Устройство холодильного компрессора в разрезе: виды и особенности холодильных компрессоров

можно в основном классифицировать на поршневые компрессоры, в которых пространство сжатия, в которое и из которого всасывается и выпускается рабочий газ, определяется между поршнем и цилиндром, чтобы позволить поршню совершать линейное возвратно-поступательное движение в цилиндре, тем самым сжимая рабочий газ; роторные компрессоры, в которых пространство сжатия, в которое и из которого всасывается или выпускается рабочий газ, определяется между роликом, который эксцентрично вращается, и цилиндром, чтобы позволить ролику эксцентрично вращаться вдоль внутренней стенки цилиндра, тем самым сжимая рабочий газ; и спиральные компрессоры, в которых пространство сжатия, в которое и из которого всасывается и выпускается рабочий газ, образовано между вращающейся спиралью и неподвижной спиралью для сжатия рабочего газа, в то время как орбитальная спираль вращается вдоль неподвижной спирали.

Линейный компрессор в соответствии с предшествующим уровнем техники раскрыт в заявке на патент Кореи № 10-1307688, которая включена в настоящий документ посредством ссылки. Линейный компрессор известного уровня техники может всасывать и сжимать рабочий газ, такой как хладагент, в то время как поршень совершает линейное возвратно-поступательное движение в герметичной оболочке с помощью линейного двигателя, а затем выпускает хладагент. Линейный двигатель выполнен с возможностью размещения постоянного магнита между внутренним статором и внешним статором. Постоянный магнит может совершать возвратно-поступательное движение за счет взаимной электромагнитной силы между постоянным магнитом и внутренним (или внешним) статором.Поскольку постоянный магнит работает в состоянии, в котором постоянный магнит соединен с поршнем, хладагент может всасываться и сжиматься, в то время как поршень совершает линейное возвратно-поступательное движение внутри цилиндра, а затем может выпускаться.

В линейном компрессоре напорная крышка для выпуска хладагента к выпускному патрубку металлически контактирует с передней поверхностью цилиндра для сжатия цилиндра. Однако сжатие цилиндра напорной крышкой может вызвать деформацию внутренней стенки цилиндра, в которой находится поршень.

Варианты осуществления будут подробно описаны со ссылкой на следующие чертежи, на которых одинаковые ссылочные позиции относятся к аналогичным элементам, и на которых:

Фиг. 1 — схематическая диаграмма холодильника согласно варианту осуществления;

РИС. 2 — вид сушилки холодильника, показанного на фиг. 1;

РИС. 3 — вид в разрезе линейного компрессора холодильника, показанного на фиг. 1;

РИС. 4 — вид в перспективе с разнесением деталей основных компонентов линейного компрессора, показанного на фиг.3;

РИС. 5 — вид в перспективе цилиндра линейного компрессора, показанного на фиг. 3;

РИС. 6 — вид снизу в перспективе цилиндра, показанного на фиг. 5;

РИС. 7 — вид в перспективе рамы линейного компрессора, показанного на фиг. 3;

РИС. 8 — вид в перспективе цилиндра, установленного на раме, показанной на фиг. 7;

РИС. 9 — вид в разрезе, иллюстрирующий основные компоненты линейного компрессора, показанного на фиг. 3; и

ФИГ. 10 — вид в разрезе основных компонентов линейного компрессора, показанного на фиг.3 согласно другому варианту осуществления.

Варианты осуществления будут описаны ниже более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи. Описание предназначено для иллюстрации, и специалисты в данной области техники поймут, что варианты осуществления могут быть выполнены в других конкретных формах без изменения технической идеи или существенных характеристик. Кроме того, для облегчения понимания рисунки приведены не в реальном масштабе, а частично увеличены в размерах.

РИС.1 — схематическая диаграмма холодильника согласно варианту осуществления. Обращаясь к фиг. 1, холодильник 1, согласно варианту осуществления может включать в себя множество устройств для управления холодильным циклом.

Подробно, холодильник 1 может включать в себя компрессор 10 для сжатия хладагента, конденсатор 20 для конденсации хладагента, сжатого в компрессоре 10 , осушитель 30 для удаления влаги и посторонних веществ. или масло из хладагента, сконденсированного в конденсаторе 20 , расширительное устройство 40 для декомпрессии хладагента, проходящего через осушитель 30 , и испаритель 50 для испарения хладагента, декомпрессированного в расширительном устройстве 40 .Холодильник 1, может дополнительно включать в себя вентилятор конденсации 25, для подачи воздуха к конденсатору 20 и вентилятор испарения 55 для подачи воздуха к испарителю 50 .

Компрессор 10 может быть линейным компрессором, который совершает возвратно-поступательное движение поршня, непосредственно соединенного с двигателем внутри цилиндра, для сжатия хладагента. В дальнейшем линейный компрессор будет описан как компрессор 10, согласно этому варианту осуществления.Линейный компрессор , 10, будет подробно описан со ссылкой на фиг. С 3 по 9.

Расширяющее устройство 40 может включать в себя капиллярную трубку, имеющую относительно небольшой диаметр. Жидкий хладагент, сконденсированный в конденсаторе 20 , может быть введен в осушитель 30 . Газообразный хладагент может частично содержаться в жидком хладагенте. Фильтр для фильтрации жидкого хладагента, вводимого в осушитель , 30, , может быть предусмотрен в осушителе , 30, .

РИС. 2 — вид сушилки холодильника, показанного на фиг. 1. Ссылаясь на фиг. 2, осушитель , 30, может включать в себя корпус осушителя , 70, , который определяет пространство для потока хладагента, приток хладагента , 80, , расположенный на или на первой стороне корпуса осушителя , 70, , для направления подачи хладагента. и выпуск , 90, хладагента, расположенный на или на второй стороне корпуса , 70, осушителя, чтобы направлять выпуск хладагента.Корпус , 70, сушилки может иметь, например, длинную цилиндрическую форму.

Фильтры осушителя 72 , 74 и 76 могут быть предусмотрены в корпусе осушителя 70 . Более подробно, фильтры осушителя , 72, , , 74, и , 76, могут включать в себя первый фильтр осушителя , 72, , расположенный сбоку от входа хладагента или рядом с ним 80 , третий фильтр осушителя 76 , расположенный на расстоянии отдельно от первого осушающего фильтра 72 и расположенного сбоку от выпускного отверстия хладагента 80 или рядом с ним, и второго осушающего фильтра 74 , расположенного между первым осушающим фильтром 72 и третьим осушающим фильтром 76 .Первый фильтр-осушитель , 72, может быть расположен рядом с внутренней частью входа 80 хладагента, то есть расположен ближе к входу 80 хладагента, чем выход 90 хладагента.

Первый фильтр осушителя 72 может иметь приблизительно полусферическую форму. Внешняя периферийная поверхность первого фильтра , 72, осушителя может быть соединена с внутренней периферийной поверхностью корпуса , 70, осушителя.Множество сквозных отверстий , 73, для направления потока хладагента может быть выполнено в первом фильтре 72, осушителя. Постороннее вещество, имеющее относительно большой объем, может быть отфильтровано первым фильтром осушителя 72 .

Второй фильтр осушителя 74 может включать в себя множество адсорбентов , 75, . Каждый из множества адсорбентов , 75, может быть зерном, имеющим заданный размер. Каждый адсорбент , 75, может быть молекулярным ситом и иметь заданный размер от примерно 5 мм до примерно 10 мм.

В каждом адсорбенте может быть определено множество отверстий 75 . Каждое из множества отверстий может иметь размер, аналогичный размеру масла (около 10 Å). Отверстие может иметь размер больше, чем размер (примерно от 2,8 до примерно 3,2 Å) влаги и размер (примерно 4,0 Å в случае R134a и примерно 4,3 Å в случае R600a) хладагента. Термин «масло» может относиться к рабочему маслу или смазочно-охлаждающей жидкости, впрыскиваемым при производстве или переработке компонентов холодильного цикла.

Хладагент и влага, проходящие через первый фильтр-осушитель , 72, , могут легко выводиться через него, даже если хладагент и влага легко вводятся во множество отверстий при прохождении через адсорбенты , 75, .Таким образом, хладагент и влага не могут легко адсорбироваться на или в адсорбенты , 75, . Однако, если масло вводится во множество отверстий, масло не может быть легко выпущено и, таким образом, может поддерживаться в состоянии, в котором масло адсорбируется на или в адсорбенты , 75, .

Например, каждый адсорбент 75 может включать молекулярное сито BASF 13X. Отверстие в молекулярном сите BASF 13X может иметь размер около 10 A (1 нм), а молекулярное сито BASF 13X может быть выражено химической формулой: Na2O.Al2O3.mSiO2.nh3O (m 2,35).

Масло, содержащееся в хладагенте, может адсорбироваться на множестве адсорбентов 75 или в них, проходя через второй фильтр осушителя 74 .

