Компресор є одним з основних елементів компресійної холодильної машини (установки). Він призначений для відсмоктування парів холодоагенту з випарника, щоб підтримувати в ньому постійний тиск кипіння, і для стиснення пари до тиску, при якому вони могли б конденсуватися при високій температурі за рахунок охолодження водою або повітрям.
Тиск парів або газів можна підвищити шляхом безпосереднього зменшення їх обсягу або повідомлення потоку в робочому колесі великій швидкості. Повідомлена газу або пару кінетична енергія в останньому випадку переходить в енергію тиску в спрямовуючий апараті.
До основних типів компресорів відносяться:
- поршневі з прямолінійним зворотно-поступальним рухом поршнів в циліндрах;
- ротаційні з обертовими і котяться поршнями;
- відцентрові - турбокомпресори;
- гвинтові з двома або трьома роторами.
Найбільше застосування на транспорті мають поршневі компресори, що працюють за принципом зменшення обсягу робочої порожнини. Поршневі компресори можна класифікувати за багатьма ознаками:
1) за вживаним холодоагенту:
- аміачні А;
- фреонові Ф;
- вуглекислотні та інші;
Деякі компресори можуть працювати на різних хладагентах. Так, випускаються уніфіковані компресори для роботи на аміаку або фреоне-22, хладоне-12;
2) за кількістю циліндрів:
3) по розташуванню осей циліндрів:
- вертикальні В (рис. 1, а);
- горизонтальні Г (рис. 1, б);
- кутові з V-подібним розташуванням циліндрів (рис. 1, д);
4) по використанню робочих порожнин:
- одинарної дії, в яких холодоагент стискується тільки однією стороною поршня (див. рис. 1, а);
- подвійної дії, в якому стиснення холодоагенту здійснюється по черзі обома сторонами поршня (див. рис. 1, б);
5) за кількістю ступенів стиснення:
- одноступінчасті (рис.1, а і б);
- двоступеневі (рис. 1, в);
- багатоступінчасті;
6) по конструкції кривошипно-шатунного механізму:
- крейцкопфні (компресори подвійної дії);
- бескрейцкопфние;
7) за характером руху парів холодоагенту в циліндрі:
- прямоточні (рис. 1, е), коли пари рухаються в одному напрямку, проходячи через всмоктуючий клапан у поршні, а потім - через нагнітальний в кришці циліндра;
- непрямоточний (рис.1, а-д), коли рух пари відбувається відповідно до напряму руху поршня;
8) по ряду конструктивних ознак - картерів і блок-картерів (блок і картер в загальній литві); з примусовою змазкою, з мастилом розбризкуванням; з водяним і повітряним охолодженням циліндрів;
Мал. 1 - Схеми поршневих компресорів
9) по розташуванню рами - горизонтальні з вильчатого рамою (рис. 2, а) і з багнетною байонетною (рис. 2, б); ліві, у яких маховик знаходиться зліва (рис. 2, в), якщо дивитися на циліндр від колінчастого вала (по стрілці), і праві (рис. 2, г);
10) за стандартною холодопроизводительности:
- дрібні - до 3,5 кВт (до 3 тис. ккал / год);
- малі - від 3,5 до 23 кВт (від 3 до 20 тис. ккал / год);
- середні - від 23 до 105 тис. Вт (від 20 до 90 тис. ккал / год);
- великі - понад 105 тис. Вт (понад 90 тис. ккал / год);
11) за типом приводу - з приводом від електродвигуна, насадженого безпосередньо на вал компресора, через муфту і з приводом через ремінну передачу;
12) за місцем установки:
13) за ступенем герметичності:
- герметичні з вбудованим в корпус електродвигуном без роз'ємів (наприклад, агрегати домашніх холодильників);
- безсальникові (напівгерметичні) з вбудованим електродвигуном, але з від'ємними кришками; сальникові або відкриті з ущільненням кінця вала, що виступає з картера;
- з відкритим картером і сальниковим ущільненням штока на виході його з циліндра (крейцкопфні подвійної дії).
Мал. 2 - Схеми рам горизонтальних аміачних компресорів
Компресори, кінець колінчастого вала яких виступає з картера через сальник і може бути з'єднаний з валом двигуна, називають компресорами відкритого типу. Компресор, ув'язнений разом з електродвигуном в герметично закритий кожух, називається герметичним. До герметичним компресорів відносяться малі компресорні агрегати, що застосовуються для домашніх холодильників. Більші герметичні компресори мають знімні кришки циліндрів для зручності обслуговування поршнів і клапанів, тому їх іноді називають напівгерметичними.
Герметичні та негерметичні компресори простої дії холодопродуктивністю до 10000 Вт застосовуються на залізничному транспорті для охолодження ізотермічних вагонів, контейнерів, в вагонах-ресторанах і індивідуальних кондиціонерах, а також на підприємствах торгівлі, громадського харчування та в інших галузях народного господарства для охолодження шаф, прилавків, вітрин , торгових автоматів, невеликих камер. Такі компресори застосовують у фреонових автоматичних установках.
