По принципу работы компрессоры высокого давления практически не отличаются от приборов среднего и низкого давлений. Главное различие в использовании многоступенчатого метода сжатия воздуха, при котором процесс дублируется многократно, в результате чего достигается конечное давление в нужных параметрах.
Из всех типов компрессоров чаще пользуются поршневыми. Принцип действия у них следующий:
- работающий электродвигатель вращает компрессорный вал, который задаёт в цилиндре возвратно-поступательное движение поршню;
- в нижнем положении поршня происходит открытие всасывающего клапана и внутрь цилиндра попадает очищенный в фильтрах воздух;
- при верхнем направлении движения поршень вытесняет воздух в коллектор, который потом опускается по трубе в ресивер и выталкивается под давлением на выход;
- воздух обратно вернуться в цилиндр не может, потому что путь ему прикрывает обратный клапан.
Весь цикл преобразования воздуха под высоким давлением в компрессоре контролирует прессостат, или специальное реле давления. Возникающее при работе избыточное давление сбрасывается особенным клапаном, расположенным рядом с реле. А остатки масла и конденсата удаляются через специальные сливные клапаны.
Купить компрессоры высокого давления можно, ориентируясь на самые важные рабочие параметры:
- давление – его максимальная величина отражает рабочие способности конкретного агрегата;
- потребление воздуха – производительность аппарата зависит от того, сколько воздуха расходует компрессор на входе и выходе. Как правило, эти характеристики отражаются в документации раздельно. Для выбора подходящей модели по этим параметрам достаточно знать, сколько требует объёма самое мощное оборудование из имеющихся и прибавить к нему «запасные» 25%;
- объём бака или ресивера – каждый компрессор хранит в них запас сжатого воздуха или газа, чтобы избежать скачков давления при пуске и аварийной остановке;
- мощность потребляемой энергии имеет немаловажное значение для бесперебойной эксплуатации агрегата. Ошибочный выбор мощного агрегата чреват последствиями, к примеру, домашняя электросеть не выдержит нагрузку. Бытовые модели потребляют в пределах 2 кВт электроэнергии и подключаются к обычной бытовой электросети.
Выбирают компрессоры высокого давления ещё по категории масляные или безмасляные.
У первых более мощные двигатели, они, в сравнении с безмасляными, обладают более длительным сроком службы и даже считаются долговечными. Но они требуют частой замены расходных элементов, потребляют много масла, сильно шумят. Поэтому все эти нюансы необходимо учитывать при выборе аппарата и отдать предпочтение тому, который полностью соответствует вашим запросам.
Редко какое предприятие обходится без использования сжатого воздуха. На одних предприятиях его применяют для нанесения покрытий на различные поверхности, на других для обеспечения работы штамповочного оборудования. Для получения сжатого воздуха используют компрессор.
Назначение и принцип действия
Что такое компрессор? Официальное определение звучит следующим образом — устройство, предназначенное для сжатия газов и перекачивания их к потребителям, называют воздушным компрессором. Как он работает? Принцип действия устройства довольно прост, атмосферный воздух поступает в механизм, который выполняет его сжатие. Для этого могут быть использованы разные методы, о них речь пойдёт ниже. Механизм, сжимающий воздух, определяет устройство и принципы работы компрессора. Для эффективной работы оборудования его необходимо подключить к электрической сети и воздушной сети, по которой будет передаваться сжатый воздух. Схема подключения электродвигателя, как правило, указывается в инструкции по эксплуатации.
Виды компрессоров
На рынке промышленного оборудования существует множество предложений по поставкам этих устройств. Его можно разделить на те, которые применяют в промышленности, и которые используют в быту, например, для накачивания автомобильных колес. Все эти устройства могут работать от разных типов привода. Компрессор воздушный электрический 220 В, как понятно из названия работает от электрического силового агрегата с напряжением 220 В. Но, существуют и устройства, работающие от напряжения 380 В.
Дизельный компрессор, работает от двигателя внутреннего сгорания, работающего на дизельном топливе. Использование такого оборудования довольно популярно среди строителей, оно используется тогда, когда отсутствует возможность подключения установок на электроприводе. Установки, работающие на дизельном топливе, обеспечивают эксплуатацию на удаленных строительных площадках.
Атмосферный воздух подается в головку блока цилиндров, в котором установлены поршни. Силовая установка, в свою очередь передаёт крутящий момента на вал, обеспечивающий движение поршней в цилиндре. Именно там и происходит сжатие воздуха до необходимых параметров. После сжатия он направляется в воздушную систему предприятия. Поршневые компрессоры различают на масляные и безмасляные. Масляный отличается тем, что для его эффективной работы в него заливают специальное масло, снижающее силу трения между трущимися деталями и узлами устройства. Это повышает его эксплуатационный ресурс.
Существует множество способов передачи крутящего момента от двигателя на исполнительный механизм. При изготовлении компрессоров чаще все применяют муфты или ременные передачи. Устройство, на котором установлен последний тип, называют ременный компрессор.
Перечисленные виды оборудования, применяют практически во всех отраслях промышленности, они отличаются друг от друга производительностью, размерами и рядом других параметров. Но, конечно, главная характеристика — это размер давления, которое может создать компрессор.
Компрессоры воздушные различают по принципу работы, об этом ниже.
Поршневые агрегаты
Поршневые компрессоры — это один из самых распространённых типов этого оборудования. Как уже отмечалось выше сжатие воздуха, происходит под действием поршней, перемещающихся внутри гильз. Для обеспечения нужд промышленности применяют поршневые компрессоры высокого давления. Они могут работать как от двигателя внутреннего сгорания, так и от электрического двигателя. Промышленный компрессор высокого давления создаёт от 40 до 500 бар. Компрессоры этого типа отличаются высоким КПД и моторесурсом до 2000 часов. Поршневые компрессоры производят как в стационарном, так и в мобильном исполнениях. Для их перемещения используют шасси на колесном или гусеничном ходу.
Это довольно сложное устройство, в его конструкции предусмотрены маслосъемные кольца, фильтры для очистки масла и воздуха, управляющая автоматика и это обуславливает то, что для поддержания этого устройства в работоспособном состоянии требуется квалифицированный персонал и специальный инструмент и приспособления.
Мембранный компрессор
Газ сжимается в таком устройстве под действием мембраны, которая выполняет возвратно — поступательное движение. Мембрану приводит в движение шток, который закреплён на коленвале.
Мембранная пластина фиксируется к рабочей камере и таким образом отпадает необходимость использования дополнительных деталей, например, поршневых колец, уплотнительных устройств и пр.
Воздушный компрессор мембранного типа отличается следующими параметрами:
- герметичностью;
- стойкостью к действию коррозии;
- высоким уровнем компрессии;
- надежностью конструкция;
- безопасностью в эксплуатации и простотой обслуживания.
Компрессор с ременным приводом мембранного типа отличается тем, что рабочая среда вступает в контакт только с мембраной и внутренними полостями камеры. При этом она не вступает в контакт с атмосферой. Такое устройство применяют для перекачки вредных и токсичных веществ.
Еще одно достоинство мембранного изделия заключается в том, его нет необходимости смазывать, это снижает риск загрязнения транспортируемой рабочей среды.
Объемные компрессоры
Устройство, в котором процесс получения сжатого воздуха происходит путем уменьшения его объема, называют объемным компрессором. К ним относят следующие типы оборудования:
- безмасляные винтовые компрессоры;
- дизельные поршневые компрессоры;
- воздушные компрессоры бытовые.
Винтовые компрессоры
История этого оборудования началась в 1934 году. Винтовые компрессоры отличает высокая надежность, небольшие габариты, низкая металлоемкость обусловили высокий потребительский спрос на оборудование этого класса. Применение этого оборудования позволяет снизить расходы на электрическую энергию до 30%. Установки этого типа устанавливают на мобильных компрессорных станциях, судовых и других холодильных установках.
В качестве рабочего органа использованы винтовые роторы, на которых нанесены впадины. Их устанавливают в корпус, который может быть разобран по нескольким плоскостям. В нем проделаны отверстия и выточки для установки и подшипников. Кроме того, в корпусе сформированы камеры всасывания и нагнетания воздуха. Насосы этого типа отличаются производительностью.
Эти изделия могут развивать давление от 8 и до 13 атм., при этом расход воздуха может быть от 220 до 12400 литров в минуту.
Довольно часто одна единица такого оборудования, может заменить собой несколько единиц компрессоров, устанавливаемых в производственных цехах.
При установке и запуске в промышленную эксплуатацию подобных компрессоров целесообразно на входе установить устройство для очистки воздуха от излишней влаги. Некоторые производители комплектуют свои изделия такими фильтрами.
Пластинчато-роторные компрессоры
Компрессоры этого класса работают на том же, что и поршневые, то есть, на вытеснении. Передача энергии осуществляется во время сжатия. Рабочая среда во время засасывания попадает в рабочую камеру, ею объем уменьшается при перемещении ротора. Это сжатие и приводит к увеличению давления и уходу сжатого воздуха через патрубок.
Компрессоры этого типа могут создавать давление до 0,3 МПа, носят название воздуходувками, и те, которые нагнетают более высокое давление, называют компрессорами.
Устройства этого типа отличают следующие достоинства:
Более стабильный, уравновешенный ход, обеспечивает отсутствие возвратно — поступательного движения. Конструкция этого оборудование предусматривает возможность прямого соединения в электрическим силовым агрегатом. Вес ротационного компрессора будет ниже, чем поршневого с аналогичными характеристиками. В конструкции не предусмотрено использование клапанов. То есть уменьшается количество деталей трущихся друг о друга.
Динамические компрессоры
Компрессоры этой группы подразделяют на два типа — центробежные и осевые. У первых, воздух под воздействие центробежной силы отбрасывается к внешней части рабочего колеса. Таким образом, с всасывающей стороны образуется разреженное пространство. Газ постоянно попадает в рабочую камеру, после прохождения колеса, воздух направляется в диффузор (устройство гашения скорости потока), где, собственно, и повышается его давление.
У оборудования осевого типа воздух продвигается вдоль ротора, а сжатие осуществляется в результате изменения скорости его продвижения между лопатками ротора и направляющего устройства.
Эти компрессоры можно классифицировать по следующим свойствам:
- Давлению на выходе, те, которые обеспечивают давление в пределах 0,015 МПа, называют вентиляторами или воздуходувками.
- По количеству ступеней сжатия.
- По ходу движения воздуха. Если он двигается вдоль оси ротора, то это центробежные, если поперёк, то осевые. Существуют устройства, где воздух движется по диагонали.
- По типу привода — он может быть электрическим, паровым или газотурбинным.
Роторные компрессоры применяют в авиационных двигателях. С его помощью нагнетают воздух для подачи в камеру сгорания.
Производительность компрессоров
Под этим термином подразумевается тот объем газа, который нагнетается за определенную единицу времени. Единица измерения производительности — м3 в минуту. Этот параметр может быть указан или на входе, или на выходе, разумеется, это будут разные числа. Все дело в том, что при изменении давления, происходит изменение объема. Эта характеристика говорит о производительности при температуре рабочей среды равной 20 градусам Цельсия.
В зависимости от величины этой характеристики различают следующие группы — большой производительности (свыше 100 кубометров воздуха в минуту), средней (до 100 кубометров воздуха в минуту) и малой до (10 кубометров).
Динамические устройства обладают некоторыми преимуществами в сравнении с поршневыми. Они отличаются простотой конструкции и эксплуатации. Они обладают малыми габаритно-весовыми параметрами. Плавностью подачи воздуха и они не требуют дополнительной смазки. Для их установки не требуется изготовление массивных фундаментов. Но, вместе с этим, у них КПД, несколько ниже, чем у поршневых.
Эти компрессоры нашли свое применение во многих отраслях. Например, химической и нефтегазовой промышленности, в металлургии, горнодобывающей и многих других отраслях. Одна из разновидностей динамических компрессоров — турбокомпрессорные, устанавливают в газоперекачивающие трубопроводы.
За многие годы эксплуатации подобного оборудования спроектировано и введено в эксплуатацию множество устройств с различными характеристиками, в частности современные машины способны обеспечить производительность до 200 м3 в минуту, при скорости вращения колеса 250 оборотов в секунду. И все это при малых габаритно-весовых параметрах.
Агрегатирование компрессоров
Процесс монтажа компрессора и силовой установки на раму, называют агрегатирование. В связи с тем, что устройства поршневого типа обладают вибрацией, необходимо проектировать и изготавливать фундамент с учетом этих характеристик.
Особенность безмасляных приборов
Эти устройства нашли свое применения там, где необходимо обеспечить высокие требования к чистоте воздуха. Их устанавливают в медицинских учреждениях, предприятиях фармацевтической и химической промышленности. Справедливости ради надо сказать, что эти устройства относят к наиболее доступным устройствам в части их стоимости. Эти компрессоры отличаются простотой в эксплуатации и обслуживании. Это говорит о том, что нет необходимости в подготовленном персонале, и при установке их на рабочее место не предъявляются какие-то особые требования.
Но безмасляные компрессоры обладают некоторыми недостатками, например, излишним шумом, который возникает во время работы. Но, производители смогли решить эту проблему, устанавливая на эти изделия звукозащитные кожухи.
Выбирая безмаслянный компрессор необходимо обратить внимание на мощность устройства, их производительность и параметры рабочего давления, которые показывают приборы, устанавливаемые на компрессор. Нельзя забывать и об объеме ресивера. Как правило, в устройство компрессора устанавливают емкости объемом 50 литров.
Преимущества масляных агрегатов
Самый распространенный метод снижения трения, возникающего при работе различных деталей и узлов, является их смазывание. Это позволяет снизить нагрузку на изделие в целом, в частности, на его ключевую деталь — двигатель.
Для решения, этой задачи применяют специальные, компрессорные масла, которые можно использовать в различных условиях эксплуатации.
Компрессоры такого типа в производстве обходятся дешевле. Поэтому, стоимость такого оборудования существенно дешевле, чем безмасляные аналоги. Но в эксплуатации, они обходятся дороже. Это вызвано тем, что в процессе эксплуатации вместе удалением воздуха из рабочей зоны, происходит выброс масла. Кстати, его необходимо заменять через каждые 2 000–3 000 часов эксплуатации.
Так как в сжатом воздухе присутствуют микрочастицы масла, в систему приходится устанавливать маслоулавливающие элементы, например, фильтры. Через определенное количество времени их так же необходимо заменять, а это усложняет обслуживание, и требует дополнительных расходов на приобретение заменяемых фильтров.
