Конструкция компрессора: Устройство воздушного компрессора и его особенности

Содержание

Устройство воздушного компрессора и его особенности

Компрессоры — это устройства, предназначенные для сжатия разнообразных рабочих сред до определенного давления. В современной промышленности применяют кислородные, азотные, фреоновые и другие агрегаты. Но наибольшее распространение получило оборудование, которое производит сжатый воздух. Такие установки применяют во всех отраслях промышленности, а также в энергетике, строительстве, авторемонте, фармакологии, медицине и других направлениях деятельности.

Важно отметить, что эффективность агрегата напрямую зависит от того, насколько он соответствует конкретным условиям эксплуатации. А это значит, что перед покупкой следует изучить устройство компрессора и его характеристики. Это позволит сделать правильный выбор и приобрести ту установку, которая максимально полно отвечает потребностям того или иного предприятия.

Особенности оборудования

Современные производители предлагают потребителям широчайший модельный ряд техники.

Поэтому прежде чем говорить о том, как устроен воздушный компрессор, отметим, что установки значительно различаются по конструкции, техническим характеристикам, принципу действия и другим особенностям. Так, к примеру, агрегаты можно классифицировать по таким признакам, как:

Тип привода. Наиболее распространены дизельные и электрические устройства, причем последние также делятся на два вида — с питанием от сети 220 и 380 вольт.
Конструкция блока, в котором происходит сжатие воздуха. По данному признаку различают поршневые и винтовые компрессоры.
Давление в системе. В зависимости от мощности и устройства, компрессоры могут сжимать воздух как до 8-10, так и до 100 и более атмосфер.

Что касается других отличий, то к их числу стоит отнести тип охлаждения, производительность, область применения и т.д. Логично предположить, что в каждом случае конструкция агрегата будет различаться. А это значит, что без уточнения деталей нельзя ответить на вопрос о том, как устроен воздушный компрессор.

Именно поэтому ниже мы приводим только базовое строение механизма, которое в зависимости от модели может быть дополнено теми или иными деталями и узлами.

Конструкция оборудования для производства сжатого воздуха

Итак, основными конструкционными элементами компрессора являются:

Двигатель. Как мы уже отмечали выше, агрегаты оснащают электродвигателями и ДВС (бензиновыми и дизельными). Среди бытовых и полупрофессиональных моделей широко распространены установки, работающие от сети напряжением 220 вольт. Если же говорить о промышленном применении, то здесь наиболее востребовано дизельное оборудование, а также компрессоры, предназначенные для подключения к сети 380 вольт. И только в ограниченном числе случаев используют турбины, которые работают на газе или паре.

Блок сжатия воздуха. Данный узел может быть как поршневым, так и винтовым. Кроме того, для некоторых отраслей промышленности можно купить компрессоры мембранного, роторно-пластинчатого, шестеренчатого и других типов. Но поскольку их используют довольно редко, мы остановимся подробнее только на двух разновидностях:
1. Устройство поршневого компрессора предлагает наличие одного или нескольких цилиндров, в которых происходит сжатие воздуха. При движении поршня по направлению от впускного клапана создается разряжение, вследствие которого воздух наполняет цилиндр. При обратном движении происходит сжатие рабочей среды. Когда давление достигает заданного значения, воздух преодолевает усилие пружины нагнетательного клапана и попадает в ресивер.
2. Если поршневые агрегаты сжимают рабочую среду за счет возвратно-поступательного движения, то винтовые машины для этой цели используют вращение ведущего и ведомого ротора. Плоскости винтов и внутренняя поверхность корпуса создают воздушные камеры, объем которых попеременно увеличивается и уменьшается. За счет этого происходит наполнение камер воздухом, а затем его сжатие.
Ресивер. Это металлический сосуд, который оснащен входным и выходным патрубком, а также предохранительным клапаном для защиты от перегрузок. Применение воздухосборников позволяет одновременно решить несколько задач. Во-первых, с их помощью устраняют пульсацию сжатого воздуха, которая возникает вследствие особенностей устройства и принципа работы поршневых компрессоров. Во-вторых, ресивер служит для дополнительного охлаждения рабочей среды, а также ее очистки от конденсата. И наконец, резервуары используют для накопления сжатого воздуха. Небольшой запас позволяет справиться с пиковыми нагрузками на предприятии и обеспечивает работу пневмооборудования в моменты кратковременных отключений агрегатов.

