Поршневые компрессоры. Назначение, классификация, принцип действия
Компрессоры предназначены для сжатия атмосферного воздуха до определенного значения иобеспечения сжатым воздухом тормозной сети поезда и собственных нужд локомотивов и МВПС.
Применяемые на тяговом подвижном составе компрессоры разделяют:
по принципу действия:
поршневые,
винтовые;
По числу цилиндров:
одноцилиндровые,
двухцилиндровые,
трехцилиндровые,
шестицилиндровые;
По расположению цилиндров:
горизонтальные,
вертикальные,
W-образные,
V-образные;
По числу ступеней сжатия:
одноступенчатые,
двухступенчатые;
По типу привода:
с приводом от электродвигателя,
с приводом от дизеля.
В одноступенчатом компрессоре всасывание и сжатие атмосферного воздуха происходят в одном цилиндре за два хода поршня. При движении поршня вниз в точке А открывается всасывающий клапан и по линии А-В-С происходит всасывание при постоянном давлении. При движении поршня вверх в точке С закрывается всасывающий клапан и начинается процесс сжатия. В точке D открывается нагнетательный клапан и на участке D-F поршень выталкивает воздух в главный резервуар при постоянном давлении.
При обратном движении поршня оставшийся во вредном пространстве воздух (Vo) расширяется по линии F-В'. В точке В' открывается всасывающий клапан.
В двухступенчатом компрессоре сжатие воздуха происходит в двух цилиндрах. При движении поршня первой ступени сжатия вниз открывается всасывающий клапан и на участке А-В-С происходит всасывание при постоянном давлении. При ходе поршня вверх в точке С всасывающий клапан закрывается. На участке С-D воздух сжимается и в точке D открывается выпускной клапан первой ступени сжатия и воздух выталкивается из цилиндра первой ступени. При движении поршня низкого давления вниз в цилиндре происходит расширение сжатого воздуха, оставшегося во вредном пространстве, по линии F-В. В точке В открывается всасывающий клапан и процесс повторяется.
|
|
|
В цилиндре высокого давления (вторая ступень сжатия) при движении поршня вниз воздух будет поступать в цилиндр по линии D-G. При движении поршня вверх по линии D-G произойдет сжатие и по линии G-Н нагнетание в главный резервуар. Если компрессор имеет промежуточное охлаждение, то воздух из цилиндра первой ступени сжатия поступает сначала в холодильник (линия D-E) и лишь затем по линии E-G в цилиндр второй ступени. Выделенная площадь характеризует уменьшение работы сжатия за счет охлаждения воздуха между ступенями. В полости цилиндра при первой ступени сжатия давление повышается до 2,0-4,0 кгс/см2, а в полости второй ступени сжатия до 7,5-9,0 кгс/см2.
|
|
|
На ТПС применяются компрессоры К-2, КТ-6, КТ-7, КТ-6эл, ПК-5.25, ЭК-7Б. Компрессоры К-2, КТ-6, КТ-7 и ПК-5.25 приводятся в действие от коленчатого вала дизеля или от электродвигателя. Компрессоры КТ-6эл, ЭК-7Б приводятся в действие от электродвигателя. Компрессоры КТ-6 отличаются от компрессоров КТ-7 направлением вращения коленчатого вала. Компрессоры с приводом от вала дизеля имеют разгрузочные устройства или клапаны холостого хода.
Компрессоры КТ-6, КТ-7, КТ-6эл
1 - картер, 2 - подшипниковый щит, 3 - противовес, 4 - узел шатунов, 5 - коленчатый вал, 6 - шейка, 7 - подшипник, 8 - фланец, 9 - цилиндр высокого давления, 10 - крышка цилиндра низкого давления, 11 -цилиндр низкого давления, 12 - холодильник, 13 - нагнетательный клапан, 14 - перегородка, 15 - всасывающий клапан, 16 - разгрузочное устройство, 17 - предохранительный клапан, 18 - поршень высокого давления, 19 - палец, 20 - поршень низкого давления
Компрессоры вертикальные, двухступенчатые, трехцилиндровые, поршневые с W-образным расположением цилиндров, система смазки комбинированная. Производительность компрессоров КТ-6 и КТ-7 5,7м3 при 850 оборотах в минуту, компрессора КТ-6эл 2,75м3 при 440 оборотах в минуту.
Компрессор состоит из корпуса (картера) 1, двух цилиндров 11 низкого давления (198мм), имеющих угол развала 120°, одного цилиндра 9 высокого давления (155мм), холодильника 12 радиаторного типа с предохранительным клапаном 17, масляного насоса, двух воздушных фильтров, лопастного вентилятора, сапуна.
|
|
|
Корпус имеет три привалочных фланца для установки цилиндров и два люка для доступа к деталям, находящимся внутри. Сбоку к корпусу прикреплен масляный насос с редукционным клапаном, а в нижней части корпуса помещен сетчатый масляный фильтр. Передняя часть корпуса закрыта съемной крышкой, в которой расположен один из двух шарикоподшипников коленчатого вала 5. Второй шарикоподшипник расположен в корпусе со стороны масляного насоса. Сверху к корпусу крепится сапун.