Тем не менее, несмотря на принимаемые меры, воздух, прошедший через масляный компрессор полностью очистить не представляется возможным. Например, после обработки воздуха на винтовом устройстве его загрязнение равно 3 мг на один кубометр. Чистота воздуха после его обработки на поршневом компрессоре, напрямую зависит от уровня износа его деталей и узлов.
Это привело к тому, что в отдельных технологических процессах использование масляных компрессоров запрещено.
Особенности эксплуатации
Штатная работа компрессора прежде зависит от работы всех его узлов и деталей. В частности, впускных и выпускных клапанов. Внутри компрессора, где происходит распределение воздуха, устанавливается определенное количество золотников, распределителей и клапанов. В компрессорах устанавливают клапана следующих типов — тарельчатые, пластинчатые, шпиндельные и пр.
Для того чтобы оборудование не снижало показатели мощности и не расходовал лишнюю мощность, клапаны, которые установлены в компрессоре, должны быть притерты и не должны пропускать воздух. При их выработке клапанов их необходимо срочно заменить. Повышенный расход воздуха может рано или поздно привести к сокращению срока эксплуатации оборудования.
Запаздывание срабатывания клапана приводит к появлению стуков, стук говорит о том, что происходит износ посадочного места. Ко всему прочему, стук может говорить о том, что произошло защемление верхней его части в корпусе.
Бесшумность работы компрессора — это, своего рода показатель качества настройки и соответственно работы устройства в целом.
Правила безопасности
На строительных площадках и производстве широко применяют компрессорные установки различного принципа действия и назначения. Компрессоры могут быть стационарно установлены на бетонные фундаменты или мобильными, то есть, установленными на шасси.
Штатное использование компрессорного оборудование допустимо при соблюдении ряда условий:
- На компрессоре должны быть установлены устройства, работающие в автоматическом режиме, которые предотвращают превышение допустимого рабочего предела.
- Предусмотрено наличие разгрузочного клапана, предназначенного для быстрого стравливания излишнего давления.
- На этом оборудовании должны быть установлены на вход и выход, фильтрационные устройства, которые обеспечивают чистоту воздуха, направляемый на обработку в компрессор и создающих препятствие его поступление в помещение.
- Наличие установленных манометров обеспечивают контроль над параметрами давления, создаваемые компрессором.
- Между компрессорной установкой и ресивером должен быть установлен маслоотделительный фильтр.
- Кроме этого, в компрессорную остановку нельзя подавать воздух, который содержит в себе токсичные или вредные вещества.
За установленным оборудованием, должен быть установлен соответствующий надзор и техническое обслуживание. При этом надо помнить, что обслуживание и регламентные работы должен проводить подготовленный персонал. То оборудование, которое стоит на гарантии поставщика, должны обслуживать специалисты из соответствующих сервисных центров.
В частности, при промывке узлов и деталей компрессора, должны быть использованы только те жидкости и составы, которые рекомендованы производителем этого оборудования. Емкости для хранения, сжатого воздуха должны быть установлены предохранительные клапаны, сливной кран, манометр. В соответствии с требованиями эксплуатационной документацией, эти емкости (ресиверы) должны проходить регламентное обслуживание и испытания. Об их результатах должны быть сделаны записи в журнале обслуживания.
При организации эксплуатации компрессорного и сопутствующего оборудования необходимо пользоваться руководящими и другими нормативными документами, обнародованными контрольными органами, например, Ростехнадзора.
Критерии выбора компрессорного оборудования
Чем должен руководствоваться потребитель, выбирая воздушный компрессор. Самое главное он должен понимать, для каких целей будет использовано приобретаемое оборудование. Сразу надо оговориться, что существуют отдельные отрасли, и технологические операции могут быть использованы только компрессоры, работающие без масла.
Ключевыми параметрами компрессорного оборудования являются:
- Расход воздуха (производительность).
- Рабочее давление.
- Требования к чистоте воздуха.
Как правило, эти параметры должны быть определены инженерами — технологами, которые разрабатывают технологические процессы с участием компрессорного оборудования.
Например, расход воздуха, может быть рассчитан по следующей схеме:
- Расчёт количества воздуха при непрерывной эксплуатации.
- Внесение коррективов в полученное значение с учетом времени работы оборудования в смену или сутки.
При подборе оборудования необходимо учитывать рост числа потребителей сжатого воздуха.
Системы управления компрессорного оборудования
Для обеспечения того, чтобы воздух находился под постоянным давлением в компрессорных системах, устанавливают регулирующее оборудование. Самая простая система состоит из датчика давления и простейшей системы настройки. Она позволяет поддерживать в ресивере постоянное давление. При превышении заданных параметров происходит отключение компрессора, а после того, как давление упало до определенного минимума, срабатывает автоматика и включает компрессор. Такие, или почти такие системы, устанавливают практически на всех компрессорных установках. Их наличие обеспечивает безопасную эксплуатацию оборудования.
Бытовые устройства
Для выполнения определенных работ, которые выполняют дома или в гараже применяют бытовые компрессоры. Как правило, это небольшие по размеру поршневые компрессоры с электроприводом. Мощность такого изделия составляет 2,2 кВт. Такие компрессоры в состоянии нагнетать воздух до 8 атм.
По большей части они могут спокойно обеспечивать давление 10 атм. Для хранения сжатого воздуха используют ресиверы емкостью до 100 литров.
Как правило, их используют при выполнении окрасочных работ, внутренних и наружных.
Компрессор (от латинского слова compressio — сжатие) — энергетическая машина или устройство для повышения давления (сжатия) и перемещения газообразных веществ.
Компрессорная установка — это совокупность компрессора, привода и вспомогательного оборудования (газоохладителя, осушителя сжатого воздуха и т. д.).
Общепринятая классификация механических компрессоров по принципу действия, под принципом действия понимают основную особенность процесса повышения давления, зависящую от конструкции компрессора. По принципу действия все компрессоры можно разделить на две большие группы: динамические и объёмные.
Объёмные компрессоры
В компрессорах объёмного принципа действия рабочий процесс осуществляется в результате изменения объёма рабочей камеры. Номенклатура компрессоров данного типа разнообразна (более десятка видов), основные из которых: поршневые, винтовые, роторно-шесте-рён- чатые, мембранные, жидкостно-кольцевые, воздуходувки Рутса, спиральные, компрессор с катящимся ротором.
Рис. 1. Классификация объемных компрессоров
Поршневые компрессоры (рис. 2-3) могут быть одностороннего или двухстороннего действия, крейцкопфные и бескрейцкопфные, смазываемые и без применения смазки (сухого трения или сухого сжатия), при высоких давлениях сжатия применяются также плунжерные.
Роторные компрессоры — это машины с вращающим сжимающим элементом, конструктивно подразделяются на винтовые, ротационнопластинчатые, жидкостно-кольцевые, бывают и другие конструкции.
Рис. 2. Схема работы поршневого компрессора
Рис. 3. Поршневой компрессор: 1 — коленчатый вал; 2 — шатун; 3 — поршень; 4 — рабочий цилиндр; 5 — крышка цилиндра; 6 — нагнетательный трубопровод; 7 — нагнетательный клапан; 8 — воздухозаборник; 9 — всасывающий клапан; 10 — труба для подвода охлаждающей воды
Рис. 4. Одноступенчатый поршневой компрессор одинарного действия
Поршневой компрессор в основном состоит из рабочего цилиндра и поршня; имеет всасывающий и нагнетательный клапаны, расположенные обычно в крышке цилиндра. Для сообщения поршню возвратно-поступательного движения в большинстве поршневых компрессорах имеется кривошипно-шатунный механизм с коленчатым валом. Поршневые компрессоры бывают одно и многоцилиндровые, с вертикальным, горизонтальным, V или W — образным и другим расположением цилиндров, одинарного и двойного действия (когда поршень работает обеими сторонами), а также одноступенчатого или многоступенчатого сжатия.
Действие одноступенчатого воздушного поршневого компрессора (рис. 3) заключается в следующем. При вращении коленчатого вала 1 соединённый с ним шатун 2 сообщает поршню 3 возвратные движения. При этом в рабочем цилиндре 4 из-за, увеличения объёма, заключённого между днищем поршня и крышкой цилиндра 5, возникает разрежение и атмосферный воздух, преодолев своим давлением сопротивление пружины, удерживающей всасывающий клапан 9, открывает его и через воздухозаборник (с фильтром) 8 поступает в рабочий цилиндр. При обратном ходе поршня воздух будет сжиматься, а затем, когда его давление станет больше давления в нагнетательном патрубке на величину, способную преодолеть сопротивление пружины, прижимающей к седлу нагнетательный клапан 7, воздух открывает последний и поступает в трубопровод 6. При сжатии газа в компрессоре его температура значительно повышается.
Для предотвращения самовозгорания смазки компрессоры оборудуются водяным (труба 10 для подвода воды) или воздушным охлаждением. При этом процесс сжатия воздуха будет приближаться к изотермическому (с постоянной температурой), который является теоретически самым выгодным. Одноступенчатый компрессор, исходя из условий безопасности и экономичности его работы, целесообразно применять со степенью повышения давления при сжатии до b = 7 — 8. При больших сжатиях применяются многоступенчатые компрессоры, в которых, чередуя сжатие с промежуточным охлаждением, можно получать газ очень высоких давлений — выше 10 Мн/м2. В поршневых компрессорах обычно предусматривается автоматическое регулирование производительности в зависимости от расхода сжатого газа для обеспечения постоянного давления в нагнетательном трубопроводе. Существует несколько способов регулирования. Простейший из них — регулирование изменением частоты вращения вала.
Принципы действия ротационного и поршневого компрессора в основном аналогичны и отличаются лишь тем, что в поршневом все процессы происходят в одном и том же месте (рабочем цилиндре), но в разное время (из-за чего и потребовалось предусмотреть клапаны), а в ротационном компрессоре всасывание и нагнетание осуществляются одновременно, но в различных местах, разделенных пластинами ротора. Известны другие конструкции ротационного компрессора, в том числе винтовые, с двумя роторами в виде винтов. Для удаления воздуха с целью создания разрежения в каком-либо пространстве применяют роторные водокольцевые вакуумнасосы. Регулирование производительности ротационного компрессора осуществляется обычно изменением частоты вращения их ротора.
Ротационные компрессоры имеют один или несколько роторов, которые бывают различных конструкций. Значительное распространение получили ротационные пластинчатые компрессоры (рис. 5), имеющие ротор 2 с пазами, в которые свободно входят пластины 3, ротор расположен в цилиндре корпуса 4 эксцентрично. При его вращении по часовой стрелке пространства, ограниченные пластинами, а также поверхностями ротора и цилиндра возрастать корпуса, в левой части компрессора будут возрастать, что обеспечит всасывание газа через отверстие 1. В правой части компрессора объёмы этих пространств уменьшаются, находящийся в них газ сжимается и затем подаётся из компрессора в холодильник 5 или непосредственно в нагнетательный трубопровод. Корпус ротационного компрессора охлаждается водой, для подвода и отвода которой предусмотрены трубы 6 и 7. Степень повышения давления в одной ступени пластинчатого ротационного компрессора обычно бывает от 3 до 6.
Рис. 5. Ротационный пластинчатый компрессор: 1 — отверстие для всасывания воздуха; 2 — ротор; 3 — пластина; 4 — корпус; 5 — холодильник; 6 и 7 — трубы для отвода и подвода охлаждающей воды
Винтовые компрессоры
Конструкция винтового блока состоит из двух массивных винтов и корпуса. При этом винты во время работы находятся на некотором расстоянии друг от друга, и этот зазор уплотняется масляной пленкой. Трущихся элементов нет.
Таким образом, ресурс винтового блока практически неограничен и достигает более чем 200-300 тысяч часов. Регламентной замене подлежат лишь подшипники винтового блока.
Пластинчато-роторные компрессоры
Так как масляная пленка нормализуется и становится равномерной и достаточной лишь после нескольких минут работы компрессора, то во время стартов и остановов идет трение пластин о статор и соответственно повышенный их износ и выработка.
Чем большее давление должен нагнетать такой блок, тем большая разницы давлений в соседних камерах сжатия, и тем большая должна быть центробежная сила для недопущения перетоков сжимаемого воздуха из камеры с большим давлением в камеру с меньшим. В свою очередь, чем больше центробежная сила, тем больше и сила трения в моменты пуска и остановки и тем тоньше масляная пленка во время работы — это является основной причиной, почему данная технология получила широкое распространение в области вакуума (то есть давление до 1 бара) и в области нагнетания давления до 0,3-0,4 МПа.
Так как масляная пленка между пластинами и статором имеет толщину всего несколько микрон, то любая пыль, тем более твердые частички крупнее размеров, выступают как абразив, который царапает статор и делает выработку по пластинам. Это приводит к тому, что возникают перепуски сжимаемого воздуха из одной камеры сжатия в другую и производительность заметно падает.
В отличие от небольших вакуумных насосов, где широко применяется пластинчато-роторная технология, в компрессорах большой производительности и давлением выше 0,5 МПа со временем необходимо будет менять весь блок в сборе, так как замена отдельно пластин эффективна лишь в случае восстановления геометрии статора, а такие большие статоры восстановлению (шлифовке) не подлежат.
Производители обычно не дают никаких данных по ресурсу пластинчато-роторного блока, так как он очень сильно зависит от качества воздуха и режима работы компрессора. Для газовых компрессоров, качающих газ практически не останавливаясь круглый год, ресурс может действительно достигать и более 100 тысяч часов потому, что масляная пленка равномерна и достаточна все время работы без остановок.
А при промышленном использовании, где разбор воздуха крайне неравномерен и компрессор запускают и останавливают десятки раз в день, большую часть времени нормальной для работы масляной пленки внутри блока нет, что является причиной агрессивного износа пластин. В таком случае ресурс блока не более 25 тысяч часов.
Динамические компрессоры
В компрессорах динамического принципа действия газ сжимается в результате подвода механической энергии от вала, и дальнейшего взаимодействия рабочего вещества с лопатками ротора. В зависимости от направления движения потока и типа рабочего колеса такие компрессоры бывают центробежные (рис. 6) и осевые (рис. 7).
