Виды промышленного исполнения компрессорных устройств. Классификация.

Онучин М.Ф.
ЗАО "НИИтурбокомпрессор им. В.Б. Шнеппа", Казань, Россия. E-mail: compander@mail.ru

Проектирование и исследование компрессорных машин. Сборник научных трудов ЗАО "НИИтурбокомпрессор им. В.Б. Шнеппа". Выпуск 5 // Казань, ЗАО "НИИтурбокомпрессор им. В.Б. Шнеппа", 2004, с.331-348.
(статья приведена с уточнениями от 30 ноября 2006 г.)

Работа относится к редко освещаемым в печати вопросам классификации компрессорных устройств и направлена на совершенствование ГОСТ 28567-90 "Компрессоры. Термины и определения", срок корректировки которого истёк в январе 2001 г. В работе впервые использован принцип классификации, основанный на теории триединства строения технических устройств.

Показаны откорректированные понятия компрессора и других видов промышленного исполнения компрессорного устройства, а также некоторые новые термины, необходимые для качественного составления нормативных, проектных и сопроводительных документов, патентных описаний и научно-технических статей.

Результаты классификационного исследования подлежат обсуждению, согласованию и последующей стандартизации с целью однозначной идентификации многочисленных видов компрессорного устройства.

Длительные наблюдения за развитием мирового компрессоростроения привели к выводу о недостаточно чётком толковании специалистами всех стран широко распространённого термина "компрессор (compressor)", что приводит к лексическому разнобою в применении термина в различных видах официальных документов и научно-технических публикаций.

В ГОСТ 28567-90 "Компрессоры. Термины и определения" приведено следующее определение термина в соответствии с международным стандартом ISO 5390 "Compressors – Classification" [1].

ГОСТ 28567-90. КОМПРЕССОР (COMPRESSOR). Энергетическая машина или устройство (?) для повышения давления и перемещения газа или их смесей (рабочей среды).

Как известно, понятие "устройство" не определяет структурный состав и особенности конструктивного исполнения обозначаемого объекта. Отсюда следует, что конструкция компрессора по своему структурному составу ни коим образом не ограничивается.

Кроме того, устройство может быть естественного или искусственного или полуискусственного происхождения. Последние два вида устройства предлагается объединить промежуточным термином "техническое устройство".

ТЕХНИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО. Искусственный или полуискусственный материальный объект определённого назначения для заданных условий применения, который состоит из нескольких функционально взаимосвязанных частей из сплошных твёрдых тел и, возможно, текучих и сыпучих сред, если последние находятся в пространствах, постоянно замкнутых этими твёрдыми телами.

Компрессор относится к множеству технических устройств, поскольку в мире не принято считать его естественным устройством. К компрессорам полуискусственного происхождения относится, например, расположенный в береговой зоне океана компрессор, непосредственно использующий энергию отливов и приливов или энергию волн.
Далее заметим, что одним из видов технического устройства является энергетическая машина, понятие которой также не характеризует структурный состав и особенности конструктивного исполнения обозначаемого объекта.

Таким образом, термином "компрессор" в терминологическом стандарте обозначается любое по структурному составу и особенностям конструктивного исполнения техническое устройство, предназначенное для повышения давления и перемещения газообразной рабочей среды. Это означает, что термином "компрессор" определяется только основное функциональное назначение обозначаемого технического устройства, любого по структурному составу и особенностям конструктивного исполнения.

Выявленное обстоятельство исключает возможность однозначного толкования формулировок определений следующих трёх терминов, введённых в стандарт для осмысления структурного состава некоторых видов промышленного исполнения технического устройства, предназначенного для повышения давления и перемещения газообразной рабочей среды (т.е. некоторых видов промышленного исполнения компрессорного устройства).

ГОСТ 28567-90. Компрессорный агрегат. Компрессор (или компрессоры) с приводом.

ГОСТ 28567-90. Компрессорная установка. Компрессорный агрегат с дополнительными системами, обеспечивающими его работу.

ГОСТ 28567-90. Компрессорная станция. Комплекс, включающий в себя одну или более компрессорных установок, здание, в котором они размещены, шасси, кузов, платформу, навес, систему вправления и необходимое вспомогательное оборудование.

Неоднозначность толкования этих терминов обусловлена тем, что в состав данных видов промышленного исполнения компрессорного устройства входит компрессор, понятие которого абстрагировано по структурному составу и особенностям конструктивного исполнения. А это означает, что компрессор может представлять собой любой из указанных трёх видов промышленного исполнения компрессорного устройства.

Неопределённость компрессора по структурному составу и особенностям конструктивного исполнения, а также существующая в компрессоростроении насущная потребность в терминологическом выделении основной части (основной сборочной единицы) в составе компрессорных агрегата, установки и станции привели к стихийному появлению и распространению многочисленных её названий-синонимов, применяемых без каких-либо терминологических пояснений.

В публикациях, проектной и сопроводительной документации, а также в государственных стандартах и технических регламентах стали применяться вводящие в заблуждение следующие синонимические обозначения основной в компрессорном устройстве сборочной единицы:

• компрессор (в качестве названия основной сборочной единицы компрессорного устройства), собственно компрессор, сердце компрессора, голый компрессор, головка компрессора (этот синоним использован в ГОСТ 18517-84 "Компрессоры гаражные. Общие технические условия"), компрессорная головка, базовая головка, блок компрессорной машины (этот синоним использован в ГОСТ 4.423-86 "Системы показателей качества продукции. Машины компрессорные центробежные. Номенклатура показателей"), основной блок компрессора, компрессионный блок, компрессорный элемент, компрессионный элемент, компрессорный узел, элемент сжатия, блок сжатия, механизм сжатия, корпус сжатия, корпус компрессорной установки, аэро-часть, роторная пара винтового компрессора, винтовая пара компрессора, вытесняющая винтовая пара, винтовой элемент, винтовой блок, винтовой блок сжатия, компрессорная ступень, компрессорная цилиндро-поршневая группа, а также: нагнетатель, газонагнетатель, турбонагнетатель, газотурбонагнетатель, вакуум-компрессор, генератор сжатого воздуха, газомотокомпрессор, мотор-компрессор и т. д.;

• Compressor, Bare compressor, Basic compressor, Compressor itself, Compressor proper, Air end, Airand, Gas end, Gasand, Screw end, Compressor element, Compressing element, Compression mechanism, Compressing mechanism, Compression module, the heart of compressor, Supercharger, Turbocharger, Engine-compressor и т.д.;

• Kompressor, Verdichter, Verdichterelement, Scroll-verdichterelement, Verdichterstufe, Kompressor-Stufe, Schraubenkompressorstufe, Kompressor blöck, Schraubenblöck, Schraubenkompressorblöck и т.д.