Все три цилиндра имеют ребра: ЦВД выполнен с горизонтальным оребрением для лучшей теплоотдачи, а ЦНД имеют вертикальные ребра для придания цилиндрам большей жесткости. К верхней части цилиндров крепятся крышки. В крышках цилиндров смонтированы нагнетательные и всасывающие клапаны с разгрузочными устройствами.
Литые чугунные поршни присоединены к верхним головкам шатунов при помощи поршневых пальцев плавающего типа. Для предотвращения осевого перемещения пальцев поршни снабжены стопорными кольцами. Поршневые пальцы ЦНД стальные, пустотелые; поршневые пальцы ЦВД сплошные. На каждом поршне установлены по четыре поршневых кольца: два верхних - компрессионные (уплотнительные), два нижних - маслосъемные. Кольца имеют радиальные пазы для прохода масла, снятого с зеркала цилиндра.
|
|
|
Коленчатый вал компрессора стальной, штампованный с двумя противовесами, имеет две коренные шейки и одну шатунную. Для уменьшения амплитуды собственных колебаний к противовесам 3 винтами прикреплены дополнительные балансиры. Для подвода масла к шатунным подшипникам коленчатый вал снабжен системой каналов.
Узел шатунов состоит из главного 3 и двух прицепных 5 шатунов, соединенных с головкой пальцами 2 и 8, застопоренными штифтами 4.
Главный шатун выполнен из двух частей - собственно шатуна и разъемной головки, жестко соединенных между собой пальцем 2 со штифтом 4. В верхние головки шатунов запрессованы бронзовые втулки. Съемная крышка 11 нижней головки прикреплена к нижней головке четырьмя шпильками, гайки которой стопорятся замковой шайбой. В расточке нижней головки главного шатуна установлены два стальных вкладыша 9 и 10, залитые баббитом. Вкладыши удерживаются в головке за счет натяга и стопорения штифтом. Зазор между шейкой вала и подшипником шатуна регулируется прокладками. Каналы служат для подачи смазки к верхним головкам шатунов и к поршневым пальцам.
1, 2, 8 - пальцы, 3 - главный шатун, 4 - штифты, 5 - прицепной шатун, 6 - втулка, 7 - нижняя головка; 9, 10 - вкладыши, 11 - крышка нижней головки, 12 - стопорный винт, 13 - прокладка, 14-каналы
Клапанные коробки внутренней перегородкой разделены на две полости: всасывающую (В) и нагнетательную (Н).
К клапанной коробке ЦНД со стороны всасывающей полости прикреплен воздушный фильтр, а со стороны нагнетательной полости - холодильник. Корпус 10 клапанной коробки снаружи имеет оребрение и закрыт крышками. В нагнетательной полости помещен нагнетательный клапан 9, который прижат к гнезду в корпусе с помощью упора 11 и винта 13 с контргайкой. Во всасывающей полости расположен всасывающий клапан 7 и разгрузочное устройство, необходимое для переключения компрессора в режим холостого хода при вращающемся коленчатом вале. Разгрузочное устройство включает в себя упор 5 с тремя пальцами, стержень 4, поршень 2 с резиновой диафрагмой 14 и две пружины 6 и 3.
1, 12 - крышки, 2 - поршень разгрузочного устройства; 3, 6 - пружины, 4 - стержень, 5 - упор разгрузочного устройства, 7 - всасывающий клапан, 8 - ленточная пружина, 9 - нагнетательный клапан, 10 - корпус, 11 - упор, 13 - регулировочный винт, 14 – диафрагма
Всасывающие и нагнетательные клапаны состоят из седла 5, обоймы (упора) 1, большой клапанной пластины 4 , малой клапанной пластины 3, конических ленточных пружин 2, шпильки 7 и корончатой гайки 6. Седла по окружности имеют по два ряда окон для прохода воздуха. Нормальный ход клапанных пластин 1,5-2,7мм.
1 - обоймы, 2 - ленточные пружины, 3 - малые клапанные пластины, 4 - большие клапанные пластины, 5 - седла, 6 - корончатые гайки, 7 – шпильки
При достижении давление в ГР 8,5 кгс/см2 регулятор давления открывает доступ воздуха из главного резервуара в полость над диафрагмой 14 разгрузочных устройств клапанных коробок ЦНД и ЦВД. При этом поршень 2 переместится вниз. Вместе с ним после сжатия пружины 6 опустится вниз и упор 5, который своими пальцами отожмет малую и большую клапанные пластины от седла всасывающего клапана. Компрессор перейдет в режим холостого хода, при котором ЦВД будет засасывать и сжимать воздух, находящийся в холодильнике, а ЦНД будут засасывать воздух из атмосферы и выталкивать его обратно через воздушный фильтр. Это будет продолжаться до тех пор, пока в ГР не установится давление 7,5 кгс/см2, на которое отрегулирован регулятор 3РД. При этом регулятор давления сообщит полость над диафрагмой 14 с атмосферой, пружина 6 поднимет упор 5 вверх и клапанные пластины прижмутся к седлу своими коническими пружинами. Компрессор перейдет в рабочий режим.