Рис. 6. Центробежный компрессор: 1 — вал; 2, 6, 8, 9, 10 и 11 — рабочие колёса; 3 и 7 — кольцевые диффузоры; 4 — обратный направляющий канал; 5 — направляющий аппарат; 12 и 13 — каналы для подвода газа из холодильников; 14 — канал для всасывания газа
Центробежный компрессор в основном состоит из корпуса и ротора, имеющего вал 1 с симметрично расположенными рабочими колёсами. Центробежный 6-ступенчатый компрессор разделён на три секции и оборудован двумя промежуточными холодильниками, из которых газ поступает в каналы 12 и 13. Во время работы центробежного компрессора частицам газа, находящимся между лопатками рабочего колеса, сообщается вращательное движение, благодаря чему на них действуют центробежные силы. Под действием этих сил газ перемещается от оси компрессора к периферии рабочего колеса, претерпевает сжатие и приобретает скорость. Сжатие продолжается в кольцевом диффузоре из-за снижения скорости газа, то есть преобразования кинетической энергии в потенциальную. После этого газ по обратному направляющему каналу поступает в другую ступень компрессор и т.д.
Получение больших степеней повышения давления газа в одной ступени (более 25-30, а у промышленных компрессоров — 8-12) ограничено главным образом пределом прочности рабочих колёс, допускающих окружные скорости до 280-500 м/сек. Важная особенность центробежных компрессоров (а также осевых) — зависимость давления сжатого газа, потребляемой мощности, а также КПД от его производительности. Характер этой зависимости для каждой марки компрессоров отражается на графиках, называемых рабочими характеристиками.
Регулирование работы центробежных компрессоров осуществляет различными способами, в том числе изменением частоты вращения ротора, дросселированием газа на стороне всасывания и другими.
Рис. 7. Осевой компрессор: 1 — канал для подачи сжатого газа; 2 — корпус; 3 — канал для всасывания газа; 4 — ротор; 5 — направляющие лопатки; 6 — рабочие лопатки
Осевой компрессор (рис. 7) имеет ротор 4, состоящий обычно из нескольких рядов рабочих лопаток 6, на внутренней стенке корпуса 2 располагаются ряды направляющих лопаток 5, всасывание газа происходит через канал 3, а нагнетание через канал 1. Одну ступень осевого компрессора составляет ряд рабочих и ряд направляющих лопаток. При работе осевого компрессора вращающиеся рабочие лопатки оказывают на находящиеся между ними частицы газа силовое воздействие, заставляя их сжиматься, а также перемещаться параллельно оси компрессора (откуда его название) и вращаться. Решётка из неподвижных направляющих лопаток обеспечивает главным образом изменение направления скорости частиц газа, необходимое для эффективного действия следующей ступени. В некоторых конструкциях осевых компрессорах между направляющими лопатками происходит и дополнительное повышение давления за счёт уменьшения скорости газа. Степень повышения давления для одной ступени осевого компрессора обычно равна 1,2-1,3, то есть значительно ниже, чем у центробежных компрессоров, но КПД у них достигнут самый высокий из всех разновидностей компрессоров.
Зависимость давления, потребляемой мощности и кпд от производительности для нескольких постоянных частот вращения ротора при одинаковой температуре всасываемого газа представляют в виде рабочих характеристик. Регулирование осевых компрессоров осуществляется так же, как и центробежных. Осевые компрессоры применяют в составе газотурбинных установок.
Техническое совершенство осевых, а также ротационных, центробежных и поршневых компрессоров оценивают по их механическому КПД и некоторым относительным параметрам, показывающим, в какой мере действительный процесс сжатия газа приближается к теоретически самому выгодному в данных условиях.
Струйные компрессоры по устройству и принципу действия аналогичны струйным насосам. К ним относят струйные аппараты для отсасывания или нагнетания газа или парогазовой смеси. Струйные компрессоры обеспечивают более высокую степень сжатия, чем струйные насосы. В качестве рабочей среды часто используют водяной пар.
Турбокомпрессоры — это динамические машины, в которых сжатие газа происходит в результате взаимодействия потока с вращающейся и неподвижной решётками лопастей.
Прочие классификации
По назначению компрессоры классифицируются по отрасли производства, для которых они предназначены (химические, холодильные, энергетические, общего назначения и т. д.). По роду сжимаемого газа (воздушный, кислородный, хлорный, азотный, гелиевый, фреоновый, углекислотный и т. д.). По способу отвода теплоты — с жидкостным или воздушным охлаждением.
По типу приводного двигателя они бывают с приводом от электродвигателя, двигателя внутреннего сгорания, паровой или газовой турбины. Дизельные газовые компрессоры широко используются в отдаленных районах с проблемами подачи электроэнергии. Они шумные и требуют вентиляции для выхлопных газов. С электрическим приводом компрессоры широко используются в производстве, мастерских и гаражах с постоянным доступом к электричеству. Такие изделия требуют наличия электрического тока, напряжением 110-120 Вольт (или 230-240 Вольт). В зависимости от размера и назначения, компрессоры могут быть стационарными или портативными. По устройству компрессоры могут быть одноступенчатыми и многоступенчатыми.
По конечному давлению различают:
— вакуум-компрессоры, газодувки — машины, которые отсасывают газ из пространства с давлением ниже атмосферного или выше. Воздуходувки и газодувки подобно вентиляторам создают поток газа, однако, обеспечивая возможность достижения избыточного давления от 10 до 100 кПа (0,01-0,1 МПа), в некоторых специальных исполнениях — до 200 кПа (0,2 МПа). В режиме всасывания воздуходувки могут создавать разрежение, как правило, 10-50 кПа, а в отдельных случаях — до 90 кПа и работать как вакуумный насос низкого вакуума;
— компрессоры низкого давления, предназначенные для нагнетания газа при давлении от 0,15 до 1,2 МПа;
— компрессоры среднего давления — от 1,2 до 10 МПа;
— компрессоры высокого давления — от 10 до 100 МПа.
— компрессоры сверхвысокого давления, предназначенные для сжатия газа выше 100 МПа.
Рис. 8. Пример чертежей компрессора
Производительность компрессоров
Производительность компрессоров обычно выражают в единицах объёма газа сжатого в единицу времени (м3/мин, м3/час). Производительность обычно считают по показателям, приведённым к нормальным условиям. При этом различают производительность по входу и по выходу, эти величины практически равны при маленькой разнице давлений между входом и выходом, но при большой разнице, например, у поршневых компрессоров, выходная производительность может при тех же оборотах падать более чем в 2 раза по сравнению с входной производительностью, измеренной при нулевом перепаде давления между входом и выходом. Компрессоры называются дожимающими, если давление всасываемого газа заметно превышает атмосферное.
Агрегатирование компрессоров
Агрегатирование представляет собой процесс установки компрессора и двигателя на раму. В связи с тем, что компрессоры поршневого типа характеризуются неравномерной тряской, результатом которой при отсутствии соответствующего основания или опоры становится чрезмерная вибрация, агрегатирование должно выполняться с учетом качественно спроектированного фундамента.
Компрессор – оборудование, которое служит для сжатия воздуха и подачи его для дальнейшего использования. Такая техника используется практически во всех отраслях промышленности и народного хозяйства. Появление компактных и мобильных устройств, позволило применять их в быту, и сейчас такой агрегат есть в хозяйстве у большинства домашних мастеров.
Виды компрессоров
Существует классификация такого оборудования по нескольким признакам.
По типу рабочей среды они могут быть:
- Воздушные. Самый распространенный вид. Такое оборудование сжимает воздух, после чего он применяется для разных целей, например для работы пневмоинстурмента и другого оборудования.
- Газовые. В этом случае, агрегаты используются для сжатия газов и их смесей, чаще всего они применяются для сжатия водорода и кислорода.
- Циркуляционные. С их помощью воздух или газ сжимаются, после чего циркулируют по замкнутому контуру.
- Аппараты многослужебного типа. Они способны одновременно сжимать несколько видов газов.
- Многоцелевые. Используются для сжатия газов по переменной схеме.
По типу конструкции:
- Поршневые. Это самая старая модификация, но она до сих пор является популярной и востребованной. Такое оборудование имеет двигатель внутреннего сгорания, в котором есть поршневая группа, и сжатие воздуха выполняется поршнем. Компрессор может приводиться в действие и при помощи электродвигателя. Самыми доступными являются аппараты небольшой мощности с одним поршнем.
- Мембранные. Они похожи на предыдущий тип, но здесь рабочим элементом является поршневая мембрана. Во время работы агрегата она колеблется и нагнетает воздух. Мембраны делают многослойными, чтобы увеличить их срок службы. Хотя такие приборы имеют производительность меньше, чем поршневые, но на выходе получается воздух без примесей.
- Роторно-винтовые. В таких конструкциях нет клапанов, поэтому винт имеет максимальные обороты. Чтобы обеспечить необходимое давление, рабочая камера должна быть большой. Мощность таких приборов может быть от 4 до 250 кВт, и они создают давление от 5 до 13 бар.
- Роторно-пластинчатые. Они имеют прямой приводной механизм, поэтому у них высокая производительность, надежность и большой срок службы. Ротор вращается со сравнительно небольшой частотой, поэтому мощность таких агрегатов в пределах 1-75 кВт, и они могут создавать давление до 10 бар.
Особенности устройства
Самым распространенным является поршневой компрессор:
Винтовые агрегаты имеют немного другое устройство:
- Основным рабочим элементом является винтовая пара.
- Всасывающий клапан.
- Фильтр.
- Электромотор.
Для того чтобы оборудование меньше нагревалось во время работы, на любых его типах дополнительно устанавливаются охлаждающие радиаторы. Для накопления сжатого воздуха, могут быть встроенные ресиверы или они устанавливаются отдельно.
Принцип действия
Независимо от типа конструкции, любой компрессор имеет одинаковый принцип действия: воздух засасывается в рабочую камеру, где он сжимается до определенного давления, после чего открывается выпускной клапан и сжатый воздух подается напрямую к потребителю или накапливается в ресивере.
В зависимости от типа устройства компрессора, воздух может нагнетаться поршнем, мембраной или винтовой парой. Лопастные приборы будут подавать сжимаемый воздух в непрерывном режиме, так как увеличивают скорость потока за счет вращения лопастей. В объемных агрегатах воздух подается в пульсирующем режиме. Есть большой выбор видов, поэтому всегда можно подобрать тот, который соответствует предъявляемым требованиям.
Область применения
Сжатый воздух необходим для многих технологических процессов, поэтому такое оборудование используется на разных предприятиях. В зависимости от того, для чего используется воздух, к его качеству предъявляются разные требования. Приборы, применяемые в медицине, электронной промышленности, должны подавать воздух без примесей.
Области применения компрессоров:
- Нефтехимическое производство, часто наличие примесей в сжатом воздухе может быть опасным, поэтому к его качеству высокие требования.
- Пищевая промышленность.
- Медицина.
- Строительство.
- Металлургия.
- Машиностроение.
- Сельское хозяйство.
Широкое применение такое оборудование нашло и в быту:
- Для накачивания шин автомобиля, мячей, матрасов, лодок, бассейнов и т.д.
- Подключив продувочный пистолет, можно убрать в машине, очистить двигатель или радиатор.
- При помощи моющего пистолета, можно мыть не только автомобиль, но и любые другие предметы.
- Во время ремонта, с помощью краскопульта можно красить, белить.
- Для работы пневмоинструментов: отбойный молоток, шуруповерт, дрель, гвоздезабивной пистолет, пневмопила.
- С помощью специальной насадки, можно прочищать канализационные, водосточные трубы.
- На даче пневматическими ножницами можно легко стричь кусты и обрезать деревья.
Как выбрать компрессор
Несмотря на большое разнообразие моделей компрессоров, при совершении выбора, нужно обращать внимание на:
- Давление воздуха, оно может указываться в барах или атмосферах, для бытового использования достаточно 4-12 атмосфер.
- Производительность, этот параметр измеряют в литрах за минуту, для использования в быту достаточно 350 л/мин.
- Мощность силовой установки, этот показатель характеризует мощность двигателя, для бытовой техники достаточно его показателей в пределах 0,8-2,5 кВт.
- Вес и габариты, в зависимости от мощности, производительности и размеров, такие устройства могут иметь вес от нескольких килограмм, до нескольких сотен килограмм, чем больше агрегат, тем он менее мобильный.
- Объем ресивера, бак для накопления сжатого воздуха у бытовых приборов обычно не превышает 50 литров, а у профессиональных, он оставляет 100 и более литров.
Чем больше будет размер и объем ресивера, тем стабильнее будет давление воздуха на выходе, особенно это касается поршневых аппаратов, так как они работают в пульсирующем режиме. Выбирая компрессор, надо покупать тот, мощность и производительность которого будет минимум на 30% больше, чем требуется для выполнения работ.
Плюсы и минусы
Так как существует два основных типа компрессоров: винтовые и поршневые, рассмотрим преимущества и недостатки каждого вида.
Плюсы поршневых приборов:
- Удобны для кратковременной подачи сжатого воздуха.
- Могут работать в сложных условиях, поэтому используются в таких загрязненных помещениях как угольные, фасовочные склады, места помола зерна и другие сферы.
- Эффективно используется при необходимости сжатия агрессивных газов.
- Является оптимальным вариантом, когда надо производительность не более 200 л/мин.
- В промышленности его выгоднее использовать, чем винтовые аналоги.
- Доступная стоимость.
Недостатки таких устройств:
- Высокие энергозатраты.
- Необходимо часто проводить техническое обслуживание, обычно это делают не реже, чем через 500 часов работы.
- Во время работы создается много шума и вибрация.
Винтовые устройства являются более современным оборудованием, среди их преимуществ надо отметить следующие:
- Низкий уровень шума и вибрации.
- Сравнительно небольшой вес и размеры.
- Мобильность.
- Получается более чистый воздух.
- Могут работать в непрерывном режиме длительное время.
- Небольшое энергопотребление.
- Есть возможность плавно регулировать производительность.
Имеет винтовой компрессор и некоторые недостатки:
- Более сложное устройство.
- Высокая стоимость.
Интересные факты
- В документации к отечественному и зарубежному оборудованию, часто производительность указывается по-разному. В зарубежных моделях указывают объем забираемого воздуха, а он на 30% больше, чем на выходе. Приобретая зарубежные аппараты, надо добавлять эту величину, чтобы получить необходимую производительность.
- Если оборудование должно работать длительный период времени, то лучше покупать винтовые устройства, но включать и выключать их часто нельзя. Для кратковременной подачи сжатого воздуха, лучше установить поршневые компрессорные агрегаты.
- Учитывайте, к какой сети будет подключаться прибор: одно- или трехфазной и в соответствии с этим, делайте его выбор.
- Для автосервиса или мебельного производства, лучше приобретать поршневые аппараты с ременной передачей, хотя они и более шумные, но имеют больший срок службы и высокую надежность.
Компрессор является таким оборудованием, которое используется в самых различных промышленных сферах и в народном хозяйстве.
Похожие темы:
Устройство автомобиля. Как работает компрессор?