Вместе с тем международным стандартизированным термином "Compressor (компрессор)", понятие которого ограничено основным функциональным назначением устройства, часто обозначают не только основную сборочную единицу (компрессор), но и более сложное специфицированное изделие (компрессорные агрегат, установку, станцию), выполненное на основе этой сборочной единицы.

В результате такого неоднозначного толкования термина "компрессор" повсеместно стали возникать недоразумения при осмыслении таких технико-экономических показателей одинаковых по параметрам и различных по конструкции компрессоров, как цена, масса, габаритные размеры, показатели надёжности и т.д., если документы не сопровождаются соответствующей графической иллюстрацией.

В проекте обновляемого международного стандарта ISO/WD 5390 "Компрессоры. Классификация", поступившем в Россию в 2004 году на согласование, определение термина "компрессор", к сожалению, по-прежнему сохраняет ранее допущенную неоднозначность толкования структурного состава и особенности конструктивного исполнения этого технического устройства.

С целью исключения изложенных недостатков в новый терминологический стандарт предлагается ввести следующее определение основополагающего в компрессоростроении термина "компрессорное устройство", в формулировку которого введены сведения об основном функциональном назначении данного технического устройства без ввода сведений о его структурном составе, особенностях конструктивного исполнения и целевом назначении. Основное функциональное назначение вводится для отличия компрессорных устройств от диффузоров, газогенераторов, парогенераторов, паровых котлов, газовоых демпферов, химических реакторов, взрывчатых боеприпасов и прочих энергоустройств, способных повышать давление газообразных веществ и перемещать их.

КОМПРЕССОРНОЕ УСТРОЙСТВО (краткая форма – КОМПУСТРОЙСТВО). Техническое устройство некоторого целевого назначения, применяемое для осуществления процессов сжатия и перемещения не входящих в его состав газообразных рабочих сред (ГРС) при воздействии на них заданных видов энергии.
Примечания. 1. Кроме указанных основных функций компустройство может осуществлять необходимые
вспомогательные и дополнительно заданные функции, в общее число которых не входят функции устройств, использующих ГРС с изменёнными компустройством свойствами, а также функции источников ГРС, внешних охлаждающих и/или нагревающих компустройство сред.
2. Подводимая к компустройству извне потребляемая энергия может быть живой или неживой природы. Источник потребляемой энергии неживой природы может входить в состав компустройства постоянно.
3. Компустройство не относится к фазопереходным энергоустройствам, т.е. в границах компустройства не предусматривается обязательное изменение фазового состояния ГРС по сравнению с таковым первоначальным её состоянием. Возможно промежуточное полное фазовое преобразование ГРС в границах компустройства при условии возврата конечного состояния рабочей среды в исходное фазовое состояние. Обязательное изменение химического состава ГРС по сравнению с его первоначальным значением также не предусматривается.


Под словосочетанием "сжатие ГРС" в тексте определения термина "компустройство (КУ)" следует понимать политропные процессы увеличения плотности газообразной рабочей среды (ГРС) без изменения её массы или процесс увеличения плотности ГРС в постоянном занимаемом пространстве (увеличение массы ГРС в постоянном объёме при массопереносе).

Под словосочетанием "перемещение ГРС" следует понимать способность компустройства последовательно понижать и повышать давление ГРС до значений, достаточных для создания необходимых перепадов давления, под действием которых происходят процессы всасывания и нагнетания этой ГРС. Необходимые перепады давления во всасывающем и нагнетательном трактах компустройства (с учётом участков трубопроводной магистрали между источником ГРС и компустройством, а также между ним и приёмником ГРС) могут быть достигнуты в результате соответственно: расширения и сжатия ГРС, понижения и повышения температуры ГРС, конденсации и испарения ГРС, сорбции и десорбции ГРС, химической реакции соединения ГРС с другим веществом и последующего разложения полученного соединения на исходные вещества, а также в результате применения других известных или ещё неизвестных способов. Следовательно, компрессорное устройство предназначено не только повышать, но и предварительно понижать давление ГРС.

Обращается внимание на то, что формулировка определения термина "компустройство (КУ) " даёт возможность распространить данное основополагающее в компрессоростроении понятие на откачные (в том числе на вытяжные вентиляторные и вакуумнонасосные), накачные (в том числе на приточные вентиляторные) и откачно-накачные (в том числе приточно-вытяжные вентиляторные) виды компрессорного устройства. Классификация КУ по данному признаку приведена ниже.

Во-вторых, формулировка определения термина "КУ" не исключает возможность выполнения машинного, немашинного (энергоаппаратного) и машинно-аппаратного КУ.

В-третьих, формулировка определения термина "КУ" не исключает возможность создания и применения КУ в качестве генератора тепловой энергии.

В-четвёртых, формулировка определения термина "КУ" не исключает возможность создания КУ, конструктивно встроенного в другое по основному функциональному назначению техническое устройство.

Применяемый в классификации основополагающий (родовой) в компрессоростроении термин "компрессорное устройство" используется для идентификации технических устройств в тех случаях, когда известно только их основное функциональное назначение. При этом целевое назначение и остальные свойства этих технических устройств неизвестны. Термин применяется также в случаях, когда достаточно подчеркнуть только основное функциональное назначение технических устройств.

Унифицированный для различных по назначению технических устройств (в том числе для пневмодвигателя, детандера, газового демпфера, плазменного генератора и т.д.) термин "газообразная рабочая среда (ГРС)" дан во множественном числе. Это обуславливается стандартизированным в ГОСТ 28567-90 понятием многослужебного КУ, предназначенного для отдельного сжатия и перемещения одновременно нескольких разных ГРС, а также возможностью попеременного сжатия и перемещения некоторых разных ГРС из существующего их множества. ГРС может быть химически однородным газом, паром или смесью разнородных газов и паров. Кроме газовой составляющей в состав ГРС могут входить твердые и/или жидкие инородные включения во взвешенном состоянии. Газ в сжимаемой ГРС может быть насыщенным паром. В некоторых случаях сжимаемая ГРС может быть влажным насыщенным паром.

ГАЗООБРАЗНАЯ РАБОЧАЯ СРЕДА (ГРС). Электрически нейтральные или ионизированные вещества в газообразном состоянии или их смеси, используемые в каких-либо по назначению технических устройствах в качестве не входящих в их состав энергоносителей в процессах преобразования, трансформации и переноса энергии.
Примечание. В ГРС могут содержаться взвешенные жидкие и/или твёрдые частицы, размер и концентрация которых допустимы по условию заданных уровней надёжности и безопасности применения технического устройства.

Согласно определению, в компрессорном устройстве кроме основных функций (заданного технологического процесса) могут осуществляться необходимые вспомогательные и дополнительно заданные функции. Отсюда следует, что полностью укомплектованное компрессорное устройство представляет собой совокупность основных, а также всех необходимых вспомогательных и дополнительно заданных устройств. Такая совокупность устройств представляет собой технологический комплекс. Словом технологический (от греческих слов technë - искусство, ремесло, наука и ljgos - понятие, учение) принято означать совокупность знаний о способах и средствах проведения производственных процессов. Словом комплекс (от лат. comlexus - связь, сочетание) принято означать совокупность предметов или явлений, составляющих одно целое.

ГОСТ 27.004-85. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС (кр. форма – КОМПЛЕКС). Совокупность функционально взаимосвязанных средств технологического оснащения для выполнения в регламентированных условиях заданных технологических процессов или операций.

В состав полностью укомплектованного компрессорного устройства, выполненного в виде комплекса, входят устройства для осуществления:
– основных функций КУ (сжатие и перемещение ГРС);
– необходимых вспомогательных функций КУ (фильтрация ГРС на всасывании, начальное или межступенчатое охлаждение или нагрев ГРС, смазка трибосопряжений, управление и т. п.);
– дополнительно заданных функций КУ (охлаждение и/или нагрев сжатой ГРС, осушка сжатой ГРС, подвижность относительно мест применения по назначению, глушение звукового излучения и т.п.).

В подавляющем большинстве случаев компрессорное устройство состоит из блоков узлов и/или агрегатов. Указанные блоки собираются с помощью обычных разъёмных соединений в одно целое на предприятии-изготовителе КУ и/или во время его монтажа на месте применения.
Значительные резервы снижения массы и габаритных размеров сложного по конструкции изделия (специфицированного) таятся в методе конструирования. В случае индивидуального или мелкосерийного производства составные части (отдельные сборочные единицы) изделия при его сборке и монтаже обычно объединяются стандартизированными разъёмными соединениями, при которых после разборки изделия отдельные его составляющие не теряют свои функциональные возможности. Примером служит самый первый в истории опытный образец поршневого ДВС, в состав которого входили отдельно размещаемые воздушный поршневой механический компрессор атмосферного всасывания, камера сгорания и поршневой пневмодвигатель, работающий на газообразных продуктах сгорания топлива. После разборки такого разрозненного ДВС на указанные составляющие каждая из них сохраняет свои функциональные возможности в других приемлемых условиях применения без реконструкции.

По мере повышения уровня серийности производства сложных специфицированных изделий стала наблюдаться устойчивая тенденция применения при их разработке так называемого метода конструктивного объединения (совмещения), при котором после разборки изделия на исходные составляющие последние теряют возможность выполнять свои функции. Восстановление функциональной способности этих составляющих возможно только путём их конструкторской доработки. В результате получается, что данные составляющие без реконструкции могут выполнять свои индивидуальные функции только после соединения друг с другом при образовании более сложной сборочной единицы, которая характеризуется улучшенными абсолютными и удельными массо-габаритными показателями. Примером служит конструкция современных ДВС.

В обычном компрессорном комплексе можно найти блок узлов, предназначенный для выполнения основных функций (сжатие и перемещение ГРС) и часть необходимых вспомогательных функций КУ. Такой основной в КУ блок (сборочная единица) разрабатывается методом конструктивного объединения (совмещения) узлов. Предлагается обозначить этот блок термином "компрессор".

КОМПРЕССОР. Компрессорное устройство, разработанное в виде сборочной единицы методом конструктивного объединения (совмещения) входящих в её состав узлов и деталей для осуществления главным образом основных функций этого устройства.

МЕТОД КОНСТРУКТИВНОГО ОБЪЕДИНЕНИЯ (СОВМЕЩЕНИЯ). Метод конструкторской разработки технического устройства в виде одной сборочной единицы с совмещением в ней функций нескольких взаимодействующих устройств, которые способны выполнять свои функции только совместно друг с другом, что исключает возможность их использования по своему назначению отдельно друг от друга в других условиях применения и вызывает в случае разделения необходимость реконструкции отделённой и/или оставшейся частей.
Примечание. Метод распространяется также на конструкторскую разработку деталей в тех случаях, когда в одной детали необходимо объединить функции нескольких деталей разного назначения.

СБОРОЧНАЯ ЕДИНИЦА. Промежуточное или конечное изделие, составные части которого подлежат соединению между собой сборочными операциями на производственном предприятии.
Примечание. Сборочная единица может быть узлом, агрегатом и блоком собранных вместе узлов и/или агрегатов.

ГОСТ 23887-79. УЗЕЛ (ASSEMBLY). Сборочная единица, которая может собираться отдельно от других составных частей изделия или изделия в целом и выполнять определённую функцию в изделиях одного назначения только совместно с другими составными частями.

Согласно новому определению, термин "компрессор" характеризует особенность конструктивного исполнения компрессорного устройства, которая влияет на его структурный состав. Новое смысловое наполнение понятия переносит термин "компрессор" из множества терминов, отражающих абстрактные по методу разработки конструкции и структуре техустройства, в особый перечень терминов, характеризующих виды промышленного исполнения компрессорного устройства.

В международном терминологическом стандарте компрессорное устройство не классифицируется по видам промышленного исполнения, что порождает распространение всевозможных названий-синонимов и неоднозначность их толкования, возникновение различного рода недоразумений и даже искажение смысла официальных и информационных текстовых документов, не сопровождаемых графическими иллюстрациями в необходимом количестве.

Любое по целевому назначению компрессорное устройство, выполненное в виде комплекса, обозначим собирательным термином "компрессорный комплекс".

КОМПРЕССОРНЫЙ КОМПЛЕКС (краткая форма – КОМПРЕСКОМПЛЕКС). Компрессорное устройство, представляющее собой совокупность по крайней мере одного компрессора и дополнительного к нему оборудования, предназначенного для обеспечения заданных уровней автономности, надёжности и безопасности эксплуатации компрессорного устройства, а также заданных уровней качественных показателей сжимаемых газообразных рабочих сред и регулярности их подачи и/или откачки.
Примечание. По количеству параллельно и/или последовательно работающих компрессоров различают одно-, двух-, трёх-…многокомпрессорные комплексы.

МОНОБЛОЧНЫЙ КОМПРЕССОРНЫЙ КОМПЛЕКС. Компрессорный комплекс, поставляемый на место применения по назначению в виде одной сборочной единицы (блока собранных вместе узлов и/или агрегатов).
Примечание. Моноблочные компрессорные комплексы обычно поставляются на место применения по назначению после испытаний на предприятии-изготовителе.

БЛОЧНЫЙ КОМПРЕССОРНЫЙ КОМПЛЕКС. Компрессорный комплекс, поставляемый на место применения по назначению в виде нескольких сборочных единиц (блоков узлов и/или агрегатов), количество которых специально ограничивается с целью сокращения затрат на транспортировку и монтаж этого изделия.

КОМПРЕССОРНАЯ УСТАНОВКА. Компрессорный комплекс, предназначенный для обслуживания одного конкретного объекта или равноценного ему по расходу и давлению ГРС некоторого множества синхронно работающих между собой обслуживаемых объектов.
Примечание. В состав одной компрессорной установки могут входить несколько компрессорных установок меньшей единичной мощности, взаимосвязанных общей системой управления (мультикомпрессорная установка).

КОМПРЕССОРНАЯ СТАНЦИЯ. Компрессорный комплекс, предназначенный для централизованного обслуживания некоторого множества объектов, работающих не синхронно между собой.

КОМПРЕССОРНЫЙ АГРЕГАТ. Созданная на одном предприятии-изготовителе в виде агрегата часть компрессорного комплекса, в состав которой входят один или несколько компрессоров, а также некоторое его необходимое вспомогательное и дополнительно заданное оборудование, количество единиц которого определяется исходя из целесообразности повышения эффективности технологического процесса сборки компрессорного комплекса или сборки другого по назначению технологического комплекса, в составе которого этот агрегат применяется в качестве необходимого вспомогательного или дополнительно заданного оборудования.
Примечание. По количеству параллельно и/или последовательно работающих компрессоров различают одно-, двух-, трёх-…многокомпрессорные агрегаты.

ГОСТ 23887-79. АГРЕГАТ (AGGREGATE). Сборочная единица, обладающая полной взаимозаменяемостью, возможностью сборки отдельно от других частей изделия или изделия в целом и способностью выполнять определённую функцию в изделии или самостоятельно (т.е. отдельно от этого изделия в допустимых условиях применения по назначению. Агрегат может быть испытан до сборки изделия, в состав которого он входит. Примечание автора статьи).

ГОСТ 23887-79. АГРЕГАТНАЯ СБОРКА. Сборка изделия или его составной части из агрегатов.

Компрессорный агрегат довольно часто применяется в составе холодильного и/или теплонасосного комплексов. При этом возможны варианты, когда в состав такого агрегата входят устройства, выполняющие часть других функций холодильного и/или теплонасосного комплексов. Например, компрессорно-конденсаторный агрегат.

Каждый компрессорный комплекс с принудительной системой внешнего воздушного или воздушно-жидкостного охлаждения имеет в своём составе вентиляторный агрегат или вентилятор или встроенный вентилятор, которые в данном случае относятся к вспомогательным накачным и/или откачным компрессорным устройствам в составе данного компрессорного комплекса. Посаженное на консоль вала основного компрессора вентиляторное колесо входит в его состав.

Следует учитывать, что компрессор может быть выполнен для осуществления не только основных, но также некоторых или даже всех необходимых вспомогательных и дополнительно заданных функций компрессорного устройства. При этом количество осуществляемых компрессором необходимых вспомогательных и других дополнительных функций растёт по мере снижения его единичной мощности.

Крупный компрессор чаще всего создаётся для осуществления только основных и некоторых необходимых вспомогательных функций компустройства, т.е. он не усложняется конструктивным совмещением составляющих, которые выполняют большое количество всех остальных вспомогательных функций и увеличивают тем самым и без того большие массо-габаритные показатели компрессора.

Компрессоры средней единичной мощности выполняются с конструктивно встроенными устройствами для осуществления увеличенного количества необходимых вспомогательных функций компустройства.

Современные компрессоры малой мощности создаются для осуществления довольно значительного количества вспомогательных функций компустройства. Примером служит герметичный циркуляционный электрокомпрессор спирального типа, применяемый в составе термотрансформаторного (т.е. холодильного и/или теплонасосного) комплекса. В этом довольно сложном компрессоре малой мощности конструктивно совмещены с герметичным корпусом и между собой: механический компрессор спирального типа (встроенный спиральный механокомпрессор), специальный механизм изменения вращательного движения, электродвигатель, маслонасос и ёмкость для масла, а также всасывающие и нагнетательные камеры и патрубки. Без конструкторской доработки ни одна из указанных составляющих не может осуществлять свои индивидуальные функции в других условиях применения.
Следует отметить, что малоразмерные компрессоры могут быть созданы для осуществления не только основных, но и всех необходимых вспомогательных и дополнительно заданных функций компрессорного устройства. В этом случае компрессорное устройство представляет собой один компрессор. Примером служит аквариумный компрессор, так называемый велосипедный "насос" для накачки шин, а также портативный (переносной вручную или ранцевый) аккумуляторный электрокомпрессор атмосферного всасывания. Такие компрессорные устройства можно считать полнофункциональными компрессорами, т.к. в их конструкциях учтены все вспомогательные функции и все дополнительно заданные требования к компрессорному устройству.

ПОЛНОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ КОМПРЕССОР. Компрессор, в котором осуществляются все основные, необходимые вспомогательные и дополнительно заданные функции компрессорного устройства.

Компрессор может быть конструктивно объединён с узлами, находящимися в составе какого-либо технического устройства другого основного функционального назначения. Примером служит турбокомпрессор в составе газотурбинного двигателя (газотурбинного ДВС). Такой вид компрессора предлагается обозначить термином "конструктивно встроенный компрессор" (условно – "встроенный компрессор"). От обычного компрессора встроенный компрессор отличается отсутствием возможности точного измерения таких его характеристик, как масса и габаритные размеры.

ВСТРОЕННЫЙ КОМПРЕССОР. Компрессор в составе разработанной методом конструктивного совмещения сборочной единицы технического устройства, отличного по назначению от компрессорного устройства.
Примечание. Встроенный компрессор отличается от компрессора отсутствием возможности строгого измерения его массо-габаритных показателей.

Итак, в результате изложенной классификации выявлены основные виды промышленного исполнения компрессорного устройства. Эти виды, кроме встроенного компрессора, могут быть обозначены собирательным термином под исторически устоявшимся названием "компрессорное оборудование".

КОМПРЕССОРНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ. Виды промышленного исполнения различных по целевому назначению компрессорных устройств, т.е. компрессоры, компрессорные агрегаты, компрессорные комплексы (установки, станции), применяемые для обслуживания других технических объектов.
Примечание. Встроенный компрессор не относится к взаимозаменяемым единицам компрессорного оборудования.

ГОСТ 3.1109-82. ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ (кр. форма – ОБОРУДОВАНИЕ). Средства технологического оснащения, в которых для выполнения определённой части технологического процесса размещаются материалы или заготовки, средства воздействия на них, а также технологическая оснастка.
Примечание. Примерами технологического оборудования являются литейные машины, гальванические ванны, испытательные стенды и т.д. (и другие технические устройства, выполненные в виде технологических комплексов, агрегатов и основных их сборочных единиц особой конструкторской разработки. Примечание автора статьи).

Классификация компрессорного устройства по видам промышленного исполнения имеет исключительно важное значение в деле устранения наблюдаемой во всех странах неоднозначности толкования технических характеристик изделия, выпускаемого под абстрактным по данному признаку международным термином "Compressor (компрессор)".
В действительности компрессор в подавляющем большинстве случаев представляет собой часть компрессорного комплекса или компрессорного агрегата. В состав каждого реального компрессора входят только те его составляющие (узлы), которые подвергаются объединению в одно целое методом конструктивного совмещения. Следовательно, при таком толковании понятия появляется возможность отличать компрессор от компрессорных агрегата и комплекса, а также более чётко представлять структуру компрессора при оценке значений его массы, габаритных размеров, производительности, мощности и др., в том числе показателей надёжности и удельных показателей.

В составе компрессора могут быть конструктивно объединены разные по назначению устройства, которые обычно изготавливаются отдельно от компрессора и предназначаются для применения не только вместе с ним. По значимости в первую очередь к ним относятся источники подводимой извне энергии и/или устройства для её преобразования и/или трансформации.

Рассмотрим метод морфологического отражения сложности конструкции компрессора. Наиболее простым по линии подвода энергии является машинный и/или немашинный (энергоаппаратный) компрессор однократного преобразования энергии (краткая форма – компрессор ОПЭ).
В машинном компрессоре на ГРС воздействует в основном механическая энергия твёрдых тел. Зависимость сложности конструкции машинного компрессора от числа преобразований подводимой извне потребляемой энергии приблизительно отражается в названиях его видов по этому признаку.

Наиболее простой по линии подвода энергии машинный компрессор однократного преобразования энергии обозначим термином "машинный компрессор ОПЭ", название которого с целью сокращения можно условно заменить на "механический компрессор", поскольку к данному компрессору подводится извне и прямо преобразуется в процессе сжатия ГРС механическая энергия твёрдых тел.

МЕХАНИЧЕСКИЙ КОМПРЕССОР (кр. форма – МЕХАНОКОМПРЕССОР). Компрессорная машина, выполненная в виде компрессора однократного (прямого) преобразования подводимой извне механической энергии живой или неживой природы.

КОМПРЕССОР С МУСКУЛЬНЫМ ПРИВОДОМ. Механический компрессор, к которому подводится механическая энергия живой природы.

МЕХАНОКОМПРЕССОРНЫЙ АГРЕГАТ. Компрессорная машина, выполненная в виде компрессорного агрегата однократного преобразования подводимой извне механической энергии живой или неживой природы.

КОМПРЕССОРНЫЙ АГРЕГАТ С МУСКУЛЬНЫМ ПРИВОДОМ. Механокомпрессорный агрегат, к которому подводится механическая энергия живой природы.

МЕХАНОКОМПРЕССОРНЫЙ КОМПЛЕКС. Компрессорная машина, выполненная в виде компрессорного комплекса однократного (прямого) преобразования подводимой извне механической энергии живой или неживой природы.

КОМПРЕССОРНЫЙ КОМПЛЕКС С МУСКУЛЬНЫМ ПРИВОДОМ. Механокомпрессорный комплекс, к которому подводится механическая энергия живой природы.

Для терминологического отражения более сложной по энергетической линии конструкции машинного компрессора предлагается использовать следующие методы.

Виды машинного компрессора ОПЭ (механического компрессора), в число конструктивно объединённых узлов которых входит механизм изменения движения, предлагается обозначать терминами, в названия которых входит название механизма изменения движения. Например, кривошипно-шатунный механокомпрессор (условно, кривошипно-шатунный компрессор), редукторный механокомпрессор (условно, редукторный компрессор), мультипликаторный механокомпрессор (условно, мультипликаторный компрессор) и т. д.

Машинный компрессор неоднократного (непрямого) преобразования подводимой извне энергии, в число конструктивно объединённых узлов которого входят узлы встроенного двигателя, предлагается обозначить собирательным термином "двигатель-механокомпрессор" или условно – "двигатель-компрессор", в том числе электрокомпрессор, ДВС-компрессор (дизель-компрессор, газодизель-компрессор, бензоДВС-компрессор, газоДВС-компрессор, ГТД-компрессор и т.д.), ДВПТ-компрессор (ДВПТ – двигатель внешнего сгорания топлива, т.е. двигатель с внешним подводом теплоты), пневмодвигатель-компрессор, в том числе пневмотурбина-компрессор (паротурбина-компрессор, аэротурбина-компрессор, газотурбина-компрессор и др.), пневмомотор-компрессор (паромотор-компрессор, аэромотор-компрессор, газомотор-компрессор и др.), ликводвигатель-компрессор или гидродвигатель-компрессор (от лат. liquor – жидкость или от греч. Hýdör–вода), в том числе гидротурбина-компрессор, гидромотор-компрессор и т. д.

Машинный детандер-компрессор (кр. форма - компандер), Compressor-Expander (Сompander), частично относится к двигатель-компрессорам, поскольку основным целевым назначением компандера является значительное понижение температуры ГРС до задаваемого уровня во встроенном механодетандере при одновременной выработке механической энергии для использования её во встроенном механокомпрессоре.

ДВИГАТЕЛЬ-КОМПРЕССОР. Результат конструктивного объединения двигателя с машинным компрессором однократного преобразования механической энергии (с механическим компрессором).

ЭЛЕКТРОКОМПРЕССОР. Двигатель-компрессор с конструктивно объединённым электродвигателем.

ДВС-КОМПРЕССОР. Двигатель-компрессор с конструктивно объединённым двигателем внутреннего сгорания.

ПНЕВМОДВИГАТЕЛЬ-КОМПРЕССОР. Двигатель-компрессор с конструктивно объединённым пневмодвигателем.
Примечание. К пневмодвигателям (от греч. pneuma – дуновение, ветерок) относятся все расширительные двигатели, в том числе аэродвигатели (от греч. aёr – воздух), газодвигатели и пародвигатели объёмного действия (аэромоторы, газомоторы, паромоторы) или динамического действия (аэротурбины, газотурбины, паротурбины).

ГИДРОДВИГАТЕЛЬ-КОМПРЕССООР. Двигатель-компрессор с конструктивно объединённым гидродвигателем.

МЕХАНИЧЕСКИЙ ДЕТАНДЕР-КОМПРЕССОР (кр. форма – МЕХАНОКОМПАНДЕР). Результат конструктивного объединения механического детандера с механическим компрессором.

В литературе получило широкое распространение нестандартизированное словосочетание "КОМПРЕССОРНАЯ ТЕХНИКА" (слово "техника" заимствовано от греческого слова Technë – искусство, мастерство, умение. Техника - совокупность средств человеческой деятельности, создаваемых для осуществления процесса материального производства и удовлетворения непроизводственных потребностей общества). Этим наименованием отрасли техники обычно отражается совокупность всех созданных компрессорных устройств (объектов техники) с оттенком накопленных человечеством знаний в области их исследования, создания и применения.

После классификации по признаку, характеризующему виды промышленного исполнения, компрессорное устройство подвергается классификации по другим наиболее значимым и независимым друг от друга признакам, в том числе:
– по постоянству значений начального или конечного давлений ГРС;
– по степени подвижности относительно друг друга составных частей компрессора (выявляются машинные, аппаратные и машинно-аппаратные КУ);
– по принципу действия машинных, аппаратных и машинно-аппаратных КУ;
– по степени загрязнения основного сжимаемого газа смазочными материалами в процессах жидкостной, газовой и пластичной смазки трибосопряжений в компрессоре;
– по степени подвижности компустройства относительно мест применения по назначению;
– по значениям создаваемого перепада давления ГРС;
– по количеству ступеней сжатия;
– по виду системы охлаждения (выявляются теплофикационные КУ);
– по обслуживанию различных или только специальных технологических процессов и т. д.

Классификация КУ по типу (типичной особенности) конструкции компрессора не входит в число независимых друг от друга признаков классификации КУ, так как такое классификационное деление находится в зависимости от классификации КУ по принципу действия. Классификация КУ по зависимым друг от друга признакам (последовательная классификация) должна производится во вторую очередь.

Особое положение занимает классификация технических устройств двойного основного функционального назначения, в которых кроме основных функций компрессорного устройства одновременно или попеременно выполняются основные функции другого по функциональному назначению техустройства.

Примером служит передвижное устройство, в состав которого входят прицепное колёсное шасси и смонтированные на нём одновременно или попеременно работающие электрогенератор и воздушный компрессор атмосферного всасывания, имеющие общий привод на основе одного ДВС.

Другим примером служит объединённые в один комплекс компрессорное и детандерное оборудование. Данный компрессорно-детандерный комплекс или компандерный комплекс предназначен для одновременного осуществления функций компрессорного и детандерного устройств.

Третьим примером служат "Подвижные (т.е. самоходные, прицепные, передислоцируемые) азотные воздухоразделительные комплексы", в которых осуществляется сжатие атмосферного воздуха и одновременное его разделение под промежуточным или конечным давлением с целью создания и подачи потребителю низкокислородного сжатого воздуха (сжатого воздуха со специально пониженной концентрацией кислорода).

Четвёртым примером служит устройство для сжатия и/или перемещения смеси жидкости и газа, первоначальная концентрация каждого из которых может быть изменена в пределах от нуля до 100 %. Для обозначения таких изделий наиболее удачным представляется предложенный в работе [2] термин "насос-компрессорное устройство" и производные от него термины для видов промышленного исполнения: "насос-компрессор" и "насос-компрессорные агрегат и комплекс".
Все виды техустройств двойного основного функционального назначения выпадают из существующей классификационной системы техустройств, что порождает распространение всевозможных названий-синонимов, которые отрицательно сказываются на качестве нормативных документов и становятся причиной снижения точности результатов государственной статистики выпуска промышленной продукции и учёта товаров в таможенной деятельности.

Классификация компрессорных устройств по второму признаку

Вторым по важности шагом в классификационном исследовании является деление компрессорного устройства по признаку постоянства значений начального или конечного давлений газообразной рабочей среды (ГРС), что позволяет выявить некоторые его весьма важные виды по целевому назначению.

Согласно определению, термин "компрессорное устройство (КУ)" является основополагающим (родовым) собирательным термином, охватывающим не только виды промышленного исполнения КУ, но и единое по основному функциональному назначению множество различных по целевому назначению видов этого технического устройства, каждый из которых осуществляет одни и те же процессы сжатия и перемещения газообразных рабочих сред (ГРС).
К множеству разных по целевому назначению видов компрессорного устройства относятся многие виды машинного и/или аппаратного КУ, в том числе дожимные КУ, газоперекачивающие и вентиляторные КУ, вакуумнонасосные КУ, теплофикационные КУ и другие виды КУ, а также их гибридные виды.

Рассмотрим виды КУ по целевому назначению, отличающиеся постоянством значений начального или конечного давлений ГРС. Согласно теории триединства строения технических устройств получается следующая классификационная триада видов компрессорных устройств, отличающихся по указанному признаку.
1. Накачное компрессорное устройство (понимается таковым по умолчанию слова "накачное").
2. Откачное компрессорное устройство.
3. Гибридные виды компрессорного устройства.
3.1. Перекачное компрессорное устройство.
3.2. Накачное/откачное компрессорное устройство.
3.2.1. Попеременно накачное/откачное компрессорное устройство.
3.2.2. Одновременно накачное/откачное компрессорное устройство.
3.2.3. Другие виды накачного/откачного компрессорного устройства.
3.3. Другие виды компрессорного устройства, в которых сочетаются свойства перекачного и накачного/откачного КУ.

В результате применения такого принципа классификации выявлены следующие основные группы видов КУ (см. рис.).

К первой группе относятся такие виды КУ, во время работы каждого из которых любое абсолютное значение начального давления ГРС остаётся постоянным, а конечное давление растёт до заданного перепада давления и поддерживается на этом уровне.
Данную группу видов КУ предлагается обозначить собирательным термином – "накачное КУ". К ним относятся, например, все воздушные КУ атмосферного всасывания, приточные вентиляторные устройства, любые по роду ГРС надатмосферные дожимные КУ, а также те виды накачного КУ, у которых постоянное начальное давление находится ниже атмосферного давления, а конечное давление достигает уровня атмосферного давления или отличного от него значения (см. схему 1 на рисунке).

НАКАЧНОЕ КОМПРЕССОРНОЕ УСТРОЙСТВО. Компрессорное устройство, во время работы которого любое абсолютное значение начального давления ГРС остаётся постоянным в заданных пределах, а конечное давление повышается от исходного значения до заданного перепада давления и поддерживается на этом уровне.
Примечание. В отличие от откачного и гибридных по данному признаку видов компрессорного устройства накачное компрессорное устройство допускается обозначать без упоминания слова "накачное".

Ко второй группе относятся такие виды КУ, во время работы каждого из которых любое абсолютное значение конечного давления ГРС остаётся постоянным, а начальное давление снижается от исходного значения до заданного перепада давления и поддерживается на этом уровне.

Вторую группу видов КУ предлагается обозначить собирательным термином – "откачное КУ". К ним относятся низковакуумные и высоковакуумные насосные устройства, вытяжные вентиляторные устройства, а также такие виды откачного КУ, у которых постоянное конечное давление ГРС находится выше атмосферного давления, а начальное давление снижается от исходного значения до уровня атмосферного давления или отличного от его значения.
Примером видов откачного КУ под номерами 2.3, 2.4 и 2.5 на схеме 2 приложения служит надатмосферное откачное КУ, используемое для откачки природного газа из заблокированного для ремонта участка одного из трубопроводов двухниточного магистрального газопровода. Откачиваемый газ из подлежащего ремонту участка одного трубопровода сжимается и подаётся в действующий второй трубопровод, находящийся в данном месте под постоянным в заданных пределах давлением выше атмосферного давления. Такие КУ изготавливаются, но не получили отражение в международном и национальных терминологических стандартах, что вызывает появление и распространение названий-синонимов. Примером служит так называемая мобильная компрессорная станция МКС-2,5П "Урал" поставки ЗАО "Искра-Авиагаз" (г. Пермь), состоящая из двух самоходных шестиосных автомобильных блока. В состав первого из них вошли откачной поршневой механокомпрессор (минимальное Рнач = 11…13 бар изб., постоянное Ркон = 75 бар изб.), газотурбинный привод мощностью 2,5 МВт и зубчатый редуктор.

ОТКАЧНОЕ КОМПРЕССОРНОЕ УСТРОЙСТВО. Компрессорное устройство, во время работы которого любое абсолютное значение конечного давления ГРС остаётся постоянным в заданных пределах, а начальное давление снижается от исходного значения до заданного перепада давления и поддерживается на этом уровне.

К третьей группе относятся гибридные виды КУ, в каждом из которых противоположные свойства видов КУ первых двух групп проявляются в равной или иной пропорции неразрывно вместе и/или отдельно друг от друга во времени и/или в пространстве.
Рассмотрим вид гибридного КУ, в котором противоположности видов КУ первых двух групп проявляются полностью и/или частично неразрывно вместе в равной или иной пропорции (т.е. возникновение одной противоположности сопровождается немедленно возникающей второй противоположностью). Это означает такой вид гибридного КУ, во время работы которого начальное давление ГРС понижается от исходного значения с одновременным повышением конечного давления от этого же исходного значения (см. схему 3 на рисунке в приложении). Предлагается обозначить эту группу видов гибридного КУ собирательным термином – "накачно-откачное КУ" или "перекачное КУ".

К группе перекачных КУ относятся, например, холодильные и криогенные циркуляционные КУ, приточно-вытяжные вентиляторные устройства. Другим характерным примером служат перекачные КУ, предназначенные для перекачки ГРС из одной замкнутой ёмкости в другую замкнутую ёмкость. Первоначально обе замкнутые ёмкости находятся под исходным давлением, равным атмосферному давлению или отличному от него. Такие КУ изготавливаются, но не получили отражение в международном и национальных терминологических стандартах.
ПЕРЕКАЧНОЕ КОМПРЕССОРНОЕ УСТРОЙСТВО. Компрессорное устройство, в котором неразрывно вместе проявляются в равной или иной пропорции противоположные свойства накачного и откачного компрессорных устройств.