Компрессор КТ-6эл при достижении в ГР определенного давления в режим холостого хода не переводится, а отключается регулятором давления АК-11Б.
В процессе работы компрессора воздух между ступенями сжатия охлаждается в холодильнике радиаторного типа.
Холодильник состоит из верхнего 9, двух нижних коллекторов 4 и двух радиаторных секций 1 и 3.
Верхний коллектор перегородками 11 и 14 разделен на три отсека. Секции радиаторов крепятся к верхнему коллектору на прокладках. Каждая секция состоит из двадцати двух медных трубок 8, развальцованных вместе с латунными втулками в двух фланцах 6 и 10. На трубках навиты и припаяны латунные ленты, образующие ребра для увеличения поверхности теплоотдачи.
Для ограничения величины давления в холодильнике на верхнем коллекторе установлен предохранительный клапан 13, отрегулированный на давление 4,5 кгс/см2. Фланцами патрубков 7 и 15 холодильник прикреплен к клапанным коробкам первой ступени сжатия, а фланцем 12 - к клапанной коробке второй ступени. Нижние коллекторы снабжены спускными краниками 16 для продувки радиаторных секций и нижних коллекторов и удаления скапливающихся в них масла.
1, 3 - радиаторные секции; 2, 5 - соединительные планки, 4 - нижний коллектор; 6, 10, 12 - фланцы; 7, 15 - патрубки, 8 - трубки, 9 - верхний коллектор; 11, 14 - перегородки, 13 - предохранительный клапан, 16 - спускной краник
Воздух, нагретый при сжатии в ЦНД, поступает через нагнетательные клапаны в патрубки 7 и 15 холодильника, а оттуда - в крайние отсеки верхнего коллектора 9. Воздух из крайних отсеков по 12 трубкам каждой радиаторной секции поступает в нижние коллекторы, откуда по 10 трубкам каждой секции перетекает в средний отсек верхнего коллектора, из которого через всасывающий клапан проходит в ЦВД. Проходя по трубкам, воздух охлаждается, отдавая свое тепло через стенки трубок наружному воздуху.
В то время как в одном ЦНД происходит всасывание воздуха из атмосферы, во втором ЦНД идет предварительное сжатие воздуха и нагнетание его в холодильник. В это же время в ЦВД заканчивается процесс нагнетания воздуха в ГР.
Холодильник и цилиндры обдуваются вентилятором, который установлен на кронштейне и приводится во вращение клиновым ремнем от шкива, установленного на муфте привода компрессора.
Сообщение внутренней полости корпуса компрессора с атмосферой осуществляется через сапун, который предназначен для ликвидации избыточного давления воздуха в картере во время работы компрессора и предотвращения выброса масла из картера в атмосферу. Сапун состоит из корпуса 1 и двух решеток 2, между которыми установлена распорная пружина 3 и помещена набивка из конского волоса или капроновых нитей. Над верхней решеткой помещена фетровая прокладка 5 с шайбами 4, 6 и втулкой 7. На шпильке 10 шплинтом 11 закреплена упорная шайба 8, пружина 9.
1 - корпус, 2 - решетка, 3 - распорная пружина; 4, 6 - шайбы, 5 - фетровая прокладка, 7 - втулка, 8 - упорная шайба, 9 - пружина, 10 - шпилька, 11 - шплинт
Смазка компрессора - комбинированная. Под давлением, создаваемым масляным насосом, смазываются шатунная шейка коленчатого вала, пальцы прицепных шатунов и поршневые пальцы. Остальные детали смазываются разбрызгиванием масла противовесами и дополнительными балансирами коленчатого вала. Резервуаром для масла служит картер компрессора. Масло заливают в картер через пробку, а его уровень измеряют маслоуказателем. Уровень масла должен быть между рисками маслоуказателя. Для очистки масла, поступающего к масляному насосу, в картере предусмотрен масляный фильтр. Производительность насоса 5л за минуту при 850 оборотах вала.
1 - крышка, 2 - корпус, 3 - фланец, 4 - валик; 5, 9 - пружина, 6 - лопасти, 7 - редукционный клапан, 8 - шаровой клапан, 10 - регулировочный винт, 11 - штифт, 12 - шпилька
Масляный насос приводится в действие от коленчатого вала, в торце которого выштамповано квадратное отверстие для запрессовки втулки и установки в нее хвостовика валика 4. Масляный насос состоит из крышки 1, корпуса 2 и фланца 3, которые соединены между собой четырьмя шпильками 12 и центрируются двумя штифтами 11. Валик 4 имеет диск с двумя пазами, в которые вставлены две лопасти 6 с пружиной 5. Благодаря небольшому эксцентриситету, между корпусом насоса и диском валика образуется серповидная полость.
