Масло, подаваемое в цилиндры маслозаполненных компрессоров, выполняет несколько функций: смазывает трущиеся детали, уменьшая тем самым трение и интенсивность изнашивания деталей; уплотняет зазоры между роторами, цилиндром и роторами, крышками и пластинами, обеспечивая необходимую герметичность, охлаждает сжимаемый воздух.
Излишний нагрев деталей компрессора может привести к резкому возрастанию износа и даже аварии, так как масло в результате перегрева теряет свои смазочные свойства. Вместе с тем излишнее переохлаждение компрессора тоже нежелательно. В этом случае масло загустевает и плохо проходит по каналам в рабочие полости и к трущимся деталям, вызывая повышенный износ последних. Нормальная работа компрессора возможна только при наличии смазочно-охлаждающей системы, обеспечивающей отвод излишней теплоты и поддерживающей нужный тепловой режим при работе компрессора. Смазочно-охлаждающие системы маслозаполненных пластинчатых и винтовых компрессоров аналогичны по конструкции.
Рассмотрим смазочно-охлаждающую систему компрессора станции (рис. 60). Масло, залитое в нижнюю часть масловоздухосборника 2, под давлением сжатого воздуха, находящегося в масловоздухосборнике, перемещается по трубопроводу в фильтр 21 грубой очистки, а затем в холодильник 16. Трубки холодильника, по которым проходит нагретое масло, обдуваются потоком атмосферного воздуха, создаваемого вентилятором 15. Основная часть охлажденного масла поступает в масляный насос 9 и с его помощью впрыскивается в рабочие полости компрессора, где смешивается с горячим сжатым воздухом, снижая его температуру. Одновременно остальная часть охлажденного масла (10–15%) поступает в фильтр тонкой очистки 22, а затем по трубопроводам 19 также впрыскивается в рабочие полости компрессора. В рабочих полостях охлажденное масло смешивается с нагретым сжатым воздухом, образуя охлажденную масловоздушную смесь. Эта смесь сжимается до требуемого давления и выталкивается из компрессора по нагнетательному трубопроводу 8 в масловоздухосборник 2, где из масловоздушной смеси самопроизвольно выпадает значительная часть масла, которая осаждается на его дно. Окончательная очистка воздуха от масла осуществляется в маслоотделителе 3. Чистый воздух уходит через воздухораздаточную трубу и по шлангам поступает к потребителям. Масло из масловоздухосборника по трубопроводу 1 перетекает в компрессор.
Рис. 60. Смазочно-охлаждающая и воздухоподготавливающая системы маслозаполненного компрессора:
1, 19, 23, 24 – трубопроводы масла; 2 – масловоздухосборник; 3 – маслоотделитель;
4–6, 12, 18, 20 – клапаны; 7 – вентиль; 8, 17 – трубопроводы масловоздушной смеси; 9 – насос;
10, 11 – II и I ступени компрессора; 13 – воздухоочиститель; 14 – двигатель; 15 – вентилятор;
16 – масляный холодильник; 21, 22 – фильтры
При низких температурах окружающей среды вязкость масла возрастает, поэтому в момент пуска компрессора возможно снижение подачи масла к насосу и в сам компрессор. В этом случае
используют клапан 20, обеспечивающий перепуск масла из трубопровода 19 непосредственно к смазочному насосу 9, минуя холодильник 16. Во время работы компрессора масло прогревается, вязкость его снижается, давление в смазочно-охлаждающей системе также понижается, клапан 20 закрывается и масло по трубопроводу 19 направляется в холодильник.
Рассмотрим устройство отдельных механизмов этой системы. В смазочно-охлаждающей системе маслозаполненных компрессоров применяют одинарные и сдвоенные шестеренные насосы.