Как работает компрессорС момента изобретения двигателя внутреннего сгорания автомобильные инженеры, любители скорости и проектировщики гоночных автомобилей все время находились в поисках путей увеличения мощности моторов. Один из способов увеличения мощности – построение двигателя большого внутреннего объема. Но большие двигатели, которые больше весят и обходятся существенно дороже в производстве и обслуживании, не всегда однозначно лучше.
Другой путь добавления мощности – это создание двигателя нормального размера, но более эффективного. Вы можете достичь этого, нагнетая больше воздуха в камеру сгорания. Большее количество воздуха дает возможность подать в цилиндр дополнительное количество топлива, что обозначает, что будет произведен более сильный взрыв и будет достигнута большая мощность. Добавление компрессора к впускной системе является отличным способом достижения усиленной подачи воздуха. В этой статье мы объясним, что такое компрессоры (их также еще называют нагнетателями), как они работают и чем отличаются от турбокомпрессоров (турбонаддува).
Компрессором является любое устройство, которое создает давление на выходе выше атмосферного. И компрессоры, и турбокомпрессоры способны это делать. На самом деле, турбокомпрессор является сокращенным названием от «турбонагнетателя» — его официального названия.
Различие между данными агрегатами заключается в способе получения энергии. Турбокомпрессоры приводятся в действие за счет плотного потока выхлопных газов, вращающих турбину. Компрессоры работают за счет энергии, передаваемой механическим путем через ременный или цепной привод от коленчатого вала двигателя.
В следующем разделе мы подробно рассмотрим, как компрессор выполняет свою работу.
Основы компрессора
Обычный четырехтактный двигатель внутреннего сгорания использует один из тактов для впуска воздуха. Этот такт можно разделить на три шага:
- Поршень перемещается вниз
- Это создает разрежение
- Воздух под атмосферным давлением засасывается в камеру сгорания
Подача большего количества топливно-воздушной смеси в заряд будет порождать более сильные взрывы. Но вы не можете просто так подать больше топлива в двигатель, так как требуется строго определенное количество кислорода для сжигания определенного количества топлива. Химически-верная смесь – 14 частей воздуха к одной части топлива – имеет очень большое значение для эффективной работы двигателя. Итог – чтобы сжечь больше топлива, придется подать больше воздуха.
Это работа компрессора. Компрессоры увеличивают давление на входе в двигатель путем сжатия воздуха выше атмосферного давления без образования вакуума. Это заставляет большему количеству воздуха попадать в двигатель, обеспечивая повышение давления. С дополнительным количеством воздуха больше топлива может быть добавлено, что вызывает увеличение мощности двигателя. Компрессор добавляет в среднем 46 процентов мощности и 31 процент крутящего момента. В условиях высокогорья, где мощность двигателя снижается за счет того, что воздух имеет меньшую плотность и давление, компрессор обеспечивает более высокое давление воздуха в двигателе, что позволяет ему работать в оптимальном режиме.
Рис.1 ProCharger D1SC – центробежный компрессор
В отличие от турбокомпрессоров, которые используют отработанные газы для вращения турбины, механические компрессоры приводятся в действие непосредственно от коленчатого вала двигателя. Большинство из них приводятся в движение с помощью приводного ремня, который обернут вокруг шкива, который подключен к ведущей шестерне. Ведущая шестерня, в свою очередь, вращает шестерню компрессора. Ротор компрессора может быть по-разному спроектирован, но, не смотря на это, в любом случае его работа сводится к захвату воздуха, сжатию воздуха в меньшем пространстве и сбросу его во впускной коллектор. Для того чтобы создавать давление воздуха, компрессор должен вращаться быстрее, чем сам двигатель. Создание ведущей шестерни большей, чем шестерни компрессора, заставляет компрессор вращаться быстрее. Компрессоры способны вращаться со скоростью, превышающей 50,000-60,000 оборотов в минуту. Компрессор, вращающийся со скоростью 50,000 оборотов в минуту, способен повысить давление с шести до девяти дюймов на квадратный дюйм (PSI). Это дополнительная прибавка с шести до девяти фунтов на квадратный дюйм. Атмосферное давление на уровне моря составляет 14,7 фунтов на квадратный дюйм, так что типичный эффект от применения компрессора – это увеличение подачи воздуха в двигатель примерно на 50 процентов.
Постольку поскольку воздух сжимается, он становится более горячим, а это значит, что он теряет свою плотность и не может столь сильно расширяться во время взрыва. Это обозначает, что он не может высвободить столько же энергии, сколько высвобождается при воспламенении свечой зажигания более холодной топливно-воздушной смеси. Для того чтобы компрессор работал на пике своей эффективности, сжатый воздух на выходе из компрессора должен быть охлажден перед подачей во впускной коллектор. Интеркулер несет ответственность за данный процесс охлаждения. Интеркуллеры бывают двух констуркций: «воздух-воздух» и «воздух-жидкость». Оба работают по принципу радиатора, с более холодным воздухом или жидкостью, циркулирующей по системе трубок или каналов. Горячий воздух, выходя из компрессора, попадает в трубки интеркулера и охлаждается там. Снижение температуры воздуха увеличивает его плотность, что делает плотнее заряд, поступающий в камеру сгорания.
Далее мы рассмотрим различные типы компрессоров.
Роторный компрессор Roots
Существует три вида компрессоров: роторный, двухвинтовой и центробежный. Главное отличие между ними заключается в способе подачи воздуха во впускной коллектор двигателя. Роторный и двухвинтовой компрессоры используют различные типы кулачковых валов, а центробежный компрессор – крыльчатку, которая увлекает воздух внутрь. Хотя все эти конструкции обеспечивают прибавку мощности, они значительно отличаются по своей эффективности. Каждый из этих типов компрессоров может быть доступен в различных размерах, в зависимости от того, какого результата хотите вы достичь – просто повысить мощность автомобиля или подготовить его к участию в гонках.
Конструкция роторного компрессора является самой древней. Братья Филандер и Фрэнсис Рутс в 1860 году запатентовали конструкцию своего компрессора в качестве машины, способной обеспечивать вентиляцию в шахтах. В 1900 году Готтлиб Вильгельм Даймлер включил роторный компрессор в конструкцию автомобильного двигателя.
Рис.2 Роторный компрессор
Так как кулачковые валы вращаются, воздух, находящийся в пространстве между кулачками, оказывается между стороной наполнения и напорной стороной. Большое количество воздуха перемещается во впускной коллектор и создает условия для образования положительного давления. По этой причине рассматриваемая конструкция является не чем иным, как объемным нагнетателем, а не компрессором, при этом термин «нагнетатель» по-прежнему часто используется для описания всех компрессоров.
Роторные компрессоры, как правило, имеют довольно большие размеры и располагаются в верхней части двигателя. Они популярны в автомобилях дрэгстеров и роддеров, поскольку зачастую выступают за габариты капотов. Тем не менее, они являются наименее эффективными компрессорами по двум причинам:
- Они существенно увеличивают вес транспортного средства.
- Они создают дискретный прерывистый воздушный поток, а не сглаженный и непрерывный.
Двухвинтовой компрессор
Двухвинтовой компрессор работает, проталкивая воздух через два ротора, напоминающих набор червячных передач. Как и в роторном компрессоре, воздух внутри двухвинтового компрессора оказывается в полостях между лопастями роторов. Но двухвинтовой компрессор сжимает воздух внутри корпуса роторов. Это происходит за счет того, что роторы имеют коническую форму, при этом воздушные карманы уменьшаются в размерах по мере продвижения воздуха из стороны наполнения в напорную сторону. Воздушные полости сжимаются, и воздух выдавливается в меньшее пространство.
Рис.3 Двухвинтовой компрессор
Это делает двухвинтовой компрессор более эффективным, но они стоят дороже, потому что винтовые роторы требуют дополнительной точности в ходе процесса производства. Некоторые типы двухвинтовых компрессоров располагаются над двигателем, подобно роторному компрессору типа Roots. Они также порождают много шума. Сжатый воздух на выходе из компрессора издает сильный свист, который следует приглушить с помощью специальных методов поглощения шума.
Центробежный компрессор
Центробежный компрессор – это крыльчатка, напоминающая собой ротор, которая вращается с очень высокой скоростью и нагнетает воздух в небольшой корпус компрессора. Скорость вращения крыльчатки может достигать 50,000-60,000 оборотов в минуту. Воздух, попадающий в центральную часть крыльчатки, под действием центробежной силы увлекается к ее краю. Воздух покидает крыльчатку с высокой скоростью, но под низким давлением. Диффузор – множество стационарно расположенных вокруг крыльчатки лопаток, которое преобразует высокоскоростной поток воздуха с низким давлением в поток воздуха с малой скоростью, но высоким давлением. Скорость молекул воздуха, встретивших на своем пути лопатки диффузора, уменьшается, что влечет за собой увеличение давления воздуха.
Рис.4 Центробежный компрессор
Центробежные компрессоры являются наиболее эффективными и самым распространенными устройствами из всех систем принудительного повышения давления. Они компактные, легкие и устанавливаются на передней части двигателя, а не сверху. Они также издают характерный свист по мере роста количества оборотов двигателя, способный заставить случайных прохожих на улице поворачивать головы в сторону вашего автомобиля.
Monte Carlo и Mini-Cooper S – два автомобиля, которые доступны в версиях с компрессором. Любой из рассмотренных выше типов компрессоров может быть добавлен к транспортному средству как дополнительная опция. Несколько компаний предлагают комплекты, состоящие из всех необходимых частей для собственноручного дооснащения автомобилей компрессорами. Такие доработки также являются неотъемлемой частью культуры «машин для фана» (смешных машинок) и автомобилей из мира спорта «Fuel Racing». Некоторые производители даже включают компрессоры в оснащение своих серийных моделей автомобилей.
Далее мы узнаем обо всех преимуществах компрессора, установленного в ваш автомобиль.
Преимущества компрессора
Самое главное преимущество компрессора – это увеличение мощности двигателя, измеряемой в лошадиных силах. Добавьте компрессор к любому обычному автомобилю или грузовику, и он станет вести себя как автомобиль с двигателем большего внутреннего объема или просто как с более мощным двигателем. Но как узнать, какой из нагнетателей выбрать – механический компрессор или турбокомпрессор? Этот вопрос горячо обсуждался авто инженерами и энтузиастами, но, в целом, механические компрессоры имеют несколько преимуществ над турбокомпрессорами. Механические компрессоры лишены такого недостатка как лага (отставания) двигателя – термина, используемого для описания времени, прошедшего с момента нажатия водителем педали газа до момента ответа двигателя на это внешнее воздействие. Турбокомпрессоры, к сожалению, подвержены явлению отставания, постольку поскольку требуется некоторое время, прежде чем выхлопные газы достигнут скорости, достаточной для полноценного раскручивания крыльчатки турбины. Механические компрессоры не имеют такого лага, так как они приводятся в действие непосредственно от коленчатого вала двигателя. Одни компрессоры наиболее эффективны при работе в диапазоне низких скоростей вращения коленчатого вала, в то время как другие раскрывают весь свой потенциал лишь на высоких оборотах. Например, роторный и двухвинтовой компрессоры обеспечивают большую мощность на низких оборотах. Центробежные компрессоры, которые становятся все более эффективными по мере роста скорости вращения крыльчатки, обеспечивают большую мощность в диапазоне высоких оборотов.
Установка турбокомпрессора требует обширной переделки выпускной системы двигателя, в том время как механические компрессоры могут быть легко привинчены к передней части двигателя или сверху. Это делает их дешевле в установке и проще в эксплуатации и обслуживании.
Наконец, при использовании компрессора не требуется никакой специальной процедуры остановки двигателя. Это обусловлено тем, что они не смазываются моторным маслом и могут быть остановлены привычным образом. Турбокомпрессоры должны отработать на холостом ходу 30 секунд и более для того, чтобы дать возможность моторному маслу остыть. С учетом сказанного, для компрессоров имеет важное значение предварительный прогрев, так как они работают наиболее эффективно при нормальной рабочей температуре двигателя.
Компрессоры являются характерной составляющей частью двигателей внутреннего сгорания самолетов. Это имеет смысл, если учесть, что самолеты проводят большую часть своего времени на больших высотах, где значительно меньше кислорода доступно для сгорания. Внедрение компрессоров позволило самолетам летать на большей высоте без снижения производительности двигателя.
Компрессоры, установленные на авиационные двигатели, работают на основе тех же самых принципов, которые заложены в конструкцию автомобильных компрессоров. Компрессоры получают энергию непосредственно от вала двигателя и способствуют подаче в камеру сгорания смеси, находящейся под давлением.
Далее рассмотрим некоторые недостатки компрессоров.
Недостатки компрессоров
Самый большой недостаток компрессоров является также и их определяющей характеристикой: постольку поскольку компрессор приводится в движение коленчатым валом двигателя, он отнимает несколько лошадиных сил у двигателя. Компрессор может потреблять до 20 процентов общей выходной мощностью двигателя. Но так как компрессор способен прибавить до 46 процентов мощности, большинство автолюбителей склоняется к тому, что игра стоит свеч. Компрессор дает дополнительную нагрузку на двигатель, который должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать дополнительный импульс и более сильные взрывы в камере сгорания. Большинство производителей учитывают это и создают усиленные узлы для двигателей, предназначенных для работы в паре с компрессором. Это в свою очередь удорожает автомобиль. Компрессоры также дороже в обслуживании, а большинство производителей предлагают использовать высокооктановое горючее премиум класса.
Несмотря на свои недостатки, нагнетатели по-прежнему являются наиболее экономически эффективным способом увеличения количества лошадиных сил. Компрессор может дать от 50 до 100 процентов увеличения мощности, что делает его находкой для гоночных автомобилей, автомобилей, перевозящих тяжелые грузы, а также для водителей, желающих получить от вождения своего автомобиля новую порцию острых ощущений.
Источник: https://auto.howstuffworks.com/supercharger1.htm
принцип работы, ремонт, замена масла
Воздушный компрессор является универсальным и экономичным аппаратом, без которого невозможна работа различного пневматического оборудования, применяемого на производстве и в быту. Компрессоры могут быть как стационарными, так и передвижными, благодаря чему расширяется сфера использования данных агрегатов.
Область применения воздушных компрессоров
Воздушные компрессоры широко используются во многих областях деятельности человека. Данные аппараты незаменимы при проведении монтажных, столярных, строительных и ремонтных работ. Также воздушные аппараты с успехом применяются и в быту. Например, бытовой агрегат может использоваться для подкачки шин, проведения покрасочных работ, аэрографии и т.д. Как правило, это компрессор, имеющий электрический двигатель, работающий от сети 220 В. Для профессионального использования лучше подойдет роторный масляный агрегат, имеющий повышенный срок службы и не требовательный к частому обслуживанию.