При вращении коленчатого вала лопасти 6 прижимаются к стенкам корпуса пружиной 5 за счет центробежной силы. Масло всасывается из картера через штуцер А и поступает в корпус насоса, где подхватывается лопастями. Сжатие масла происходит за счет уменьшения серповидной полости в процессе вращения лопастей. Сжатое масло по каналу С нагнетается к подшипникам компрессора.
К штуцеру В присоединена трубка от манометра. Для сглаживания колебаний стрелки манометра 16 вследствие пульсирующей подачи масла в трубопроводе между насосом и манометром помещен штуцер с отверстием диаметром 0,5 мм, установлены резервуар 17 объемом 0,25 литра и разобщительный кран для отключения манометра.
Редукционный клапан, ввернутый в крышку 1, служит для регулировки подачи масла к шатунному механизму компрессора в зависимости от частоты вращения коленчатого вала, а также для слива избытка масла в картер.
Редукционный клапан состоит из корпуса 7, в котором размещены собственно клапан 8 шарового типа, пружина 9 и регулировочный винт 10 с контргайкой и предохранительным колпачком.
По мере повышения частоты вращения коленчатого вала растет усилие, с которым клапан прижимается к седлу под действием центробежных сил и, следовательно, для открытия клапана 8 требуется большее давление масла.
При частоте вращения коленчатого вала 400 об/мин давление масла должно быть не менее 1,5 кгс/см2.
В клапанных коробках компрессора КТ-6эл отсутствуют разгрузочные устройства, поскольку этот компрессор не переводится в режим холостого хода, а останавливается. На этом компрессоре не нужен и резервуар для гашения пульсаций стрелки масляного манометра, так как относительно низкая частота вращения коленчатого вала компрессора и валика масляного насоса не дают заметной пульсации стрелки, а вибрация компрессора при такой частоте вращения вала практически отсутствует.
Схема работы компрессора делится на три цикла: всасывание, первая ступень сжатия, вторая ступень сжатия.
всасывание в ЦВД и ЦНД (левый), нагнетание из ЦВД,
нагнетание из ЦНД (правый) сжатие в ЦНД (правый)
При вращении коленчатого вала компрессора в цилиндрах ЦНД происходят попеременные процессы: если в левом цилиндре происходит сжатие и нагнетание воздуха, то в правом цилиндре происходит всасывание воздуха. Затем правый цилиндр ЦНД переходит на нагнетание, а левый цилиндр - на всасывание и т д.
Цилиндры ЦНД толчками попеременно подают сжатый воздух в холодильник. В холодильнике воздух проходит через трубки секций к фланцу всасывания воздуха в цилиндр высокого давления. Одна половина радиатора подключена к левому цилиндру, другая - к правому цилиндру. Клапаны в цилиндрах управляются перепадом давлений. При всасывающем ходе каждого поршня в цилиндрах ЦНД создается разрежение (–0,15÷0,2кгс/см2) и пластины клапанов (наружные и внутренние) атмосферным давлением сжимают пружины и отжимаются от кольцевых шлифованных сёдел и атмосферный воздух заполняет цилиндр. После перемены хода поршня в цилиндре появляется давление, поэтому всасывающие клапаны силой пружин и давлением воздуха из цилиндра прижимаются к кольцевым сёдлам, т е закрываются.
При дальнейшем ходе поршня давление сжимаемого воздуха в цилиндре ЦНД повышается (2,5-4,0 кгс/см2) и когда оно превысит давление остаточного воздуха в холодильнике, пластины нагнетательного клапана, наружная и внутренняя, сжимают пружины (три пружины на каждую пластину) и каждая пластина отводится от круглых сёдел. Происходит нагнетание (выталкивание) воздуха из цилиндра в холодильник.
В цилиндре высокого давления при нагнетательном ходе поршня воздух над головкой поршня сжимается и когда оно превысит давление воздуха главного резервуара, пружины пластин сжимаются и пластины отводятся от круглых кольцевых сёдел вверх, пропуская воздух из цилиндра ЦВД в главный резервуар. Происходит нагнетание воздуха в главный резервуар.
После перемены хода поршня давление над ним падает и пластины нагнетательного клапана закрываются. В закрытом состоянии пластины нагнетательных клапанов удерживается пружинами и давлением сжатым воздухом сверху из главного резервуара.
