CC BY
8М.А. Карпенко
ИССЛЕДОВАНИЕ СПОСОБА УВЕЛИЧЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ПОРШНЕВОГО КОМПРЕССОРА ПУТЕМ ИЗМЕНЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ КЛАПАНОВ
В статье рассматривается способ увеличения производительности поршневого компрессора с помощью изменения толщины клапанов. Производится сравнительный анализ различных комбинаций клапанов.
Ключевые слова: Поршневой компрессор, неисправности компрессора, автосервисное оборудование, сжатый воздух, пневматическое оборудование.
На данный момент количество пневматического оборудования в автомобильных сервисах постоянно растет, так как оно является одним из самых выгодных вариантов на рынке. Компрессор является необходимым элементом для работы пневматического оборудования. Трудно на сегодняшний день найти автосервис без компрессора. Существует прямая зависимость между производительностью компрессора и качеством оказываемых услуг.
Получить максимальную производительность компрессора за минимум вложенных средств - предложение на которое согласится практический каждый владелец. Однако найти компромисс между легким улучшением характеристик за небольшую сумму и глобальным изменением конструкции, влекущим за собой снижение прочности и безотказности устройства, и зачастую являющимся нерентабельным достаточно проблематично.
Самым оптимальным способом добиться прироста производительности до 10% будет замена клапанов компрессора более толстыми. Плюсы такой операции:
1) Возможность осуществить ее самостоятельно в виду легкости задачи
2) Низкая цена материалов (стоимость одного клапана начинается от 300 рублей)
3) В случае если компрессор имеет износ и уже не может показать паспортные данные в работе, эта операция может вернуть такую возможность.
Подбираются 3 комплекта клапанов из той же стали, что используется для изготовления штатных клапанов компрессора (3X13). Толщина комплектов подбирается относительно толщины штатных клапанов. Замер толщины установленных на заводе клапанов показал 0,4мм. Соответственно берутся комплекты клапанов толщиной 0,3мм, 0,42мм и 0,45мм. Клапаны представляют собой пластины со следующими геометрическими размерами: длина клапана - 48 мм, ширина клапана - 10 мм.
Таким образом проводится 6 замеров, после чего данные о них структурируются в таблице, на основе которой строятся графики. Производится расчет по формуле производительности компрессора на нагнетании, на основе этого расчета делается вывод о сумме прироста производительности. Испытуемый компрессор Remeza СБ4/С-24.Л047В представляет собой однопоршневой одноступенчатыйкомпрессорс вертикальным расположением поршня. Цилиндр имеет несколько клапанов: один из них нагнетательный, другой - всасывающий. Всасывающий клапан предназначен для засасывания воздуха в поршневой блок, нагнетательный клапан предназначен для подачи его под давлением из поршневого блока в ресивер компрессора.
Замер №1. Установлены заводские всасывающий и нагнетающий клапана толщиной 0,4мм. Результаты первого замера изображены на Рисунке 1.
Таблица 1
Давление(МПа) 0,4 0,6 0,8
Время(сек.) 34 66 117
Замер №2. Установлены нагнетающий и всасывающий клапана толщиной 0,3мм. Результаты второго замера изображены на Рисунке 2.
© Карпенко М.А., 2021.
Научный руководитель: Федин Алексей Павлович - кандидат технических наук, доцент, Волгоградский государственный технический университет, Россия.
Таблица 2
Давление(МПа) 0,4 0,6 0,8
Время(сек.) 35 70 125
■ - замер №1
Рис. 1. Результаты первого замера
0.85
0.80
У
0.50
0.05
10 3 0 40 50 60 70 80 90 100 110 120 13 Время (сек.) 0 140 150 160 17 0 180
Рис. 2. Результаты первого и второго замеров
Замер №3. Установлен всасывающий клапан толщиной 0,4мм, нагнетающий клапан толщиной 0,3мм. Результаты третьего замера изображены на Рисунке 3.
Таблица 3
Давление(МПа) 0,4 0,6 0,8
Время(сек.) 41 91 167
I
/
/
с 1С 20 je 40 50 « 70 во so loo п: 120 15; 110 и: ieo 170 _Время (сек.)_
замер №1 замер №2 замер № 3
Рис. 3. Результаты трех замеров.
Замер №4. Установлен всасывающий клапан толщиной 0,3мм, нагнетающий клапан толщиной 0,4мм. Результаты четвертого замера изображены на Рисунке 3.
Таблица 4
Давление(МПа) 0,4 0,6 0,8
Время(сек.) 67 110 180
I
п
О
У
/
// /
/ У / /
/ V /
замер №1 замер №2 замер № 3 замер №4
о № » 1: « ж № " м « 100 по 1 :г. г' 140 1ло 1«! т: 1во
_Время ('сеьр_
Рис. 4. Результаты четырех замеров.
Замер №5. Установлены нагнетающий и всасывающий клапана толщиной 0,42мм. Результаты пятого замера изображены на Рисунке 5.
Таблица 5
Давление(МПа) 0,4 0,6 0,8
Время(сек.) 32 60 86
Рис. 5. Результаты пяти замеров
Замер №6. Установлены нагнетающий и всасывающий клапана толщиной 0,45мм. Результаты шестого замера изображены на Рисунке 6.
Таблица 6
Давление(МПа) 0,4 0,6 0,8
Время(сек.) 40 73 122
Рис. 6. Результаты всех шести замеров.
Основываясь на результатах эксперимента можно сделать ряд выводов:
- Установка клапанов разной толщины значительно ухудшает производительность поршневого компрессора (Замеры №3, №4).
- Установка слишком тонких или слишком толстых клапанов снижает производительность. (Замеры №2, №6)
- Оптимальной толщиной клапана для компрессора Remeza модели СБ4/С-24.Л047В является 0,42мм, так как с этими клапанами было достигнуто лучшее время эксперимента.
Как видно из данных, которые представлены на Рисунке 4.8, максимальное значение производительности соответствует толщине клапанной пластины - 52
0.42.мм, при этом производительность компрессора составляет 128 л/мин. В заводском исполнении толщина клапанной пластины составляет 0,4 мм, что соответствует производительности 120 л/мин. Таким образом, применение на исследуемом компрессоре клапанных пластин толщиной 0,42 мм позволяет увеличить производительность компрессора на 7%.
Рассмотренный в этой статье способ увеличения производительности поршневого компрессора подтвердился, была достигнута улучшенная производительность.
В данной работе рассмотрен способ увеличения производительности компрессора путем изменения конфигураций клапанов и произведено сравнение разных конфигураций.
Библиографический список
1. Виды компрессоров, назначение и сфера применения. http://www.tehnofond.ru/info/artides/kompressornoe-oborudovanie/vidy-kompressorov.
2. Техническое обслуживание и ремонт компрессоров/Н.А. Ястребова, А.И. Кондаков, Б.А. Спектр. - М.: Машиностроение, 1991. - 240 с.: ил.
3. Установки компрессорные C50-LB30, C100-LB30, C50-LB30B, C50-LB30A, C100-LB30A, C100-LB30AB: руководство по эксплуатации. Завод REMEZA.
КАРПЕНКО МАТВЕЙ АНДРЕЕВИЧ - магистрант, Волгоградский государственный технический университет, Россия.
