Повітряні компресори. Призначення, вимоги Регістра і СОЛАС-74. Конструкції, принцип дії і експлуатація.

Воздушные компрессоры служат для получения сжатого воздуха, который на морских судах используют для пуска и реверса главных и вспомогательных дизелей, питания систем автоматического регули­рования и управления, а также для обеспечения общесудовых потре­бителей. К последним относят различные пневмоинструменты, в том числе и для покраски механизмов и корпуса судна, гидрофорные цис­терны пресной и забортной воды, приспособления для продувки труб холодильников, подогревателей, фильтров, кингстонов и др.

Рабочий цикл поршневого компрессора состоит из процессов вса­сывания воздуха в рабочий цилиндр, сжатия до более высокого давле­ния и выталкивания из цилиндра.

Схема одноступенчатого поршневого компрессора и его индикатор­ная диаграмма показаны на рисунке а. Поршень 2 совершает возвратно-поступательное движение в цилиндре. Всасывание и нагнетание воз­духа поршнем осуществляется с помощью двух самодействующих кла­панов — всасывающего 3 и нагнетательного 4. Рабочий цикл в ком­прессоре совершается за два хода поршня.

При движении поршня слева направо оставшийся от предыдущего цикла во вредном простран­стве сжатый воздух расширяется (линия cd на диаграмме), так как в начале хода оба клапана закрыты. Всасывающий клапан открывается лишь тогда, когда давление в цилиндре станет несколько меньше дав­ления р₁ во всасывающем патрубке (точка d на диаграмме). Начинается процесс всасывания воздуха в цилиндр, который заканчивается с при­ходом поршня в правое крайнее положение (линия da на диаграмме).

При ходе поршня справа налево всасывающий клапан закрывается и начинается процесс сжатия воздуха (линия ab на диаграмме). При этом повышаются его давление и температура. Сжатие продолжается до тех пор, пока давление в цилиндре не станет больше давления р₂ в нагнетательном патрубке. В этот момент (точка Ь на диаграмме) открывается нагнетательный клапан и сжатый воздух выталкивается из цилиндра в нагнетательный патрубок (линия be на диаграмме). Из-за наличия вредного пространства часть воздуха остается в цилиндре. Затем процессы повторяются. Чем больше вредное пространство, тем меньше всасывающий ход (линия da) и подача компрессора.

Наиболее высокое давление сжатого воздуха на судах требуется для пуска двигателей: 2,5—3 МПа, а в ряде случаев до 15 МПа. Для получения таких давлений применяют чаще всего двух- или трехсту­пенчатые компрессоры.

Необходимость применения многоступенчатых компрессоров вы­зывается тем, что степень сжатия воздуха в одной ступени не должна превышать 8 (т. е. воздух в одной ступени можно сжимать до давления 0,8 МПа). Это объясняется тем, что температура вспышки компрессорных смазочных масел составляет 250—280° С, а при сжатии воздуха до 0,8 МПа его температура достигает 170—220° С. В результате пары масла могут самовоспламениться, что приведет к взрыву и разрушению компрессора. Поэтому в первой ступени компрессора воздух обычно сжимается до 0,5—0,8 МПа, во второй — до конечного давления 2,5— 3,0 МПа. При этом воздух обязательно охлаждается в специальном воздухоохладителе после первой ступени компрессора примерно до первоначальной температуры (для предотвращения чрезмерного по­вышения температуры воздуха после сжатия во второй ступени и умень­шения затрат мощности на привод компрессора). После второй ступе­ни компрессора перед подачей в воздухоохладители (баллоны) воздух также охлаждается (по Правилам Регистра температура воздуха, поступающего в баллоны, не должна превышать 40° С). Для очистки воздуха от масла и влаги устанавливаются влагомаслоотделители.

На рисунке б показана схема двухступенчатого компрессора. Пор­шень для обоих ступеней выполнен общим: его часть 2, имеющая боль­ший диаметр, является поршнем первой ступени, а часть 6 — поршнем второй ступени. Рабочие полости ступеней -- это соответственно коль­цевая полость 3 и торцовая полость 7.