По мере дальнейшего движения поршня вниз в сторону нижней мёртвой точки давление в цилиндре ЦВД над поршнем снижается от величины давления воздуха в главном резервуаре до давления воздуха в холодильнике и при дальнейшем опускании поршня ЦВД давление над ним становится меньшим, чем давление воздуха в холодильнике. Это вызывает отжатие воздухом сверху пластин всасывающего клапана и впуск воздуха из холодильника в цилиндр ЦВД по мере опускания поршня до нижней мёртвой точки, в которой приращение объёма цилиндра прекращается. После заполнения цилиндра ЦВД воздухом, поступившим из холодильника, перепад давлений на пластинах всасывающего клапана исчезает, поэтому пластины силой конических пружин прижимаются к кольцевым седлам, поднявшись вверх.
Далее в нижней мертвой точке ход поршня меняется на противоположный. Объём цилиндра поршнем ЦВД сокращается и поступивший из холодильника воздух в цилиндре ЦВД сжимается. Возрастает давление над поршнем до величины давления воздуха в главном резервуаре, а потом и более, что вызывает отжатие пластин нагнетательного клапана от седел и перепуск сжатого воздуха из цилиндра ЦВД в главный резервуар.
Предохранительные клапаны
Предохранительные клапана выпускают сжатый воздух в случае повышения давления до опасного для прочности ГР уровня при неисправности регулятора.
Предохранительные клапаны № 216 и № Э-216 конструктивно выполнены одинаково и различаются только количеством атмосферных отверстий Ат в корпусе и размерами пружин. Клапаны № 216 устанавливаются между первой и второй ступенями сжатия локомотивных компрессоров и регулируются на давление срабатывания 3,5-4,5 кгс/см2, клапаны № Э-216 устанавливаются на нагнетательном трубопроводе или на главных резервуарах и регулируются на срабатывание при давлении превышающем рабочее на 1,0кгс/см2.
Предохранительный клапан № Э-216 имеет корпус 4 с атмосферными отверстиями Ат, на который навернут штуцер 1. В штуцере находится тарельчатый срывной клапан 2 с направляющими ребрами. Клапан 2 имеет две площади воздействия давления: рабочую (малую) поверхность до притирочного кольца и срывную (большую) поверхность до наружной окружности клапана. Клапан 2 нагружен пружиной 3, усилие которой регулируется гайкой 5, закрытой колпачком 6. Отверстия а в колпачке и в корпусе служат для установки пломбы.
Усилием пружины 3 клапан 2 прижат к своему седлу, и давление сжатого воздуха воздействует снизу на рабочую площадь клапана. Как только давление воздуха превысит усилие пружины, клапан 2 немного отойдет от седла, после чего воздух будет уже действовать на срывную (большую) площадь клапана. Сила давления на клапан снизу резко возрастает и он быстро поднимается вверх, выпуская воздух в атмосферу через отверстия Ат в корпусе. Истечение воздуха будет продолжаться до тех пор, пока усилие пружины не превысит силы давления воздуха на срывную площадь клапана 2. После посадки на седло клапан будет надежно удерживаться пружиной в закрытом положении, так как давление воздуха будет распространяться на рабочую (малую) площадь клапана.
предохранительный клапан № 216 предохранительный клапан М
1 - штуцер, 2 - клапан, 3 - пружина, 1 - корпус, 2 - пружина, 3 - клапан,
4 - корпус, 5 - регулировочная гайка, 6 - колпачок 4 - конусный винт, 5-регулировочный винт
Обратные клапаны
Обратные клапаны служат для пропуска сжатого воздуха только в одном направлении.
Обратные клапаны № 155А, Э-175 устанавливаются на нагнетательном трубопроводе между главным резервуаром и компрессором. Клапан состоит из корпуса 1 и собственно цилиндрического клапана 2, который относительно корпуса имеет небольшой зазор по диаметру. Клапан 2 изготавливают из латуни или полимерного материала. Над клапаном имеется полость, закрытая крышкой 3 с прокладкой 4. При подаче сжатого воздуха от компрессора клапан 2 поднимается. Подъем клапана происходит медленно, так как этому препятствует воздушная подушка в полости над клапаном. К концу подъема клапана эта воздушная подушка постепенно рассасывается через неплотности между клапаном и корпусом. Благодаря медленному изменению давления в полости под крышкой клапан 2 не успевает опускаться на седло в процессе пульсации давления в нагнетательном трубопроводе - этим предотвращается стук клапана. Если подача воздуха прекращается, то вследствие зазора между цилиндрической поверхностью клапана и корпусом он под действием собственного веса сядет на седло.
1 - корпус, 2 - клапан, 3 - крышка, 4 – прокладка
Обратный клапан № 30Ф устанавливают между питательной и тормозной магистралями для зарядки ГР локомотива при его пересылке в холодном состоянии. Перед обратным клапаном со стороны ТМ устанавливают разобщительный кран (кран холодного резерва), при открытии которого воздух из тормозной магистрали проходит через расположенный в корпусе 1 фильтр, поднимает нагруженный пружиной 3 клапан 2 с резиновым уплотнением и далее через отверстие 4 диаметром 5мм попадает в ГР. Пружина 3 не позволяет сжатому воздуху перетекать из ГР в ТМ при снижении в ней давления. Отверстие 4 препятствует резкому падению давления в ТМ в процессе зарядки из нее главного резервуара.
Обратный клапан № 526 состоит из корпуса 1, крышки 5, собственно клапана 2 и пружины 3. Между корпусом и крышкой помещена уплотнительная прокладка 4. К наконечникам 6 и 7 присоединяются трубы соответственно от ГР и компрессора. Благодаря наличию пружины клапан может работать как в горизонтальном, так и в вертикальном положениях. При выключении компрессора давления по обе стороны клапана 2 выравниваются, и он прижимается к седлу в корпусе под действием пружины.
1 - корпус, 2 - клапан, 3 - пружина, 4 - отверстие 1 - корпус, 2 - клапан, 3 - пружина, 4 - прокладка, 5 - крышки,
6, 7 – наконечники
3.5. Клапаны продувки КП-100 и КП-110 предназначены для выпуска конденсата из ГР.
Клапан продувки КП-110-01 состоит из клапанной системы и пневматического привода, размещенных в корпусе 6, а также электромагнитного вентиля броневого типа и нагревательного элемента.
Корпус имеет верхнюю и нижнюю камеры. В верхней камере размещена клапанная система, состоящая из седла 4 и запорного клапана 5, а в нижней - поршень 7 пневматического привода, опирающийся на резьбовую пробку 8, которая установлена на прокладку 9. К верхней части корпуса прикреплен штуцер 3 для подсоединения клапана к ГР. На корпусе под штуцером установлен нагревательный элемент 2. Электромагнитный вентиль 1, установленный на сухаре 10 через уплотнение 13 и прокладку 15, сообщен каналом с полостью под поршнем 7. В этом канале расположен обратный клапан 11 с центральным дроссельным отверстием диаметром 1мм и седло 12. Между сухарем и электромагнитным вентилем помещена вставка с помощью которой обратный клапан извлекают при ремонтах. Электромагнитный вентиль подключен к пневматической магистрали управления (Р). Между поршнем 7 и запорным клапаном 5 имеется зазор А 1 ± 0.5мм.
При обесточенном электромагнитном вентиле полость под поршнем 7 через дроссельное отверстие обратного клапана 11 и клапанную систему вентиля сообщена с атмосферой.
При подаче напряжения на катушку электромагнитного вентиля сжатый воздух их пневматической магистрали управления через клапанную систему вентиля проходит к обратному клапану 11 и перемещает его до упора вправо. Последний обеспечивает проход воздуха в полость под поршень 7. Поршень 7 перемещается вверх, выбирает зазор А и воздействуя на запорный клапан, открывает его. При этом происходит сброс скопившегося конденсата из верхней камеры корпуса и из ГР в атмосферу Ат через патрубок корпуса.
1 - электромагнитный вентиль, 2 - нагревательный элемент, 3 - штуцер; 4, 12 - седла, 5 - запорный клапан, 6 - корпус, 7 - поршень, 8 - пробка, 9 - прокладка, 10 - сухарь, 11 - обратный клапан, 13 – уплотнитель
Включением нагревательного элемента 2 исключается замерзание конденсата в зимнее время.
При снятии питающего напряжения с катушки электромагнитного вентиля, последний перекрывает доступ сжатого воздуха из пневматической магистрали управления в полость под поршнем 7. Оставшийся в этой полости воздух перемещает обратный клапан 11 влево. При этом сообщение полости под поршнем с атмосферой (через клапанную систему электромагнитного вентиля) будет осуществляться через дроссельное отверстие обратного клапана и через неплотности посадки поршня 7 в корпусе. Это обеспечивает безударную работу запорного клапана, поскольку поршень будет перемещаться вниз не мгновенно, а с некоторым замедлением из-за наличия демпфирующей пневматической «подушки» в полости под поршнем.
Регуляторы давления
Регуляторы давления включают и отключают компрессор или переводят его в режиме холостого хода при изменении давления в главных резервуарах в заданных пределах.
Регулятор давления АК-11Б
Регулятор собран на пластмассовой плите 1, закрытой кожухом 5. Фланец 18 с резиновой диафрагмой 17 прикреплен к плите четырьмя винтами.
На плите укреплены стойка 3 с винтом 4, неподвижный контакт 2, две стойки 9 с металлической планкой 11 и пластмассовая направляющая 16. В штоке 14 из пластмассы, упирающемся в диафрагму 17, просверлено отверстие для оси 15. Регулирующая пружина 13 одним торцом упирается в гнездо на штоке, а другим - в пластмассовую планку 10. Вращением винта 12 перемещают планку 10 и регулируют усилие пружины 13.
Рычаг 8 имеет две оси: подвижную 15 в штоке 14 и неподвижную 19 в направляющей 16. Выступы подковообразного подвижного контакта 6 прижаты контактной пружиной 7 к рычагу 8.