В качестве альтернативы, второй фильтр осушителя , 74, может включать в себя маслоадсорбирующую бумагу или адсорбент, имеющий войлок, вместо множества адсорбентов, имеющих форму зерна.

Третий фильтр осушителя 76 может включать соединительную часть 77 , соединенную с внутренней периферийной поверхностью корпуса осушителя 70 , и сетку 78 , которая проходит от соединительной части 77 к выпускному отверстию хладагента. 90 .Третий фильтр , 76, сушилки может называться сетчатым фильтром. Постороннее вещество мелкого размера, содержащееся в хладагенте, может быть отфильтровано через сетку 78 .

Каждый из первого осушающего фильтра , 72, и третьего осушающего фильтра , 76, может служить опорой для размещения или позиционирования множества адсорбентов , 75, внутри корпуса осушителя , 70 . То есть выпуск множества адсорбентов , 75, из осушителя , 30, может быть ограничен первым и третьим фильтрами осушителя , 72, и , 76, .

Как описано выше, в осушителе 30, могут быть предусмотрены фильтры для удаления посторонних веществ или масла, содержащихся в хладагенте, тем самым повышая надежность хладагента, который действует как газовый подшипник.

Далее будет подробно описан линейный компрессор согласно варианту осуществления.

РИС. 3 — вид в разрезе линейного компрессора холодильника, показанного на фиг. 1. Ссылаясь на фиг. 3, линейный компрессор 10 может включать всасывающий патрубок 102 , нагнетательный патрубок 104 , кожух 110 , поршень 200 , всасывающий клапан 300 , цилиндр 350 , а глушитель на всасывании 400 , напорная крышка 450 , выпускной клапан в сборе 500 , контурная труба 550 и рама 600 .Всасывающий патрубок , 102, может вводить хладагент в кожух , 110, и может быть установлен для прохождения через первую крышку , 114, кожуха , 110, . Выпускной патрубок , 104, может выпускать сжатый хладагент из кожуха 110 и может быть установлен для прохождения через вторую крышку 116 кожуха 110 .

Кожух , 110, может определять внешнюю часть линейного компрессора 10 и вмещать различные компоненты линейного компрессора 10 .Оболочка , 110, может включать корпус , 112, , первую крышку , 114, и вторую крышку, , 116, .

Корпус корпуса 112 может иметь приблизительно цилиндрическую форму. Кожух , 112, может определять внешнюю часть линейного компрессора , 10, , в частности, боковую поверхность линейного компрессора , 10, . Корпус , 112, может быть изготовлен с использованием, например, стального листа толщиной около 2 T.

Первая крышка 114 может быть установлена ​​на или на первой стороне корпуса 112 корпуса. В этом варианте осуществления первая крышка , 114, может быть установлена ​​на правой или первой боковой стороне корпуса , 112, , на правой или на первой боковой стороне. Всасывающий патрубок , 102, может проходить через первую крышку , 114, и вводить хладагент в кожух , 110, .

Вторая крышка 116 может быть установлена ​​на или на второй стороне корпуса 112 .В этом варианте осуществления вторая крышка , 116, может быть установлена ​​на или на левой или второй боковой стороне корпуса , 112, корпуса, которая противоположна первой крышке , 114, . Выпускное отверстие , 104, может проходить через вторую крышку , 116, для выпуска сжатого хладагента.

Поршень 200 может быть расположен внутри корпуса 110 . Поршень , 200, может совершать возвратно-поступательное движение в цилиндре , 350, , который будет описан ниже, в осевом направлении корпуса , 110, для сжатия хладагента, подаваемого через всасывающее отверстие , 102, .Термин «осевое направление» может относиться к направлению возвратно-поступательного движения поршня , 200, .

Поршень 200 может быть выполнен из немагнитного материала, такого как алюминиевый материал, такой как алюминий или алюминиевый сплав. Поскольку поршень , 200, может быть сформирован из алюминиевого материала, магнитный поток, генерируемый в узле двигателя , 650, , который будет описан ниже, может не передаваться в поршень , 200, , и, таким образом, может быть предотвращен течь снаружи поршня 200 .Поршень , 200, может быть изготовлен, например, путем ковки.

Всасывающий клапан 300 может быть установлен на одной стороне поршня 200 для выборочного открытия впускного отверстия хладагента 240 , так что хладагент, вводимый из поршня 200 , может быть введен в пространство P для сжатия, которое будет описано ниже. Всасывающий клапан , 300, может быть установлен на одной стороне поршня 200 , например, с помощью соединительного элемента 320 , такого как винт.

Цилиндр 350 может быть установлен внутри кожуха 110 , чтобы окружать поршень 200 . Цилиндр , 350, может быть выполнен с возможностью размещения по меньшей мере части поршня 200 и по меньшей мере части всасывающего глушителя , 400, . Кроме того, цилиндр , 350, может образовывать пространство P сжатия, в котором хладагент может сжиматься из-за возвратно-поступательного движения поршня , 350, .

Цилиндр 350 может быть выполнен из немагнитного материала, такого как алюминиевый материал, такой как алюминий или алюминиевый сплав.Цилиндр , 350, и поршень , 200, могут иметь одинаковый состав материала, то есть одного вида и состава. Поскольку цилиндр , 350, сформирован из алюминиевого материала, магнитный поток, генерируемый в узле двигателя , 650, , может не передаваться в цилиндр , 350, , и, таким образом, может быть предотвращена утечка за пределы цилиндра , 350, . Цилиндр , 350, может быть изготовлен, например, с помощью процесса обработки стержневого экструдера.

Кроме того, поскольку цилиндр 350 может быть выполнен из того же материала, что и поршень 200 , цилиндр 350 может иметь такой же коэффициент теплового расширения, что и поршень 200 . Когда линейный компрессор 10 работает, внутри кожуха , 110, может быть создана высокотемпературная (температура около 100 ° C) среда. Таким образом, поскольку поршень , 200, и цилиндр , 350, могут иметь одинаковый коэффициент теплового расширения, поршень , 200, и цилиндр , 350, могут быть термически деформированы в одинаковой степени.В результате цилиндр , 350, и поршень , 200, могут быть термически деформированы с размерами и направлениями, отличными друг от друга, чтобы предотвратить взаимодействие поршня 200 с цилиндром 350 при перемещении поршня 250 . .

Всасывающий глушитель 400 может уменьшить шум хладагента и направлять хладагент, всасываемый через всасывающий вход 102 , в поршень 200 . Всасывающий глушитель , 400, может включать в себя первый глушитель , 410, и второй глушитель , 420, .

Первый глушитель 410 может быть расположен внутри кожуха 110 вдоль осевого направления кожуха 110 . Первый глушитель , 410, может иметь первый конец, расположенный внутри всасывающей направляющей , 770, , которая будет описана ниже, и второй конец, соединенный со вторым глушителем , 420, . Пространство для потока, в котором может течь хладагент, может быть определено в первом глушителе , 410, .

Второй глушитель 420 может быть соединен с первым глушителем 410 и может быть расположен вдоль аксиального направления кожуха 110 , как первый глушитель 410 .Второй глушитель , 420, может иметь первый конец, соединенный с первым глушителем , 410, , и второй конец, расположенный внутри поршня , 200, . Кроме того, пространство для потока, в котором может течь хладагент, может быть определено во втором глушителе , 420, .

Нагнетательная крышка 450 может быть расположена на или на передней стороне пространства P сжатия, чтобы образовать выпускное пространство или выпускной канал для хладагента, выпускаемого из компрессорного пространства P. Разгрузочная крышка 450 может быть соединена и крепится к лицевой поверхности рамы 600 .Разгрузочная крышка , 450, может быть изготовлена ​​из немагнитного материала, такого как алюминий, например алюминий, или алюминиевый сплав, например цилиндр , 350, .

Узел нагнетательного клапана 500 может быть расположен на первой стороне цилиндра 350 для выборочного выпуска сжатого хладагента в выпускной патрубок 104 из пространства сжатия P. Узел выпускного клапана 500 может включать нагнетательный клапан 510 , пружина клапана 520 и стопор 530 .

Выпускной клапан 510 может быть открыт, когда давление в пространстве P сжатия выше заданного давления нагнетания, чтобы ввести хладагент внутри пространства P сжатия в пространство нагнетания выпускной крышки 450 . Задняя часть или задняя поверхность выпускного клапана , 510, может поддерживаться передней поверхностью цилиндра , 350, .

Термин «пространство сжатия P» может относиться к пространству, ограниченному между всасывающим клапаном 300 и нагнетательным клапаном 510 .То есть всасывающий клапан , 300, может быть расположен на первой стороне пространства P сжатия, а выпускной клапан , 510, может быть расположен на второй стороне пространства P сжатия, то есть на стороне напротив всасывающего клапана 300 .

Пружина клапана 520 может быть соединена с выпускным клапаном 510 и расположена между выпускной крышкой 450 и выпускным клапаном 510 . Пружина клапана , 520, может создавать упругую силу в осевом направлении и может быть, например, тарельчатой ​​пружиной.