Остались вопросы по устройству компрессоров, предназначенных для сжатия воздуха? Специалисты нашей компании готовы подробно рассказать обо всех особенностях бытовых и промышленных установок. Чтобы получить консультацию, достаточно связаться с нами по телефону, указанному на сайте.

Подготовлено: Елизавета Семёнова

Воздушные компрессоры: устройство, принцип работы, назначение

Воздушный компрессор представляет собой установку, действие которой основано на сжатии воздуха и подачи его под определенным давлением в пневматическое оборудование. Выбирая компрессорное оборудование для выполнения различных видов работ, необходимо учитывать устройство компрессора, его конструктивные особенности, а также технические и рабочие характеристики установки.

Конструктивные особенности, принцип действия и устройство воздушного компрессора зависят от типа установки. Современные компрессоры имеют несколько классификаций, главной из которых является различие компрессоров по принципу действия. Сегодня производители компрессорного и пневматического оборудования предлагают большое количество данных установок различного типа, наиболее распространенными среди которых являются винтовые и поршневые установки.

Поршневые компрессоры

Винтовые компрессоры

Все виды компрессоров имеют, как общие элементы, так и различия в конструкции. Кроме того, в зависимости от типа оборудования могут быть использованы различные материалы при изготовлении тех или иных составляющих компрессоров.

Устройство компрессоров винтового типа

В промышленных отраслях наиболее распространено использование винтовых воздушных компрессоров, которым характерны высокие технические характеристики. Устройство компрессора воздушного винтового отличается от аналогичных установок наличием винтового блока, в состав которого входят два ротора с ведущим и ведомым типом. Винтовой блок является основным рабочим элементом данного оборудования.

В момент работы данного компрессора, воздух, который проходит через систему фильтрации и клапан, поступает блок с винтами, где происходит смешивание воздуха с маслом. Использование масла необходимо для устранения пузырей воздуха и уплотнения пространства.

Далее воздушно-масляная смесь нагнетается винтовым блоком в пневматическую систему. На следующем этапе смесь поступает в сепаратор, где воздух отделяется от масел и, через систему радиатора, подается в ресивер или же на пневматическое оборудование.

Так как блок, в котором расположены винты, является главным рабочим элементом компрессора, принцип его работы необходимо рассмотреть отдельно. Зубья роторов – ведущего и ведомого, находятся в зацепленном состоянии. Корпус винтового блока и открытые полости роторов создают объем, в который, при вращении винтов, поступает воздух. Вращение роторов имеет противоположные направления. При этом происходит закрытие открытых полостей, что приводит к уменьшению объема между ними и увеличению давления нагнетания.

Подобное устройство винтового компрессора и его принцип действия обеспечивает высокую эффективность работы всей установки, бесперебойную подачу сжатого воздуха на пневмооборудование и возможность интенсивной эксплуатации данной системы на протяжении длительного времени.

Компрессоры винтовые

Устройство поршневого компрессора и принцип его действия

Другим видом компрессорных систем, широко используемых в быту и на небольших предприятиях, является оборудование поршневого типа. Главным отличием такой установки от винтового и других типов оборудование является достаточно простое устройство поршневого компрессора и принцип его работы.

Основные элементы данной установки можно разделить на группы в зависимости от выполняемых функций:

цилиндровая группа;
поршневая группа;
механизмы движения;
системы регулирования, представляющие собой элементы, регулирующие производительность оборудования – трубопроводы, вспомогательные клапаны;
системы смазки;
элементы охлаждения;
детали для установки оборудования.