Насосы. Одинарный масляный насос (рис. 61) представляет собой литой корпус, внутри которого установлены на валиках две стальные шестерни 3 и находящиеся в постоянном зацеплении. Один валик получает вращение от вала компрессора. Закрепленная на нем с помощью шпонки или сделанная заодно с валиком шестерня 4, вращаясь, приводит во вращение шестерню 3. Масло из всасывающей полости 5 захватывается впадинами зубьев обеих шестерен 3 и 4, перемещается вдоль стенок корпуса насоса (показано стрелками) и поступает в нагнетательную полость 2. Из-за низкой температуры (высокой вязкости) масла или засорения трубопроводов в нагнетательной полости 2 может образоваться избыток масла (и давления). Тогда откроется перепускной редукционный клапан 1.
Рис. 61. Масляный насос:
1 – перепускной клапан; 2, 5 – нагнетательная и всасывающая полости; 3, 4 – шестерни;
6 – перепускной канал
При этом шестерни 3 и 4 будут продолжать перемещать масло из всасывающей полости 5 в нагнетательную полость 2, но в компрессор оно поступать не будет, а через клапан из полости 2 по каналу 6 будет возвращаться во всасывающую полость 5. Как только масло разогреется и давление в смазочно-охлаждающей системе станет нормальным, клапан закроется и масляный насос будет нагнетать масло в систему компрессора.
На некоторых компрессорах устанавливают сдвоенные масляные насосы (рис. 62). Пара шестерен 1 основной секции, находящаяся в корпусе 4, выполнена заодно с валиками, ведущая шестерня приводится в движение от винта компрессора. Пара шестерен 2 дополнительной секции, находящаяся в корпусе б, насажена на валики шестерен основной секции. Основная и дополнительная секции разделены плитой 5, а с торцов закрыты основанием 3 и крышкой 8, в которой размещен перепускной клапан 9. Герметичность между основанием, корпусами, плитой и крышкой обеспечивают прокладки.
Рис. 62. Сдвоенный масляный насос:
1, 2 – шестерни основной и дополнительной секций; 3 – основание; 4, 6 – корпуса основной и дополнительной секций; 5 – плита; 7 – заглушка; 8 – крышка; 9 – перепускной клапан
Основная секция нагнетает масло в компрессор для охлаждения сжимаемого воздуха, уплотнения зазоров, смазывания роторов, шестерен и подшипников. Дополнительная секция отсасывает скапливающееся масло из маслоотделителя и подает его в масловоздухосбориик. Отсос масла из маслоотделителя увеличивает эффективность самого маслоотделителя и улучшает тем самым очистку сжатого воздуха от масла.
Масляные фильтры грубой и тонкой очистки удаляют из масла посторонние твердые частицы металла, песка и пыли.
Масляный фильтр грубой очистки 22 (см. рис. 60) включенмв смазочно-охлаждающую систему последовательно между масловоздухосборником 2 и масляным насосом 9, т. е. через этот фильтр проходит все масло, поступающее в полость компрессора.
Фильтр грубой очистки состоит из корпуса 10 (рис. 63, а), в котором помещены два пакета фильтрующих элементов. Пакет представляет собой набор тонких стальных дисков 1, между которыми установлены тонкие стальные промежуточные шайбы 2, имеющие вид звездочек. Масло под давлением насоса проходит между дисками, оставляя на них посторонние включения. В зазоры между дисками введены лопатки 4. Пыль и песок, скапливающиеся на дисках, поворотом лопаток за ручку 3 вычищают из пространства между дисками и сбрасывают на дно корпуса. Если своевременно этого не делать, давление в смазочно-охлаждающей системе начнет увеличиваться и когда достигнет значения, на которое отрегулирован перепускной клапан, он откроется и масло начнет поступать в компрессор из маслосборника, минуя фильтрующие элементы, т. е. с посторонними вредными частицами. При подаче нефильтрованного масла детали компрессора быстрее изнашиваются.
Рис. 63. Фильтр грубой (а) и тонкой (б) очистки:
1 – диски; 2 – шайбы; 3 – ручка; 4 – лопатки; 5 – крышка; 6 – перепускной клапан; 7 – втулка; 8 – пробка;
9 – канал; 10 – корпус; 11 – винт; 12 – пружина; 13 – штуцер
Масляный фильтр тонкой очистки 21 (см. рис. 60) включен в смазочно-охлаждающую систему параллельно насосу. Это значит, что не все масло смазочно-охлаждающей системы проходит через этот фильтр, а только его часть (примерно 15%). Но так как фильтр действует постоянно во время работы компрессора, то в конечном итоге все масло успеет несколько раз очиститься. Масло, поступившее через штуцер 13 (рис. 63, б) в корпус 10 фильтра, продавливается под давлением от насоса сквозь фильтрующий элемент и поступает по центральному каналу в смазочно-охлаждающую систему, а затем в полость компрессора.