Стопор 530 может поддерживать пружину клапана 520 для ограничения деформации пружины клапана 520 . Стопор 530 может быть установлен на выпускной крышке 450 .

Таким образом, в то время как поршень 200 совершает линейное возвратно-поступательное движение внутри цилиндра , 350, , когда давление в пространстве сжатия P ниже заданного давления нагнетания и заданного давления всасывания, всасывающий клапан , 300, может быть открыт для всасывать хладагент в камеру сжатия P.С другой стороны, когда давление в пространстве P сжатия выше заданного давления всасывания, всасывающий клапан , 300, может сжимать хладагент камеры P сжатия в состоянии, в котором всасывающий клапан , 300, закрыт. Когда давление в пространстве P сжатия выше заданного давления нагнетания, пружина клапана , 520, может быть деформирована, чтобы открыть выпускной клапан , 510, . Хладагент может выпускаться из пространства сжатия P в выпускное пространство выпускной крышки , 450, .

Петлевой патрубок , 550, может направлять сжатый хладагент из выпускного пространства для подачи хладагента в выпускное отверстие 105 . Таким образом, контурная труба , 550, может быть соединена с выпускной крышкой , 450, и продолжаться до выпускного отверстия , 105, . Петлевой патрубок , 550, может иметь форму, которая наматывается в заранее определенном направлении и имеет округлую форму. Петлевой патрубок 550 может быть соединен с выпускным отверстием 105 .

Рама 600 может крепить цилиндр 350 к внутренней части корпуса 110 . Рама , 600, может быть соединена с цилиндром , 350, , например, с помощью отдельного соединительного элемента. Рама , 600, может быть расположена вокруг цилиндра , 350, . То есть рама , 600, может быть расположена внутри корпуса , 110, для размещения в ней цилиндра , 350, . Разгрузочная крышка , 450, может быть соединена с передней поверхностью рамы , 600, .

По крайней мере, часть газообразного хладагента высокого давления, выпускаемого через открытый выпускной клапан 510 , может течь к внешней периферийной поверхности цилиндра 350 через пространство на участке, с которым соединяется рама 600 к цилиндру 350 . Хладагент может быть введен в цилиндр , 350, через впуск газа и сопло, которое может быть образовано в цилиндре , 350, . Введенный хладагент может течь в пространство между поршнем , 200, и цилиндром , 350, , чтобы внешняя периферийная поверхность поршня , 200, могла быть отделена от внутренней периферийной поверхности цилиндра , 350, .Таким образом, введенный хладагент может служить «газовым подшипником», который уменьшает трение между поршнем , 200, и цилиндром , 350, , в то время как поршень , 200, совершает возвратно-поступательное движение.

Линейный компрессор 10 может включать в себя узел двигателя 650 , опору 700 , заднюю крышку 750 , всасывающую направляющую 770 , множество пружин 800 и пластинчатых пружин 920 и 960 .Узел двигателя , 650, может обеспечивать движущую силу для линейного возвратно-поступательного движения поршня , 200, . Узел двигателя 650 может включать в себя внешние статоры 651 , 653 и 655 , внутренний статор 656 , один или несколько постоянных магнитов 657 , фиксирующий элемент 658 и крышку статора. 659 .

Внешние статоры 651 , 653 и 655 могут быть закреплены на раме 600 и расположены вокруг цилиндра 350 .Внешние статоры 651 , 653 и 655 могут включать тела обмоток катушки 651 и 653 , а также сердечник статора 655 . Тела намотки катушки , 651, и , 653, могут включать в себя катушку , 651, и катушку , 653, , намотанную в направлении по окружности катушки , 651, . Катушка , 653, может иметь многоугольное поперечное сечение, например шестиугольное поперечное сечение. Сердечник , 655, статора может быть изготовлен путем наложения множества слоев в его окружном направлении и может быть расположен так, чтобы окружать тела 651 и 653 обмотки катушки.

Внутренний статор 656 может быть смещен внутрь от внешних статоров 651 , 653 и 655 и прикреплен к внешней окружности цилиндра 350 . Внутренний статор , 656, может быть изготовлен путем наложения множества слоев в его окружном направлении, как сердечник статора , 655, .

Один или несколько постоянных магнитов 657 могут быть соединены с поршнем 200 посредством соединительного элемента 660 .Более конкретно, соединительный элемент , 660, может быть соединен с поршневым фланцем , 270, , который будет описан ниже, а затем может быть изогнут для продолжения в направлении постоянного магнита , 657, . Поскольку постоянный магнит , 657, совершает возвратно-поступательное движение, поршень , 200, может совершать возвратно-поступательное движение вместе с постоянным магнитом , 657, в осевом направлении.

Крепежный элемент , 658, может надежно поддерживать соединенное состояние между постоянным магнитом , 657, и соединительным элементом , 660, и быть расположен вокруг внешнего магнита 657 .Фиксирующий элемент , 658, может быть сформирован из композиции, в которой стекловолокно или углеродное волокно смешано со смолой.

Крышка статора 659 может поддерживать внешние статоры 651 , 653 и 655 и располагаться на или на одной стороне внешнего статора 651 , 653 и 655 . Первая сторона внешних статоров 651 , 653 и 655 может поддерживаться крышкой статора 659 , а вторая сторона внешних статоров 651 , 653 и 655 может поддерживаться рамой 600 .

Опора 700 может поддерживать поршень 200 . Опора , 700, может быть соединена с поршневым фланцем , 270, и соединительным элементом , 660, , например, заранее определенным соединительным элементом.

Всасывающая направляющая 750 может направлять всасываемый хладагент через всасывающий патрубок 102 для подачи хладагента во всасывающий глушитель 400 . Конец первого глушителя , 410, всасывающего глушителя , 400, может быть расположен внутри всасывающей направляющей , 750, .

Задняя крышка 770 может располагаться внутри корпуса 110 и располагаться рядом с всасывающим отверстием 102 . Задняя крышка , 770, может быть соединена с всасывающей направляющей , 750, , а также может быть подпружинена с опорой , 700, .

Множество пружин , 800, может позволить поршню , 200, совершать резонансное движение. Собственная частота каждой из множества пружин , 800, может регулироваться.Множество пружин , 800, может включать в себя первую пружину, поддерживаемую между крышкой статора , 659, и опорой , 700, , и вторую пружину, поддерживаемую между опорой , 700, и задней крышкой , 770, .

Пластинчатые пружины , 920, и , 960, могут поддерживать внутренние компоненты линейного компрессора 10, по отношению к корпусу , 110, и, соответственно, располагаться с обеих сторон корпуса 112 .Пластинчатые пружины , 920, и , 960, могут включать в себя первую пластинчатую пружину 920 и вторую пластинчатую пружину 960 .

Первая пластинчатая пружина 920 может быть соединена с первой крышкой 114 . Например, первая тарельчатая пружина , 920, может быть расположена для вставки в участок, на котором корпус , 112, кожуха соединен с первой крышкой , 114, .

Вторая пластинчатая пружина 960 может быть соединена со второй крышкой 116 .Например, вторая пластинчатая пружина , 960, может быть расположена для вставки в участок, на котором корпус , 112, кожуха соединен со второй крышкой , 116, .

В дальнейшем будет описана связь между цилиндром , 350, и рамой 600 линейного компрессора 10 согласно варианту осуществления.

РИС. 4 — вид в перспективе с разнесением деталей основных компонентов линейного компрессора, показанного на фиг.3. Фиг. 5 — вид в перспективе цилиндра линейного компрессора, показанного на фиг. 3. Фиг. 6 — вид снизу в перспективе цилиндра, показанного на фиг. 5. Фиг. 7 — вид в перспективе рамы линейного компрессора, показанного на фиг. 3. Фиг. 8 — вид в перспективе цилиндра, установленного на раме, показанной на фиг. 7. Фиг. 9 — вид в разрезе основных компонентов линейного компрессора, показанного на фиг. 3. Фиг. 10 — вид в разрезе основных компонентов линейного компрессора, показанного на фиг. 3 согласно другому варианту осуществления.

Ссылаясь на фиг. 4-9, цилиндр , 350, может включать в себя головку цилиндра , 360, и корпус цилиндра , 380, . Головка цилиндра , 360, может быть расположена напротив напорной крышки , 450, и может иметь приблизительно цилиндрическую форму с внутренней полостью. Головка цилиндра , 360, может включать в себя круглое ребро , 368, и множество соединительных элементов со сквозными отверстиями , 370, .

Круглое ребро 368 может выступать из передней поверхности 362 головки блока цилиндров 360 .Круглое ребро , 368, может открывать нагнетательный клапан , 510, , который может быть расположен внутри выпускной крышки , 450, .