Конструктивно поршневой компрессор представляет собой корпус, выполненный из чугуна, алюминия или же другого материала и оснащенный цилиндром, расположение которого может быть как вертикальным, так и горизонтальным. Основную подвижную и рабочую часть компрессора составляет сам поршень и два клапана, выполняющие всасывающие и нагнетательные функции.

Основу работы данного оборудования составляет движение поршня – поступательные движения приводят к всасыванию воздуха в цилиндр, а при возвратном действии воздух сжимается. Данный процесс и приводит к увеличению силы давления. В этот момент происходит закрытие клапана всасывающего действия, а нагнетательный клапан подает в магистраль сжатый воздух. Данный цикл повторяется на протяжении всего периода работы оборудования, обеспечивая пневмоинструменты воздухом под давлением необходимого уровня. Устройство компрессора воздушного поршневого отличается своей сравнительной простотой в сочетании с высокими рабочими и эксплуатационными характеристиками.

Учитывая устройство компрессоров поршневых и винтовых, их конструктивные, технические и эксплуатационные особенности, можно легко выбрать наиболее подходящий тип оборудования в соответствии с предъявляемыми к ним требованиями и для использования с различными пневмоинструментами при проведении как промышленных, так и бытовых работ.

Компрессоры поршневые

вещей, которые следует учитывать при проектировании новой компрессорной системы

Проектирование системы воздушного компрессора для мобильного применения — непростая задача. Необходимо учитывать множество факторов и принимать решения, и для построения правильно функционирующей системы требуется много размышлений и времени. Чтобы помочь вам начать работу, мы составили этот список из 10 основных вещей, которые вам необходимо учитывать при проектировании вашей следующей системы воздушного компрессора.

1. Тип воздушного компрессора

Во-первых, вам необходимо определить, какой тип воздушного компрессора лучше всего подходит для вашего проекта. Обычно для мобильных приложений следует рассматривать 3 типа воздушных компрессоров:

Вращающийся винт
Поршневой
Вращающаяся лопасть

Каждый тип воздушного компрессора имеет свои преимущества и недостатки. В прошлом поршневые воздушные компрессоры были наиболее популярны из-за невысокой первоначальной стоимости и известности на рынке. Однако в последние годы ротационные винтовые воздушные компрессоры становятся предпочтительным выбором для мобильных приложений, поскольку они небольшие, мощные и имеют минимальное количество движущихся частей.

Прочтите «3 типа воздушных компрессоров для вашего промышленного двигателя», чтобы узнать больше об этих популярных типах воздушных компрессоров.

2. Система питания и привода

Далее вам необходимо убедиться, что мощность и крутящий момент вашего источника питания соответствуют задачам выбранного вами компрессора. Выбор источника со слишком низкой мощностью и крутящим моментом будет означать, что ваш компрессор не сможет работать на полную мощность (или вообще не сможет работать), в то время как превышение технических характеристик может привести к увеличению затрат на топливо и завышению первоначальных инвестиционных затрат.

Ознакомьтесь с «Требованиями к питанию для вашего промышленного воздушного компрессора с приводом от двигателя», чтобы узнать больше.

После того, как вы определились с источником питания, вам нужно выяснить, какую систему привода вы будете использовать для подключения к нему. Существует несколько вариантов привода системы воздушного компрессора, в том числе:

Ременная передача FEAD, установленная на двигателе
Ременная передача на раме
Прямой привод вспомогательного порта
Прямой привод маховика
Ременный привод маховика
Гидравлический привод
Электропривод

Независимо от того, выберете ли вы ременный или прямой привод, выравнивание привода является критическим фактором для вашей системы воздушного компрессора.

При использовании ременного привода преждевременный износ и шум являются обычными признаками проблем соосности, а в крайних случаях это может привести к срыву ремня со шкива. Между тем, система прямого привода, приводимая в действие смещенными валами или муфтами, может привести к шуму, вибрации, потере мощности и преждевременному износу муфт, шестерен и подшипников.

