Вертикальные и горизонтальные компрессоры
Вертикальные и горизонтальные компрессоры различаются расположением осей цилиндров. Вертикальные занимают меньше площади, цилиндры изнашиваются равномерно, а силы инерции лучше гасит фундамент, но крупные машины получаются высокими и неудобными в обслуживании. Горизонтальные, особенно оппозитные, хорошо уравновешены и позволяют поднять частоту вращения.
Они занимают меньшую площадь, но при большей производительности значительно высоки и сложны в обслуживании. Цилиндры вертикальных крейцкопфных компрессоров имеют меньший и равномерный износ, вертикально направленные силы инерции лучше гасятся фундаментом, в результате чего его можно облегчить. Температурные и упругие деформации в вертикальных компрессорах свободны.
Горизонтальные компрессоры
Горизонтальными выполняются, как правило, крупные крейцкопфные компрессоры средней и большой производительности. Широкое распространение в последние годы получили горизонтальные компрессоры с расположением цилиндров по обе стороны вала, так называемые оппозитные компрессоры, которые обладают существенными преимуществами перед компрессорами других типов.
Основным преимуществом оппозитных компрессоров является возможность выполнения их многорядными с расположением в каждом ряду одного цилиндра. В ступенях низкого давления, где объем сжимаемого газа велик, появилась возможность иметь два и более цилиндров в нескольких рядах. Поэтому диаметры цилиндров и поршней оказались значительно меньшими, чем в горизонтальных компрессорах прежних конструкций с расположением цилиндров по одну сторону вала и с дифференциальными поршнями. Это дало возможность существенно уменьшить массу подвижных частей и тем самым значения сил инерции. При этом силы инерции в противолежащих рядах могут быть полностью уравновешены. Снижение нагрузок на механизм движения и хорошая уравновешенность в оппозитных компрессорах сделали возможным увеличение частоты вращения вала в два-три раза, что, в свою очередь, позволило уменьшить размеры цилиндров и компрессоров в целом.
Вследствие взаимного уравновешивания инерционных сил, действующих в противолежащих рядах компрессора, коренные подшипники вала оказываются разгруженными, силы инерции, а в некоторых компоновках и моменты этих сил не передаются на фундамент (возможна установка компрессора на относительно небольших фундаментах). При высокой частоте вращения масса ротора электродвигателя оказывается достаточной для обеспечения необходимого махового момента без дополнительного маховика. По сравнению с горизонтальными компрессорами, у которых цилиндры размещены по одну сторону от коленчатого вала, у оппозитных компрессоров удельная масса в 1,9 раза, а занимаемая площадь в 1,4 раза меньше.
Угловые и однорядные компрессоры
Основные преимущества угловых компрессоров: достаточно хорошо уравновешены с помощью противовесов (как правило, удается полностью уравновесить силы инерции первого порядка, но силы инерции второго порядка остаются свободными); цилиндры значительно удалены друг от друга; в пространстве межд рядами вертикально-горизонтальных машин может быть расположен промежуточный холодильник; простота конструкции и малая длина вала, что способствует применению подшипников качения; удобство монтажа.
Наиболее простой механизм движения имеют однорядные компрессоры тем не менее они встречаются сравнительно редко, ввиду преимуществ многорядного исполнения, которое позволяет добиться более гладкой диаграммы противодействующего момента, уменьшить поршневые силы, сократить число ступеней в ряду. При распределении ступеней между рядами и внутри одного ряда стремятся к уравниванию поршневых сил, улучшению уплотнений, облегчению монтажа и демонтажа ряда и сокращению размеров компрессора. При выборе расположения цилиндров следует учитывать вопросы размещения межступенчатых коммуникаций.
Горизонтальный, вертикальный и V-образный компрессор
| Тип | Плюсы | Минусы |
|---|---|---|
| Вертикальный | Компактен в плане, равномерный износ цилиндров | Высокий, вибрация вверх |
| Горизонтальный | Удобен в обслуживании, низкий фундамент | Занимает площадь, износ нижней стороны цилиндра |
| Оппозитный | Хорошо уравновешен, мало вибрации | Сложнее конструкция |
| V- и W-образный | Компактность, много цилиндров на одном валу | Сложнее доступ |
Горизонтальные компрессоры применяют в крупных стационарных установках и газовой промышленности, V- и W-образные — в холодильных агрегатах средней мощности. Из каких деталей состоит цилиндро-поршневая группа — в статье поршни компрессора.
Частые вопросы
Чем вертикальный компрессор лучше горизонтального?
Занимает меньше площади, цилиндры и поршни изнашиваются меньше и равномернее, вертикальные силы инерции воспринимает фундамент, поэтому его можно облегчить.
Что такое оппозитный компрессор?
Горизонтальный компрессор с цилиндрами по обе стороны вала. Силы инерции противолежащих рядов взаимно уравновешиваются, поэтому частоту вращения можно поднять в 2–3 раза.
Чем отличается горизонтальный компрессор от вертикального?
Цилиндры горизонтального расположены горизонтально: он ниже, удобнее в обслуживании, но занимает больше площади и сильнее изнашивает нижнюю часть цилиндров; вертикальный компактнее в плане.
Читайте также