Соединительный элемент B, который будет описан ниже, может проходить через множество частей соединительного элемента через отверстия 370 , и каждый из множества частей соединительного элемента через отверстия 370 может выступать из боковой поверхности 364 ГБЦ 360 .Цилиндр , 350, может быть соединен с рамой , 600, , например, четырьмя соединительными элементами B, как показано в этом варианте осуществления. Однако это просто иллюстрация, и, таким образом, количество сквозных отверстий в соединительном элементе может быть изменено в соответствии с конструкцией.

Множество частей , 370, со сквозными отверстиями соединительного элемента могут быть разнесены на заданное расстояние друг от друга в окружном направлении головки , 360, цилиндра. Более конкретно, множество частей , 370, сквозных отверстий соединительного элемента может быть расположено под углом примерно 90 ° вдоль окружного направления головки , 360, цилиндра.Каждая из множества частей , 370, со сквозным отверстием соединительного элемента может включать в себя тело , 372, со сквозным отверстием и средство предотвращения передачи соединительного усилия , 374, .

Каждый из соединительных элементов B может проходить через тело со сквозным отверстием 372 . Для этого сквозное отверстие , 373, , через которое может проходить соединительный элемент B, может быть образовано в теле , 372, сквозного отверстия.

Превентор передачи соединительного усилия 374 может минимизировать силу, передаваемую в радиальном направлении цилиндра 350 , когда цилиндр , 350, и рама , 600, соединены друг с другом посредством соединительного элемента B.Предохранитель , 374, передачи соединительного усилия может выступать из тела 372 со сквозным отверстием и может быть наклонен к боковой поверхности головки цилиндра , 360, .

Корпус цилиндра 380 может выступать из головки 360 цилиндра в продольном направлении цилиндра 350 . Корпус цилиндра , 380, может иметь цилиндрическую форму, имеющую внешний диаметр меньше, чем внешний диаметр головки 360 цилиндра.Корпус цилиндра , 380, может иметь внутреннюю полость, имеющую такой же размер, как размер головки 360 цилиндра, для связи с головкой 360 цилиндра. Поршень , 200, может быть установлен во внутренней полости.

Канавка для установки уплотнительного кольца 386 , на которой уплотнительное кольцо 970 для предотвращения утечки хладагента может быть образовано на боковой поверхности корпуса цилиндра 360 . Канавка , 386, для установки уплотнительного кольца может иметь заданную глубину в продольном направлении корпуса цилиндра , 380, .

Рама 600 может включать в себя опору цилиндра 610 , множество опор для напорной крышки 620 , множество опор для узла двигателя 630 и опору для уплотнительного кольца 640 . Крепление цилиндра , 610, может быть выполнено с возможностью установки цилиндра , 350, внутри рамы , 600, . Таким образом, опора цилиндра , 610, может проходить через центр рамы , 600, в осевом направлении рамы , 600, .Опора цилиндра , 600, может включать в себя первую монтажную канавку , 612, и вторую монтажную канавку , 618, .

Первая монтажная канавка , 612, может иметь заданную глубину, углубленную от передней поверхности , 602, рамы , 600, в окружном направлении рамы , 600, . Первая установочная канавка 612 может вмещать головку 360 цилиндра 350 , когда цилиндр , 350, установлен.

Глубина первой установочной канавки 612 , то есть длина первой установочной канавки 612 может быть меньше длины боковой поверхности 364 головки цилиндра 360 . Таким образом, когда цилиндр 350 установлен в первой монтажной канавке 612 головки цилиндра 360 , передняя поверхность 362 головки цилиндра 360 не может выходить за пределы передней поверхности 602 рама 600 .В частности, край передней поверхности , 362, головки цилиндра , 360, может иметь ступеньку, меньшую, чем высота передней поверхности , 602, рамы , 600, . В результате передняя поверхность , 362, головки цилиндра , 360, может быть расположена на заданном расстоянии S от задней поверхности 452 выпускного клапана 450 , обращенной к передней поверхности 362 . Таким образом, поскольку цилиндр 350 не соприкасается с разгрузочной крышкой 450 , когда цилиндр 350 установлен на раме 600 , это может препятствовать контакту цилиндра 350 металла с разгрузочной крышкой 450 .

Множество монтажных канавок , 614, соединительных элементов, на которых может быть установлено множество соединительных элементов B, может быть определено в первой монтажной канавке , 612, . Поскольку в этом варианте осуществления предусмотрены четыре соединительных элемента B, могут быть сформированы четыре установочных паза , 614, соединительного элемента. Однако количество канавок , 614, для крепления соединительных элементов может быть изменено в соответствии с конструкцией с учетом количества соединительных элементов N, соединенных с ними.

Каждая из монтажных канавок , 614, соединительного элемента может быть расположена на расстоянии друг от друга под углом примерно 90 ° вдоль окружного направления первой монтажной канавки 612 , чтобы соответствовать каждому из соединительных элементов через части отверстия 370 .Каждая из монтажных канавок , 614, соединительного элемента может иметь ступеньку от нижней поверхности 613 первой монтажной канавки 612 внутри первой монтажной канавки 612 для размещения тела со сквозным отверстием 372 соединительного элемента через часть отверстия 370 .

Вторая установочная канавка , 618, может выходить из первой установочной канавки , 612, , чтобы иметь заданную глубину в продольном направлении рамы 600 .Вторая установочная канавка , 618, может вмещать корпус цилиндра , 380, цилиндра , 350, , когда цилиндр , 350, установлен.

Множество опор 620 выпускной крышки может быть выполнено с возможностью соединения выпускной крышки 450 с рамой 600 . Множество опор , 620, выпускной крышки может быть соединено с множеством соединительных элементов C, которые проходят через выпускную крышку , 450, , соответственно.

Множество опор , 620, выпускной крышки могут быть расположены на заданном расстоянии друг от друга на краю передней поверхности , 602, в направлении по окружности рамы , 600, . В этом варианте осуществления предусмотрены четыре крепления напорной крышки. Однако варианты осуществления этим не ограничиваются, и, таким образом, количество опор , 620, выпускной крышки может быть изменено в соответствии с конструкцией.

Множество опор 630 узла двигателя может быть выполнено с возможностью соединения рамы 600 с узлом двигателя 650 .Множество опор , 630, узла двигателя может принимать множество соединительных элементов D, соединенных с узлом , 650, двигателя, соответственно.

Множество опор , 630, двигателя в сборе могут быть расположены на заданном расстоянии друг от друга на краю передней поверхности , 602, или вдоль него в окружном направлении рамы , 600, . В этом варианте осуществления предусмотрены четыре крепления 630 узла двигателя. Однако варианты осуществления этим не ограничиваются, и количество опор , 630, узла двигателя может быть изменено в соответствии с конструкцией.

Четыре держателя 630 узла двигателя и четыре держателя 620 напорной крышки могут быть расположены поочередно относительно друг друга. То есть одна опора 620 выпускной крышки может быть расположена между двумя опорами 630 узла двигателя, а одна опора 630 узла электродвигателя может быть расположена между двумя опорами 620 выпускной крышки.

Крепление для уплотнительного кольца 640 может быть расположено на передней поверхности 602 рамы 600 в окружном направлении рамы 600 .Крепление уплотнительного кольца , 640, может иметь заданную глубину от передней поверхности 602 рамы 600 , так что уплотнительное кольцо 980 , которое предотвращает утечку хладагента, может быть установлено на держателе уплотнительного кольца 640 .

Как описано выше, поскольку цилиндр , 350, установлен на заданном расстоянии S от разгрузочной крышки 450 , на цилиндр , 350, не может воздействовать сила, выталкивающая из разгрузочной крышки 350 , в отличие от способа, в котором цилиндр устанавливают на раме , 600, за счет сжатия от выпускной крышки 450 в соответствии с предшествующим уровнем техники.Таким образом, в цилиндре , 350, , согласно этому варианту осуществления, деформация внутренней стенки цилиндра , 350, , которая создается силой, толкающей от напорной крышки , 350, и передаваемой в осевом направлении цилиндра 350. может быть решена.

Кроме того, в цилиндре 350 согласно этому варианту осуществления внешняя сила, передаваемая на внутреннюю стенку цилиндра 350 из-за соединения цилиндра 350 и рамы 600 посредством соединительного элемента ( s) B также можно минимизировать с помощью средства предотвращения передачи соединительного усилия 374 , как описано выше.То есть объем тела со сквозным отверстием , 372, в радиальном направлении цилиндра , 350, может быть уменьшен с помощью средства предотвращения передачи соединительного усилия , 374, , чтобы уменьшить интенсивность внешней силы, передаваемой в направлении внутреннего стенка цилиндра 350 уменьшенным объемом. Таким образом, в этом варианте осуществления, когда цилиндр , 350, и рама , 600, соединены друг с другом посредством соединительного элемента (ов) B, деформация внутренней стенки цилиндра также может быть минимизирована.Таким образом, линейный компрессор 10, согласно этому варианту осуществления может предотвратить деформацию внутренней стенки цилиндра , 350, при установке напорной крышки , 450, .

Как показано на фиг. 10, соединительный элемент , 1000, может включать в себя по меньшей мере одно опорное ребро 1000 , которое контактирует с выпускной крышкой 450 , чтобы позволить цилиндру 350 поддерживаться рамой 600 . Опорное ребро , 1000, может быть плотно прикреплено к выпускной крышке , 450, , расположенной на седле , 365, опорного ребра, которое может быть расположено на каждой из обеих боковых поверхностей головки , 360, цилиндра.Таким образом, цилиндр , 350, может поддерживаться на раме , 600, за счет силы от выпускной крышки , 450, . Поскольку сила практически аналогична силе сцепления в предыдущем варианте осуществления, цилиндр , 350, и рама , 600, могут быть прочно соединены друг с другом.

Опорное ребро 1000 может быть установлено на седле опорного ребра 365 как отдельный элемент ребра или быть интегрировано с седлом опорного ребра 365 .Как и в предыдущем варианте, на опоре может быть размещено средство предотвращения передачи усилия сцепления , 374, , которое может быть наклонено к боковой поверхности головки цилиндра , 360, , чтобы минимизировать силу, передаваемую в радиальном направлении цилиндра , 350, . Ребро сиденья 365 .

Как описано выше, соединительный элемент , 1000, может быть выполнен в виде ребристой конструкции, такой как опорное ребро , 1000, , согласно этому варианту осуществления, в дополнение к винтовому элементу, такому как болт, согласно предыдущему варианту осуществления. .

Согласно различным вариантам осуществления может быть предусмотрен линейный компрессор, способный предотвращать деформацию внутренней стенки цилиндра, и холодильник, включающий линейный компрессор.

Раскрытые здесь варианты осуществления предоставляют линейный компрессор, способный предотвращать деформацию внутренней стенки цилиндра, и холодильник, включающий линейный компрессор.

Раскрытые здесь варианты осуществления предоставляют линейный компрессор, который может включать в себя всасывающий порт или впускной канал, через который может подаваться хладагент; выпускная часть или выпускное отверстие, через которое может выпускаться хладагент; цилиндр, расположенный внутри корпуса для размещения поршня, совершающего возвратно-поступательное движение для сжатия хладагента, подаваемого через всасывающую часть; рама, в которой установлен цилиндр, причем рама установлена ​​внутри корпуса; и выпускную крышку, соединенную с передней поверхностью рамы для выпуска хладагента, сжатого поршнем, в выпускную часть.Передняя поверхность цилиндра, обращенная к разгрузочной крышке, может быть расположена на заданном расстоянии от разгрузочной крышки.

Передний край цилиндра может иметь уступ на высоте меньше высоты передней поверхности рамы. Цилиндр может быть соединен с рамой, по меньшей мере, через один соединительный элемент.

Деталь или опора для крепления цилиндра, на которой цилиндр может быть установлен для прохождения через нее, может быть расположен на раме, и цилиндр может быть установлен на части для опоры цилиндра через или с помощью, по меньшей мере, одного соединительного элемента.Монтажная часть цилиндра может включать в себя первую монтажную канавку, имеющую заданную глубину от передней поверхности рамы в продольном направлении рамы, и вторую монтажную канавку, которая проходит от первой монтажной канавки в продольном направлении рамы, чтобы иметь заданная глубина.

Цилиндр может включать головку цилиндра, размещенную в первой монтажной канавке, и корпус цилиндра, который проходит от головки цилиндра в продольном направлении цилиндра.Корпус цилиндра может быть размещен во второй монтажной канавке. Боковая поверхность головки блока цилиндров в продольном направлении может иметь длину меньше длины первой установочной канавки.

По меньшей мере одна монтажная канавка соединительного элемента, на которой может быть установлен по меньшей мере один соединительный элемент, может быть образована в первой монтажной канавке, и по меньшей мере один соединительный элемент проходит через часть или отверстие, через которое по меньшей мере один соединительный элемент может проходить, может располагаться на боковой поверхности ГБЦ.По меньшей мере, одна сквозная часть соединительного элемента может включать в себя корпус сквозной части, через который может проходить по меньшей мере один соединительный элемент, и деталь предотвращения передачи усилия сцепления или средство предотвращения, которое проходит от корпуса сквозной части к боковой поверхности головки блока цилиндров. . Деталь предотвращения передачи соединительного усилия может быть наклонена вверх от головки блока цилиндров.

По меньшей мере, один соединительный элемент может включать в себя множество соединительных элементов, и может быть предусмотрена канавка для крепления соединительного элемента и сквозная часть соединительного элемента, соответствующие множеству соединительных элементов.Множество монтажных канавок соединительного элемента могут быть разнесены на заданное расстояние друг от друга по окружному направлению первой монтажной канавки, а множество соединительных элементов через части могут быть разнесены на заданное расстояние друг от друга в окружном направлении цилиндра. головка должна соответствовать множеству пазов для крепления соединительного элемента. Множество соединительных элементов может включать четыре соединительных элемента.

По меньшей мере один соединительный элемент может включать в себя опорное ребро, расположенное на боковой поверхности цилиндра для контакта с напорной крышкой, так что цилиндр поддерживается рамой.Опорное ребро может быть объединено с боковой поверхностью цилиндра.

Согласно другому варианту осуществления холодильник может включать линейный компрессор согласно вариантам осуществления.

Любая ссылка в этом описании на «один вариант осуществления», «вариант осуществления», «примерный вариант осуществления» и т.д. означает, что конкретный признак, структура или характеристика, описанные в связи с вариантом осуществления, включены по меньшей мере в один вариант осуществления. Появление таких фраз в различных местах описания не обязательно относится к одному и тому же варианту осуществления.Кроме того, когда конкретный признак, структура или характеристика описываются в связи с любым вариантом осуществления, предполагается, что в компетенции специалиста в данной области техники воздействовать на такой признак, структуру или характеристику в связи с другими варианты.

Хотя варианты осуществления были описаны со ссылкой на ряд их иллюстративных вариантов осуществления, следует понимать, что многочисленные другие модификации и варианты осуществления могут быть разработаны специалистами в данной области техники, которые будут соответствовать духу и объему принципов этого раскрытия. .В частности, возможны различные варианты и модификации в составных частях и / или компоновках рассматриваемой комбинированной конструкции в пределах объема раскрытия, чертежей и прилагаемой формулы изобретения. В дополнение к вариациям и модификациям составных частей и / или компоновок, альтернативные варианты использования также будут очевидны специалистам в данной области техники.

Понимание компрессоров — типы, применения и критерии выбора

Компрессоры — это механические устройства, используемые для повышения давления в различных сжимаемых жидкостях или газах, наиболее распространенным из которых является воздух.Компрессоры используются в промышленности для подачи воздуха в цех или КИП; к электроинструментам, краскораспылителям и абразивно-струйному оборудованию; для фазового сдвига хладагентов для кондиционирования воздуха и охлаждения; для транспортировки газа по трубопроводам; и т. д. Как и насосы, компрессоры делятся на центробежные (динамические или кинетические) и поршневые; но там, где насосы преимущественно представлены центробежными разновидностями, компрессоры чаще бывают объемного типа. Их размер может варьироваться от перчаточного ящика, который накачивает шины, до гигантских поршневых машин или турбокомпрессоров, используемых при обслуживании трубопроводов.Компрессоры прямого вытеснения можно разделить на возвратно-поступательные типы, где преобладает поршневой тип, и роторные типы, такие как винтовой винтовой и роторно-лопастной.

Изображение предоставлено: нефтегазовый фотограф / Shutterstock.com

В этом руководстве мы будем использовать термины «компрессоры» и «воздушные компрессоры» для обозначения в основном воздушных компрессоров, а в некоторых особых случаях будем говорить о более конкретных газах, для которых используются компрессоры.

Типы воздушных компрессоров

можно охарактеризовать по-разному, но обычно их можно разделить на типы в зависимости от функционального метода, используемого для выработки сжатого воздуха или газа. В следующих разделах мы кратко описываем и представляем общие типы компрессоров. Охватываемые типы включают:

• Поршень
• Диафрагма
• Винт со спиральной головкой
• Лопатка выдвижная
• Свиток
• Лепесток вращения
• Центробежный
• Осевой

Из-за особенностей конструкции компрессоров, существует также рынок для восстановления воздушных компрессоров, и восстановленные воздушные компрессоры могут быть доступны в качестве опции вместо недавно приобретенного компрессора.

Поршневые компрессоры

или поршневые компрессоры основаны на возвратно-поступательном движении одного или нескольких поршней для сжатия газа внутри цилиндра (или цилиндров) и выпуска его через клапаны в приемные резервуары высокого давления. Во многих случаях резервуар и компрессор монтируются на общей раме или салазке как так называемый комплектный блок. В то время как основное применение поршневых компрессоров — обеспечение сжатым воздухом в качестве источника энергии, поршневые компрессоры также используются операторами трубопроводов для транспортировки природного газа.Поршневые компрессоры обычно выбираются по требуемому давлению (фунт / кв. Дюйм) и расходу (ст. Куб. Футов в минуту). Типичная система заводского воздуха обеспечивает сжатый воздух в диапазоне от 90 до 110 фунтов на квадратный дюйм с объемами от 30 до 2500 кубических футов в минуту; эти диапазоны, как правило, достигаются с помощью готовых коммерческих единиц. Системы заводского воздуха могут быть рассчитаны на единицу или могут быть основаны на нескольких более мелких установках, которые расположены по всему предприятию.

