Багато людей знають, що два ступені компресора підходять для виробництва високого тиску, а перший ступінь підходить для великого виробництва газу. Іноді необхідно виконати більше двох компресій. Для чого потрібна градуована компресія?
Коли вимагається високий робочий тиск газу, застосування одноступінчатого стиснення не тільки неекономічно, але іноді навіть неможливо, і необхідно використовувати багатоступеневе стиснення. Багатоступеневе стиснення полягає в тому, щоб запустити газ із вдиху, а після кількох наддувів досягти необхідного робочого тиску.

1. Економія енергоспоживання

При багатоступінчастому стисненні охолоджувач може бути організований між ступенями, так що стиснений газ піддається ізобарному охолодженню після одного ступеня стиснення для зниження температури, а потім надходить у циліндр наступного ступеня. Температура знижується, а щільність збільшується, так що його легко стискати далі, що може значно заощадити енергоспоживання порівняно з одноразовим стисненням. Тому при однаковому тиску робоча площа багатоступінчастого стиснення менше, ніж одноступінчастого стиснення. Чим більше кількість ступенів, тим більше споживана потужність і тим ближче до ізотермічного стиснення.
Примітка. Повітряний компресор гвинтового повітряного компресора з упорскуванням масла дуже близький до процесу постійної температури. Якщо ви продовжуєте стискати та продовжувати охолоджувати після досягнення насиченого стану, конденсована вода буде випадати в осад. Якщо конденсована вода потрапляє в масляно-повітряний сепаратор (масляний бак) разом зі стисненим повітрям, це призведе до емульгування охолоджуючої олії та вплине на ефект змащення. З безперервним збільшенням конденсованої води рівень масла буде продовжувати зростати, і, нарешті, охолоджуюче масло потраплятиме в систему разом зі стисненим повітрям, забруднюючи стиснене повітря та спричиняючи серйозні наслідки системі.
Тому, щоб запобігти утворенню конденсату, температура в камері стиснення не може бути занадто низькою і повинна бути вищою за температуру конденсації. Наприклад, повітряний компресор із тиском вихлопу 11 бар (A) має температуру конденсації 68 °C. Коли температура в камері стиснення нижче 68 °C, конденсована вода буде випадати в осад. Таким чином, температура вихлопу гвинтового повітряного компресора з упорскуванням масла не може бути занадто низькою, тобто застосування ізотермічного стиснення в гвинтовому повітряному компресорі з упорскуванням масла обмежене через проблему конденсату води.

2. Покращення використання обсягу

Через три причини виробництва, встановлення та експлуатації, об’єму зазору в циліндрі завжди не уникнути, а об’єм зазору не тільки безпосередньо зменшує ефективний об’єм циліндра, але також залишковий газ під високим тиском повинен бути розширений до тиску всмоктування. , циліндр може почати вдихати свіжий газ, що еквівалентно подальшому зменшенню ефективного об’єму циліндра.
Неважко зрозуміти, що якщо відношення тиску більше, залишковий газ в об’ємі зазору буде розширюватися швидше, а ефективний об’єм циліндра буде меншим. У крайньому випадку, навіть після того, як газ у вільному об’ємі повністю розширюється в циліндрі, тиск все ще не нижче тиску всмоктування. У цей час всмоктування та випуск не можуть бути продовжені, і ефективний об’єм циліндра стає нульовим. Якщо використовується багатоступінчасте стиснення, ступінь стиснення кожного ступеня дуже малий, а залишковий газ в об’ємі зазору трохи розширюється, щоб досягти тиску всмоктування, що природним чином збільшує ефективний об’єм циліндра, тим самим покращуючи коефіцієнт використання циліндра. об'єм циліндра.

3. Знизьте температуру вихлопу

Температура вихлопних газів компресора зростає зі збільшенням ступеня стиснення. Чим вище ступінь стиснення, тим вище температура вихлопних газів, але надмірно висока температура вихлопних газів часто не допускається. Це пояснюється тим, що: у компресорі, що змащується маслом, температура мастила знижує в’язкість і посилює знос. Коли температура підвищується надто високо, у циліндрі та на клапані легко утворюється нагар, що посилює знос і навіть вибухає. З різних причин температура вихлопу сильно обмежена, тому для зниження температури вихлопу необхідно використовувати багатоступеневе стиснення.
Примітка. Поетапне стиснення може знизити температуру вихлопу гвинтового повітряного компресора, і водночас це може зробити тепловий процес повітряного компресора якомога ближчим до стиснення постійної температури, щоб досягти ефекту енергозбереження, але це не є абсолютним. Особливо для масляних гвинтових повітряних компресорів із тиском вихлопу 13 бар або менше, оскільки низькотемпературне охолоджуюче масло, що впорскується під час процесу стиснення, процес стиснення вже близький до процесу постійної температури, і немає потреби в вторинне стиснення. Якщо поетапне стиснення здійснюється на основі цього охолодження впорскування масла, конструкція ускладнюється, вартість виробництва збільшується, а опір потоку газу та додаткове споживання електроенергії також збільшуються, що є трохи втратою . Крім того, якщо температура занадто низька, утворення конденсату в процесі стиснення призведе до погіршення стану системи, що призведе до серйозних наслідків.

4. Зменшити силу газу, що діє на поршневий шток

У поршневому компресорі, коли ступінь стиснення є високим і використовується одноступінчасте стиснення, діаметр циліндра більший, і вищий кінцевий тиск газу діє на більшу площу поршня, і газу на поршні більше. Якщо прийнято багатоступеневе стиснення, сила газу, що діє на поршень, може бути значно зменшена, тому можна зробити механізм легким і підвищити механічну ефективність.
Звичайно, багатоступеневе стиснення не чим більше, тим краще. Тому що чим більше кількість ступенів, тим складніша структура компресора, збільшення розмірів, ваги і вартості; збільшення проходження газу, збільшення втрати тиску газового клапана та керування тощо, тому іноді чим більше кількість ступенів, тим нижча економія, тим більше кількість ступенів. З більшою кількістю рухомих частин збільшується ймовірність поломки. Механічна ефективність також буде знижена через збільшення тертя.