Чтобы узнать больше, прочитайте «Способы питания вашего воздушного компрессора промышленным двигателем».

3. Анализ вибрации

Вибрация может нанести серьезный ущерб системе воздушного компрессора, поскольку вибрация вызывает повреждение и смещение деталей, если ее не учитывать должным образом. Поэтому то, где и как вы установите компрессор, зависит от среды, в которой он будет работать.

Для начала задайте себе два вопроса:

Подвергается ли платформа компрессора вибрации, подпрыгиваниям или интенсивным движениям?
Какова рекомендуемая максимальная вибрация, которую могут надежно выдержать ваши компоненты?

Как только вы поймете, как вибрация может повлиять на вашу систему воздушного компрессора, вы сможете выбрать лучший способ установки и крепления вашего компрессора. Антивибрационные прокладки — распространенный и недорогой способ минимизировать уровень вибрации в системе.

4. Температура и охлаждение

При проектировании системы воздушного компрессора вы должны убедиться, что ваш двигатель и другие компоненты подходят для работы в той среде, в которой вы будете работать. аспекты вашей конструкции, но особенно важно внимательно изучить следующие детали:

Максимальная рабочая температура

Добавление компонентов к двигателю обычно требует одобрения производителя двигателя. Убедитесь, что вы знаете максимальную рабочую температуру, и обратитесь к производителю двигателя, чтобы убедиться, что ваша система проходит испытание на соответствие температуре кипения воздуха при желаемой рабочей температуре.

Гидравлическое масло

Если вы используете гидравлическую энергию для привода вашего компрессора, также важно убедиться, что гидравлическая система может поддерживать охлаждение. В идеале вы хотите протестировать всю систему, когда гидравлическая мощность задействует все, что может, одновременно.

Охлаждение компрессора

Компрессор охлаждается жидкостью или воздухом? Вы подключаетесь к охлаждающей жидкости двигателя или добавляете независимую систему? После запуска убедитесь, что охлаждение может поддерживать охлаждение компрессора в ожидаемом рабочем цикле. Тестирование для окружающей среды также имеет решающее значение. Ваше оборудование используется при экстремально высоких или низких температурах? Если это так, требования к охлаждению будут отличаться от более умеренных климатических условий.

Температура воздуха в конце применения

Сжатие воздуха приводит к повышению температуры воздуха. В зависимости от охлаждения компрессора и последующей обработки воздух, подаваемый к вашему инструменту или оборудованию, может быть очень горячим. Убедитесь, что оборудование выдерживает такие температуры. Если нет, есть различные аксессуары для снижения температуры.

5. CFM

Когда вы приступили к проектированию системы воздушного компрессора, скорее всего, вы просмотрели свои требования, чтобы определить необходимое количество воздуха, и выбрали подходящий воздушный компрессор на основе спецификаций производителя.

Но как только ваша система будет запущена и запущена, вам нужно убедиться, что ваша конкретная воздушная система по-прежнему соответствует вашим потребностям. Изменения температуры воздуха, высоты над уровнем моря, источников питания, размера и длины шланга влияют на общую производительность системы.

Простейший инструмент для проверки диафрагмы — это самый простой способ определить ваш CFM, в то время как доступны более сложные инструменты, соответствующие стандартам, таким как ASME. Но даже эти тесты имеют свои ограничения, и истинные возможности вашей системы будут обнаружены, когда вы запустите свое оборудование и инструменты, как если бы они использовались в полевых условиях.

6. Системы безопасности

При проектировании системы воздушного компрессора важно учитывать следующие особенности для обеспечения безопасности системы и операторов:

Автоматические продувочные клапаны — Эти клапаны защищают ваш компрессор от запуска системы обратное давление и помогают обеспечить сброс давления в системе и безопасное проведение технического обслуживания.
Защита от холодного климата – Комплекты обогрева для холодного климата обеспечивают работу воздушных компрессоров при отрицательных температурах, защищая компоненты от холода.
Сброс давления – Защищает ваши компоненты от работы при давлении, превышающем расчетное.
Мониторинг температуры — Если что-то не работает или работает неправильно, довольно часто это проявляется как проблема с температурой. Температурные переключатели и датчики защищают вашу систему от повреждений и обеспечивают безопасность операторов.

