УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ПОРШНЕВОГО КОМПРЕССОРА

Полезная модель относится к средствам обучения и может быть использована в учебном процессе для исследования характеристик поршневого компрессора.
Известна установка, реализованная в способе сжатия газа в поршневом многоступенчатом компрессоре (RU, 2293213, 2007 г.), в которой все ступени снабжены дополнительными нагнетательными клапанами, через которые газ попадает в ресивер, минуя все последующие ступени.
Недостатком является то, что данная установка не позволяет снять рабочие параметры компрессора такие, как давление и температура в ступенях.
Наиболее близким к заявленному по технической сущности и достигаемому результату является установка для получения сжатого осушенного воздуха, содержащая свободнопоршневой дизель-компрессор с компрессионными камерами, линию нагнетания с установленными последовательно по ходу газа адсорбером, фильтром и регулятором давления, а также клапан-распределитель с входом и выходами, при этом последние через обратные клапаны соединены с компрессионными камерами, она содержит запорный клапан, включенный в линию нагнетания перед адсорбером, а вход клапана-распределителя соединен с линией нагнетания между фильтром и регулятором давления через перепускной запорный клапаны (SU 1537892, 1990 г.).
Недостатком данной установки также является невозможность определить рабочие параметры компрессора такие, как давление и температура в ступенях.
Цель полезной модели - заключается в определении рабочих параметров поршневого компрессора и анализа полученных данных с данными завода изготовителя.
Указанная цель достигается тем, что в установке для исследования характеристик поршневого компрессора, содержащей поршневой компрессор с компрессионными камерами, линию нагнетания, в линию нагнетания на входе и выходе каждой ступени установлены датчики температуры воздуха, а на выходе каждой ступени установлены манометры, кроме того установка дополнительно содержит воздушный баллон, соединенный с выходом третьей ступени линии нагнетания через запорный вентиль и между запорным вентилем и баллоном установлен манометр.
Существенные отличия и новизна заключаются в том, что в линию нагнетания на входе и выходе каждой ступени установлены датчики температуры воздуха, а на выходе каждой ступени линии нагнетания установлены манометры, кроме того в установку введен воздушный баллон, соединенный с выходом третьей ступени линии нагнетания через запорный вентиль и между вентилем и баллоном установлен манометр.
Анализ известных технических решений (аналогов) в исследуемой области и смежных областях позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных существенными отличительными признаками в заявляемом устройстве.
На фиг.1 дан общий вид компрессора.
Установка для исследования характеристик поршневого компрессора, содержащая поршневой компрессор с компрессионными камерами 1, линию нагнетания 2, соединенную с каждой ступенью компрессора, в которую на входе и выходе каждой ступени установлены датчики температуры воздуха: датчик температуры воздуха на входе в первую ступень 3, датчик температуры воздуха на выходе из первой ступени 4, датчик температуры воздуха на входе во вторую ступень 5, датчик температуры воздуха на выходе из второй ступени 6, датчик температуры воздуха на входе в третью ступень 7 и датчик температуры воздуха на выходе из третьей ступени 8. А на выходе каждой ступе ни линии нагнетания 2 установлены манометры: манометр выхода первой ступени 9, манометр выхода второй ступени 10, манометр выхода третьей ступени 11. Кроме того в установку введен воздушный баллон 12, соединенный с выходом третьей ступени линии нагнетания 2 через запорный вентиль 13 и между вентилем 13 и баллоном 12 установлен манометр 14.
Установка работает следующим образом. При работе компрессора 1, воздух поступает в линию нагнетания 2 через датчик температуры 3, регистрирующий температуру всасываемого воздуха, в первую ступень компрессора 1. Первая ступень компрессора 1 сжимает воздух и нагнетает его через датчик температуры 4, регистрирующий температуру воздуха на выходе из первой ступени, и манометр 9, регистрирующий давление нагнетания первой ступени, по нагнетающей магистрали 2 к датчику температуры 5 регистрируемую температуру входа во второй ступени. Далее воздух сжимается второй ступенью компрессора 1 и нагнетает его через датчик температуры 6, регистрирующий температуру воздуха на выходе из второй ступени, манометр 10, регистрирующий давление нагнетания второй ступени, к датчику температуры 7, регистрирующий температуру воздуха на выходе из второй ступени, по нагнетающей магистрали 2. Далее воздух поступает в третью ступень компрессора 1 и после сжатия нагнетается через датчик температуры 8, регистрирующий температуру воздуха на выходе из третьей ступени, манометр 11, регистрирующий давление нагнетания третьей ступени, по нагнетающей магистрали 2 к запорному вентилю 13, который находится в открытом положении. Через вентиль 13 воздух поступает через манометр 14, регистрирующий давление в баллоне 12.
При достижении давления 20, 40, 60 атмосфер, в баллоне 12, фиксируются показания всех датчиков температур 3, 4, 5, 6, 7, 8, и всех манометров 9, 10, 11. При этом засекают время работы компрессора до заполнения его до давления 60 атмосфер и фиксируют времена заполнения баллона до давления 20 и 40 атмосфер.
По полученным показаниям температуры и давления можно определить основные характеристики компрессора. Это степень сжатия компрессора или степень повышения давления, работа затрачиваемая на сжатие воздуха, массовый и объемный расход компрессора, а также эго эффективный КПД. Лабораторная установка позволяет, по полученным данным давления и объема ступеней компрессора, произвести приближенное построение диаграммы процесса сжатия воздуха в компрессоре без учета сопротивления движению газа в холодильниках и с допущением, что на всем протяжении процессов всасывания и нагнетания значения давления в цилиндрах остается постоянным. Площадь диаграммы в определенном масштабе выражает работу сжатия и перемещения газа за один оборот вала без учета механических потерь.
Использование установки для исследования характеристик поршневого компрессора в учебном процессе, в отличие от испытательных установок и стендов, позволяет привить обучаемым навык проведения экспериментальных исследований, а при обработке результатов эксперимента привить навык научного анализа. Также полезная модель наглядно показывает, как изменяется давление и температура воздуха в ступенях компрессора в зависимости от увеличения давления в баллоне.