6.9. Компрессоры с лабиринтным уплотнением.

Лабиринт, уменьшающий утечку газа, выполняют в виде большого числа канавок на поршне в цилиндре, на поршневом штоке и сальнике. Сальники состоят из графитовых колец с лабиринтными канавками на внутренней поверхности. Газ, проходящий через сальники, возвращается во всасывающую линию компрессора. При сжатии взрывоопасных и токсичных газов к сальникам подводят под давлением воздух или азот. Компрессоры с лабиринтным уплотнением выполняют только вертикальными, шток имеет две направляющие, одной из которых служит крейцкопф, пригнанный к параллелям с минимальным зазором, а другой – направляющая втулка, расположенная в верхней части станины. Радиальный зазор между поршнем и цилиндром выбирают в зависимости от диаметра цилиндра и давления газа; обычно он находится в пределах от 0,05 до 0,2 мм.

Преимуществами компрессоров с лабиринтным уплотнением является надежность их в работе и долговечность.

6.10. Мембранные компрессоры

Мембранные компрессоры (рис.6.10) по своему устройству и принципу действия относятся к группе поршневых компрессоров, так как сжатие газа в них происходит в результате уменьшения объема камеры сжатия из-за поступательного движения поршня 2. Эти компрессоры имеют мембранный блок с расположенной в нем мембраной 4, зажатой по контуру между крышкой 7 и опорной плитой 3. В крышке находятся всасывающие 5 и нагнетательные 6 клапаны.

Газовая полость, заключенная между крышкой и мембраной, является рабочей полостью компрессора. Для давлений до 4 ат мембрана может быть из прорезиненной ткани. Для более высоких давлений в качестве мембраны используют тонкую стальную пластину, движение которой сообщает масло, поступающее из гидравлического цилиндра в пространство под мембраной. Масло поступает через ряд отверстий малого диаметра в опорной плите. При работе гидропривода мембране сообщается колебательное движение, она прогибается то вверх, то вниз, производя всасывание и нагнетание газа. Таким образом, при работе компрессора мембрана полностью изолирует сжимаемый газ от внешней среды и от жидкости гидропривода. Производительность мембранных компрессоров от 1 до 100 м³/ч. Скорость вращения вала этих компрессоров в пределах от 250 до 500 об/мин. Малая величина мертвого пространства позволяет достичь высоких степеней сжатия в одной ступени. Для давления до 2,5 ат используют одноступенчатые компрессоры, до 250 ат – двухступенчатые и до 2000 ат - трехступенчатые.

Рис. 6.10. Мембранный компрессор МК – 20/220:

1 – маховик; 2 – поршень; 3 – опорная плита; 4 – мембрана; 5 – всасывающий клапан; 6 – нагнетательный клапан; 7 – крышка; 8 – распределительный диск; 9 – масляный насос.

Компрессоры повышенной производительности выполняют иногда с двумя, тремя и четырьмя параллельно действующими мембранными блоками. Возможно также комбинированное выполнение компрессоров: цилиндры первых ступеней выполнены с фторопластовым уплотнением, а последняя ступень - в мембранном блоке.

Металлические мембраны из стали 1Х18Н9Т обычно выбирают толщиной в пределах 0,3 – 0,5 мм. Они работают в пределах упругих деформаций, их долговечность не превышает 500 – 1500 ч, что является недостатком этих компрессоров. При разрушении мембраны рабочая жидкость может попасть в сжимаемый газ. Во избежание этого и для повышения надежности работы компрессора применяют многослойные мембраны: на ступенях низкого давления - двухслойные и на ступенях высокого давления - с числом слоев три и более.

Мембранные компрессоры используются в тех случаях, когда предъявляются особо жесткие требования к чистоте сжимаемого газа (не допускается присутствие паров смазочного масла, воды, пыли и т.д.).