7. Система управления

Другим важным фактором при проектировании системы воздушного компрессора является управление. От простых переключателей включения/выключения до интеллектуальных цифровых систем управление воздушными компрессорами осуществляется различными способами.

Системы управления работают вместе с системами безопасности и другим оборудованием вашей машины. При проектировании более сложных систем управления подумайте, какая сложность вам нужна и какие функции вы хотели бы, чтобы ваши операторы могли выполнять.

Например, вы хотите включить отслеживание ошибок? А напоминания об обслуживании? Хотите телеметрию в реальном времени, чтобы вы могли контролировать свое оборудование и планировать техническое обслуживание до того, как произойдет поломка?

Прежде чем приступить к разработке системы управления, подумайте, какую информацию, функции и возможности вы хотели бы включить в нее.

8. Простота доступа к элементам обслуживания

Текущее техническое обслуживание вашей системы воздушного компрессора жизненно важно для ее долговечности и производительности. При проектировании и установке компонентов некоторые мысли об обслуживании имеют большое значение.

В приведенный ниже список входят многие быстроизнашивающиеся и обслуживаемые детали, к которым у вас должен быть относительно легкий доступ:

Переключатели, датчики и системы управления
Проверка уровня масла
Масляные фильтры
Воздушные фильтры
Коалесцентные фильтры
Влагоуловители и дренажи
Ремни или другие носимые элементы трансмиссии
Шаровые краны

Подумайте, насколько доступной будет каждая из этих частей, чтобы свести к минимуму время обслуживания вашей системы воздушного компрессора в будущем. Умный дизайн может значительно сэкономить время и нервы в будущем.

9. Аксессуары

В дополнение к самой системе воздушного компрессора вам также следует рассмотреть аксессуары.

Требует ли ваше приложение дополнительной обработки после обработки? Вы хотите или вам нужен ресивер? Если это так, важно спланировать расположение и потенциальные потребности в электроэнергии для некоторых из этих аксессуаров, прежде чем вы закончите свой проект.

Ниже приведен краткий список некоторых принадлежностей, о которых следует подумать во время проектирования:

Ресиверные баки
Автоматические электрические дренажные клапаны
Доохладители/осушители воздуха
Фильтры, регуляторы, лубрикаторы, (FRL)
Катушки для шлангов
Нагреватели

10. Анализ видов и последствий отказов

При проектировании компрессорной системы выполнение FMEA может быть отличным способом выявления и устранения проблем до их возникновения. Согласно Американскому обществу качества, «Анализ видов и последствий отказов (FMEA) — это пошаговый подход к выявлению всех возможных отказов в конструкции, производстве или сборочном процессе, продукте или услуге».

Взяв каждый компонент, операцию или конструкцию и оценив их на предмет потенциальных проблем, можно выявить слабые места. Разрабатывая эти потенциальные сбои вне системы перед производством, ваша система должна иметь более длительный срок службы и лучшую производительность.

OEM-решение VMAC

Разработка компрессорной системы с нуля — это масштабная задача. В дополнение к 10 вещам, которые следует учитывать из этой статьи, вы должны убедиться, что у вас есть хорошо спланированный процесс проектирования, четко определенные цели производительности и понимание вашей среды.

OEM-подразделение VMAC имеет опыт проектирования воздушных компрессорных систем для мобильного применения в различных отраслях, включая горнодобывающую промышленность, железную дорогу, транспорт и тяжелое машиностроение. Если вы заинтересованы в адаптации одной из наших систем воздушных компрессоров для вашего применения, посетите нашу страницу OEM-решений, чтобы начать работу.

