Поршневой компрессор – тип компрессора, принцип работы которого основан на использовании механического устройства поршневого типа для увеличения давления газа путем компрессии (уменьшение объема). Компрессоры данного типа широко применяются в машиностроении, энергетическом оборудовании, автомобилестроении, химической промышленности, холодильной и криогенной технике.

Компрессор может использоваться для создания давления (газов) или для транспортировки газа по трубопроводу.

Поршневые компрессоры состоят из следующих элементов:

  • рабочий цилиндр;
  • поршень ;
  • нагнетательный и всасывающий клапаны , расположенные обычно в крышке цилиндра;
  • корбово-гонковий механизм с коленчатым валом .

Рабочие циклы компрессора

Принцип действия поршневых компрессоров следующий:

Этап 1. При движении поршня вниз объем пространства над поршнем в цилиндре цилиндра увеличивается и давление в нем уменьшается.

Этап 2. Когда давление в цилиндре станет ниже, чем давление в камере всасывания головки, откроется всасывающий клапан и газ по всасывающему трубопроводу поступает в цилиндр. Начнется процесс всасывания. Он будет продолжаться до тех пор, пока поршень, достигнув крайнего нижнего положения (нижняя мертвая точка) в цилиндре, не начнет двигаться вверх. Объем пространства над поршнем в цилиндре будет уменьшаться, а давление, соответственно, расти.

Этап 3. Как только давление в цилиндре превысит давление в камере всасывания головки, всасывающий клапан закроется и процесс всасывания закончится. Начнется сжатие газа. Процесс сжатия будет происходить до тех пор, пока давление газа в цилиндре не превысит давления в камере нагнетания головки.

Этап 4. В результате предыдущего этапа откроется нагнетательный клапан. Начнется процесс нагнетания, то есть выталкивание сжатого газа из цилиндра компрессора в нагнетательный патрубок.

Классификация поршневых компрессоров по конструктивным признакам 

Поршневые компрессоры различают по строению механизма приведения в движение поршней, конструкции и расположением цилиндров, числом ступеней сжатия.

По способу передачи движения поршня 

Поршневые компрессоры на основе:

  • корбово-гонкового (кривошипно-шатунного) механизма;
  • кулисного механизма .

По количеству рабочих цилиндров 

  • одноцилиндровые;
  • многоцилиндровые.

По схеме размещением цилиндров 

  • вертикальные;
  • горизонтальные;
  • V-образные;
  • W-образные;
  • L-образные.

Для малых компрессоров распространенная V-образная схема. В крупных компрессорах двойного действия распространенное L-образное расположение поршней.

Кроме того, поршневые компрессоры делятся на компрессоры одинарной или двойной действия. В одинарных поршневых компрессорах поршень работает только одной стороной, а в компрессорах двойного действия – двумя сторонами. В зависимости от числа этапов сжатия делятся на компрессоры с одноступенчатым и многоступенчатым сжатием.

Классификация поршневых компрессоров по техническим показателям 

По производительности 

Под производительностью понимают количество газа, подаваемого поршневым компрессором потребителю за единицу времени. В том случае, если производительность выражается в единицах объема в час, то объем определяется при параметрах газа перед всасывающим патрубком поршневого компрессора. Выражена следующим образом производительность называется приведенной, а количество газа, подаваемого за один ход поршня, называют подачей.

По приведенной производительности поршневые компрессоры делятся на следующие группы:

1. Миникомпресоры поршневые, производительность которых изменяется в пределах от 0 до 3 * 10 ˉ ² м³ / с. Подобные машины используются для специальных целей в приборостроении, медицине и т. Д.
2. Миникомпресоры поршневые , производительность которых изменяется от 3 * 10ˉ² до 0,01 м³ / с. Эту группу составляют некоторые виды транспортных компрессоров, подающих сжатый воздух в тормозные системы, лабораторные компрессоры и т. Д.
3. Поршневые компрессоры эк2-150 малой производительности с диапазоном производительности от 0,01 до 0,1 м³ / с. Они используются чаще всего как машины общепромышленного назначения с давлением нагнетания до 1,5 МПа, в передвижных компрессорных установках и т. Д.
4. Поршневой компрессор средней производительности с диапазоном производительности от 0,1 до 1 м³ / с. Основную часть этой группы составляют компрессоры общего назначения, используемых на компрессорных станциях заводов, шахт, рудников.
5. Поршневой компрессор большой производительности. Он имеет производительность более 1 м³ / с и используется в основном на химических комбинатах.

По виду сжимаемого газа 

По виду сжимаемого газа поршневые компрессоры делятся на: воздушный, азотно-водородный, этиленовых, азотный, кислородный, гелиевый, водородный, хлорный и т. Д.

Классификация по виду сжимаемого газа в какой-то степени указывает на особенности конструкции поршневого компрессора. Например, гелиевые и водородные поршневые компрессоры сжимают очень текучие газы и требуют специальных уплотнений поршня и штока.

По давлением, создаваемым компрессором 

Компрессоры разделяют по давлением, создаваемым (давлением нагнетания) на компрессоры:

  • низкого давления – от 0,3 до 1 МПа;
  • среднего давления – до 10 МПа;
  • высокого давления – выше 10 МПа.