от вентиля 3 через клапан 4' поступает в цилиндр
1 ступени 5, где сжимается плунжером Ш 22 мм до определенного давления и выталкивается через клапан 7' в змеевик теплообменника 19'. Клапан 4' при этом герметично закрыт.
Охлажденный кислород по трубопроводу через клапан 4" поступает в цилиндр II ступени 10, где происходит вторичное сжатие его плунжером Ш 15 мм, а затем через клапан 7", змеевик 19" повторного охлаж-
282
Рис. 10.4. Гидропневмокинемятическая схема компрессора КДК-10:1 — баллон
транспортный; 2 — фильтр; 3 — вентиль всасывания; 4' и 4" — клапана
всасывающие; 5 — цилиндр I ступени; 6 — индикатор охлаждения; 7', 7" — клапаны
нагнетательные; 8', 8" — манометры МТ-3 — 250-К-СД-П; 9 — вентиль перепуска;
10 — цилиндр II ступени; 11 —манометр ЭКМ-2Ух400; 12 — клапан обратный; 13 —
клапан влагоотделителя; 14 — клапан предохранительный; 15 — вентиль
нагнетания; 16 — клапан сброса; 17 — баллоны малолитражные кислородные; 18
— блок охлаждения; 19' и 19" — змеевики; 20 — механизм движения; 21 — насос;
22, 23 — электродвигатель
дения, влаготоделитель 13, обратный клапан 12 и вентиль нагнетания 15 поступает в баллоны 17.
Контроль давлений всасывания (в транспортном баллоне), после I ступени сжатия и нагнетания (после II ступени и в баллонах 17) осуществляется соответственно манометрами 8', 8" и 11.
Кроме того, электроконтактный манометр 11 обеспечивает отключение механизма движения компрессора при достижении рабочего давления в баллонах 17, которое устанавливается по шкале манометра сигнальной стрелкой верхнего предела.
С целью повышения показателей надежности, удобства и безопасности при эксплуатации и обслуживании в пневмосистеме компрессора предусмотрены следующие устройства:
клапан предохранительный 14 — для ограничения давления в системе компрессора и наполняемых баллонов;
клапан обратный 12 — для предотвращения утечки кислорода из баллонов 17 при понижении давления в системе компрессора;
влагоотделитель 13 — для отбора влаги из кислорода с последующим удалением ее из системы с помощью вентиля;
283
вентиль сброса 16 — для удаления кислорода (сброса давления) на участке системы между вентилем 15 и вентилем баллона 17 при отсоединении последних. При этом вентили баллонов 17 и вентиль 15 должны быть закрыты.
Охлаждение компрессора осуществляется водой, подаваемой из бака
По назначению компрессоры делятся на воздушные, кислородные, азотные, угле кислотные и т. д.
277
Классификация кислородных и воздушных компрессоров
кислородные I I воздушные
По принципу действия
ротационные I I поршневые
По числу цилиндров
одноциллиндровые
двухциллиндровые I многоциллиндровые
По числу ступеней сжатия
одноступенчатые
двухступенчатые
многоступенчатые
По частоте вращения вала
тихоходные (до 100 об/мин)
быстроходные ( более 100 об/мин)
По способу охлаждения
По способу установки
278
Рис. 10.1. Классификация компрессорного оборудования
Так как физические и химические свойства газов различны, их учитывают при разработке и конструировании компрессоров. Например, газообразный медицинский кислород, находящийся под высоким давлением, быстро окисляет черные металлы, а при контакте с маслами дает взрыв (в замкнутом объеме) или загорание (в открытом объеме). Поэтому детали кислородных компрессоров изготовляют из специальных сталей, сплавов цветных металлов и применяют специальные смазки, которые не взаимодействуют с чистым кислородом.
По принципу действия компрессоры делятся на поршневые, ротационные, центробежные, осевые и др.
В пожарной технике поменяются в основном поршневые кислородные и воздушные компрессоры.
По числу цилиндров компрессоры делятся на одноцилиндровые, двухцилиндровые и многоцилиндровые.
По числу ступеней сжатия — на одно-, двух- и многоступенчатые.
При последовательном соединении цилиндров количество ступеней сжатия определяется числом одновременно работающих цилиндров.
При параллельном соединении цилиндров компрессор будет одноступенчатым, при этом увеличивается лишь его производительность.
Число ступеней сжатия при этом не зависит от количества работающих цилиндров.
