06 - Wytwarzanie i rozprowadzanie pneumatycznego czynnika roboczego.pdf - Pneumotronika - ElNinio8

6. Wytwarzanie i rozprowadzanie pneumatycznego czynnika roboczego

6.1. Zastosowanie sprężonego powietrza jako pneumatycznego czynnika

roboczego

Gazy i pary sprężone znajdują w technice szerokie zastosowanie. Sprężone powietrze jest

używane do napędu ręcznych narzędzi pneumatycznych, maszyn formierskich, hamulców

kolejowych i samochodowych itp. Sprężone powietrze stosuje się także do zasilania pieców

metalurgicznych, do rozruchu i doładowywania silników spalinowych, do wdmuchiwania

ciekłego paliwa lub pyłu węglowego do palenisk kotłowych. Duże zastosowanie mają dziś

również urządzenia transportu pneumatycznego, urządzenia wentylacyjne oraz mechanizmy

napędów pneumatycznych.

6.2.

Budowa

typowej

instalacji

wytwarzania

rozprowadzania

sprężonego powietrza

6.3. Podział Sprężarek

Maszyny do sprężania gazów i par noszą nazwę sprężarek.

Sprężarki z napędem o ruchu posuwisto-zwrotnym i rotacyjne są sprężarkami wyporowymi,

w których ssanie, sprężanie i wytłaczanie gazu odbywa się wskutek kolejnego powiększania i

zmniejszania objętości komory sprężania przez poruszający się w niej element roboczy.

Sprężarki tłokowe

Rys. 1.

Rys. 2.

Rysunek 1. przedstawia sprężarkę dwustopniową z chłodzeniem międzystopniowym. Zasada

działania sprężarki jest następująca: tłoki wykonujące ruchy postępowo-zwrotne poruszane są

przez silnik za pomocą mechanizmu korbowego. Każda głowica cylindra zaopatrzona jest w

dwa zawory, które otwierają się samoczynnie pod wpływem różnicy ciśnień z obu stron

zaworu. Sprężany gaz rozgrzewa się znacznie, co wymaga chłodzenia sprężarki wodą lub

strumieniem powietrza.

Rys. 2 przedstawia sprężarkę membranową. Jej zasada działania jest podobna jak w

poprzednim przypadku z tą różnicą, że tłok porusza membranę oddzielającą zasysane i

sprężane powietrze od mechanizmu napędowego. Dzięki temu sprężane powietrze nie jest

zanieczyszczane olejem do smarowania sprężarki.

W celu uzyskania dużego ciśnienia buduje się sprężarki wielostopniowe, złożone z kilku

sprężarek jednostopniowych, które kolejno sprężają gaz do coraz wyższego ciśnienia. Oprócz

zwykłego chłodzenia poszczególnych cylindrów w sprężarce wielostopniowej stosuje się tzw.

chłodzenie międzystopniowe. Polega ono na tym, że po sprężeniu gazu w pierwszym

niskoprężnym cylindrze gorący gaz przechodzi do chłodnicy, gdzie za pomocą zimnej wody

ulega izobarycznemu ochłodzeniu do początkowej temperatury i dopiero wówczas zostaje

silniej sprężony w następnym, średnioprężnym cylindrze. Po wyjściu z niego znów jest

chłodzony w drugiej chłodnicy międzystopniowej, a następnie jeszcze silniej sprężany w

cylindrze wysokoprężnym itd. W technice stosuje się sprężarki tłokowe nawet

siedmiostopniowe umożliwiające uzyskanie ciśnienia do 200 MPa. Współczynnik sprawności

0,65-0,9.

6.4. Sprężarki rotacyjne

Sprężarki rotacyjne są stosowane do sprężania gazów, gdy wymagana jest dość

znaczna wydajność przy ciśnieniu nie przekraczającym 1,6 MPa. Ich zaletami są:

szybkobieżność, małe wymiary i mały ciężar, równomierna praca i nieskomplikowana

konstrukcja; wadami: ograniczone ciśnienie tłoczenia, mała sprawność mechaniczna i

konieczność dużej dokładności wykonania.

Najczęściej stosuje się sprężarki łopatkowe, rys. 3. W cylindrycznym kadłubie, zamkniętym

dwiema pokrywami, jest mimośrodowo osadzony wirnik ze szczelinami, w których znajdują

się cienkie, prostokątne łopatki metalowe lub z tworzywa sztucznego. W czasie ruchu wirnika

łopatki wysuwają się pod działaniem siły odśrodkowej i ślizgają się po gładzi kadłuba. W celu

zmniejszenia nacisku łopatek na gładź stosuje się dwa pierścienie ślizgowe, umieszczone w

wytłoczeniach kadłuba i obracające się razem z wirnikiem. Komora sprężania ma kształt

sierpowy, a łopatki tworzą zamknięte przestrzenie międzyłopatkowe o zmiennej objętości,

która początkowo wzrasta, co powoduje zassanie gazu, a następnie maleje, co wywołuje

sprężanie i wytłaczanie gazu.

Sprężarka łopatkowa jest zwykle chłodzona wodą. Konieczne jest smarowanie łożysk, ale

również pierścieni i innych powierzchni ślizgowych w celu zmniejszenia tarcia pomiędzy

wirnikiem i łopatkami a kadłubem oraz dla zapewnienia szczelności. Wydajność sprężarek

łopatkowych dochodzi do 7000 m 3 /h, ciśnienie tłoczenia do 0,5 MPa w sprężarce

jednostopniowej, a do 1,6 MPa w dwustopniowej. Prędkość obrotowa wynosi 360-1500

obr/min, liczba łopatek wynosi od 2 do 30. Współczynnik sprawności 0,7-0,97

Rys. 3.

Rys. 4.

Często są stosowane także sprężarki krzywkowe systemu Roots’a, użytkowane jako

dmuchawy w hutnictwie i w budowie tłokowych silników spalinowych (do przepłukiwania i

doładowywania cylindrów). Sprężarki tego systemu pracują na tej samej zasadzie, co pompy

zębate do cieczy: w kadłubie sprężarki obracają się w przeciwnych kierunkach dwa tłoki

krzywkowe jednakowego kształtu jak na rys. 4, napędzane z zewnątrz parą czołowych kół

zębatych. Kształt tłoków i kadłuba jest tak dobrany, że podczas obrotu tłoki pozostają w

stałym styku (z luzem ok. 0,1mm), co powoduje odcięcie przestrzeni dolotowej od wylotowej.

Sprężarka krzywkowa dostarcza powietrze nie w sposób ciągły, lecz oddzielnymi porcjami:

tłoczy ona cztery dawki powietrza podczas jednego obrotu wirnika. Pulsujące działanie

sprężarki powoduje dość znaczny hałas w czasie pracy. Wydajność sprężarek krzywkowych

dochodzi do 3000 m 3 /h (ANR), spręż do 1,6, prędkość obrotowa wynosi 300-9600 obr/min,

współczynnik sprawności około 0,8.

Poniżej przedstawiono inne rodzaje sprężarek: śrubowa rys.5., osiowa rys.6., promieniowa

rys.7.

Rys. 5.

Rys. 6.

Rys. 7.

06 - Wytwarzanie i rozprowadzanie pneumatycznego czynnika roboczego.pdf

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: