Արդյունաբերական ոլորտում էներգիա և օդ մատակարարող «սիրտ» հանդիսացող կոմպրեսորը, որի հիմնական արդյունավետությունն ու հուսալիությունը մեծապես կախված են փոքր, բայց կարևոր բաղադրիչից՝կոմպրեսորի փականՀայտնի որպես կոմպրեսորի «սրտի փական», այն ճշգրտորեն կառավարում է գազի ընդունման, սեղմման և արտանետման գործընթացը: Դրա աշխատանքը ուղղակիորեն որոշում է կոմպրեսորի արդյունավետությունը, էներգիայի սպառումը և ծառայության ժամկետը:
1. Ի՞նչ է կոմպրեսորի փականը։
Կոմպրեսորի փականը ավտոմատ փական է, հակադարձ փականի տեսակ, որը տեղադրվում է կոմպրեսորի գլանի վրա: Այն մեխանիկական շարժիչի կարիք չունի. դրա փոխարեն այն բացվում և փակվում է ավտոմատ կերպով՝ կախված գլանի և արտաքին խողովակաշարի (կամ մուտքի/արտանետման խցիկների) միջև ճնշման տարբերությունից: Դրա հիմնական աշխատանքային ցիկլը հետևյալն է.
- Ընդունման գործընթացը՝Երբ մխոցը շարժվում է, ինչի հետևանքով գլանի ճնշումը իջնում է ներմղիչ խողովակի ճնշման մակարդակից ցածր, ներմղիչ փականի թիթեղը բացվում է ճնշման տարբերության տակ՝ հաղթահարելով զսպանակի ուժը և իներցիան։ Գազը ներծծվում է գլանի մեջ։ Արտանետիչ փականը մնում է փակ։
- Սեղմման և արտանետման գործընթաց.Երբ մխոցը շարժվում է հակառակ ուղղությամբ, սեղմելով գազը և բարձրացնելով գլանի ճնշումը արտանետվող խողովակի ճնշումից բարձր, արտանետվող փականի թիթեղը բացվում է ճնշման տարբերության տակ։ Սեղմված գազը դուրս է մղվում։ Մուտքային փականը մնում է փակ։
Այս արագ, կրկնվող բացման և փակման միջոցով փականը ապահովում է գազի հոսքը մեկ ուղղությամբ՝ ավարտելով կոմպրեսորի աշխատանքային ցիկլը։
2. Հիմնական գործառույթներ և շահագործման պահանջներ. ճշգրիտ պար դժվար պայմաններում
Փականի աշխատանքային պայմանները չափազանց խիստ են։ Այն պետք է հուսալիորեն բացվի և փակվի րոպեում հարյուրավորից մինչև հազարավոր անգամներ բարձր ջերմաստիճանների, ճնշման տարբերությունների և բարձր հաճախականության պայմաններում։ Դրա հիմնական պահանջները կարելի է ամփոփել հետևյալ կերպ.
- Լավ կնքում.Այն պետք է արագ և ամուր փակվի։ Ցանկացած արտահոսք ուղղակիորեն նվազեցնում է կոմպրեսորի ծավալային արդյունավետությունը և մեծացնում է էներգիայի սպառումը։
- Ժամանակին բացում/փակում, ցածր դիմադրություն։Փականի թիթեղը պետք է արագ բացվի, երբ ճնշման տարբերություն է առաջանում, և արագ նստի, երբ անհրաժեշտ է փակվել: Գազի փականով անցնելիս հոսքի դիմադրությունը պետք է ցածր լինի՝ էներգիայի կորուստը նվազագույնի հասցնելու համար:
- Երկար ծառայության ժամկետ և դիմացկունություն.Փականի թիթեղները և զսպանակները դիմանում են բազմակի հարվածներին և հերթագայող լարվածություններին րոպեում հազարավոր անգամներ, ինչը պահանջում է բարձր հոգնածության և մաշվածության դիմադրություն։
- Փոքր մաքրման ծավալը.Փականի անցուղու և փականի թիթեղի ետևում գտնվող տարածքը ստեղծում է «բացվածքի ծավալ»։ Բարձր ճնշման գազը մնում է այս տարածքում արտանետման հարվածի վերջում, որը լայնանում է ներծծման հարվածի ժամանակ՝ նվազեցնելով ներծծվող գազի իրական քանակը։ Փականի գերազանց դիզայնը նվազագույնի է հասցնում այս բացվածքի ծավալը։
3. Տիպիկ կառուցվածք և հիմնական բաղադրիչներ
Ամբողջական կոմպրեսորային փականը սովորաբար բաղկացած է հետևյալ բաղադրիչներից.
- Փականի նստատեղ՝Փականի հիմքի մասը, որն ունի գազի հոսքի խողովակներ: Փականի թիթեղը կնքվում է դրա դեմ: Կնքման մակերեսի հարթությունը կարևոր է:
- Փականի թիթեղ՝Հոսքի խողովակի բացման և փակման համար պատասխանատու միջուկի շարժական մասը: Ավանդական թիթեղները օղակաձև կամ շերտաձև են. ժամանակակից բարձր արդյունավետությամբ թիթեղները կարող են լինել նաև ցանցաձև (խողովակային փականներ): Նյութերը սովորաբար ներառում են համաձուլվածքային պողպատ, չժանգոտվող պողպատ, PEEK (պոլիէթերեթերկետոն) և այլ ինժեներական պլաստմասսաներ կամ կոմպոզիտներ:
- Գարուն:Ապահովում է փականի թիթեղը փակելու համար անհրաժեշտ ուժը և մեղմացնում է հարվածը բացվելիս։ Դրա կոշտությունը և նախնական լարվածությունը անմիջականորեն ազդում են փականի բացման/փակման բնութագրերի վրա։
- Բարձրացման սահմանափակիչ՝Սահմանափակում է փականի թիթեղի առավելագույն բացման բարձրությունը (բարձրացումը) և ծառայում է որպես զսպանակի հենարան։ Դրա կառուցվածքը նաև ազդում է գազի հոսքի հարթության վրա։
Այս բաղադրիչները հավաքվում են ամբողջական փականային միավորի մեջ՝ պտուտակների կամ միակցիչների միջոցով՝ հեշտ տեղադրման և սպասարկման համար։
4. Հիմնական տեսակները և զարգացումը
Փականի թիթեղի շարժման և կառուցվածքի հիման վրա, կոմպրեսորային փականները հիմնականում բաժանվում են.
