Компр е сварок, пристрій для стиснення і подачі повітря або іншого газу під тиском. Ступінь підвищення тиску в К. більше 3. Для подачі повітря з підвищенням його тиску менш ніж в 2-3 рази застосовують повітродувки , А при тиску до 10 кн / м 2 (1000 мм вод. Cm.) - вентилятори . К. вперше стали застосовуватися в середині 19 ст., В Росії будуються з початку 20 ст.

Основи теорії відцентрових машин були закладені Л. Ейлером , Теорія осьових До і вентиляторів створювалася завдяки працям Н. Е. Жуковського , С. А. Чаплигіна та інших вчених.

За принципом дії і основними конструктивними особливостями розрізняють К. поршневі, ротаційні, відцентрові, осьові і струменеві. К. також поділяють за родом стиснення газу (повітря, кисневі і ін.), По створюваному тиску рн (низького тиску - від 0,3 до 1 Мн / м 2, середнього - до 10 Мн / м 2 і високого - вище 10 Мн / м 2), по продуктивності, тобто об'єму всмоктуваного Vвс (або стисненого) газу в одиницю часу (зазвичай в м 3 / хв) та іншими ознаками. К. також характеризуються частотою обертів n і споживаною потужністю N.

Поршневий К. в основному складається з робочого циліндра і поршня; має всмоктуючий і нагнітальний клапани, розташовані зазвичай в кришці циліндра. Для повідомлення поршня зворотно-поступального руху в більшості поршневих До є кривошипно-шатунний механізм з колінчастим валом. Поршневі К. бувають одно- і багатоциліндрові, з вертикальним, горизонтальним, V- або W-образнім і іншим розташуванням циліндрів, одинарної і подвійної дії (коли поршень працює обома сторонами), а також одноступінчатого або багатоступінчастого стиснення. Дія одноступінчатого повітряного поршневого К. полягає в наступному. При обертанні колінчастого вала 1 з'єднаний з ним шатун 2 повідомляє поршню 3 поворотні рухи. При цьому в робочому циліндрі 4 через, збільшення обсягу, укладеного між днищем поршня і кришкою циліндра 5, виникає розрідження і атмосферне повітря, подолавши своїм тиском опір пружини, що утримує всмоктуючий клапан 9, відкриває його і через повітрозабірник (з фільтром) 8 поступає в робочий циліндр. При зворотному ході поршня повітря буде стискатися, а потім, коли його тиск стане більше тиску в нагнітальному патрубку на величину, здатну подолати опір пружини, що притискує до сідла нагнітальний клапан 7, повітря відкриває останній і надходить в трубопровід 6. При стискуванні газу в К. його температура значно підвищується. Для запобігання самозаймання мастила К. обладнуються водяним (труба 10 для підведення води) або повітряним охолодженням. При цьому процес стиснення повітря наближатиметься до ізотермічного (з постійною температурою), який є теоретично найвигіднішим (див. термодинаміка ). Одноступінчатий К., виходячи з умов безпеки і економічності його роботи, доцільно застосовувати з мірою підвищення тиску при стискуванні до b = 7-8. При великих сжатіях застосовуються багатоступінчасті К., в яких, чергуючи стиснення з проміжним охолодженням, можна отримувати газ дуже високого тиску - вище 10 Мн / м 2. В поршневих До зазвичай передбачається автоматичне регулювання продуктивності залежно від витрати стислого газу для забезпечення постійного тиску в нагнітальному трубопроводі. Існує кілька способів регулювання. Найпростіший з них - регулювання зміною частоти обертання валу.

Ротаційні К. мають один або кілька роторів, які бувають різних конструкцій. Значного поширення набули ротаційні пластинчасті До, що мають ротор 2 з пазами, в які вільно входять пластини 3. Ротор розташований в циліндрі корпусу 4 ексцентрично. При його обертанні за годинниковою стрілкою простору, обмежені пластинами, а також поверхнями ротора і циліндра корпусу, в лівій частині К. зростатимуть, що забезпечить всмоктування газу через отвір 1. У правій частині К. обсяги цих просторів зменшуються, що знаходиться в них газ стискається і потім подається з К. в холодильник 5 або безпосередньо в нагнітальний трубопровід. Корпус ротаційного До охолоджується водою, для підведення і відведення якої передбачені труби 6 і 7. Ступінь підвищення тиску в одному щаблі пластинчастого ротаційного До зазвичай буває від 3 до 6. Двоступінчаті пластинчасті ротаційного До з проміжним охолодженням газу забезпечують тиск до 1,5 Мн / м 2.

Принципи дії ротаційного і поршневого К. в основному аналогічні і відрізняються лише тим, що в поршневому всі процеси відбуваються в одному і тому ж місці (робочому циліндрі), але в різний час (через що і було потрібно передбачити клапани), а в ротаційному К. всмоктування і нагнітання здійснюються одночасно, але в різних місцях, розділених пластинами ротора. Відомі інші конструкції ротаційного К., в тому числі гвинтові, з двома роторами у вигляді гвинтів. Для видалення повітря з метою створення розрідження в будь-якому просторі застосовують роторні водокільцеві вакуум-насоси. Регулювання продуктивності ротаційного До здійснюється зазвичай зміною частоти обертання їх ротора.

Відцентровий К. в основному складається з корпусу і ротора, що має вал 1 з симетрично розташованими робочими колесами. Відцентровий 6-ступінчастий К. розділений на три секції і обладнаний двома проміжними холодильниками, з яких газ надходить в канали 12 і 13. Під час роботи відцентрового К. часткам газу, що знаходяться між лопатками робочого колеса, повідомляється обертальний рух, завдяки чому на них діють відцентрові сили. Під дією цих сил газ переміщається від осі К. до периферії робочого колеса, зазнає стискування і набуває швидкість. Стиснення триває в кільцевому дифузорі через зниження швидкості газу, тобто перетворення кінетичної енергії в потенційну. Після цього газ по зворотному направляючої каналу надходить в інший щабель К. і т.д.