Для безопасности работы компрессора (предотвращения возможного взрыва в результате большой температуры нагрева отдельных частей компрессора), наиболее рационального использования энергии и обеспечения нормального режима работы наиболее эффективными являются двух- и многоступенчатые компрессоры (до семи ступеней) с давлением нагнетания более 50 МПа (500 кгс/см2). После каждой ступени сжатия газ охлаждается в специальном холодильнике до температуры сжатия.
Существует деление компрессоров также по следующим признакам:
по частоте вращения вала — тихоходные (до 100 об/мин) и быстроходные (более 100 об/мин);
по способу охлаждения — водяные и воздушные;
по способу установки (базе) — стационарные и передвижные.
В состав компрессорной установки должны входить:
рабочая часть компрессорной установки;
шланг высокого давления для зарядки баллонов;
запасные части и принадлежности (ЗИП);
эксплуатационные документы (руководство по эксплуатации, паспорт).
В рабочую часть компрессорной установки должны входить:
компрессор;
приводной мотор (двигатель);
комплект фильтров;
блок осушки и очистки воздуха от вредных примесей;
блок управления и контроля;
279
подсоединительные трубопроводы.
Характеристики воздуха, подаваемого компрессорной установкой в баллоны дыхательных аппаратов, должны соответствовать значениям, приведенным в табл. 10.1.
Таблица 10.1
| Показатель | Значение |
| Содержание окиси углерода, мг/дм3, не более | 0,03 |
| Содержание углеводородов (суммарно), мг/дм3, не более | 0,1 |
| Содержание двуокиси углерода, %, не более | 0,06 |
| Содержание окислов азота, %, не более | 0,0016 |
| Содержание кислорода, %, не менее | 21,0 |
| Влажность воздуха при зарядке до 20 МПа, мг/м3, не более | 50 |
| Влажность воздуха при зарядке до 30 МПа, мг/м3, не более | 35 |
Степень сжатия (Е) показывает отношение развиваемого давления компрессором (Рр) к начальному давлению в транспортном баллоне (Р6) и определяется по формуле:
р
Е=— (10.1)
гб
где Р — рабочее давление, развиваемое компрессором в момент окончания дожатия, МПа (кгс/см2);
Р6 — давление в транспортном баллоне в момент окончания дожатия компрессором, МПа (кгс/см2).
Степень сжатия показывает максимально возможное повышение давления в наполняемых баллончиках по сравнению с давлением в транспортном баллоне.
Помимо этого, кислородные компрессоры могу служить в качестве дожимающих при зарядке воздушных баллонов в случае, если воздушный компрессор не обеспечивает требуемое рабочее давление.
10.2. Кислородные компрессоры 10.2.1. Устройство и принцип действия
Для заполнения кислородных малолитражных баллончиков, в настоящее время, применяются кислородные дожимающие компрессора КДК-10.
Компрессор КДК-10 (рис. 10.2, 10.3) выполнен в виде, моноблока, состоящего из блока сжатия, рамы и кожуха, а также кислородных коммуникаций (трубопроводов), соединяющих пневмосистемы блока сжатия с системой управления.
На раме 1 (рис. 10.2) установлены и закреплены болтами электродвигатель 2, бак 13 блока охлаждения и механизм движения 7.
Рама 1 представляет собой сварную несущую конструкцию из швеллеров, в нижнюю часть которой устанавливаются при подготовке компрессора к работе виброгасящие регулируемые по высоте опоры 16. Сис-
280
| Основные технические характеристики | компрессора | Таблица 10.2 КДК-10 |
| Показатель | | Значение |
| Подача, л/мин | | по |
| Рабочее давление, МПа (кгс/см2) | | 25±1 (250±10) |
| Число ступеней сжатия, шт. | | 2 |
| Степень сжатия, (Е) | | 10+1 |
| Тип двигателя | | АНР-904-4УЗ |
| Мощность, кВт | | 2,2 |
| Масса, кг | | 120 |
тема охлаждения компрессора включает блок охлаждения, рубашку охлаждения цилиндра и трубопроводы. Блок охлаждения предназначен для охлаждения кислорода после сжатия его в цилиндрах I и II ступени. Он представляет собой герметичный бак 13, в котором размещены два теплообменника 6 и насос 3, закрепленный на крышке бака. Теплообменники омываются водой при ее циркуляции, вызванной работой насоса.
Трубки 4, 6 (рис. 10.3) присоединяются к цилиндрам, крышке бака и индикатору охлаждения, натягом на штуцера системы охлаждения «а».