Когда давления в главном резервуаре (со стороны канала ГР) нет, под усилием пружины 13 шток 14 находится в левом положении. Пружина 7, расположенная к оси 19 рычага 8 под углом, прижимает подвижной контакт 6 к неподвижному 2.
При повышении давления в главном резервуаре шток начинает перемещаться вправо вместе с подвижной осью 15. Рычаг 8 поворачивается около неподвижной оси, при этом угол ά все время уменьшается. Когда он будет равен нулю, т е ось пружины 7 совпадет с осью контакта 6 и рычага 8, система займет неустойчивое положение. При дальнейшем незначительном перемещении штока вправо пружина 7 резко перебросит подвижной контакт 6 с неподвижного 2 на винт 4 - произойдет размыкание контактов.
1 - плита, 2 - неподвижный контакт; 3, 9 - стойки; 4, 12 - регулировочные винты, 5 - кожух, 6 - подвижный контакт, 7, 13 - пружины, 8 - рычаг; 10, 11 - планки, 14 - шток, 15 - подвижная ось, 16 - направляющая, 17 - диафрагма, 18 - фланец, 19 - неподвижная ось
Давление размыкания регулируется винтом 12 на величину от 3 до 10кгс/см2. Разница величины давлений размыкания и замыкания зависит от величины зазора С.
Регулятор давления № 3РД
Регулятор давления 3РД используется на тепловозах с приводом компрессора от дизеля. Регулятор давления состоит из корпуса 1, в котором находятся два винтовых стержня 5, 9 с фасонными гайками 8, контргайками 7 и регулировочными пружинами 4 и 10. Выступы фасонных гаек помещаются в вертикальном пазу корпуса 1, что исключает их вращение на винтовых стержнях 5, 9.
1 - корпус, 2 - выключающий клапан, 3 - гнездо выключающего клапана; 4, 10, 12 - пружины; 5, 9 - стержни, 6 - фильтр, 7 - контргайка, 8 - гайка, 11 - седло обратного клапана, 13 - обратный клапан, 14 - включающий клапан, 15 - гнездо включающего клапана, 16 - привалочная плита
Пружина 4 упирается в выключающий клапан 2, а пружина 10 - во включающий клапан 14. Нижняя торцовая поверхность клапанов 2 и 14 выполнена комбинированной в виде рабочей и срывной (кольцевой) площадей. Клапаны 2 и 14 имеют возможность вертикального перемещения в направляющих (гнездах) 17. В направляющую 18 ввернуто седло 19 подпружиненного обратного клапана 13. Внутренняя полость корпуса регулятора перегородками разделена на три камеры: выключающего клапана (левая), главного резервуара (средняя) и включающего клапана (правая). В средней камере корпуса расположен фильтр 6 с набивкой из конского волоса.
Пружина 4 выключающего клапана регулируется на давление 8,5кгс/см2, а пружина 10 включающего клапана - на 7,5кгс/см2.
Регулировка усилия пружин 4 и 10 осуществляется вращением винтовых стержней 5, 9. При этом фасонные гайки 8, перемещаясь в вертикальном направлении, изменяют усилие затяжки пружин. Давление переключения на холостой ход регулируется вращением левого винтового стержня 5, а на рабочий ход - правого стержня 9. После регулировки стержни 5, 9 закрепляются контргайками 7.
К нижней части корпуса (привалочной плите) присоединены трубки от главного резервуара и от разгрузочных устройств компрессора, установленных на всасывающих клапанах. На корпусе регулятора имеется атмосферный выход.
работа компрессора под нагрузкой подъем включающего и выключающегося клапанов
режим холостого хода
переход в режим работы под нагрузкой
При работе компрессора под нагрузкой сжатый воздух из ГР проходит в среднюю часть регулятора давления, откуда через фильтр 6 поступает под выключающий клапан 2, воздействуя на его рабочую площадь, и к обратному клапану 13. В этот момент камера включающего клапана, трубопровод РУ к разгрузочным устройствам компрессора и полость над диафрагмой 14 разгрузочного устройства сообщены с атмосферой через отверстие Ат. При повышении давления в ГР до 8,5кгс/см2 выключающий клапан 2 отойдет от своего седла вверх. При этом давление воздуха распространяется на большую (срывную) площадь клапана, что вызывает четкий его подъем. Открытие выключающего клапана 2 обеспечивает проход воздуха под включающий клапан 14, который также открывается (поднимается вверх), поскольку его пружина отрегулирована на давление 7,5кгс/см2. Включающий клапан, упираясь в верхнюю торцовую часть направляющей (гнезда), разобщает правую камеру регулятора от канала РУ. При этом канал РУ перестает сообщаться с атмосферой, а правая камера регулятора продолжает сообщаться с Ат.