Проектирование и планирование установок для воздушных компрессоров

Любой, кто получил задание спланировать и построить установку для сжатого воздуха на «новой площадке», выполняет одновременно и простую, и сложную работу. Сложно, потому что нет доступных исторических данных, на которых можно было бы основывать планирование вашей установки. Легко, потому что устойчивая и очень эффективная система может быть создана с использованием современных компрессоров, осушителей сжатого воздуха и систем управления более высокого уровня. В этой статье вы узнаете о наиболее важных факторах, которые следует учитывать при планировании системы подачи сжатого воздуха для промышленных пользователей, включая компрессоры, осушители воздуха, фильтры и трубопроводы сжатого воздуха. Если вы примете все это во внимание, вы сможете легко добиться эффективности, контроля над расходами, экологичности, устойчивости и перспективности. Чтобы спланировать и спроектировать установку сжатого воздуха для новой промышленной площадки эффективно, рентабельно и устойчиво, вы должны начать со сбора информации об общих условиях площадки. Какие условия и что вам нужно знать о них, объясняется в этой и связанных статьях.

Планирование установки сжатого воздуха

Планирование установки сжатого воздуха

>> Прочитать статью полностью

Почему компрессоры plug and play облегчают работу

Почему компрессоры plug and play облегчают работу

>> Читать статью полностью

Определение качества сжатого воздуха

Определение качества сжатого воздуха

>> Узнайте, почему вам следует это учитывать

Доохладители, осушители воздуха, фильтры и т. д.

Доохладители, осушители воздуха, фильтры и т. д.

>> Все, что вы хотели знать о вспомогательном оборудовании

Основы проектирования системы сжатого воздуха

При проектировании системы воздушного компрессора необходимо учитывать множество параметров и принимать множество решений для удовлетворения требований оператора, конкретного применения сжатого воздуха и достижения минимально возможных эксплуатационных расходов. Установка также должна быть спроектирована с учетом будущего расширения, если в этом возникнет необходимость.

Важно отметить, что сами машины, а также планирование и установка составляют лишь небольшую часть общих затрат в течение жизненного цикла. Более поздние эксплуатационные расходы, особенно потребление энергии, составляют основную часть общих затрат. По этой причине все планирование должно быть сосредоточено на удобных в обслуживании и эффективных технологиях — от компрессоров и системы трубопроводов до осушителей сжатого воздуха и фильтров. С другой стороны, тип технологии сжатого воздуха, который следует использовать, определяется применением или процессами, для которых требуется сжатый воздух.

Спрос является основной переменной в конфигурации системы сжатого воздуха.

Прежде чем можно будет выбрать воздушные компрессоры для установки с точки зрения эффективности и качества сжатого воздуха, необходимо знать ожидаемую потребность в сжатом воздухе, включая любое желаемое резервирование (резервное количество сжатого воздуха) и любые прогнозируемые требования для расширения производства. .

Другим важным фактором является рабочее давление. Это оказывает большое влияние на технические характеристики компрессоров, определяя не только их размер, но и будущие энергетические потребности системы сжатого воздуха. Иногда более экономично предусмотреть несколько сетей сжатого воздуха с разными воздушными компрессорами, обеспечивающими разные уровни давления. Это может занять больше места на полу, но окупится довольно быстро.

Определение общей потребности в сжатом воздухе

Для расчета потребности в сжатом воздухе рекомендуется начать с подготовки списка, содержащего все потребители сжатого воздуха, включая все технические данные и их требуемый объем воздуха.

Если информация о потребности в сжатом воздухе или продолжительности использования отсутствует, следует использовать значения по умолчанию или оценить значения. Поскольку эта часть является довольно сложной для многих потребителей, может быть полезно сравнить планируемую установку потребителей сжатого воздуха с существующей сопоставимой системой, чтобы получить хорошую основу для оценки.

Чтобы определить общую потребность в сжатом воздухе , необходимо сложить потребности отдельных потребителей. Поскольку маловероятно, что все машины будут работать одновременно и непрерывно, рабочий цикл необходимо рассматривать в виде «фактора одновременности». Этот фактор обычно должен оцениваться пользователем.