При ходе поршня вниз воздух всасывается из атмосферы через кла­пан 4 в первую ступень компрессора. При ходе вверх поршень сжима­ет воздух и через клапан 5 нагнетает его к всасывающему клапану 8 второй ступени через воздухоохладитель 19 и влагомаслоотделитель 18 с клапаном продувания 17. Воздух из второй ступени компрессора через нагнетательный клапан 9, воздухоохладитель 16, влагомасло­отделитель 15 с клапаном продувания 14 и клапаном 13 подается в баллоны пускового воздуха.

Для предотвращения чрезмерного повышения давления воздуха после каждой ступени компрессора установлены предохранительные клапаны 10 и 11. Давление воздуха после каждой ступени контроли­руют по манометрам 12.

 

 

Схемы поршневых компрессоров:

а — одноступенчатого; 6 – двухступенчатого

 

9. Сепаратори палива і мастила. Автоматизація сепаратора палива фірми Альфа-Лаваль.

В состав оборудования системы управления сепаратором «Лаваль» входит программное устройство 1, которое с помощью прог­раммных задатчиков формирует импульсы на клапаны 5, 6, 7 и 8 для осуществления разгрузки сепаратора. Прибор 2 служит для подклю­чения к программному устройству дополнительно еще трех сепарато­ров, прибор 3 — для сигнализации при выходе из строя реле времени или кулачкового вала программного устройства. Гидравлическая система для разгрузки барабана сепаратора имеет клапаны 16, 10 и 12 ручного управления и соленоидные клапаны 5,6,7 я 8 для автоматичес­кой разгрузки.

После пуска сепаратора и достижения барабаном рабочей частоты вращения открывается соленоидный клапан 7 и вода из бачка 13 по­ступает в сепаратор для закрытия барабана. Этот клапан остается в открытом положении 5—7 с. В это же время открывается клапан 6 и в сепаратор дополнительно поступает вода, поддерживающая барабан в закрытом состоянии во время работы. В некоторых типах сепара­торов (МАРХ204, 205, 210 и 313; МАРХ205, 207, 209, 210 и 213) кла­пан 6 служит и для закрытия барабана, в системах автоматического управления этими сепараторами клапан 7 отсутствует.

После закрытия барабана через соленоидный клапан 11 подается вода, создающая гидравлический затвор. Соленоидный клапан 8 пред­отвращает утечки воды в барабан в случае неплотного прилегания кла­пана 11 к своему гнезду. Клапан 8 открыт, когда закрыт клапан 11, и наоборот. Клапан 11 остается открытым для создания гидравлического затвора в барабане в течение 15—17 с. Он может также использовать­ся и для подачи промывочной жидкости.

Как только гидравлический затвор создан (клапан 11 закрывается), соленоидный клапан 5 открывается и воздух начинает поступать на топливный клапан 4 (исполнительный механизм), который срабатыва­ет, открывая подачу топлива на сепаратор. Начинается сепарация топлива, в процессе которой программное устройство обеспечивает периодическую разгрузку барабана сепаратора от шлама. При этом операции выполняются в следующей последовательности:

-прекращается подача топлива на сепаратор (закрывается солено­идный клапан 5, а следовательно, и пневматический клапан 4 на топ­ливной магистрали);

-при этом топливо начнет циркулировать через насос, подогреватель, минуя сепаратор;

-осуществляется промывка барабана, вытеснение топлива в приемную магистраль чистого топлива с помощью клапанов 11 (открывается) и 8 (закрывается);

-прекращается подача дополнительно вводимой воды для поддер­жания барабана в закрытом состоянии, т. е. закрывается клапан 6;

-клапаном 7 осуществляется открытие барабана и его разгрузка от шлама.

Операции после разгрузки барабана происходят в такой же после­довательности, как и при пуске сепаратора: 1) закрытие барабана путем кратковременной подачи воды через клапан 7,

2) подача дополнительного количества воды — открытие клапана 6 — для поддержания бараба­на в закрытом состоянии при работе сепаратора,

3) переключение клапа­нов 11 и 8 на создание гидравлического затвора в барабане,

4) включение подачи топлива на сепаратор (открытие клапанов 8 и 7).