Изображение предоставлено: Energy Machinery, Inc.

Для достижения более высокого давления воздуха, чем может обеспечить одноступенчатый компрессор, доступны двухступенчатые агрегаты. Сжатый воздух, поступающий во вторую ступень, обычно предварительно проходит через промежуточный охладитель, чтобы отвести часть тепла, выделяемого во время цикла первой ступени.

Говоря о нагреве, многие поршневые компрессоры предназначены для работы в пределах рабочего цикла, а не непрерывно. Такие циклы позволяют теплу, генерируемому во время работы, рассеиваться, во многих случаях, через ребра с воздушным охлаждением.

доступны как в масляной, так и в безмасляной конструкции. Для некоторых применений, где требуется безмасляный воздух высочайшего качества, лучше подходят другие конструкции.

Мембранные компрессоры

Мембранный компрессор представляет собой несколько специализированную возвратно-поступательную конструкцию, в которой установлен концентрический двигатель, приводящий в движение гибкий диск, который попеременно расширяется и сжимает объем камеры сжатия. Как и в случае с диафрагменным насосом, привод изолирован от технологической жидкости гибким диском, что исключает возможность контакта смазки с каким-либо газом.Мембранные воздушные компрессоры — это машины с относительно небольшой производительностью, которые используются там, где требуется очень чистый воздух, например, во многих лабораторных и медицинских учреждениях.

Винтовые компрессоры

Винтовые компрессоры — это роторные компрессорные машины, известные своей способностью работать в 100% рабочем цикле, что делает их хорошим выбором для мобильных приложений, таких как строительство или дорожное строительство. Используя зубчатые, зацепляющиеся штыревые и охватывающие роторы, эти блоки втягивают газ на приводном конце, сжимают его, когда роторы образуют ячейку, и газ перемещается по их длине в осевом направлении, и выпускают сжатый газ через выпускное отверстие на неприводной стороне. корпуса компрессора.Ротационный винтовой компрессор делает его тише, чем поршневой компрессор, благодаря пониженной вибрации. Еще одно преимущество винтового компрессора перед поршневым — это отсутствие пульсации нагнетаемого воздуха. Эти агрегаты могут смазываться маслом или водой, или они могут быть спроектированы так, чтобы воздух не содержал масла. Эти конструкции могут удовлетворить требования критически важных безмасляных сервисов.

Изображение предоставлено: Сергей Рыжов / Shutterstock.ком

Лопастные компрессоры

Шиберный компрессор основан на серии лопаток, установленных в роторе, которые перемещаются вдоль внутренней стенки эксцентриковой полости. Лопатки, вращаясь от стороны всасывания к стороне нагнетания эксцентриковой полости, уменьшают объем пространства, мимо которого они проносятся, сжимая газ, захваченный в этом пространстве. Лопатки скользят по масляной пленке, которая образуется на стенке эксцентриковой полости, обеспечивая уплотнение. Пластинчатые компрессоры нельзя сделать так, чтобы они обеспечивали безмасляный воздух, но они способны подавать сжатый воздух без пульсаций.Они также не допускают попадания загрязняющих веществ в окружающую среду благодаря использованию втулок, а не подшипников, и их относительно медленной работе по сравнению с винтовыми компрессорами. Они относительно тихие, надежные и способны работать со 100% -ным рабочим циклом. Некоторые источники утверждают, что роторно-лопастные компрессоры в основном вытеснили винтовые компрессоры в воздушных компрессорах. Они используются во многих безвоздушных применениях в нефтегазовой и других обрабатывающих отраслях.

Спиральные компрессоры

используются стационарные и вращающиеся спирали, которые уменьшают объем пространства между ними, поскольку вращающиеся спирали отслеживают путь неподвижных спиралей.Впуск газа происходит на внешнем крае спиралей, а выпуск сжатого газа — около центра. Поскольку спирали не соприкасаются, смазочное масло не требуется, что делает компрессор практически безмасляным. Однако, поскольку для отвода тепла сжатия не используется масло, как в других конструкциях, производительность спиральных компрессоров несколько ограничена. Они часто используются в компрессорах низкого уровня и компрессорах домашних систем кондиционирования воздуха.

Роторно-лопастные компрессоры

Роторные компрессоры — это крупногабаритные устройства низкого давления, которые более целесообразно классифицировать как воздуходувки.Чтобы узнать больше о воздуходувках, загрузите бесплатное руководство по покупке Thomas Blowers.

Центробежные компрессоры

используются высокоскоростные лопастные колеса, похожие на насос, которые сообщают газам скорость, вызывая повышение давления. Они используются в основном в крупномасштабных приложениях, таких как коммерческие холодильные установки мощностью 100+ л.с. и на крупных перерабатывающих предприятиях, где они могут достигать 20 000 л.с. и обеспечивать объемы в диапазоне 200 000 куб. Футов в минуту. Почти идентичные по конструкции центробежным насосам, центробежные компрессоры увеличивают скорость газа, выбрасывая его наружу под действием вращающейся крыльчатки.Газ расширяется в улитке корпуса, где его скорость замедляется, а давление повышается.

Центробежные компрессоры имеют более низкую степень сжатия, чем поршневые компрессоры, но они обрабатывают большие объемы газа. Многие центробежные компрессоры используют несколько ступеней для улучшения степени сжатия. В этих многоступенчатых компрессорах газ обычно между ступенями проходит через промежуточные охладители.

Стандартный одноступенчатый центробежный компрессор подает большое количество сжатого воздуха.

Изображение предоставлено: wattana / Shutterstock.com

Осевые компрессоры

Осевой компрессор обеспечивает максимальные объемы подаваемого воздуха, от 8000 до 13 миллионов кубических футов в минуту в промышленных машинах. В реактивных двигателях используются компрессоры такого типа для производства объемов в еще более широком диапазоне. Осевые компрессоры в большей степени, чем центробежные компрессоры, имеют тенденцию к многоступенчатой ​​конструкции из-за их относительно низких степеней сжатия. Как и в центробежных установках, осевые компрессоры увеличивают давление, сначала увеличивая скорость газа.Затем осевые компрессоры замедляют газ, пропуская его через изогнутые неподвижные лопасти, что увеличивает его давление.

Внутренний вид осевого компрессора с неподвижными и подвижными лопатками.

Изображение предоставлено: Vasyl S / Shutterstock.com

Варианты питания и топлива

Воздушные компрессоры могут иметь электрическое питание, обычно это воздушные компрессоры на 12 В постоянного тока или воздушные компрессоры на 24 В постоянного тока. Также доступны компрессоры, которые работают от стандартных уровней переменного напряжения, таких как 120 В, 220 В или 440 В.

Варианты альтернативного топлива включают воздушные компрессоры, которые работают от двигателя, работающего от горючего источника топлива, такого как бензин или дизельное топливо. Как правило, компрессоры с электрическим приводом желательны в случаях, когда важно устранить выхлопные газы или обеспечить работу в условиях, когда использование или присутствие горючего топлива нежелательно. Соображения по поводу шума также играют роль при выборе варианта топлива, поскольку воздушные компрессоры с электрическим приводом, как правило, демонстрируют более низкий уровень акустического шума по сравнению с их аналогами с приводом от двигателя.

Кроме того, некоторые воздушные компрессоры могут иметь гидравлический привод, что также позволяет избежать использования источников горючего топлива и связанных с этим проблем с выхлопными газами.

Выбор компрессорной машины в промышленных условиях

При выборе воздушных компрессоров для общего использования в мастерских, выбор обычно сводится к поршневому компрессору или винтовой компрессору. Поршневые компрессоры обычно дешевле винтовых, требуют менее сложного обслуживания и хорошо выдерживают грязные рабочие условия.Однако они намного шумнее, чем винтовые компрессоры, и более подвержены попаданию масла в систему подачи сжатого воздуха, явление, известное как «унос». Поскольку поршневые компрессоры при работе выделяют много тепла, их размеры должны соответствовать рабочему циклу — практическое правило предписывает 25% покоя и 75% работы. Радиально-винтовые компрессоры могут работать 100% времени и почти предпочитают это. Однако потенциальная проблема с винтовыми компрессорами заключается в том, что увеличение их размера с целью увеличения его мощности может привести к проблемам, поскольку они не особенно подходят для частого запуска и остановки.Тесный допуск между роторами означает, что компрессор должен оставаться при рабочей температуре для достижения эффективного сжатия. При выборе размера нужно уделять больше внимания использованию воздуха; Поршневой компрессор может быть увеличен без подобных опасений.