Прямоточні вертикальні і V-подібні компресори бескрейцкопфние (без повзунів) простого дії випускають середньої і великої холодопродуктивності (від 10000 до 350000 Вт) для аміачних і фреонових холодильних установок. Їх широко використовують на залізничному транспорті в рефрижераторних поїздах і секціях і для отримання штучного водного льоду на льдозаводах.
Горизонтальні компресори крейцкопфні з повзуном подвійної дії виготовляються тільки великої холодопродуктивності (понад 600000 Вт). Ці компресори працюють на аміаку і використовуються в стаціонарних холодильних установках харчової та хімічної промисловості, на льдозаводах. Вони мають значну вагу і габаритні розміри. Технічна характеристика аміачних і фреонових компресорів, що випускаються вітчизняною промисловістю, приведена в табл. 14.
Примітка. Аміачні і фреонові компресори мають такі умовні позначення: АВ - аміачний одноступінчатий вертикальний компресор; АУ і АУУ -амміачние одноступінчасті компресори з кутовим розташуванням циліндрів; АТ -амміачний одноступінчатий опозитний (горизонтальний) компресор; ФВ і ФГ -фреоновий одноступінчатий компресор вертикальний і горизонтальний: ФУ і ФУП - фреонові одноступінчасті компресори з кутовим розташуванням циліндрів; ФУ БС, ФУП БС - фреонові одноступінчасті безсальникові компресори з кутовим розташуванням циліндрів.
Транспортні компресори створені на основі відповідних стаціонарних холодильних машин з урахуванням специфічних умов експлуатації (точки і потрясіння рухомого складу, скрутність приміщень для розміщення обладнання, підвищені вимоги до надійності і безпеки експлуатації). Вони можуть бути одноступінчастими або двоступінчастими. Технічна характеристика компресорів рефрижераторних вагонів побудови заводів НДР і БМЗ приведена в таблиці 15.
Компресори вагонів рефрижераторного рухомого складу і пасажирських вагонів з кондиціонуванням повітря повинні відповідати таким вимогам: мати просту конструкцію, бути компактними, зручними і надійними в експлуатації; мати герметичні рухомі та нерухомі з'єднання, малу масу, мінімальний вплив інерційних сил; забезпечувати швидке отримання необхідних температур, безпеку праці в умовах руху поїздів.
Під надійністю розуміють ймовірність безвідмовної роботи компресора відповідно до його призначенням протягом заданого часу. Довговічністю вважають весь термін існування компресора, включаючи час надійної роботи і простою з різних причин.
Надійна робота компресора в транспортних умовах визначається досконалістю конструкції, якістю і точністю обробки і складання деталей і вузлів. Герметичність нерухомих частин компресора досягається застосуванням надійних прокладок і щільністю затягування болтових з'єднань, а рухомих частин - за допомогою спеціальних пристроїв (наприклад, сальників). Для зменшення маси картери, циліндри з гільзами, кришки і поршні виготовляють з легких сплавів. Слід надавати перевагу схеми розташування циліндрів V- і віялоподібні з кутом розвалу, що забезпечує повне урівноваження сил інерції рухомих мас. Крім того, таке розташування циліндрів у порівнянні з вертикальним дозволяє скоротити довжину і висоту компресора. Для зменшення габаритних розмірів і маси збільшують також частоту обертання колінчастого вала, а для зниження пускових моментів використовують відцентрові муфти, вбудовані в маховик.
Уніфікація і стандартизація конструкцій. тобто створення однакових вузлів і деталей для компресорів з неоднаковою холодопроизводительностью і працюють на різних хладагентах, значно полегшує організацію серійного виробництва і дозволяє знизити собівартість виготовлення і ремонту устаткування. Як уніфікованих вузлів і деталей в компресорах використовуються станини, картери або блок-картери, вали, шатуни, поршні, поршневі кільця, клапани, сальники, масляні насоси.
Максимально уніфіковані вітчизняні аміачні і фреонові компресори з однаковим ходом поршня 50, 70 і 130 мм різної продуктивності.
Постачають компресори осушення, заглушений, заправленими маслом і заповненими сухим азотом або фреоном (фреонові компресори) і сухим азотом або повітрям (аміачні компресори) до тиску 0,03-0,1 МПа.
Аміачні компресори рефрижераторних поїздів та секцій мають водяне охолодження з примусовою циркуляцією по замкнутій системі. Фреонові компресори охолоджуються повітрям.
У наступних лекціях розглянемо конструкції найбільш поширених на залізничному транспорті холодильних компресорів: прямоточних і непрямоточний багатоциліндрових з вертикальним або кутовим розташуванням циліндрів.