Отримання високих ступенів підвищення тиску газу в одному щаблі (більше 25-30, а у промислових К. - 8-12) обмежене головним чином межею міцності робочих коліс, що допускають окружні швидкості до 280-500 м / сек. Важливою особливістю відцентрових До (а також осьових) є залежність тиску стисненого газу, споживаної потужності, а також ккд від його продуктивності. Характер цієї залежності для кожної марки К. відбивається на графіках, званих робочими характеристиками.

Регулює роботу відцентрових До здійснюється різними способами, в тому числі зміною частоти обертання ротора, дросселированием газу на стороні всмоктування і ін.

Осьової К. має ротор 4, що складається зазвичай з декількох рядів робочих лопаток 6. На внутрішній стінці корпусу 2 розташовуються ряди направляючих лопаток 5. Всмоктування газу відбувається через канал 3, а нагнітання через канал 1. Одну щабель осьового К. становить ряд робочих і ряд напрямних лопаток. При роботі осьового До обертові робочі лопатки надають на що знаходяться між ними частки газу, змушуючи їх стискатися, а також переміщатися паралельно осі К. (звідки його назва) і обертатися. Решітка з нерухомих направляючих лопаток забезпечує головним чином зміна напрямку швидкості частинок газу, необхідне для ефективної дії наступного ступеня. У деяких конструкціях осьових До між напрямними лопатками відбувається і додаткове підвищення тиску за рахунок зменшення швидкості газу. Ступінь підвищення тиску для одного рівня осьового До зазвичай дорівнює 1,2-1,3, т. Е. Значно нижче, ніж у відцентрових К., але ккд у них досягнутий найвищий з усіх різновидів К.

Залежність тиску, споживаної потужності і ккд від продуктивності для декількох постійних частот обертання ротора при однаковій температурі всмоктуваного газу представляють в вигляді робочих характеристик. Регулювання осьових До здійснюється так само, як і відцентрових. Осьові К. застосовують у складі газотурбінних установок (див. газотурбінний двигун ).

Технічна досконалість осьових, а також ротаційних, відцентрових і поршневих До оцінюють по їх механічному ккд і деяким відносним параметрам, що показує, якою мірою дійсний процес стиснення газу наближається до теоретично найвигіднішому в даних умовах.

Струменеві К. по влаштуванню і принципу дії аналогічні струменевим насосів . До них відносять струменеві апарати для відсмоктування або нагнітання газу або парогазової суміші. Струменеві К. забезпечують більш високу ступінь стиснення, ніж струменеві насоси. В якості робочого середовища часто використовують водяну пару.

Основні типи К., їх параметри і сфери застосування показані в табл.

Тип компресора

граничні параметри

Область застосування

поршневий

V ВС = 2-5 м 3 / хв

Р Н = 0,3-200 Мн / м 2 (лабораторно до 7000 Мн / м 2)

n = 60-1000 об / хв

N до 5500 квт

Хімічна промисловість, холодильні установки, харчування пневматичних систем, гаражне господарство.

ротаційний

V ВС = 0,5-300 м 3 / хв

Р Н = 0,3-1,5 Мн / м 2

n = 300-3000 об / хв

N до 1100 квт

Хімічна промисловість, дуття в деяких металургійних печах і ін.

відцентровий

V ВС = 10-2000 м 3 / хв

Р Н = 0,2-1,2 Мн / м 2

n = 1500-10000 (до 30000) об / хв

N до 4400 квт (для авіаційних - до десятків тисяч квт)

Центральні компресорні станції в металургійній, машинобудівній, гірничорудній, нафтопереробній промисловості

осьової

V ВС = 100-20000 м3 / хв

Р Н = 0,2-0,6 Мн / м 2

n = 2500-20000 об / хв

N до 4400 квт (для авіаційних - до 70000 квт)

Доменні і сталеливарні заводи, наддув поршневих двигунів, газотурбінних установок, авіаційних реактивних двигунів і ін.

Літ .: Шерстюк А. Н., Компресори, М.-Л., 1959; Рис В. Ф., Відцентрові компресорні машини, 2 видавництва., М.- Л., 1964; Френкель М. І., Поршневі компресори, 3 вид., Л., 1969: Відцентрові компресорні машини, М., 1969.

Е. А. Квітковська.

Мал. 3. Відцентровий компресор: 1 - вал; 2, 6, 8, 9, 10 і 11 - робочі колеса; 3 і 7 - кільцеві дифузори; 4 - зворотний направляючий канал; 5 - направляючий апарат; 12 і 13 - канали для підведення газу з холодильників; 14 - канал для всмоктування газу.

Мал. 4. Осьовий компресор: 1 - канал для подачі стисненого газу; 2 - корпус; 3 - канал для всмоктування газу; 4 - ротор; 5 - напрямні лопатки; 6 - робочі лопатки.

Мал. 1. Поршневий компресор: 1 - колінчастий вал; 2 - шатун; 3 - поршень; 4 - робочий циліндр; 5 - кришка циліндра; 6 - нагнітальний трубопровід; 7 - нагнітальний клапан; 9 - повітрозабірник; 9 - всмоктуючий клапан; 10 - труба для підведення охолоджуючої води.

Мал. 2. Ротаційний пластинчастий компресор: 1 - отвір для всмоктування повітря; 2 - ротор; 3 - пластина; 4 - корпус; 5 - холодильник; 6 і 7 - труби для відводу і підведення охолоджуючої води.