Поднявшись вверх, включающий клапан 14 обеспечивает проход воздуха из ГР в канал РУ через ранее открывшийся выключающий клапан 2 и освобождает обратный клапан 13, который своей пружиной поднимается вверх (открывается) и тоже начинает пропускать воздух из ГР в канал РУ, и одновременно по нижнему горизонтальному каналу в привалочной части - в камеру (левую) выключающего клапана. Повышенное давление в левой камере регулятора совместно с пружиной 4 обеспечивают посадку на седло (закрытие) выключающего клапана 2. При таком положении клапана 2 воздух в канал РУ будет проходить только через открытый обратный клапан 13.
Из канала РУ воздух проходит в полость над диафрагмой 14 разгрузочных устройств компрессора. При этом диафрагма 14 прогибается вниз и воздействует на поршень 2, который, преодолевая усилие пружины 3, 6, перемещает вниз стержень 4 и упор 5. Последний своими пальцами отжимает от седла клапанные пластины всасывающих клапанов и удерживает их в этом (открытом) положении. Компрессор переходит в режим холостого хода, при котором ЦНД засасывают воздух из атмосферы и выталкивают его обратно через всасывающие фильтры, а ЦВД всасывает воздух, оставшийся в холодильнике, и выталкивает его обратно в холодильник (рисунок клапанной коробки).
После понижения давления в ГР до 7,5кгс/см2 пружина 10 опускает на седло включающий клапан 14, который перемещает вниз (закрывает) обратный клапан 13. При этом перекрывается доступ воздуха из ГР к разгрузочным устройствам компрессора, а камера выключающего клапана и канал РУ сообщаются с камерой включающего клапана и далее с Ат. Сжатый воздух из полости над диафрагмой разгрузочных устройств выходит в атмосферу через регулятор давления. При этом пружина 6 отжимает вверх упор 5, а пружина 3 - поршень 2. Клапанные пластины всасывающих клапанов своими коническими пружинами прижимаются к седлам и компрессор вновь переходит в рабочий режим (рисунок клапанной коробки).
На двухсекционных тепловозах регулятор давления, управляющий работой компрессоров обеих секций, включается только на одной секции, а на другой отключается перекрытием разобщительных кранов на трубопроводах, сообщающих его с ГР и разгрузочными устройствами.
Главные резервуары
Главные резервуары служат для создания запаса сжатого воздуха, его охлаждения и выделения из воздуха конденсата и масла.
1 - цилиндрическая часть, 2 - днище; 3, 4 - бобышки, 5 - паспортная табличка
Главный резервуар состоит из цилиндрической части 1, изготовленной из листовой стали толщиной 5-6мм и двух выпуклых днищ 2 толщиной 6-8мм. Для присоединения трубопроводов предусмотрены бобышки 3, а для установки выпускного крана - бобышки 4. Количество бобышек и их расположение на резервуаре зависит от способа монтажа ГР на локомотиве. На металлической паспортной табличке 5 указываются завод-изготовитель, заводской номер резервуара, год изготовления, величина наибольшего допускаемого давления и объем резервуара.
Количество ГР и их общий объем выбирают в зависимости от рода подвижного состава с учетом подачи компрессоров и достижения оптимальных условий отпуска и зарядки тормозов поезда. Главные резервуары изготавливаются объемом 170л, 250л, 300л.
Главные резервуары в процессе эксплуатации подвергаются следующим видам технического освидетельствования:
первичному - при вводе в эксплуатацию;
периодическому - непосредственно в процессе эксплуатации;
внеочередному - в случае нарушения технологического режима;
аварийному - в случае аварий, вызвавших деформацию или повреждение резервуара.
Техническое освидетельствование (ТО) выполняется частичным или полным.
Частичное ТО выполняется не реже одного раза в два года на очередных плановых ремонтах подвижного состава. Частичное ТО включает в себя проверку технической документации, наружный осмотр ГР, пропарку и промывку резервуара горячей водой. Задачей наружного осмотра является визуальное выявление механических и коррозионных повреждений ГР.
Полное ТО включает в себя объем частичного ТО и демонтаж резервуара для проведения гидравлических испытаний, которые проводятся только при удовлетворительных результатах наружного осмотра. Полное ТО выполняется не реже одного раза в четыре года на очередном ТР-2, ТР-3, КР-1, КР-2, в том числе и тогда, когда до очередного полного ТО остается менее полутора лет.
При проведении гидравлических испытаний давление должно контролироваться двумя манометрами одинакового типа, класса точности (не ниже 1,5), диапазона измерения и цены деления. Давление испытаний принимается равным рабочему плюс 5,0кгс/см2, а время испытания - не менее 10 минут.
Результаты гидравлических испытаний признаются удовлетворительными, если не обнаружено:
течи, трещин в основном металле и сварных соединениях;
падения давления по манометру за время, необходимое для выполнения контрольной операции.
Сведения об осмотре и испытаниях ГР заносятся в технический паспорт резервуара. На корпусе ГР краской ставят трафарет о дате и месте проведения частичного или полного ТО.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 1159; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!