Далее рассмотрим вид накачно-откачного КУ, в котором противоположности видов КУ первых двух групп проявляются полностью или частично отдельно друг от друга во времени в равной или иной пропорции (т.е. попеременно в одном КУ). Примером может служить КУ, которое может применяться в качестве воздушного накачного КУ атмосферного всасывания или в качестве воздушного вакуумнонасосного устройства при постоянном конечном давлении, равным атмосферному давлению.

Предлагается обозначить эту группу видов гибридного КУ ориентировочным собирательным термином "накачное/откачное КУ попеременного назначения" или "попеременно накачное/откачное КУ".

ПОПЕРЕМЕННО НАКАЧНОЕ/ОТКАЧНОЕ КОМПРЕССОРНОЕ УСТРОЙСТВО. Компрессорное устройство, в котором попеременно проявляются в равной или иной пропорции противоположные свойства откачного и накачного компрессорных устройств.

Сейчас рассмотрим вид гибридного КУ, в котором противоположности видов КУ первых двух групп проявляются полностью или частично отдельно друг от друга в пространстве в равной или иной пропорции (т.е. отдельно одновременно в разных местах одного КУ). Примером может служить КУ, в котором одна часть работает в качестве воздушного КУ атмосферного всасывания, а другая часть работает независимо по ГРС от первой в качестве воздушного вакуумнасосного устройства при постоянном конечном давлении, равном атмосферному давлению.

Предлагается обозначить эту группу видов гибридного КУ ориентировочным собирательным термином "накачное/откачное КУ одновременного назначения" или "одновременно накачное/откачное КУ".

ОДНОВРЕМЕННО НАКАЧНОЕ/ОТКАЧНОЕ КОМПРЕССОРНОЕ УСТРОЙСТВО. Компрессорное устройство, в котором одновременно отдельно в пространстве проявляются в равной или иной пропорции противоположные свойства откачного и накачного компрессорных устройств.

Другие по данному признаку виды КУ с более сложными и редко встречающимися сочетаниями свойств откачного, накачного и гибридного КУ не рассматриваются для сокращения текста пояснения.

Все виды накачного, откачного и гибридного КУ должны быть обозначены наименованиями соответствующих стандартизированных терминов, подлежащими разработке. Это позволит упорядочить названия различных по данному признаку видов КУ и заранее исключить возможность появления и распространения названий-синонимов на существующие и вновь разрабатываемые компрессорные устройства. Это необходимо выполнить для однозначного толкования стандартов, текстов проектной и товаросопроводительной техдокументации, различных рубрикаторов (в том числе: Общероссийский классификатор основных фондов – ОКОФ; товарная номенклатура внешнеэкономической деятельности – ТН ВЭД), патентов, научно-технических публикаций, рекламных проспектов и вторичных (особенно реферативных) информационных документов, а также материалов, помещаемых в сайтах электронной сети Интернет.

На основании изложенных результатов классификации КУ по данному признаку имеем право сделать вывод об ошибочности решения отделять вакуумнонасосные устройства от единого по основному функциональному назначению множества КУ на основании особенности их целевого назначения. Такого же мнения придерживается специалист по вакуумной технике Леонов Л.Б. (ВНИИВТ им. С.А. Векшинского) – автор статьи [3].

Доказательство от противного: если есть необходимость отделять вакуумнонасосные устройства от множества компрессорных устройств, тогда нужно разрабатывать обособленные от этого множества термины и соответствующие им стандарты на первый, второй и третий виды накачного КУ, на третий, четвёртый и пятый виды откачного КУ, на шесть видов перекачного КУ, на шесть видов попеременно накачного/откачного КУ и на шесть видов одновременно накачного/откачного КУ (см. приложение), а также на некоторое множество видов КУ с более сложными сочетаниями свойств накачного, откачного и накачно-откачного КУ.
В действующем ГОСТ 5187-85 "Вакуумная техника. Термины и определения" под неудачно заимствованным двухсловным термином "вакуумный насос" (vacuum pump) регламентируется понимать (дословно): - "Устройство, предназначенное для создания, повышения и поддержания вакуума".

В соответствии с изложенными принципами классификации в этот стандарт должен быть введен термин "вакуумнонасосное устройство" (лучше – "вакуумное устройство") и производные от него термины, заимствованные из предлагаемого национального стандарта "Компрессорные устройства. Классификация. Термины".

ВАКУУМНОНАСОСНОЕ УСТРОЙСТВО или ВАКУУМНОЕ УСТРОЙСТВО. Откачное компрессорное устройство, предназначенное для создания, повышения и поддержания вакуума.

Согласно определению, термин "вакуумнонасосное (вакуумное) устройство" отражает одно из разных целевых назначений откачного компрессорного устройства.
К видам промышленного исполнения вакуумнонасосного (вакуумного) устройства относятся: вакуумный насос (лучше – вакуумокомпрессор или вакуумонасос или вакууматор), вакуумнонасосный (вакуумный) агрегат, вакуумнонасосный (вакуумый) комплекс (вакуумные установка, станция).

Источники информации

1. Компрессоры. Термины и определения. ГОСТ 28567-90 // М.: Издательство стандартов,1990, 26 с.

2. Максимов В.А., Садыков А.Ф., Хамидуллин И.В. Двухвинтовые насосы-компрессоры для
перекачивания нефтегазоводных сред / Журнал "Вестник машиностроения", 2005, № 5 // М.: Издательство "Машиностроение".

3. Леонов Л.Б. К расчёту лопаточных машин. Насосы или компрессоры?
Статья размещена 27.12 2003 г. в электронной сети Интернет по адресу:
http://www.vacuumpumps.narod.ru/nasoscompres.htm

4. Национальный банк терминологических данных "РосТерм" // М.: ФГУП «ВНИИКИ», последнее обновление 30.12.2003 г., 134 936 записей (http://www.inforeg.ru/db/db.asp?id=166).

Приложение к статье "Виды промышленного исполнения компрессорных устройств"

Обозначения:

– процесс сжатия газа;

– направление изменения давления газа от исходного значения.

Примечание. Конкретное значение атмосферного давления зависит от высоты
постоянного или временного нахождения компрессорного устройства над уровнем
моря