Техническое обслуживание. Через 250 ч работы компрессора фильтрующие элементы фильтра грубой очистки снимают и промывают в керосине. Одновременно сливают грязное масло и промывают корпус керосином, спуская его затем через нижние спускные отверстия.
В фильтре тонкой очистки периодически (через 500–600 ч работы компрессора) заменяют фильтрующие элементы. При этом грязное масло из корпуса фильтра спускают через сливное отверстие, закрываемое пробкой, а корпус промывают керосином.
Холодильник (рис. 64) состоит из каркаса 11, набора трубок 1, верхнего 3 и нижнего 8 коллекторов и диффузора 7. Концы трубок развальцованы и запаяны в коллекторах. Внутри коллекторов поставлены перегородки 4, которые направляют поток масла поочередно по трубкам вверх и вниз. Если масло в одном комплекте двигается снизу вверх, то в соседнем – сверху вниз (направление движения масла на рисунке указано стрелками). Горячее масло из масляного трубопровода под давлением масляного насоса поступает через отверстие 10 в нижний коллектор, затем поочередно проходит все комплекты трубок и охлажденным выходит через отверстие 6 верхнего коллектора. Теплота отводится потоком наружного воздуха, создаваемого вентилятором. При нормальной работе холодильник снижает температуру горячего масла примерно на 20° С.
Рис. 64. Масляный холодильник:
1 – трубки; 2 – пластинчатые рёбра; 3, 8 – верхний и нижний коллекторы; 4 – перегородки; 5, 9 – пробки верхнего и нижнего коллекторов; 6, 10 – выходное и входное отверстия масла; 7 – диффузор; 11 – каркас
Техническое обслуживание. Очищают снаружи трубки от грязи щеткой, смоченной в керосине. После этого обдувают холодильник сжатым воздухом в направлении, противоположном потоку, который создает вентилятор. Одной из причин повышения температуры сжатого воздуха является загрязнение внутренней поверхности холодильника. В этом случае сливают масло из холодильника через три нижних отверстия, закрытых пробками 9. При этом должна быть отвернута также пробка 5 верхнего коллектора. Затем от холодильника отсоединяют все шланги и трубопроводы и холодильник снимают со станции. Ставят холодильник на верхний коллектор и заливают в него раствор каустической соды (500 г на 20 л горячей воды) с температурой 80–100 °С на 1,5–2 ч. Затем раствор сливают и повторно на 1,5–2 ч заливают свежим раствором той же концентрации. После повторного слива холодильник промывают чистой горячей водой и устанавливают на компрессорную станцию.
Вентилятор (см. рис. 56) Перемещением оси 19 натягивают ремни 18. На конце вала 27 установлен ведущий шкив 26, который при работе компрессора посредством трех тексропных ремней 18 вращает ведомый шкив 17, ступицу 20 и крестовину 21 с лопастями 25 вентилятора. Наружный воздух захватывается лопастями и направляется между трубками холодильника, отводя от них теплоту.
На холодильнике (см. рис. 64) установлен диффузор 7 – квадратный фланец, плавно переходящий в центральный цилиндрический раструб, в котором помешается вентилятор. Диффузор повышает эффективность работы вентилятора, способствуя просасыванию воздуха по всей площади холодильника и не давая подсасывать воздух с периферии.
Вентилятор нуждается в смазывании подшипников и своевременном натяжении тексропных ремней.
Масловоздухосборник (рис. 65) сварен из листовой стали, состоит из центральной цилиндрической обечайки 7 и двух штампованных выпуклых днищ. Снизу приварен отстойник 9. Вмонтированный внутрь маслоотделитель 2 (труба с помещенными внутрь нее фильтрующими элементами, наполненными овечьей шерстью) снаружи закрыт стальной крышкой 4, к которой болтами прикреплена раздаточная колонка 5 с вентилями 6.