Автомастерская, которая постоянно использует воздух для окраски, может найти радиально-винтовой компрессор с его более низкой скоростью уноса и желанием постоянно эксплуатировать актив; Обычный ремонт автомобилей с более редким использованием воздуха и низким уровнем заботы о чистоте подаваемого воздуха может быть лучше обслуживаться поршневым компрессором.

Независимо от типа компрессора, сжатый воздух обычно охлаждается, осушается и фильтруется перед его распределением по трубам. Специалистам систем заводского воздуха необходимо будет выбрать эти компоненты в зависимости от размера системы, которую они проектируют. Кроме того, им необходимо будет рассмотреть возможность установки фильтров-регуляторов-лубрикаторов на точках подачи.

Компрессоры для крупных строительных площадок, установленные на прицепах, обычно представляют собой винтовые компрессоры с приводом от двигателя. Они предназначены для непрерывной работы независимо от того, используется ли воздух или сбрасывается.

Несмотря на то, что спиральные компрессоры доминируют в низкопроизводительных холодильных системах и воздушных компрессорах, они начинают проникать на другие рынки. Они особенно подходят для производственных процессов, требующих очень чистого воздуха (класс 0), таких как фармацевтика, продукты питания, электроника и т. Д., А также для чистых помещений, лабораторий и медицинских / стоматологических помещений. Производители предлагают агрегаты мощностью до 40 л.с., которые обеспечивают почти 100 кубических футов в минуту при давлении 145 фунтов на кв. Дюйм. Агрегаты большей мощности обычно включают в себя несколько спиральных компрессоров, так как технология не масштабируется после 3-5 л.с.

Если приложение включает сжатие опасных газов, разработчики часто рассматривают диафрагменные или пластинчатые компрессоры, а для очень больших объемов сжатия — кинетические.

Дополнительные рекомендации по выбору

Некоторые дополнительные факторы выбора, на которые следует обратить внимание, следующие:

• Масло по сравнению с маслом за вычетом
• Расчет компрессора
• Качество воздуха
• Органы управления

Масло по сравнению с нефтью за вычетом

Масло играет важную роль в работе любого компрессора, поскольку оно служит для отвода тепла, выделяемого в процессе сжатия.Во многих конструкциях масло также обеспечивает уплотнение. В поршневых компрессорах масло смазывает подшипники кривошипа и пальца, а также боковины цилиндра. Как и в поршневых двигателях, кольца на поршне обеспечивают герметизацию камеры сжатия и регулируют поступление в нее масла. Винтовые компрессоры впрыскивают масло в корпус компрессора, чтобы герметизировать два бесконтактных ротора и, опять же, отводить часть тепла процесса сжатия. Роторно-лопастные компрессоры используют масло для герметизации мельчайшего пространства между кончиками лопастей и отверстием корпуса.Спиральные компрессоры обычно не используют масло, поэтому их меньше называют масляными, но, конечно, их мощность несколько ограничена. Центробежные компрессоры не вводят масло в поток сжатия, но они находятся в другой лиге, чем их братья с прямым вытеснением.

При создании безмасляных компрессоров производители используют ряд тактик. Производители поршневых компрессоров могут использовать цельные узлы поршень-кривошип, которые устанавливают коленчатый вал на эксцентриковые подшипники. Когда эти поршни совершают возвратно-поступательное движение в цилиндрах, они качаются внутри них.Эта конструкция исключает наличие подшипника пальца кисти на поршне. Производители поршневых компрессоров также используют различные самосмазывающиеся материалы для уплотнительных колец и гильз цилиндров. Производители винтовых компрессоров уменьшают зазоры между винтами, устраняя необходимость в масляном герметике.

Однако есть компромиссы с любой из этих схем. Повышенный износ, проблемы с отводом тепла, снижение производительности и более частое техническое обслуживание — это лишь некоторые из недостатков безмасляных воздушных компрессоров.Очевидно, что определенные отрасли промышленности готовы пойти на такие уступки, потому что безмасляный воздух является обязательным условием. Но там, где допустимо фильтровать масло или просто жить с ним, имеет смысл использовать обычный масляный компрессор.

Изображение предоставлено: Energy Machinery, Inc.

Определение размеров компрессора

Если вы работаете с отбойными молотками весь день, выбрать компрессор несложно: сложите количество операторов, которые будут использовать компрессор, определите кубические футы в минуту их инструментов и купите винто-винтовой компрессор непрерывного действия, который может удовлетворить спрос и который проработает 8 часов на одном баке.Конечно, на самом деле это не так просто — могут быть ограничения окружающей среды, которые следует учитывать, — но идею вы поняли.

Если вы пытаетесь обеспечить сжатым воздухом небольшой магазин, все становится немного сложнее. Пневматические инструменты можно разделить по типу использования: либо прерывистого, скажем, гаечного ключа с трещоткой, либо непрерывного — распылителя краски. Диаграммы доступны, чтобы помочь в оценке потребления различных инструментов магазина. После того, как они определены и рассчитано использование на основе среднего и непрерывного использования, можно приблизительно определить общую мощность воздушного компрессора.

Типовой винтовой компрессор на строительной площадке.

Изображение предоставлено: Baloncici / Shutterstock.com

Определение мощностей компрессоров для производственных мощностей происходит примерно так же. Например, упаковочная линия, вероятно, будет использовать сжатый воздух для приведения в действие цилиндров, продувочных устройств и т. Д. Обычно производитель оборудования указывает нормы расхода для отдельных машин, но в противном случае расход воздуха в цилиндрах легко оценить, зная диаметр диаметра, ход и частота вращения каждого пневматического устройства.

Очень крупные производственные предприятия и перерабатывающие предприятия, вероятно, будут иметь столь же большие потребности в сжатом воздухе, который может обслуживаться резервированными системами. Для таких операций постоянное наличие воздуха оправдывает затраты на несколько систем сжатого воздуха, чтобы избежать дорогостоящих остановок или остановок линий. Даже небольшие операции могут выиграть от некоторого уровня резервирования. Это вопрос, который необходимо задать при определении размеров небольшой производственной воздушной системы: лучше ли работать с одним компрессором (меньше обслуживания, меньше сложность), или несколько компрессоров меньшего размера (избыточность, возможности для роста) обеспечат лучшее соответствие ?

Качество воздуха

Компрессор забирает воздух из атмосферы и, сжимая, добавляет в смесь тепло, а иногда и масло, и, если всасываемый воздух не очень сухой, генерирует много влаги.Для некоторых операций эти дополнительные компоненты не влияют на конечное использование, и инструменты работают без проблем с производительностью. По мере того, как процессы с пневматическим приводом становятся более сложными или более важными, обычно уделяется больше внимания улучшению качества выходящего воздуха.

Сжатый воздух обычно довольно горячий, и первый шаг к уменьшению этого тепла — собрать воздух в резервуаре. Этот шаг не только позволяет воздуху остыть, но и позволяет конденсировать часть содержащейся в нем влаги. Приемные баки воздушного компрессора обычно имеют либо ручные, либо автоматические клапаны, позволяющие слить скопившуюся воду.Дальнейшее тепло можно отвести, пропустив воздух через доохладитель. В трубопровод подачи воздуха можно добавить осушители на основе хладагента и адсорбционные осушители, чтобы улучшить удаление влаги. Наконец, может быть установлена ​​фильтрация для удаления любой увлеченной смазки из приточного воздуха, а также любых твердых частиц, которые могли попасть в результате какой-либо фильтрации на впуске.

Сжатый воздух обычно распределяется по нескольким каплям. При каждом падении стандартная передовая практика заключается в установке FRL (фильтр, регулятор, лубрикатор), которые регулируют воздух в соответствии с потребностями конкретного инструмента и позволяют смазке течь к любым инструментам, которые в этом нуждаются.

Органы управления

Когда дело доходит до управления поршневым компрессором, не так уж много вариантов. Наиболее распространено управление пуском / остановом: компрессор питает бак с верхним и нижним порогами. Когда достигается нижняя уставка, компрессор включается и работает до достижения верхней уставки. Вариант этого метода, получивший название управления постоянной скоростью, позволяет компрессору работать в течение некоторого времени после достижения верхнего заданного значения, нагнетаемого в атмосферу, в случае, если накопленный воздух используется с более высокой, чем обычно, скоростью.Этот процесс сводит к минимуму количество запусков двигателя в периоды высокой нагрузки. Выбираемая система двойного управления, обычно доступная только в системах мощностью 10+ л.с., позволяет пользователю переключаться между этими двумя режимами управления.