Высока востребованность воздушных компрессоров и в промышленной сфере, в отраслях, где требуется использование сжатого воздуха.
Существуют аппараты с высокой степенью очистки воздуха. Их применяют на “чистых” производствах, например, в химической, фармацевтической и пищевой промышленности, а также в сфере производства электроники.
Кроме всего, воздушные компрессоры нашли применение в нефте- и газодобывающих отраслях, в горнодобывающей промышленности, при добыче угля и камня.
Как устроен и работает воздушный компрессор
Устройство агрегата для сжатия воздуха определяется типом конструкции. Компрессоры бывают поршневые, роторные и мембранные. Наиболее широко распространены поршневые воздушные агрегаты, в которых воздух сжимается в цилиндре благодаря возвратно-поступательным движениям поршня внутри него.
Схема устройства
Устройство воздушного поршневого компрессора достаточно простое. Основной его элемент – это компрессорная головка. По своей конструкции она схожа с цилиндром двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Ниже приведена схема поршневого агрегата, на которой хорошо показано устройство последнего.
В состав компрессорного узла входят следующие элементы.
- Цилиндр. Это объем, в котором сжимается воздух.
- Поршень. Возвратно-поступательными движениями всасывает воздух в цилиндр либо сжимает его.
- Поршневые кольца. Устанавливаются на поршне и предназначены для повышения компрессии.
- Шатун. Связывает поршень с коленчатым валом, передавая ему возвратно-поступательные движения.
- Коленчатый вал. Благодаря своей конструкции обеспечивает ход шатуна вверх и вниз.
- Впускной и нагнетательный клапаны. Предназначены для впуска и выпуска воздуха из цилиндра. Но компрессорные клапаны отличаются от клапанов ДВС. Они изготовлены в виде пластин, прижимаемых пружиной. Открытие клапанов происходит не принудительно, как в ДВС, а вследствие перепада давлений в цилиндре.
Для уменьшения силы трения между кольцами поршня и цилиндром в компрессорную головку поступает масло. Но в таком случае на выходе из компрессора воздух имеет примеси смазки. Для их устранения на поршневом аппарате устанавливают сепаратор, в котором происходит разделение смеси на масло и воздух.
Если требуется особая чистота сжатого воздуха, например, в медицине или на производстве электроники, то конструкция поршневого агрегата не подразумевает использование масла. В таких аппаратах поршневые кольца выполнены из полимеров, а для уменьшения силы трения применяется графитовая смазка.
Поршневые агрегаты могут иметь 2 или больше цилиндров, расположенных V-образно. За счет этого повышается производительность оборудования.
Коленчатый вал приводится в движение от электродвигателя посредством ременного или прямого привода. При ременном приводе в конструкцию аппарата входят 2 шкива, один из которых устанавливается на валу двигателя, а второй — на валу поршневого блока. Второй шкив оснащается лопастями для охлаждения агрегата. В случае прямого привода валы двигателя и поршневого блока соединяются напрямую и находятся на одной оси.
Также в конструкцию поршневого компрессора входит еще один очень важный элемент – ресивер, представляющий собой металлическую емкость. Предназначен он для устранения пульсаций воздуха, выходящего из поршневого блока, и работает как накопительная емкость.
Благодаря ресиверу можно поддерживать давление на одном уровне и равномерно расходовать воздух. Для безопасности на ресивере устанавливают аварийный клапан сброса, срабатывающий при повышении давления в емкости до критических значений.
Чтобы компрессор мог работать в автоматическом режиме, на нем устанавливается реле давления (прессостат). Когда давление в ресивере достигает требуемых значений, реле размыкает контакт, и двигатель останавливается. И наоборот, при снижении давления в ресивере до установленного нижнего предела, прессостат замыкает контакты, и агрегат возобновляет работу.
Принцип действия
Принцип работы поршневого компрессора можно описать следующим образом.
- При запуске двигателя начинает вращаться коленчатый вал, передавая возвратно-поступательные движения посредством шатуна поршню.
- Поршень, двигаясь вниз, создает в цилиндре разрежение, под воздействием которого открывается впускной клапан. По причине разности давлений воздуха, он начинает засасываться в цилиндр. Но перед попаданием в камеру сжатия воздух проходит через фильтр очистки.
- Далее, поршень начинает движение вверх. При этом оба клапана находятся в закрытом состоянии. В момент сжатия в цилиндре начинает повышаться давление, и когда оно достигает определенного уровня, происходит открытие выпускного клапана.
- После открытия выпускного клапана сжатый воздух направляется в ресивер.
- При достижении определенного давления в ресивере срабатывает прессостат, и сжатие воздуха приостанавливается.
- Когда давление в ресивере снижается до установленных значений, прессостат снова запускает двигатель.
Распространенные неисправности и их устранение
Рассмотрим основные неисправности в работе воздушного компрессора, которые можно устранить своими руками.
Двигатель агрегата не запускается
Прежде всего, при отказе двигателя агрегата следует убедиться в наличии напряжения в сети. Также не лишним будет проверить кабель питания на предмет повреждений. Далее, проверяются предохранители, которые могут перегорать при скачке напряжения в сети. При обнаружении неисправности кабеля или предохранителей их следует заменить.
Также на запуск двигателя влияет реле давления. Если оно неправильно настроено, то агрегат перестает включаться. Чтобы проверить работу реле, необходимо выпустить воздух из ресивера и снова включить аппарат. Если двигатель заработал, то проведите правильную (согласно инструкции) регулировку реле давления.
В некоторых случаях, двигатель может не запускаться по причине срабатывания теплового реле. Обычно это происходит, если агрегат работает в интенсивном режиме, практически без остановок. Чтобы оборудование снова начало работать, необходимо дать ему немного времени для остывания.
Двигатель гудит, но не запускается
Гудение двигателя без вращения его ротора может быть по причине низкого напряжения в сети, из-за чего ему не хватает мощности для запуска. В таком случае проблему можно решить установкой стабилизатора напряжения.
Совет! Если сеть “проседает” по причине работы какого-либо аппарата, например, сварочного, то его следует отключить на время пользования компрессором.
Также двигатель не в силах провернуть коленчатый вал, если давление в ресивере слишком велико, и происходит сопротивление нагнетанию. Если это так, то необходимо немного стравить воздух из ресивера, после чего настроить или заменить реле давления. Повышенное давление в ресивере может возникать и при неисправном клапане сброса. Его нужно снять и прочистить, а в случае его разрушения – заменить.
Воздух на выходе имеет частицы воды
Если в выходящем из ресивера воздухе содержится влага, то качественно произвести покраску какой-либо поверхности не получится. Частицы воды могут присутствовать в сжатом воздухе в следующих случаях.
- В помещении, где работает агрегат, повышенная влажность. Необходимо обеспечить помещение хорошей вентиляцией или установить на компрессор влагоотделитель (см. рис. ниже).
- Скопилась вода в ресивере. Требуется регулярно сливать воду из ресивера через сливной клапан.
- Неисправен водоотделитель. Проблема решается заменой данного элемента.
Падение производительности агрегата
Производительность аппарата может снижаться, если прогорают или изнашиваются поршневые кольца. В результате снижается уровень компрессии, и аппарат не может работать в стандартном режиме. Если этот факт подтвердится при разборке цилиндра, то изношенные кольца следует заменить.
Падение производительности могут вызвать и клапанные пластины, если они сломались или зависли. Неисправные пластины следует заменить, а засорившиеся – промыть. Но самая частая причина, вызывающая потерю мощности агрегата – это засорение воздушного фильтра, который следует промывать регулярно.
Перегрев компрессорной головки
Поршневая головка может перегреваться при несвоевременной замене масла или при использовании смазочного материала, который не соответствует указанному в паспорте. В обоих случаях масло следует заменить на специальное компрессорное, с вязкостью, значение которой указано в паспорте к агрегату.
Также перегрев поршневой головки может вызываться чрезмерной затяжкой болтов шатуна, из-за чего масло плохо поступает на вкладыши. Неисправность устраняется ослаблением болтов шатуна.
Перегрев агрегата
В норме, агрегат может перегреваться при работе в интенсивном режиме или при повышенной температуре окружающего воздуха в помещении. Если при стандартном режиме работы и нормальной температуре в помещении агрегат все равно перегревается, то виновником неисправности может служить засорившийся воздушный фильтр. Его следует снять и промыть, после чего хорошо высушить.
Совет! Данную процедуру рекомендуется проводить регулярно. Если агрегат используется интенсивно, то фильтр следует промывать ежедневно.
Стук в цилиндре
Вызывается поломкой или износом поршневых колец по причине образования нагара. Обычно он появляется, если использовать некачественное масло.
Также стук в цилиндре может вызываться износом втулки головки шатуна или поршневого пальца. Чтобы устранить проблему, данные детали следует заменить на новые. При износе цилиндра и поршня ремонт воздушного компрессора заключается в растачивании цилиндра и замене поршня.
Стук в картере
Появление стука в картере при работе агрегата вызывается следующими поломками.
- Ослабли шатунные болты. Необходимо подтянуть болты с требуемым усилием.
- Вышли из строя подшипники коленчатого вала. Требуется поменять подшипники.
- Износились шатунные шейки коленвала и вкладышей шатуна. Устранение данных неисправностей заключается в обработке шатунных шеек до ремонтного размера. Вкладыши также меняются на аналогичные детали ремонтного размера.
Снижение давления в системе при отключении питания
Проблема возникает чаще всего из-за утечек в одном или сразу нескольких элементах системы. В первую очередь, стоит проверить выпускной кран с поршневым клапаном, а также осмотреть всю магистраль, где нагнетается и удерживается давление.
На вооружение можно взять старый проверенный метод: смазать проблемные участки мыльным раствором. Утечка воздуха сразу даст о себе знать появлением пузырей. Появившиеся щели заделывают любым герметизирующим материалом: лучше в желеобразной консистенции, чтобы исключить отслоение.
Выпускной кран проверяется аналогичным образом. Если при фиксации в выключенном состоянии раствор пузырится, то деталь подлежит замене. При этом особое внимание необходимо уделить герметизации: монтируя новый кран, в обязательном порядке наматываем на резьбу сантехническую фум-ленту.
Важно! Перед тем как проводить ремонтные работы воздушной магистрали, необходимо стравить весь имеющийся в системе воздух. Иначе можно не только получить серьёзные ожоги, но и повредить шланги с клапанами.
Иногда для нормализации давления достаточно почистить все подвижные элементы – краны и заслонки от скопившейся грязи.
Периодическое срабатывание датчиков термозащиты
Очевидная причина возникновения подобного эффекта – сильно завышенная температура в помещении или работа устройства под прямыми солнечными лучами. Если же с климатическими условиями всё в порядке, то дело может быть в недостаточном напряжении в сети.
Воздушное охлаждение компрессора
Выявить неисправности такого плана поможет мультиметр. Когда показатели при прозвоне значительно ниже установленных производителем техники норм (указаны в инструкции к устройству), то дополняем цепь стабилизатором напряжения.
Двигатели в классических компрессорах имеют воздушное охлаждение. Если помещение плохо проветривается, то устройство будет быстро нагреваться, и в результате сработают датчики термозащиты. В этом случае необходимо перенести оборудование в место с достаточной вентиляцией. Также нелишним будет проверить воздушный фильтр: почистить его от скопившейся грязи или вовсе заменить.
Нестабильная работа двигателя
Проблема может проявляться из-за слишком интенсивной отдачи воздуха или неисправности датчика контроля давления. Если потребляемая строительным оборудованием мощность не соответствует производительности компрессора, то существенная разница всегда скажется на работе двигателя.
Поэтому обязательно нужно учитывать характеристики пневматического инструмента, а именно, потребляемый объём воздуха за единицу времени, и соотносить их с возможностями агрегата. Расход воздуха для оборудования не должен превышать 70% отдачи компрессора.
Реле давления для компрессора
Если же технические характеристики обоих устройств соответствуют нормам, то значит, дело в реле давления. Датчик можно отремонтировать, но практичнее заменить: благо, стоит он недорого и продаётся практически в каждом специализированном магазине.
Увеличенный расход воздуха
В первую очередь, нужно проверить воздушный фильтр: при необходимости почистить или заменить. Следующая причина – утечка газа в системе. Проверяем каждый сантиметр магистрали, а особенно места стыков и соединений. Последние обрабатываем герметизирующим материалом и фум-лентой.
Некоторые пользователи после очистки ресивера от конденсата забывают зафиксировать выпускной кран. Иногда в результате повышенного давления он сам сходит на пару миллиметров: подтягиваем до упора и проверяем давление в системе.
Обслуживание компрессора
Периодическая профилактика и следование простым правилам, которые указаны в инструкции по эксплуатации к устройству, заметно увеличат срок службы оборудования. В момент покупки компрессора обязательно нужно удостовериться в наличии паспорта, гарантийного талона и заводской описи комплектующих. Иначе сервисный центр может отказать в обслуживании.
Общие рекомендации производителей техники и специалистов сервисных центров звучат таким образом.
- Запуская агрегат в первый раз, в обязательном порядке проверяем масло посредством измерительного щупа. Смазку (технический состав) выбирать с оглядкой на инструкцию по эксплуатации. После запуска даём поработать двигателю 10-15 минут вхолостую.
- Масло меняется на новое после 500 часов работы (ведём книгу учёта). После слива отработки ёмкость очищается от скопившейся грязи.
- Перед использованием инструмента необходимо понизить давление до нормы, если оно сильно завышено.
- Воздушный фильтр нужно чистить как минимум 1 раз в неделю. Многие производители рекомендуют менять его каждый квартал, особенно при активной эксплуатации оборудования.
- В конце каждого рабочего дня необходимо сливать скопившуюся воду из ресивера.
- По окончании работ воздух стравливается, а оборудование полностью обесточивается.
- При длительном простое компрессора площадку и подвижные детали воздушного клапана нужно смазать.
- Содержать устройство в чистоте. Попадание грязи в систему чревато не только потерей давления, но и выходом из строя основных элементов компрессора.
Особое внимание следует уделить заземлению оборудования для всех нетоковедущих элементов из металла. В доброй половине случаев производители выводят соответствующий проводник на вилку. Остаётся только заземлить саму розетку, куда будет подключаться устройство.
Как заменить масло в воздушном компрессоре
Просчитать отработанные агрегатом моточасы достаточно сложно. Но все же рекомендуется, хотя бы приблизительно, вести их учет, поскольку своевременная замена масла в аппарате значительно продлевает срок его службы. В среднем, для нового устройства первая замена масла должна быть не позже, чем через 50 моточасов. Следующее обслуживание компрессора по замене смазки уже проводят через количество моточасов, указанное в инструкции к компрессору. В каждом случае, в зависимости от модели устройства, этот показатель будет отличаться.
Масло для воздушного компрессора лучше использовать фирменное, предназначенное именно для данного оборудования. Если фирменное масло найти сложно, то можно его заменить любым компрессорным маслом необходимой вязкости.
Важно! Простое машинное масло заливать в агрегат запрещается!
Итак, замена масла в аппарате для сжатия воздуха происходит следующим образом.
- Прежде всего, требуется отключить устройство от электросети, и полностью спустить воздух из ресивера. Стрелки на всех манометрах должны находиться на нуле.
- Изготовьте из пластиковой бутылки емкость, в которую будет сливаться смазка.
- Подставьте емкость под отверстие для слива смазки и открутите гайку-заглушку, закрывающую его. В норме, смазка не должна быть слишком осветленной или темной. Светлая смазка говорит о том, что в нее попадает влага. Слишком темное масло – результат перегрева агрегата.
- После того, как смазка перестанет вытекать из картера, закрутите гайку обратно.
- Далее, открутите и снимите сапун из заливного отверстия картера.
- Залейте смазку в картер. Заливать масло удобнее через лейку, чтобы исключить его проливание. Залейте такое количество смазки, чтобы она достигла контрольной отметки в смотровом окне.
В дальнейшем, следует постоянно контролировать уровень масла в картере, и, при необходимости, доливать его.
На этой странице представлена полезная информация о воздушных компрессорах. Вы узнаете о типах, принципе действия, областях применения.
Выбрать компрессор вы можете на странице нашего каталога >>>
Типы устройств:
1б. Компрессор газовый
Любой газ, кроме азота, имеет отличные от воздуха физические и химические свойства, поэтому компрессоры, предназначенные для сжатия газов, проектируют с учетом этих свойств, и называют газовыми компрессорами.
Типичные газы, для которых конструируются газовые компрессоры: азот (чистый), аргон, гелий, водород, углекислый газ, аммиак, метан (и его природные смеси), кислород, ацетилен, пропан-бутановые смеси, элегаз и др.
Например, пищевая промышленность активно использует азот и углекислый газ для создания инертной среды хранения продуктов, а так же углекислый газ для сатурации напитков. Горная промышленность требует азот для систем подземного пожаротушения. Специальные газовые компрессоры сжимают метан или пропан-бутановую смесь в качестве топлива. Кислород требуется в металлургии при конверторной плавке стали и в медицине. Аргон используется в технологических процессах в качестве инертной среды и при аргоновой сварке, гелий — в тестах на герметичность. А химическая промышленность использует газовые компрессоры для совершенно различных газов.
Выбрать газовый компрессор сложнее чем воздушный. Поэтому подбор газового компрессора лучше осуществлять после консультации с нашими специалистами.
 |  |
Поршневой компрессор Reavel позволяет сжимать наиболее распространенные газы. Данная установка адаптиварана для сжатия водорода | Генератор азота CompAir выделяет азот из воздуха методом короткоцикловой адсорбции |
2. По конечному давлению
По конечному давлению компрессоры условно делят на:
— газодувки или воздуходувки — до 1 атм
— низкого давления — от 2 до 12 атм
— среднего давления — от 12 до 100 атм
— высокого давления — от 100 до 1000 атм
— сверхвысокого давления, предназначенные для сжатия газа выше 1000 атм.
Как правило, для обеспечения заводской сети сжатым воздухом применяются устройства с конечным давлением 7,5-10 атм. Поэтому иногда термин «Компрессоры высокого давления» применяется для компрессоров свыше 10 атм.
3. По принципу действия
По принципу сжатия воздуха компрессорные установки делятся на:
— динамические
— объемные.
В машинах динамического действия вращающееся рабочее колесо с лопатками разгоняет поток газа, который после тормозится в диффузоре, что приводит к увеличению давления. К динамическому типу относятся в первую очередь центробежные турбокомпрессоры. Центробежные компрессоры достаточно компактны, малошумны, имеют хороший кпд (только в узком диапазоне производительности), но имеют плохие регулировочные свойства. Мощность центробежных агрегатов начинается от сотен киловатт.
В устройствах объёмного действия давление нагнетается в результате изменения объёма рабочей камеры. Объемные компрессоры по конструктивной схеме в свою очередь делятся на:
- винтовые
- поршневые
- спиральные
- роторно-пластинчатые
- мембранные.
Также к этому типу относятся роторные воздуходувки типа Рутс.
Наибольшее применение в машинах объемного принципа действия нашли поршневые и винтовые компрессоры.
Поршневые компрессоры
Поршневой воздушный компрессор изобретен в середине XVII века, и с тех пор активно эксплуатируется в различных отраслях промышленности. Принцип действия поршневых компрессоров основан на всасывании и нагнетании воздуха посредством поступательного движения поршня. Всасывание и нагнетание контролируется обратными клапанами. Использование нескольких ступеней сжатия с промежуточным охлаждением позволяет достигать высокого давления воздуха (газа),что является одним из преимуществ. Также данные устройства позволяют осуществлять сжатие технических газов. Диапазон поршневых компрессоров начинается с дешевых бытовых воздушных компрессоров и заканчивается огромными промышленными агрегатами мощностью в несколько мегаватт.
Винтовые компрессоры
Винтовой воздушный компрессор изобретен сравнительно недавно (запатентован в XX веке). Процесс сжатия происходит внутри камеры, образующейся между поверхностями вращающихся в противоположную сторону винтов (роторов) и стенками корпуса винтового блока. Камеры сжатия по мере вращения винтов постепенно уменьшается. Внутри винтового блока ведущий винт передает вращение ведомому. Масло, поступающее в винтовой блок, позволяет винтам избежать прямого контакта и, соответственно, страхует от повреждения. Помимо смазки, масло также уплотняет зазоры в винтовом блоке и осуществляет функцию теплоотвода, что является существенным, так как большая часть энергии сжатия превращается в тепло. Данная технология сжатия получила широкое распространение в промышленных агрегатах от нескольких киловатт до нескольких сотен киловатт.
Преимущества:
- низкий уровень вибрации и шума
- большой срок эксплуатации
- хорошие возможности регулирования производительности при относительно низких затратах энергии
- относительно невысокая стоимость владения
- возможность эксплуатации при непрерывной долговременной нагрузке
- простота технического обслуживания
- относительно небольшие габариты и масса и др.
Элемент сжатия в роторно-пластинчатых компрессорах состоит из ротора с пазами, в которых свободно перемещаются пластины, статора и боковых крышек. Благодаря несоосности осей ротора и статора, объем камер сжатия, образуемых соседними пластинами, уменьшается.
В спиральных компрессорах камеры сжатия образуются между неподвижным и подвижным спиральными элементами.
Мембранные компрессоры не имеют подвижных частей в камере сжатия, объем меняется благодаря прогибу мембраны. Мембранные компрессоры способны сжимать очень агрессивные газы, а также достигать сверхвысоких давлений.
Как видно, в диапазоне, где обычно работает промышленный компрессор, у заказчика есть выбор купить компрессор поршневой, винтовой, роторно-пластинчатый и др. Каждая конструктивная схема обладает своими особенностями, которые надо учесть.
Компрессионные элементы различных типов компрессоров |
 |  |  |  |
Поршневая | Винтовой | Блок подвижных и неподвижных спиралей | Ротор c пластинами |
 |  |  | ||
| Мембранный | Турбина | Блок с трехкулачковыми роторами |
|
4. Маслосмазываемые и безмасляные
Компрессор воздушный (реже газовый), в котором сжимаемый воздух (газ) не контактирует со смазочным маслом, тем самым им не загрязняясь, называют безмасляным. В противоположность, остальные компрессоры называются маслосмазываемые или маслозаполненные.
В пищевой и фармацевтической промышленности кроме пневмоавтоматики специальные безмасляные воздушные компрессоры используются в ситуациях, где присутствует (штатно или аварийно) контакт воздуха с продуктом: барботаж жидких компонентов, транспорт порошкообразных компонентов или продукта. Современный стандарт GMP (Good Manufacturing Practice) требует использования на фармацевтических предприятиях только безмасляного воздуха.
Еще более критично использование безмасляных воздушных компрессоров в медицине, где сжатый воздух приводит в действии стоматологическое и хирургическое оборудование.
На поршневые безмасляные агрегаты устанавливаются цилиндры, способные работать на сухом ходу (без подачи смазочного масла). Так же необходимым элементом поршневого безмасляного компрессора является фонарь — открытая камера, исключающая заброс масла по штоку из камеры кривошипно-шатунного механизма в камеру сжатия. Безмасляные поршневые промышленные компрессоры дороже маслосмаазываемых поршневых промышленных компрессоров. Но если сравнивать в категории мелких бытовых поршневых компрессоров, то часто здесь безмасляные поршневые компрессоры дешевле маслосмазываемых, т.к. «безмасляность» вызвана удешевлением конструкции в ущерб ресурсу.
Конструкции безмасляных винтовых промышленных компрессоров заметно отличаются от маслосмазываемых. Безмасляные бывают двух типов: сухого сжатия и с водяным впрыском.
В безмасляных винтовых компрессорах сухого сжатия масло в винтовой блок не поступает, поэтому передача вращения осуществляется через шестеренчатый привод, осуществляющий одновременное вращение роторов. Вследствие того, что тепло не отводится, степень сжатия не может быть высокой (3,5 бар). Для увеличения давления используют промежуточный охладитель и вторую ступень сжатия, что позволяет достичь 10 бар. Специальный шестеренчатый привод и двухступенчатое сжатие существенно влияют на цену, которая значительно превышает стоимость маслозаполненных устройств. В безмасляных винтовых компрессорах с водяным впрыском камеры сжатия образуются между единственным ротором, двумя уплотняющими колесами блока и корпусом блока. Благодаря отличному теплоотводу у этих компрессоров одна степень сжатия и даже отсутствует концевой охладитель.
Турбокомпрессоры, мембранные и спиральные промышленные компрессоры всегда являются безмасляными.
Выбор между масляным и безмасляным компрессором неоднозначен. Иногда, вполне достаточно купить компрессор маслосмазываемый вместо изначально запрашиваемого безмасляного, но обязательно снабдив его комплектом дополнительных фильтров для очистки от масла.
Получение безмаслянного воздуха в устройствах различных типов |
5. По компоновке
Часто именно соответствие компоновки является решающим аргументом для того, чтобы заказать компрессор того или иного типа. Газовые или воздушные компрессоры по компоновке можно условно разделить на:
5.1. По степени автономности
— стационарные – обычно это промышленные агрегаты с электроприводом
— передвижные на шасси, буксируемые и возимые – обычно дизельные установки
— автономные компрессорные станции – обычно это промышленные компрессоры с системой подготовки воздуха, смонтированные в контейнере.
5.2. По типу привода
— от электродвигателя (электрические воздушные компрессоры 380в или 220в)
— от двигателя внутреннего сгорания
— от гидравлических систем
— от вала отбора мощности и др.
5.3. По числу ступеней сжатия:
— одноступенчатые
— двухступенчатые
— многоступенчатые.
5.4. По применяемой системе охлаждения:
— воздушного охлаждения
— жидкостного охлаждения.
5.5. По комплектации: с ресивером, с осушителем, со с встроенными фильтрами, с электронным контроллером, с частотным приводом и пр.
Различные варианты исполнения |
Чтобы увидеть товары – перейдите на страницу нашего каталога >>>
Руководство по работе воздушных компрессоров
Последнее обновление: 10 июня 2020 года: 10:49
Содержание
i. Для чего используются воздушные компрессоры?
ii. Функциональность поршневого воздушного компрессора
iii. Что такое смещение воздуха?
iv. Механика воздушного компрессора
v. Номинальная мощность воздушного компрессора: что такое CFM?
vi. Насосы против компрессоров: два инструмента для сбора воздуха
vii.Сжатый воздух в повседневной жизни
В современном мире пневматики воздушные компрессоры имеют жизненно важное значение для работы заводов и мастерских по всему миру. Но они не всегда были. Воздушные компрессоры — сравнительно недавнее изобретение в контексте истории машиностроения.
До создания воздушных компрессоров многие инструменты получали питание от сложных систем с ремнями, колесами и другими крупными компонентами. Это оборудование было массивным, тяжелым и дорогостоящим, и, как правило, было недоступно для многих небольших операций.Сегодня воздушные компрессоры бывают разных форм и размеров, и вы можете найти их в больших торговых залах, автомастерских и даже в гараже вашего соседа. В этом руководстве мы обсудим воздушные компрессоры и их работу.
Для чего используются воздушные компрессоры?
Воздушные компрессоры могут использоваться для самых разных задач. Они могут подавать воздух для наполнения таких предметов, как шины или надувные игрушки для бассейна, или они могут подавать питание для рабочих инструментов. Некоторое оборудование, которое хорошо работает с подачей сжатого воздуха, включает в себя:
- дрели
- гвоздевые пистолеты
- шлифовальные машины
- краскопульты
- шлифовальные машины
- степлеры
От сверл до агрегатов переменного тока, много универсальных пневматических инструментов и Машины отвечают за комфорт, укрытие, автоматизацию и эффективность повседневной жизни.Сами компрессоры являются более компактными и легкими, чем другие централизованные источники питания. Они также долговечны, требуют меньшего количества обслуживания и их легче перемещать, чем другие устаревшие машины.
Функциональность поршневого воздушного компрессора
Итак, как воздушный компрессор получает воздух? Для тех, кто использует поршни, он состоит из двух частей: повышение давления и уменьшение объема воздуха. В большинстве компрессоров используется поршневая технология.
Воздушный компрессор обычно использует:
- Электрический или газовый двигатель
- Впускной и выпускной клапан для всасывания и выпуска воздуха
- Насос для сжатия воздуха
- Резервуар для хранения
Компрессор всасывает воздух и создает вакуум, чтобы уменьшить его объем.Вакуум выталкивает воздух из камеры в резервуар для хранения. Как только резервуар-накопитель достигнет максимального давления воздуха, компрессор выключится. Этот процесс называется рабочим циклом. Компрессор снова включится, когда давление упадет ниже определенного значения.
Воздушные компрессоры не нуждаются в резервуарах для хранения, и некоторые из меньших вариантов отказываются от них в пользу портативности.
Что такое вытеснение воздуха?
Вытеснение воздуха является ядром каждого воздушного компрессора.Для сжатия воздуха внутренние механизмы внутри компрессора перемещаются, чтобы протолкнуть воздух через камеру. Для этой цели используются два основных типа вытеснения воздуха:
- Положительное вытеснение: В большинстве воздушных компрессоров используется этот метод, при котором воздух подается в камеру. Там машина уменьшает объем камеры для сжатия воздуха. Затем он перемещается в резервуар и сохраняется для последующего использования.
- Динамическое смещение: Этот метод, также называемый неположительным смещением, использует рабочее колесо с вращающимися лопастями для подачи воздуха в камеру.Энергия, создаваемая движением лопастей, создает давление воздуха. Динамическое смещение можно использовать с турбокомпрессорами, поскольку оно работает быстро и генерирует большие объемы воздуха. Турбокомпрессоры в автомобилях часто используют воздушные компрессоры с динамическим смещением.
Механика воздушного компрессора
Принцип работы воздушных компрессоров зависит от конструкции. Поршневые воздушные компрессоры могут иметь один из двух типов циклов сжатия:
- Одноступенчатый: Поршень сжимает воздух за один ход.Ход — это один полный оборот коленчатого вала, приводящего поршень в движение.
- Двухступенчатый: Первый поршень сжимает воздух перед перемещением его в меньший цилиндр, где другой поршень сжимает его дальше. Такая конструкция позволяет компрессору создавать более высокие давления.
Для многих одноступенчатых воздушных компрессоров предварительно установленный предел давления составляет 125 фунтов на квадратный дюйм. Когда этот предел достигнут, реле давления отключается, чтобы остановить двигатель и выработку сжатого воздуха. В большинстве операций вам не нужно достигать этого предела давления, поэтому многие компрессоры устанавливают воздушные линии на регулятор.С помощью регулятора вы можете ввести соответствующий уровень давления для данного инструмента.
Когда достигается указанное давление, регулятор отключает насос в любой точке его цикла, что означает, что поршень может находиться в середине хода, когда воздух в камере находится под давлением, когда он останавливается. Этот воздух может оказать чрезмерное давление на пусковой контур, которому требуется больше энергии для запуска двигателя. Разгрузочный клапан — это простое дополнение, которое выпускает захваченный воздух, чтобы избежать этой проблемы.
Регулятор регистрируется двумя датчиками: один для контроля давления в резервуаре, а другой для контроля давления в воздушной линии.Кроме того, бак имеет аварийный клапан, который срабатывает при неисправности реле давления.
Что такое поршневой поршень?
Поршневой поршень состоит из следующих частей:
- Коленчатый вал
- Шатун
- Цилиндр
- Поршень
- Головка клапана
Работает аналогично двигателю внутреннего сгорания в автомобиле. Шток коленчатого вала поднимает поршень в цилиндре и выталкивает воздух в камеру сжатия, уменьшая объем воздуха и увеличивая давление.Поршень закрывается, выталкивая сжатый воздух в резервуар для хранения. Затем поршень открывается снова, чтобы втянуть больше воздуха и начать процесс заново.
Компрессоры, использующие поршни, могут быть громче, чем некоторые другие конструкции, из-за того, как компоненты машины движутся и создают трение. Но новые технологии и передовые разработки создают модели с двумя и несколькими поршнями, которые могут сделать работу тише, разделив нагрузку.
Ротационно-винтовой воздушный компрессор
Во многих тяжелых промышленных приложениях поршневой компрессор просто не режет его.Для более высоких давлений, необходимых для сложных пневматических и мощных инструментов, профессионалы обычно выбирают ротационные винтовые воздушные компрессоры.
В то время как поршневой воздушный компрессор использует пульсацию и переменную природу поршневого механика, роторный винтовой компрессор непрерывен. Пара роторов объединяется, чтобы втянуть воздух и сжать его, когда он движется по спирали. Вращательное движение перемещает воздух через камеру и выбрасывает его. Быстрые скорости вращения могут минимизировать утечку.
Многие типы компрессоров требуют принятия мер по минимизации вибраций, которые могут повредить машину, но большинство роторных винтовых компрессоров обеспечивают равномерную работу без вибрации.
Ротационные винтовые компрессоры могут варьироваться в широких пределах, с частотой от 10 кубических футов в минуту до диапазона в 4-5 цифр. Схемы управления включают в себя:
- Останов / пуск: Этот подход либо подает питание на двигатель, либо нет, в зависимости от приложения.
- Нагрузка / разгрузка: Компрессор работает непрерывно, с золотниковым клапаном, который уменьшает емкость бака, когда удовлетворяется определенная потребность в сжатии. Эта схема распространена в заводских условиях, и если она включает в себя таймер остановки, она называется схемой двойного управления.
- Модуляция: Модуляция также использует скользящий клапан для регулировки давления путем дросселирования / закрытия впускного клапана, согласовывая производительность компрессора с потребностью. Эти регулировки менее эффективны для винтовых компрессоров, чем для других типов. Даже при установленной мощности 0 компрессор все равно будет потреблять около 70 процентов от полной нагрузки. Тем не менее, модуляция применима для операций, в которых частая остановка компрессора невозможна.
- Переменное смещение: Эта схема управления регулирует объем воздуха, который подается в компрессор.В ротационных винтовых компрессорах этот метод может использоваться вместе с модулирующими впускными клапанами для повышения эффективности и точности контроля давления.
- Переменная скорость: Переменная скорость — это эффективный способ управления мощностью роторного компрессора, хотя она может по-разному реагировать на различные типы воздушных компрессоров. Меняется скорость двигателя, что влияет на мощность. Это оборудование имеет тенденцию быть более деликатным, чем другие конструкции, поэтому оно может не подходить для особо жарких или пыльных рабочих условий.
Как смазка работает в воздушных компрессорах: залитые маслом и без масла
Одна из самых важных вещей, которые нужно знать о техобслуживании воздушных компрессоров, — как работает смазка. Когда вы смотрите на масляные насосы, вы имеете дело с двумя категориями:
- Насосы с масляной смазкой: В этой конструкции масло брызгает на стенки и подшипники в цилиндре. Этот метод также называется смазкой, залитой маслом, и имеет тенденцию быть более долговечным. Поршневое кольцо представляет собой кусок металла на поршне, который помогает создать уплотнение внутри камеры сгорания.Это кольцо может помочь предотвратить попадание масла в сжатый воздух, но иногда оно все же может просочиться в бак.
- Безмасляные насосы: Безмасляные насосы получают специальную долговечную смазку, которая устраняет необходимость в масле. Во многих отраслях, где загрязнение невозможно, например, на пивоваренных заводах, в производстве продуктов питания и в фармацевтической промышленности, безмасляные насосы являются отличным вариантом. Они гарантируют, что масло не загрязняет воздух, который они используют в своем процессе или продукте.
Залитые маслом насосы представляют собой смешанный пакет.Для электроинструментов, которые требуют смазки, присутствие масла в воздушном потоке может быть полезным. Для инструментов, которым требуется масло, встроенные источники могут распределять масло в четных количествах. Многие инструменты, с другой стороны, могут перестать работать правильно, даже когда в воздушном потоке присутствует даже небольшое количество масла.
При покраске или деревообработке масло может прервать весь процесс. Это может препятствовать равномерному высыханию покрытия или его отделке. Передаваемая по воздуху нефть может даже испортить поверхность деревянных проектов.
К счастью, существуют инструменты для предотвращения попадания масла в бак, такие как воздушные фильтры и маслоотделители, но когда безмасляный воздух имеет решающее значение для работы, безмасляные компрессоры и их постоянная смазка являются лучшим вариантом.
Номинальная мощность воздушного компрессора: что такое CFM?
Когда мы говорим о мощности в воздушном компрессоре, мы обычно говорим о лошадиных силах, но есть много других способов определить, какое давление может обеспечить машина. Мы используем кубические футы в минуту (CFM), чтобы обсудить скорость и объем, с помощью которого машина сжимает воздух. Но скорость, с которой наружный воздух попадает в цилиндр, зависит от тепла, влажности и ветра в окружающей атмосфере.
Чтобы учесть эти внутренние и внешние факторы, производители используют стандартные кубические футы в минуту (SCFM), которые комбинируют CFM с внешними факторами давления и влажности.
Еще один рейтинг, который вы можете увидеть, — объем CFM, который определяет эффективность работы компрессорного насоса. Он извлекает информацию из числа оборотов в минуту (об / мин) двигателя и объема воздуха, который может перемещать цилиндр. Это число является скорее теоретическим измерением, в то время как вы также можете измерить ОВЛХ с точки зрения доставленного воздуха или того, сколько фактически выпущено. Этот номер называется CFM FAD, что означает бесплатную доставку воздуха и полезен для измерения доставки для определенных инструментов.
Насосы против компрессоров: два инструмента для использования воздуха
Между словами «насос» и «компрессор» существует некоторая путаница, и многие считают, что это одно и то же. В действительности, различие между ними является важной частью обсуждения воздушных компрессоров:
- Насос отбирает жидкости или газы и перемещает их между местами.
- Компрессор забирает газ, сжимает его до меньшего объема и более высокого давления и отправляет в другое место.
Наиболее существенным отличием является то, что насос может работать с жидкостями, а компрессор — нет. Жидкости гораздо сложнее сжать. Вы можете найти насос внутри компрессора, например, в поршневом воздушном компрессоре — деталь, которая выполняет сжатие, представляет собой насос. Функции насосов и компрессоров могут перекрываться на машинах, где давление увеличивается с каждым оборотом.
Возьмите, например, шинный насос. В то время как это происходит для выполнения обеих задач — перемещения воздуха и уменьшения его объема — его целью является перемещение наружного воздуха в другое место, в воздухонепроницаемое пространство шины.Так как его цель не состоит в том, чтобы уменьшить объем, это технически не считается компрессором. Альтернативным примером будет использование пневматических инструментов, для которых требуется сжатый воздух. Устройство, уменьшающее объем воздуха, представляет собой компрессор.
Воздушные насосы обычно подразделяются на две категории:
- Поршневые насосы , которые перемещаются вперед и назад. Велосипедный насос представляет собой поршневой насос, в который цилиндр втягивает наружный воздух возвратно-поступательным движением и перемещает его в шину.
- Роторные насосы , также называемые центробежными насосами, которые вращаются. В роторном насосе используется рабочее колесо, которое в основном представляет собой закрытый винт. У этого есть лезвия, которые перемещают поступающую жидкость и посылают это через выпуск на высокой скорости. Этот насос использует моторизованную энергию для перемещения жидкостей из одного места в другое, и его не следует путать с турбиной, которая улавливает жидкости, которые уже движутся.
Сжатый воздух в повседневной жизни
От пневматических дрелей и тормозных систем до блоков HVAC — широкий спектр пневматических инструментов и машин отвечает за комфорт, защиту, автоматизацию и эффективность повседневной жизни.Практически в каждом здании, через которое вы проходите или проходите в определенный день, пневматические инструменты помогли кому-то отшлифовать дерево, покрасить стены, а также забить балки и гипсокартон. В цехах по всему миру люди используют сжатый воздух, чтобы добавить краски и взорвать пыль и мусор.
Нет ничего удивительного в том, что человечество обнаружило способ забирать окружающий воздух, пожалуй, самый богатый ресурс на планете, и преобразовывать его в механическое оборудование для самых разных целей.
Quincy Compressor предлагает высококачественные воздушные компрессоры во многих стилях, включая ротационные винтовые, поршневые / поршневые и безмасляные. Воспользуйтесь нашим локатором продаж и обслуживания, чтобы найти ближайшего к вам дилера.
автор: — Стивен Бертон, бакалавр наук (с отличием) К.Энг, МИЭТ — электронная почта: — [email protected]
Введение
Во многих домах и небольших мастерских установлены одноступенчатые компрессоры, способные создавать давление 7 бар / 100 фунтов / кв. Дюйм для питания ручных инструментов и заполнения шин грузовых автомобилей. Эти простые компрессоры используют самые основные инженерные технологии и успешно производятся на Дальнем Востоке как недорогой потребительский продукт.
Это стало неожиданностью, когда в результате погружения вы приобрели свой первый компрессор с дыхательным воздухом для дайверов высокого давления, цена которого приближалась к стоимости семейного автомобиля, а его использование окружено кучей правовых норм и правил. обязательства по техническому обслуживанию и требования компетентного оператора, которые, если не будут выполнены, вызовут несколько хорошо известных явлений: —
Компрессор может взорваться — взорвать оператора и дайв-центр на биты
Компрессор будет перегреваться и перекачивать сильно ядовитый воздух с примесью окиси углерода
Компрессор будет перекачивать влажный воздух, что приведет к раннему выходу из строя каждого заполненного им цилиндра.
К счастью, взрывы и ядовитый воздух (случаи 1 и 2 выше) относительно редки и могут быть легко предотвращены путем регулярного долгосрочного технического обслуживания и правильного расположения в хорошо проветриваемом месте вдали от выхлопных газов бензина и дизельного двигателя.
Тем не менее, последние правительственные результаты испытаний дыхательного воздуха для дайверов (# 1,7) и отзывы технических специалистов по обслуживанию компрессоров подтверждают, что «75% всех компрессоров для дыхания дайверов с воздухом перекачивают воздух, который не соответствует требованиям EN12021 по содержанию влаги».
Поскольку все современные компрессоры воздуха для дыхания дайверов предназначены для производства чистого сухого воздуха для дыхания дайверов в соответствии с EN12021, несоответствующий воздух может быть вызван только одной из следующих неисправностей: —
Дренажи конденсата выпускаются недостаточно часто (обычно каждые 15 минут)
Фильтр конечного выхода не изменяется достаточно часто (интервал изменения значительно варьируется в зависимости от скорости перекачки компрессора, размера фильтра и рабочей температуры окружающей среды)
Неправильная регулировка конечного клапана поддержания давления (PMV)
Работа и настройка последнего элемента «PMV» вызывают наибольшее недоумение среди пользователей компрессора и являются наиболее часто пропускаемой обычной настройкой компрессора.
Водолазы высокого давления, работающие с компрессорами для дыхания… Игнорируйте PMV на свой страх и риск !!! — поскольку правильное функционирование этого простого механического клапана удаляет более 99% всей влаги, присутствующей в конечном сжатом воздухе; Если PMV не работает, высокий уровень влажности, все еще присутствующий в воздухе, достигающем конечной градирни фильтра, заразит дорогой картридж воздушного фильтра еще до того, как вы заполните первый цилиндр, и обречен на раннюю неудачу при ежегодном визуальном осмотре каждого последующего акваланга заполненный им цилиндр, из-за высокого уровня внутренней коррозии.
