Передвижная компрессорная станция представляет собой машину, состоящую из компрессора, приводного двигателя и вспомогательных устройств, смонтированных на прицепной тележке или раме.
Компрессор – это машина для повышения давления и перемещения газа.
Компрессоры классифицируют по ряду признаков:
– по способу подведения энергии к газу: объемные, в которых давление газа повышается за счет уменьшения замкнутого объема (камеры), и динамические (турбокомпрессоры), в которых подводимая извне к газу энергия идет на увеличение его скорости и кинетической энергии.
– по роду сжимаемого газа: воздушные, кислородные и др.
– по конечному давлению: вакуум-компрессоры, в которых давление ниже атмосферного, и остальные компрессоры с давлением выше атмосферного.
– по максимальному рабочему давлению: низкого давления (0,3–1,2 МПа), среднего (1,2–10 МПа), высокого (свыше 10–100 МПа) и сверхвысокого (свыше 100 МПа).
– по производительности: малой производительности (до 0,05 куб.м/с), средней (0,05 – 0,16 куб.м/с) и большой (свыше 0,16 куб.м/с).
– по роду привода: с двигателями внутреннего сгорания и с электродвигателями.
– по типу цилиндра (числу рабочих полостей): с цилиндрами одинарного (простого) и двойного действия. В поршневых компрессорах с цилиндрами одинарного действия (рис. 1, а) воздух сжимается только в одной рабочей полости цилиндра, т. е. с одной стороны поршня. В компрессорах с цилиндрами двойного действия (рис. 1, б) при движении поршня слева направо в левую полость цилиндра засасывается атмосферный воздух. Одновременно воздух, находящийся в правой части цилиндра 2, сжимается поршнем и затем нагнетается в воздухосборник. При обратном движении поршня атмосферный воздух засасывается в правую полость цилиндра, а в левой его полости происходит процесс сжатия и нагнетания в воздухосборник.
– по конструктивному расположению цилиндров: вертикальные и V-образные.
– по числу ступеней сжатия: одно-, двух- и многоступенчатые.
В компрессорах одноступенчатого сжатия (см. рис. 1) воздух сжимается один раз и затем поступает в воздухосборник.
Рис. 1. Схемы поршневых компрессоров одноступенчатого сжатия с цилиндрами одинарного (а) и двойного (б) действия:
1 – поршень; 2 – цилиндр; 3, 4 – всасывающий и нагнетательный клапаны; 5 – поршневой палец;
6 – шатун; 7 – коленчатый вал; 8 – шток; 9 – крышка
В компрессорах двухступенчатого сжатия (рис. 2) воздух сжимается дважды: вначале до определенного давления в цилиндре I ступени, затем охлаждается в холодильнике 3 и после этого в цилиндре II ступени до рабочего давления.
Рис 2. Схема поршневого компрессора двухступенчатого сжатия
1 – цилиндр I ступени сжатия; 2 – цилиндр II ступени сжатия; 3 – холодильник
В компрессорах многоступенчатого сжатия воздух сжимается столько раз, сколько ступеней имеют компрессоры.
Многоступенчатым сжатием получают высокое давление воздуха, ограничивая температуру нагнетаемого воздуха увеличением числа ступеней сжатия, так как после каждой ступени сжатия воздух охлаждается в межступенчатом холодильнике. При сжатии в одноступенчатом цилиндре до избыточного давления 0,3 МПа температура сжимаемого воздуха может достигнуть 180 °С. Масло, которым смазывают трущиеся пары компрессора (поршни, цилиндры) для уменьшения износа, при таких температурах разлагается и теряет свои смазывающие свойства. В результате возникает опасность воспламенения и взрыва масляного нагара, накапливающегося в трубопроводах, крышках цилиндров, поэтому температура нагнетаемого воздуха не должна превышать 170°С. Кроме того, при увеличении числа ступеней сжатия уменьшаются затраты энергии на сжатие, увеличиваются производительность и надежность компрессора.
На передвижных компрессорных станциях применяют объемные (поршневые, мембранные, пластинчатые, винтовые) воздушные компрессоры малой и средней производительности с цилиндрами одинарного действия и конечным рабочим давлением не более 1,2 МПа.
На станциях малой производительности используют поршневые компрессоры одноступенчатого сжатия, на остальных – двухступенчатого.
Компрессорные станции различают по способу перемещения: прицепные, переносные, самоходные. Прицепные станции монтируют на прицепной тележке, которую для перемещения на новое место работы буксируют автомобилем или трактором.
Переносные размещают на раме или салазках. Перебазируют их в кузове автомобиля. Станции на салазках на короткие расстояния буксируют автомобилем или трактором. Переносными изготовляют компрессорные станции малой производительности. Компрессор, двигатель и все вспомогательные устройства таких станций смонтированы на воздухосборнике, снабженном небольшими металлическими колесами для перемещения станции в пределах строительного объекта. Компрессорные станции малой производительности изготовляют и на упругой опоре. Такие станции имеют небольшую массу, поэтому на новое место работы их переносят вручную.
Самоходные станции монтируют на шасси грузовых автомобилей. Компрессор приводится в движение от своего двигателя или через коробку отбора мощности от двигателя автомобиля. Самоходные станции в этом учебнике не рассматриваются.
Каждой модели передвижной компрессорной станции присваивается марка (ПР-10М. НВ-10Э, ПВ-10, ПВ-10Э, ПП-1,5 и др.). Первая буква в марке обозначает способ передвижения станции (П – прицепная, Н – носимая), вторая – тип компрессора (П – поршневой, Р роторный пластинчатый, В – винтовой), цифры – производительность компрессора, буква М после цифры – станция модернизированная, буква Э – на станции применен электрический двигатель. Например, марка ПВ-10Э: П – прицепная, В – с винтовым компрессором, 10 – производительность 10 куб.м/мин, Э – с электрическим двигателем.
Отдельные заводы продолжают присваивать станциям марки старых образцов. Например, марка ПКСД-5,25 расшифровывается так: П – прицепная, К – компрессорная, С – станция, Д – с дизельным двигателем, производительность 5,25 куб.м/мин.
Марки применяемых на станциях электрических двигателей образуются по-разному. Например, электрический двигатель 4Л180М4УЗ, установленный на станции ПКС-3,5, расшифровывается следующим образом: 4 – номер серии электродвигателей, А – асинхронный электродвигатель, 180 – размер в мм по вертикали от центра вала ротора до нижней плоскости опор, М – размер в мм по горизонтали между центрами отверстий в опорах (указывается в специальных таблицах), 4 – число полюсов обмотки статора, соответствующее частоте вращения ротора 24 Гц (при цифре 2 частота вращения будет 48 Гц). Первая буква (в данном случае У) характеризует условия эксплуатации двигателя (У – средние нормальные условия, X – холодные, Т – очень жаркие тропические) и последняя буква обозначает способ размещения двигателя в помещениях (в данной марке буква З – закрытые вентилируемые помещения).