Воздухораспределение в поршневых компрессорах осуществляется различными по конструкции самодействующими автоматическими всасывающими и нагнетательными клапанами.
При такте всасывания в цилиндре создается разрежение, атмосферный воздух открывает всасывающий клапан и поступает в цилиндр. В нижней мертвой точке поршня всасывание прекращается и всасывающий клапан автоматически закрывается.
При такте сжатия в цилиндре постепенно повышается давление и при определенном его значении нагнетательный клапан открывается (начинается такт нагнетания) и сжатый воздух выталкивается из цилиндра и через нагнетательный трубопровод поступает в воздухосборник. В верхней мертвой точке на гнетание заканчивается и нагнетательный клапан автоматически закрывается.
На поршневых компрессорах применяют пластинчатые клапаны – кольцевые и полосовые.
Кольцевой пружинный клапан (рис. 50, а) состоит из седла 2, розетки (ограничителя подъема пластины) 5, между которыми размещены кольцевые пластины 1, прижатые к седлу 2 пружинами 7. Уменьшает удар пластины 1 об ограничитель подъема при открытии клапана демпферная пластина 6. Седло 2 и розетку стягивают с помощью шпильки 3 и гайки 4.
Рис. 50. Кольцевой пружинный всасывающий клапан:
а – устройство; б – клапан закрыт; в – открыт; 1 – кольцевая пластина; 2 – седло; 3 – шпилька;
4 – гайка; 5 – розетка (ограничитель подъёма пластины); 6 – демпферная пластина; 7 – пружина
При работе компрессора кольцевые пластины 1 под действием разности давлений открываются и прижимаются давлением воздуха к розетке (рис. 50, в), открывая тем самым проход воздуху. Пластина прижата к розетке, а клапан открыт до тех пор, пока давление воздуха до и мосле клапана не станет одинаковым. В этом случае пластина 1 начнет перемещаться к седлу 2 под действием пружин 7 и клапан закроется (рис. 50, б).
Нагнетательный клапан от всасывающего отличается тем, что гайка 4 у него расположена не со стороны седла, а со стороны розетки. Детали у всасывающих и нагнетательных клапанов одинаковые.
Кольцевые клапаны применены на компрессорах ПК-10: в каждой клапанной головке размещены два всасывающих и два нагнетательных клапана.
Полосовой клапан (рис. 51) изготовляют в виде самопружинящей пластины 2 в форме прямоугольной полосы толщиной 0,7–1 мм и размером в плане 100х10 мм (110х12 мм). В закрытом состоянии клапана пластина 2 прилегает к седлу 1, закрывая проход 3 (рис. 51, 6). Под действием перепада давления она прогибается по дуге до тех пор, пока ей позволяет ограничитель подъема 5, открывая проход 3 воздуху.
Рис. 51. Полосовой клапан закрыт (а) и открыт (б):
1 – седло; 2 – пластина; 3 – проход в седле; 4 – направляющая; 5 – ограничитель подъёма
При выравнивании давления воздуха до и после клапана пластина выпрямляется за счет сил упругости и закрывает проход 3. Направляющие 4 удерживают пластины за концы, предотвращая их смещение в сторону.
Клапаны в сборе монтируют на клапанной доске (плите), зажатой между цилиндром и его крышкой (головкой).
Беспружинные полосовые клапаны применены на компрессорах малой подачи СО-7Б и компрессорах ПКС-5. Выполнены они в клапанной доске (плите), зажатой между верхним торцом цилиндра и его головкой (рис. 52, а). Особенность их конструкции – размещение на одной доске 2 нагнетательных и всасывающих 4 клапанов. При этом клапанная доска является ограничителем подъема для всасывающих клапанов и седлом для нагнетательных клапанов.
Рис. 52. Клапанные плиты в сборе с беспружинными пластинчатыми (а) и комбинированными полосовыми (б) клапанами:
1 – нагнетательный клапан; 2 – клапанная плита (нижняя доска); 3 – шпилька с гайкой и шайбой;
4 – всасывающий клапан; 5 – посадочная плита; 6 – розетка-седло; 7 – фиксатор положения пластин;
8 – пластина; 9 – розетка-ограничитель подъёма; 10 – винт; 11 – пазы; 12 – верхняя доска
У всасывающего клапана 4 (разрез А–А) в клапанной плите 2 сделаны продолговатые проходы для пропуска атмосферного воздуха в цилиндры и спрофилированные углубления для прогиба пластин 8. Сверху установлена розетка-седло 6, между ней и плитой 2 находятся посадочная плита 5, фиксатор 7 положения пластин и пластины 8. Седло, посадочная плита и фиксатор прочно удерживаются на клапанной доске шпильками 3 с гайками и шайбами. При всасывании атмосферного воздуха пластина прогибается вниз в углубление в плите-ограничителе подъема и через образовавшуюся щель воздух входит в цилиндр. Посадочная плита смягчает удары пластины о розетку-седло 6.
В доске 2 нагнетательного клапана 1 (разрез Б–Б) выполнены продолговатые проходы для пропуска сжатого воздуха из цилиндра в нагнетательный патрубок. Сверху установлена розетка 9, ограничивающая прогиб пластины 8. На клапанную доску уложена посадочная плита 5. Пластина удерживается в определенном месте клапана фиксатором 7. Все детали крепятся к клапанной доске 2 шпильками 3. При нагнетании воздуха пластина прогибается вверх и через образовавшуюся щель сжатый воздух выходит из цилиндра.
Посадочные плиты смягчают удары пластин о седло (клапанную плиту 2).
На поршневых компрессорных станциях (рис. 52,6) клапаны выполнены в двух клапанных досках 2, 12, которые скреплены винтами 10. От клапанов, показанных на рис. 52, а, отличаются тем, что в них вместо двух розеток-ограничителей использована одна плита-доска 12.