- Օղակաձև թիթեղյա փական՝Ամենաերկարակյաց և ամենատարածված տեսակը։ Փականի թիթեղները օղակաձև են. բազմաթիվ օղակներ կարող են դասավորվել համատեղ առանցքով։ Դրանք կոշտ են և հարմար են բարձր ճնշման կիրառությունների համար։ Սակայն դրանք համեմատաբար ծանր են, ունեն բարձր իներցիա և սահմանափակում են պտտման արագությունը։
- Ցանցային թիթեղի փական:Փականի թիթեղը ցանցանման է, որը միացնում է բազմաթիվ օղակաձև հատվածներ: Այն շարժվում է միատարր ուժով, ավելի քիչ է հակված խցանման և ավելի սահուն է բացվում/փակվում, ինչը այն հարմար է դարձնում բարձր արագության կոմպրեսորների համար: Սակայն դրա կառուցվածքը բարդ է, իսկ արտադրությունը՝ դժվար:
- Ռիդ փական (կամ փեղկավոր փական):Փականի թիթեղը սկավառակաձև է, որն օգտագործում է իր առաձգական դեֆորմացիան բացելու և փակելու համար: Այն ունի պարզ կառուցվածք և փոքր բացվածքի ծավալ, հաճախ օգտագործվում է փոքր, միկրոկոմպրեսորներում (օրինակ՝ սառնարանային կոմպրեսորներ): Սակայն դրա հոսքի հզորությունը և ճնշման նկատմամբ հանդուրժողականությունը սահմանափակ են:
- Պոպպետային փական (կամ ալիքային փական):Ժամանակակից բարձր արդյունավետության կոմպրեսորների համար տարածված ընտրություն: Փականի թիթեղը հաճախ շերտավոր կամ լեզվաձև բարակ կտոր է, պատրաստված պլաստիկից (ինչպես PEEK-ը): Այն թեթև է, արագ բացվում/փակվում է, ունի ցածր հոսքի դիմադրություն և բարձր արդյունավետություն: Լայնորեն օգտագործվում է պտուտակային և պտտվող կոմպրեսորների մուտքային փականներում (բեռնաթափման փականներում):
Փականների տեխնոլոգիան զարգանում է դեպիթեթև, ցածր հոսքի դիմադրություն և երկար ծառայության ժամկետՆոր նյութերի (օրինակ՝ կոմպոզիտների) և գործընթացների (օրինակ՝ ճշգրիտ դրոշմման, ծածկույթների տեխնոլոգիայի) կիրառումը այս առաջընթացի բանալին է։
5. Կարևորություն. Փոքր ափսե, մեծ ազդեցություն
Փականը կոմպրեսորի ամենախոցելի բաղադրիչներից մեկն է։ Դրա վիճակը անմիջականորեն որոշում է ամբողջ մեքենայի շահագործման տնտեսողությունը և հուսալիությունը։
- Էներգաարդյունավետության մագիստրոս.Կոմպրեսորներում էներգիայի կորստի հիմնական աղբյուրներն են փականների դիմադրության կորուստը և արտահոսքը: Արդյունավետ, լավ կնքված փականների հավաքածուն կարող է զգալիորեն կրճատել էլեկտրաէներգիայի սպառումը օդի ելքի մեկ միավորի համար:
- Հուսալիության «թույլ օղակը».Փականի թիթեղների կամ զսպանակների հոգնածության պատճառով կոտրվածքը կոմպրեսորի տարածված խափանում է, որը, եթե տեղի ունենա, կարող է հանգեցնել լուրջ վթարների, ինչպիսին է, օրինակ, «մխոցի հարվածը», ինչը կհանգեցնի կոմպրեսորի լրիվ անջատման կամ վնասի։
- Հիմնական արժեքի գործոնը.Կոմպրեսորի սպասարկման զգալի ծախսեր են պարբերաբար սպասարկվող փականները և դրանց փոխարինումը։ Երկարակյաց փականները արդյունավետորեն նվազեցնում են սպասարկման ծախսերը և պարապուրդի ժամանակը։
Եզրակացություն
Կոմպրեսորի փականը, որը սահմանափակ տարածքում րոպեում հազարավոր անգամներ պարող ճշգրիտ բաղադրիչ է, մարմնավորում է կոմպրեսորի տեխնիկական կատարելագործումը: Ավանդական մետաղական օղակաձև փականներից մինչև ժամանակակից պլաստիկե խողովակաձև փականներ, յուրաքանչյուր զարգացում բարելավումներ է բերում կոմպրեսորի արդյունավետության, հուսալիության և աղմուկի մակարդակի մեջ: Կոմպրեսորների նախագծողների, օգտագործողների և սպասարկման անձնակազմի համար այս «սրտի փականի» խորը ըմբռնումը և ճիշտ ընտրությունը/սպասարկումը հիմք են հանդիսանում այս հզորության միջուկի արդյունավետ, երկարատև և կայուն աշխատանքն ապահովելու համար:
Հրապարակման ժամանակը. Նոյեմբերի 13-2025