Sprężarki
Cieplne maszyny robocze, które kosztem energii mechanicznej silnika napędowego służą do sprężania gazów i par. Ze względu na wartość wytwarzanego nadciśnienia rozróżniamy następujące rodzaje sprężarek:
- sprężarki wlasciwe (kompresory) przyrost ciśnienia 0,2 do 200 Mpa
- dmuchawy - przyrost, ciśnienia 15 do 200 kpa
- wentylatory -przyrost ciśnienia do 15 kPa
- ssawy i pompy próżniowe - wytwarzają pod ciśnieniem
Sprężany gaz znacznie się rozgrzewa, wymaga to chłodzenia sprężarki wodą lub strumieniem powietrza. W dmuchawach i wentylatorach nie stosuje się chłodzenia ze względu na niewielki przyrost ciśnienia.
Zależnie od sposobu wytwarzania ciśnienia gazu rozróżniamy sprężarki:
-wyporowe
-wirowe.
W sprężarkach wyporowych ssanie i sprężanie i wytłaczanie gazu odbywa się wskutek powiększania i zmniejszania objętości komory roboczej. Sprężarki w wyniku ruchu elementu roboczego.
Dzielimy je na:
- tłokowe o posuwisto zwrotnym ruchu tłoka w cylindrze,
- rotacyjne o obrotowym ruchu elementu roboczego.
Zasada działania sprężarek tłokowych (na przykładzie jednostopniowej sprężarki doskonałej). Sprężarka doskonała - brak tarcia, ruch tłoka bardzo wolny i w lewym skrajnym położeniu dochodzi do dna głowicy cylindra. Temperatura krancowa powietrza przy ciągłym ruchu sprężarki nie powima przekraczać ok. 200 st.cel. (niebezpieczeństwo sanozapłonu tlenu z powietrza z parami olejami smarujacego gladz cylindra, wzrost pracy sprazania), a zatem nadciśnienie sprężonego powietrza w sprężarkach jednostopniowych nie może być większe niż 0.6 do 0,8 Mpa. Dlatego najczęściej buduje się sprężarki wielostopniowe, które kolejno sprężają gaz do coraz wyższego ciśnienia.
E= P2/P1
P2- cisn tloczenia
P1- cisnienie ssania
E- strumien sprezania sprezarki
Sprężarki rotacyjne:
Zalety szybkobieżność, małe wymiary, ciężar, równomierna praca i
prosta konstrukcja.
Wady ograniczone ciśnienie tłoczenia, mała sprawność mechaniczna i
konieczność dużej dokładności wykonania. Najczęściej stosuje się
sprężarki łopatkowe. Wydajność dochodzi do 7000 m3/h.
Ciśnienie tłoczenia do 0,5 Mpa. (jednostopniowa), do 1,6 Mpa
(dwustopniowa). Prędkość obrotowa N= 360 do 1500 obr/min, liczba
łopatek od 2 do 30.
Stosuje się także sprężarki krzywkowe ( z systemu Rootsa) W kadłubie
sprężarki obracają się w przeciwnych kierunkach dwa tłoki krzywkowe,
napędzane z zewnątrz parą czołowych kół zębatych, wydajność dochodzi
do 3000 m3/h, sprężarki do 1,6 Mpa, prędkość obrotowa 300 do 9600
obr/min.
Sprężarki wirowe - zasysane, gaz ciągle wchodzi do wirnika, przepływa
przez jego kanały miedzyłopatkowe a następnie przez dyfuzor i spiralną
komorę zbiorczą, wpływa do rury tłocznej sprężarki. W porównaniu ze
sprężarkami wyporowymi działanie sprężarek wirowych jest bardzo
równomierne, a sprężony gaz nie jest zanieczyszczony olejem smarowym
Budowane są jako: sprężarki odśrodkowe (promieniowe) i osiowe
(śmigłowe)
Sprężarki odśrodkowe- wirnik, kierownica łopatkowa ,przewód ,kanal
zwrotny (kierownica odśrodkowa). Na łopatkach wirnika następuje wzrost
prędkości strugi gazu. Po wyjściu strugi z wirnika w kierownicy
łopatkowej znaczna cześć energii kinetycznej strugi zostaje przekształcona
w energie ciśnienia gazu.
,
Sprężarki osiowe - mniejsze wymiary i większa
sprawność niż odśrodkowe,
Sprężarki wirowe:
Zalety-bardzo duże wydajności do 120 m3/s ( osiowe ). do 170m3/s(
odśrodkowe)
- dobra sprawność ogólna do 0,84 (osiowe),
- duża szybkość N= 1500 do 20000 obr/min.
Zwykle budowane są jako sprężarki wielostopniowe (nawet 20
do 30 stopni)
Uzyskiwane wówczas ciśnienia do 3 Mpa ( odśrodkowe ) i do 10
Mpa. (osiowe)
Mechanizmy pneumatyczne
Można je podzielić na: mechanizmy napędowe i mechanizmy sterujące. W mechanizmach napędowych energia sprężonego powietrza zamieniana jest w silniku pneumatycznym na określoną wartość pracy, w mechanizmach sterujących sprężone powietrze, działając na parametry sterowanego układu jest nośnikiem informacji.
Zalety napędów pneumatycznych:
- duża szybkość dzialania,
- znikoma masa i bezwładność czynnika,
- prostsza budowa układu (w porównaniu do hydraulicznego), możliwość magazynowania energii (okresowego wyłącznika sprężarki).
Wady:
- trudność w nastawieniu i utrzymaniu malych prędkości ruchu,
- duza zaleznosc predkosci ruchu od zmiennego obciążenia.