Кислородные межступенчатые коммуникации блока сжатия включают трубопроводы 2, 3, 5, 7, клапаны 9, 10, предохранительное устройство 1 с влагоотделителем.
Рис. 10.2. Блок сжатия КДК-10: 1 — рама; 2 — двигатель; 3 — насос; 4 — двигатель;
5 — бачок; 6 — тепло-обменник; 7 — механизм движения; 8 — смазкоуказатель; 9
— пробка; 10 — винт; 11 — пробка; 12 — ремень; 13 — бак; 14 — стойка; 15 — болт;
16-опора
281
/ / ■/ 4
Рис. 10.3. Блок сжатия КДК-10:
1 — устройство предохранительное; 2 — трубопровод; 3 -трубопровод;
4, 6 — трубки технические поливинилхлоридные; «а» — штуцера систем
охлаждения; 5 — трубопровод; 7 —трубопровод; 8 — указатель; «б» — штуцер
трубопровода нагнетания; 9 — клапан нагнетательный; 10 — клапан всасывающий
По принципу действия компрессор относится к типу поршневых дожимающих многоступенчатых компрессоров.
Наполнение баллонов осуществляется за два приема: перепуск из транспортного баллона через компрессор в малолитражный баллон и дожатие до заданного рабочего давления в блоке сжатия компрессора.
Перепуск кислорода (рис. 10.4) из транспортных баллонов в наполняемые малолитражные рабочие баллоны производится при открытых вентилях баллонов 1, 17 и открытых вентилях на панели 3, 9, 15.
Давление перепуска измеряется манометрами 8', 8", 11, которые после выравнивания давления в баллонах 1 и 17 покажут одно и тоже значение.
Сжатие кислорода в баллонах 17 до заданного рабочего давления производится путем включения механизма движения 20 и закрытия вентиля перепуска 9. Кислород от вентиля 3 через клапан 4' поступает в цилиндр
1 ступени 5, где сжимается плунжером Ш 22 мм до определенного давления и выталкивается через клапан 7' в змеевик теплообменника 19'. Клапан 4' при этом герметично закрыт.
Охлажденный кислород по трубопроводу через клапан 4" поступает в цилиндр II ступени 10, где происходит вторичное сжатие его плунжером Ш 15 мм, а затем через клапан 7", змеевик 19" повторного охлаж-
282
Рис. 10.4. Гидропневмокинемятическая схема компрессора КДК-10:1 — баллон
транспортный; 2 — фильтр; 3 — вентиль всасывания; 4' и 4" — клапана
всасывающие; 5 — цилиндр I ступени; 6 — индикатор охлаждения; 7', 7" — клапаны
нагнетательные; 8', 8" — манометры МТ-3 — 250-К-СД-П; 9 — вентиль перепуска;
10 — цилиндр II ступени; 11 —манометр ЭКМ-2Ух400; 12 — клапан обратный; 13 —
клапан влагоотделителя; 14 — клапан предохранительный; 15 — вентиль
нагнетания; 16 — клапан сброса; 17 — баллоны малолитражные кислородные; 18
— блок охлаждения; 19' и 19" — змеевики; 20 — механизм движения; 21 — насос;
22, 23 — электродвигатель
дения, влаготоделитель 13, обратный клапан 12 и вентиль нагнетания 15 поступает в баллоны 17.
Контроль давлений всасывания (в транспортном баллоне), после I ступени сжатия и нагнетания (после II ступени и в баллонах 17) осуществляется соответственно манометрами 8', 8" и 11.
Кроме того, электроконтактный манометр 11 обеспечивает отключение механизма движения компрессора при достижении рабочего давления в баллонах 17, которое устанавливается по шкале манометра сигнальной стрелкой верхнего предела.
С целью повышения показателей надежности, удобства и безопасности при эксплуатации и обслуживании в пневмосистеме компрессора предусмотрены следующие устройства:
клапан предохранительный 14 — для ограничения давления в системе компрессора и наполняемых баллонов;
клапан обратный 12 — для предотвращения утечки кислорода из баллонов 17 при понижении давления в системе компрессора;
влагоотделитель 13 — для отбора влаги из кислорода с последующим удалением ее из системы с помощью вентиля;
283
вентиль сброса 16 — для удаления кислорода (сброса давления) на участке системы между вентилем 15 и вентилем баллона 17 при отсоединении последних. При этом вентили баллонов 17 и вентиль 15 должны быть закрыты.
Охлаждение компрессора осуществляется водой, подаваемой из бака