Рис. 65. Масловоздухосборник:
1 – днище; 2 – маслоотделитель; 3 – фланец; 4, 12 – крышка; 5 – раздаточная колонка; 6 – вентиль;
7 – обечайка; 8 – сливной кран; 9 – отстойник; 10 – предохранительный клапан; 11 – горловина;
13 – масляный указатель
Горловина 11, через которую заливают масло в масловоздухосборник, закрыта герметично крышкой 12 на резьбе. Конденсат из отстойника 9 и масло из масловоздухосборника сливают через кран 8. Уровень масла в масловозлухосборнике определяют маслоуказателем 13.
Сжатая в компрессоре масловоздушная смесь поступает в масловоздухосборник. Масло из масловоздушной смеси отделяется в два этапа. Так как объем масловоздухосборника по сравнению с объемом трубопровода, по которому от компрессора поступает масловоздушная смесь, значительно больше, скорость ее при входе в масловоздухосборник резко снижается, происходит предварительное отделение масла из масловоздушной смеси – крупные капли масла осаждаются в нижней части масловоздухосборника. Более тщательно масловоздушная смесь очищается от масла при проходе через фильтрующие пакеты (из очесов шерсти) маслоотделителя.
В компрессорах с односекционными масляными насосами масло, накопившееся в нижней части маслоотделителя 2, стекает в нижнюю часть масловоздухосборника и используется для смазывания компрессора. В компрессорах с двухсекционными смазочными насосами одна секция используется для принудительного отсоса из маслоотделителя накопившегося в нем масла.
Техническое обслуживание. Повышение температуры сжатого воздуха выше 110 °С может произойти по нескольким причинам: неисправен смазочный насос (манометр не показывает давление); загрязнились снаружи трубки холодильника и не отдают излишнюю теплоту атмосферному воздуху (обнаруживается визуальным осмотром трубок), неисправен перепускной клапан в масляной магистрали и масло все время минует холодильник (холодильник холодный), нарушилась работа перепускного клапана смазочного насоса (манометр не показывает давление), остановился вентилятор или пробуксовывают его тексропные ремни (обнаруживается осмотром). Устраняют неисправности вентилятора: проверяют натяжение его ремней легким нажатием на каждый ремень большим пальцем руки посредине между шкивами. Прогиб ремня более 10–15 мм свидетельствует об ослаблении натяжения, что может вызвать пробуксовку ремней, снижение частоты вращения вентилятора н ухудшение охлаждения масляного холодильника. Увеличивают натяжение ремней вентилятора перемещением ведомого шкива с помощью регулировочного винта до тех пор. пока прогиб ремней будет менее 10–15 мм.
В случае неисправности масляный насос демонтируют с компрессора, разбирают, тщательно осматривают и, обнаружив неисправность, устраняют ее.
Повышенный унос масла вместе со сжатым воздухом происходит в результате снижения давления в маслоотделителе ниже установленного или нарушения нормального отвода масла из маслотделителя. Для повышения давления воздуха в масловоздухосборнике уменьшают расход воздуха путем отключения одного–двух потребителей сжатого воздуха.
Нормальный отвод масла из маслоотделителя может нарушиться из-за плохой работы отсасывающей секции масляного насоса. Прежде всего проверяют чистоту трубки, но которой масло из маслоотделителя отводится к масляному насосу, и прочищают ее в случае загрязнения.
Для смазывания маслозаполненных компрессоров и охлаждения сжимаемого воздуха применяют только специальные масла, рекомендованные заводами-изготовителями компрессоров. Несоблюдение этого указания приводит к нарушению нормальной работы компрессора и может явиться причиной аварии.
Заменяют масло в смазочно-охлаждающей системе через каждые 500 ч работы При необходимости (если масло загрязнилось и потемнело) срок смены масла сокращают до 300–400ч. Масло заливают в масловоздухосборник до верхней отметки на маслоуказателе, а в процессе работы (обычно через 50 ч) масло доливают.