Для винтовых компрессоров доступны дополнительные опции. В дополнение к управлению пуском / остановом и постоянной скоростью винтовые компрессоры могут использовать управление нагрузкой / разгрузкой, модуляцию впускного клапана, скользящий клапан, автоматическое двойное управление, привод с регулируемой скоростью, а также, для многоблочных установок, последовательность компрессоров.Для управления загрузкой / разгрузкой используется клапан на стороне нагнетания и клапан на стороне впуска, которые соответственно открываются и закрываются, чтобы уменьшить поток через систему. (Это очень распространенная система на безмасляных винтовых компрессорах.) Модуляция впускного клапана использует пропорциональное управление для регулирования массового расхода воздуха, поступающего в компрессор. Управление с помощью скользящего клапана эффективно сокращает длину винтов, задерживая начало сжатия и позволяя некоторому количеству всасываемого воздуха обходить сжатие, чтобы лучше соответствовать потребностям.Автоматическое двойное управление переключает между пуском / остановом и управлением с постоянной скоростью в зависимости от характеристик нагрузки. Привод с регулируемой скоростью замедляет или увеличивает частоту вращения ротора за счет электронного изменения частоты сигнала переменного тока, вращающего двигатель. Последовательность работы компрессоров позволяет распределять нагрузку между несколькими компрессорами, назначая, например, один блок для непрерывной работы для обработки базовой нагрузки и варьируя запуск двух дополнительных блоков, чтобы минимизировать штраф за перезапуск.

При выборе любой из этих схем управления идея состоит в том, чтобы найти наилучший баланс между удовлетворением спроса и стоимостью холостого хода по сравнению со стоимостью ускоренного износа оборудования.

Технические характеристики

При выборе компрессорного оборудования специалисты по спецификации должны учитывать три основных параметра в дополнение ко многим пунктам, изложенным выше. Эти технические характеристики воздушного компрессора включают:

• объем
• допустимое давление
• мощность станка

Хотя компрессоры обычно оцениваются в лошадиных силах или киловаттах, эти меры не обязательно дают представление о том, сколько будет стоить эксплуатация оборудования, поскольку это зависит от эффективности машины, ее рабочего цикла и т. Д.

Объем

Объемная производительность определяет, сколько воздуха машина может подавать в единицу времени. Кубические футы в минуту — наиболее распространенная единица измерения этого показателя, хотя то, что это такое, может варьироваться в зависимости от производителя. Попытка стандартизировать эту меру, так называемый scfm, похоже, зависит от того, чьим стандартам вы следуете. Институт сжатого воздуха и газа принял определение стандартного кубического фута в минуту (стандарт ISO) как сухой воздух (относительная влажность 0%) при давлении 14,5 фунт / кв.дюйм и 68 ° F.Фактический кубический метр в минуту — еще одна мера объемной емкости. Он относится к количеству сжатого воздуха, подаваемого к выпускному отверстию компрессора, которое всегда будет меньше рабочего объема машины из-за потерь от прорыва через компрессор.

Максимальное давление

Допустимое давление в фунтах на квадратный дюйм в значительной степени основано на потребностях оборудования, с которым будет работать сжатый воздух. Хотя многие пневмоинструменты предназначены для работы при нормальном давлении воздуха в цехе, для специальных применений, таких как запуск двигателя, требуется более высокое давление.Таким образом, при выборе поршневого компрессора, например, покупатель найдет одноступенчатый агрегат, который обеспечивает давление до 135 фунтов на квадратный дюйм, достаточный для питания повседневных инструментов, но хотел бы рассмотреть двухступенчатый агрегат для специальных применений с более высоким давлением.

Мощность станка

Мощность, необходимая для привода компрессора, будет определяться этими соображениями объема и давления. Специалисту также необходимо учитывать потери в системе при определении производительности компрессора: потери в трубопроводах, перепады давления в осушителях и фильтрах и т. Д.Покупатели компрессоров также могут принять решения по приводам, например, с ременным или прямым приводом двигателя, с бензиновым или дизельным двигателем и т. Д.

часто публикуют кривые производительности компрессоров, чтобы дать возможность специалистам по спецификациям оценить производительность компрессора в диапазоне рабочих условий. Это особенно верно для центробежных компрессоров, которые, как и центробежные насосы, могут быть рассчитаны на выдачу различных объемов и давлений в зависимости от скорости вала и размера рабочего колеса.

The Dept.of Energy принимает энергетические стандарты для компрессоров, в соответствии с которыми некоторые производители компрессоров публикуют спецификации. Поскольку все больше производителей публикуют эти данные, покупателям компрессоров будет легче разбираться в потреблении энергии сопоставимыми компрессорами.

Приложения и отрасли

находят применение в различных отраслях промышленности, а также широко используются в установках, знакомых обычным потребителям. Например, портативный электрический воздушный компрессор 12 В постоянного тока, который часто переносят в бардачке или багажнике автомобиля, является типичным примером простой версии воздушного компрессора, который находит применение среди потребителей для накачивания шин до нужного давления.

Некоторые из наиболее распространенных приложений и отраслей, в которых используются компрессоры, включают следующее:

• Компрессоры, устанавливаемые на грузовиках и автомобилях
• Применение в медицине и стоматологии
• Сжатие лабораторных и специальных газов
• Приложения для производства продуктов питания и напитков
• Нефтегазовая промышленность

Грузовые и автомобильные компрессоры

Использование воздушных компрессоров в транспортных средствах и общие автомобильные приложения включают электрические воздушные компрессоры, установленные на грузовиках, дизельные воздушные компрессоры или другие воздушные компрессоры, устанавливаемые на транспортных средствах.Например, пневматические тормозные системы на грузовиках используют для работы сжатый воздух, поэтому для перезарядки тормозной системы требуется встроенный воздушный компрессор. Для служебных транспортных средств могут потребоваться бортовые воздушные компрессоры для выполнения необходимых функций или для обеспечения мобильности компрессора и возможности развертывания по мере необходимости на различных рабочих площадках или в различных местах. Например, пожарные машины могут включать в себя бортовые компрессоры пригодного для дыхания воздуха для обеспечения возможности наполнения резервуаров воздухом для пополнения резервуаров пригодного для дыхания воздуха для пожарных и служб быстрого реагирования.

Применение в медицине и стоматологии

находят применение также в медицине и стоматологии.

являются источником чистого сжатого воздуха для облегчения выполнения стоматологических процедур, а также для питания стоматологических инструментов с пневматическим приводом, таких как дрели или зубные щетки. Выбор правильного стоматологического воздушного компрессора требует нескольких соображений, включая требуемую мощность и давление.

Использование воздушного компрессора в медицинских целях включает создание подачи воздуха для дыхания, который не зависит от других газов, хранящихся в газовых баллонах, и который может использоваться, например, в качестве опции для пациентов, которые могут быть чувствительны к кислородному отравлению.Медицинские компрессоры воздуха для дыхания могут быть портативными или стационарными в больнице или медицинском учреждении. Другое использование медицинского воздушного компрессора может включать подачу воздуха в специализированное оборудование пациента, такое как компрессионные манжеты, где сжатый воздух необходим для оказания давления на конечности пациента, чтобы предотвратить скопление жидкости в конечностях в результате ослабленной сердечной функции.

Компрессия лабораторных и специальных газов

Лабораторные воздушные компрессоры и воздушные компрессоры для других специализированных промышленных применений используются для обработки и выработки поставок специализированных газов, таких как водород, кислород, аргон, гелий, азот или газовые смеси (например, аммиачные компрессоры) или двуокись углерода, где его можно использовать в пищевой промышленности и производстве напитков.Гелиевые компрессоры будут подавать газ в резервуары для хранения для использования в лабораторных целях, таких как точное обнаружение утечек, в то время как другие газовые компрессоры, такие как кислородные компрессоры, могут удовлетворять потребности в резервуарах с кислородом для использования в больницах и медицинских учреждениях.

Приложения для производства продуктов питания и напитков

Пищевые воздушные компрессоры играют важную роль в пищевой промышленности и производстве напитков. Эти компрессоры находят применение на протяжении всего производственного цикла, они могут использоваться для облегчения технологических операций, таких как сортировка, подготовка, распределение, упаковка и консервация.Кроме того, сжатый воздух можно использовать для поддержания санитарных условий, необходимых при производстве расходных материалов.

Нефтегазовая промышленность

Использование компрессоров также широко распространено в нефтегазовой промышленности, где компрессоры природного газа используются для выработки сжатого природного газа для хранения и транспортировки. Некоторые из этих операций по сжатию газа требуют использования компрессоров высокого давления, где давление нагнетания может составлять от 1000 до 3000 фунтов на квадратный дюйм и выше, с возможным диапазоном от 10000 до 60000 фунтов на квадратный дюйм, в зависимости от области применения.

Это руководство дает общее представление о разновидностях компрессоров, вариантах мощности, особенностях выбора, областях применения и промышленном использовании. Для получения дополнительной информации о сопутствующих продуктах обратитесь к другим нашим статьям и руководствам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, чтобы найти потенциальные источники или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.

Источники

1. http://www.cagi.org
2. https://www.federalregister.gov/documents/2016/05/19/2016-11337/energy-conservation-program- стандарты энергосбережения для компрессоров
3. https: // www.

   No related posts.