Беседа с владельцами дайв-центров и операторами компрессоров выявляет полное недопонимание основных принципов работы специализированной системы фильтрации, характерной для всех компрессоров с подачей воздуха для дыхания с высоким давлением.
То, что пытается сделать эта статья, состоит в том, чтобы раскрыть распространенные заблуждения о том, как работают системы фильтрации компрессора, и подчеркнуть основные проверки и техническое обслуживание, необходимые для производства чистого воздуха для дыхания сухих дайверов — и сэкономить оператору погружения кучу денег в долгосрочной перспективе. в ненужных аквалангах стоит замена танка.
Многоступенчатый компрессор с выдыхаемым воздухом для дайверов высокого давления — введение
Эта фотография любезно предоставлена: — г-ном Стюартом Майнертом, автором учебного курса по технике дайвинга
Обозначение: — NRV = Обратный клапан — односторонний клапан SV = Предохранительный клапан. Конечный предохранительный клапан обычно устанавливается на 10% выше максимального рабочего давления в цилиндре. PMV = клапан поддержания давления — критическая часть системы фильтрации, обычно устанавливаемая для сброса давления в диапазоне 120-160 бар.
После небольшой фильтрации ошибок и трех ступеней сжатия, каждая из которых обеспечивает увеличение давления до х7, большинство современных компрессоров с дышащим воздухом для дайверов высокого давления могут подавать воздух потенциально 7x7x7 = 343 бар / 5000 фунтов на квадратный дюйм. Как правило, несколько внутренних предохранительных клапанов ограничивают создаваемое давление до безопасных пределов, допустимых как для механических частей компрессора, так и для резервуара с аквалангом, который необходимо заполнить.
После последней стадии сжатия воздух проходит через последний воздушный фильтр, после чего он выходит готовым для прохождения через шланг подачи в аквалангист.
Воздух должен затем соответствовать международным стандартам для дайверов, дышащих качественным воздухом, которые в основном гласят, что воздух должен быть чистым, сухим, не иметь запаха и содержать чрезвычайно низкие уровни ядовитых загрязнений, таких как масло, диоксид углерода и окись углерода.
В этой статье мы рассмотрим, как система фильтрации компрессора для вдыхаемого воздуха высокого давления разработана в соответствии с типичным современным стандартом чистоты воздуха, таким как EN12021, как она определяет размер фильтра компрессора, время интервала продувки конденсата, давление поддержание настройки клапана, массы молекулярного сита, массы активированного угля и влияния всех этих параметров на прогнозирование срока службы фильтра в диапазоне рабочих температур и уровней влажности.3 для 40-200 баров
Зачем использовать EN12021? Этот стандарт чистоты воздуха был выбран таким образом, чтобы он включал в себя основные критерии испытаний на содержание водяного пара и более низкие уровни масла, связанные с дыхательными газами без запаха, которые отсутствовали в более старых стандартах испытаний воздуха для дыхания дайверов, таких как ВМС США (# 2), и даже текущий CGA G-7.1 Класс «Е», который, как известно, позволяет производить странно пахнущий (хотя и «не вызывающий возражений») воздух для дыхания и прогрессирующую коррозию внутренней емкости в результате высокого уровня неконтролируемой влажности.
Процесс сжатия начинается здесь!
Воздух, поступающий в компрессор, имеет следующие «типичные» параметры ISO 2533
- Азот (N 2) 78,084%
- Кислород (O 2) 20,946%
- Аргон (Ar) 0,934%
- Двуокись углерода (CO 2) 0,033%
Остальные, как правило, 0,003% (30 частей на миллион) состоят из: • смеси неона, • гелия, • криптона, • ксенона, • радона, • водорода и • фона, окиси углерода. Угарный газ
ОзабоченностьЭти типичные параметры воздуха, указанные в стандарте ISO 2533, перечисленные выше, будут реализованы на открытых зеленых полях, вдали от любого крупного промышленного города.Однако тестирование воздуха в центре города или вблизи большого аэропорта может легко превысить эти параметры, особенно для ядовитых следовых газов, таких как окись углерода. Такое загрязненное место потребовало бы использования Hopcalite после фильтра, чтобы катализировать высокотоксичный монооксид углерода в более приемлемый газообразный диоксид углерода, даже когда цилиндр заполнен с использованием совершенной компрессорной системы.
Справочная информация о углекислом газе
Увеличение загрязнения и повышение мировых уровней углекислого газа, связанных с глобальным потеплением, как ожидается, приведет к тому, что фоновый уровень углекислого газа превысит допустимый уровень в 500 частей на миллион для дайверов, дышащих качественным воздухом, в течение следующих 50 лет, что указывает на будущие потребности в использовании углекислотного скруббера. предварительные фильтры на всех компрессорах дыхательного воздуха для дайверов (№ 4)
Bauer Aeroguard Система предварительной очистки газообразного диоксида углерода — срок службы фильтра около 50 часов в зависимости от компрессора F.А.Д. и выбранный размер подразделения Aeroguard. Обратите внимание # 1, что только 2/3 всасываемого воздуха проходит через химические вещества скруббера. Обратите внимание, # 2, что воздух пропускается через воду, чтобы обеспечить достаточно высокую влажность для эффективной работы химикатов скруббера.
Эта фотография и данные предоставлены Bauer Kompressoren, Мюнхен, Германия http://www.bauer-kompressoren.de
Но как насчет содержания воды в воздухе?
Воздух при различных температурах содержит различные количества влаги.3 воды
Рис. 1 — График содержания влаги в воздухе при относительной влажности 100% в зависимости от температуры в градусах Цельсия
Система критической окончательной фильтрации компрессора, состоящая из элементов молекулярного сита (MS), активированного угля (AC) и гопкалита (HC), может работать только в присутствии очень небольших количеств влаги. Большая часть влаги, присутствующей в воздухе, поступающем в компрессор, ДОЛЖНА быть удалена конструкцией системы компрессора высокого давления до того, как вонючий, маслянистый, влажный воздух высокого давления попадет в окончательный патрон воздушного фильтра для окончательной фильтрации «на уровне следа».
… и здесь кроется большое недоразумение: —
Вопрос: Каким образом 99,3% всей воды удаляется из воздуха компрессора? Ответ: У клапана поддержания давления компрессора (PMV), расположенного после основного воздушного фильтра MS / AC!
Регулируемый клапан поддержания давления PMV, установленный на всех компрессорах дыхательного воздуха Divers. Эта фотография любезно предоставлена компанией Bauer Kompressoren, Мюнхен, Германия http://www.bauer-kompressoren.de
Огромное количество воды, удаляемое конденсатной системой компрессора, быстро становится очевидным для любого, кто когда-либо эксплуатировал правильно отрегулированный компрессор высокого давления в тропиках.
Для наполнения только одного стандартного алюминиевого аквалангового цилиндра DOT-3AL3000 на 80 футов (207 бар / 11 литров) дайверами, дышащими качественным воздухом при температуре окружающей среды 35 градусов по Цельсию (что приводит к конечной градирне фильтра обычно 45 градусов по Цельсию), потребуется конденсат компрессора. система для удаления (11 x 207 x 65,5) / 1000 = 149 куб. см воды, показано ниже
Рис. 3 — Вода, содержащаяся во влажном 45-градусном воздухе, используемая для перекачивания только одного цилиндра с аквалангом 207 бар / 3000 фунтов на квадратный дюйм
Чтобы удалить 99,3% воды, присутствующей в воздухе, компрессор ДОЛЖЕН иметь PMV, и он должен быть установлен как минимум на 140 бар / 2000 фунтов / кв. Дюйм.
Конечный фильтрующий картридж удаляет только последние мелкие следы оставшейся влаги, которые не удаляются путем сжатия до давления выпуска PMV.
Нет необходимости говорить, что межступенчатые конденсатные колонны компрессора должны быть достаточно большими, чтобы вместить всю воду, собираемую после каждой ступени компрессора, во всем диапазоне рабочих температур, уровнях влажности окружающей среды, а также в опубликованные изготовителями времена «продувки» в диапазоне от 5 до 30 минут. ,
Из-за недопонимания того, как работают водолазные воздушные компрессоры, удивительно, что не все эти компрессоры даже имеют PMV или имеют межступенчатые конденсатоотводчики достаточного объема для сбора всей конденсированной воды
.Винтовой компрессор Принцип работы Анимация
770CFM 508PSI винтовой компрессор принцип работы анимация
1. винтовой компрессор принцип работы анимация Основные технические характеристики:
| NO | Марка | Тип | Модель | Производительность | Давление | Двигатель | Охлаждение | Вращение | Размер | Вес | ||
| м3 / мин | куб. М. | Мпа | фунтов на кв. Дюйм | кВт | Тип | р.вечера | мм | кг | ||||
| 11-52SH-22/35 | PH | 330 | 22 | 770 | 3,5 | 508 | 242 | воздух | 735 (1) | 1800x850x1140 (1) | 660 (1) | |
Поиск « HENGDA » для всего ассортимента компрессоров
Поиск « HENGDA PL » для получения дополнительной информации Поршневые компрессоры низкого давления
9000 HENGDA PM «для большего количества поршней — Компрессоры среднего давленияПоиск» HENGDA PH «для большего количества поршней — Компрессоры высокого давления
Поиск» HENGDA PN «для получения дополнительных поршней — Безмасляные компрессоры
Поиск» HENGDA PB «для большего количества поршневых — бустерных компрессоров
2.
1. Воздушный компрессор низкого давления2. Поршневой компрессор среднего давления
компрессор
4. Безмасляный поршневой компрессор низкого давления
5. Безмасляный поршневой компрессор высокого давления
6.Воздушный компрессор для повышения давления
3. принцип работы винтового компрессора анимация Профиль:
1. Мы являемся производителем воздушных компрессоров. Мы ищем ответственных оптовых, квалифицированных дистрибьюторов, Интересный специализированный магазин или дисконтный магазин для долгосрочного сотрудничества.
2. Наш автомобильный компрессор или насос воздушного компрессора имеют поршень и винт, а также совместимую систему последующей обработки, включая воздушный бак, осушитель воздуха, фильтр, даже воздушный компрессор на 300 бар для выдувания ПЭТ, электростанции, пескоструйной очистки и т. Д.
3. Наш завод производит серию воздушных компрессоров, все компрессоры, включая поршневой компрессор и винтовой компрессор. Поршень имеет различные типы смазочных или не смазочных поршневых компрессоров.
4. Роторные компрессоры имеют насосы разных типов. У нас есть портативный мини-аэрограф с приводом от ремня и портативный мини-воздушный компрессор, у нас есть винтовой воздушный компрессор с приводом от вала, у нас также есть воздушный компрессор с дизельным двигателем для горнодобывающей промышленности и строительства.
5. Наша фабрика разрабатывает воздушный компрессор низкого давления, компрессор среднего и высокого давления, даже специальный мини-компрессор высокого давления.
6. Наш завод разрабатывает портативный воздушный компрессор и стационарный воздушный компрессор с или без воздушного бака в соответствии с подробным запросом клиента.
7. Наш воздушный компрессор оснащен обратным клапаном воздушного компрессора и другим клапаном компрессора и электродвигателем воздушного воздушного компрессора.
8.Наши воздушные компрессоры разработаны компанией Ingersoll rand, и мы настаиваем на улучшении нашей головки воздушного компрессора и системы регулирования давления воздушного компрессора, включая ASSC и двойной регулятор воздуха.
9. Наша фабрика разрабатывает мини-воздушный компрессор и бесшумный воздушный компрессор, а серия электродвигателей с электрическим воздушным компрессором для мини-компрессора из серии компрессоров переменного тока состоит из 12-вольтного воздушного компрессора и воздушного компрессора Tomini 220В.
10.Наша фабрика разрабатывает различные типы головок поршней, воздушных компрессоров, компрессорных генераторов.
11.Наша фабрика разрабатывает и поставляет различные высококачественные запасные части для компрессора. Запасные части воздушного компрессора могут обеспечить стабильную и бесперебойную работу компрессора и воздушного насоса.
12.Наша фабрика разрабатывает и поставляет различные дизельные компрессоры для горнодобывающей промышленности и строительства.
4. Принцип работы винтового компрессора анимация Совместимая система последующей обработки:
1.Воздушный резервуар низкого давления
2. Воздушный резервуар высокого давления
3. Предварительный охладитель
4. Дополнительный охладитель
5. Сепаратор масло-вода
6. Предварительный фильтр
7. Высокотемпературная холодильная сушилка
8. Прецизионный фильтр
9. Активный карбонатный фильтр
10. Суперточный фильтр
5. Принцип работы винтового компрессора анимация Шоу:
000 ,Почему мой воздушный компрессор теряет давление
Последнее обновление: 23 апреля 2020 г., 07:26
По оценкам Министерства энергетики США, типичное промышленное предприятие использует около 10 процентов своего потребления электроэнергии на сжатие воздуха , делая сжатый воздух главными расходами в США. Потеря давления означает потерянные деньги. Неэффективные производственные системы снижают прибыль и могут даже угрожать текущей финансовой жизнеспособности бизнеса. В условиях такой жесткой ценовой конкуренции производители не могут позволить себе игнорировать непредвиденные расходы.
На промышленных объектах неисчислимые суммы накладных расходов расходуются из-за ошибок в системе, которые приводят к снижению давления воздуха между компрессором и соответствующим арсеналом пневматических устройств. Это явление известно как падение давления, которое ослабляет мощность подачи сжатого воздуха и делает приложения менее эффективными. Итак, что такое падение давления в воздушном компрессоре, и как вы можете минимизировать проблему?
Что такое падение давления в воздушном компрессоре?
Падение давления — это фраза, которая относится к случаям, когда потеря давления происходит внутри системы сжатого воздуха.Это может происходить в многочисленных точках между воздушным резервуаром и инструментами конечных точек, если что-то мешает потоку сжатого воздуха. Хотя полностью устранить это невозможно, проблема должна учитывать лишь небольшую долю давления нагнетания вашей машины.
Если в вашей системе распространятся случаи падения давления, вы неизбежно увидите снижение качества от пневматических инструментов в вашем арсенале. Когда укореняются ограничения потока, для решения проблемы требуется больше энергии.Если ваша система не может обеспечить достаточное давление воздуха при нормальной рабочей мощности, машина будет напрягаться только для компенсации. Поэтому крайне важно минимизировать эти проблемы любыми возможными способами, чтобы поддерживать эффективность и продуктивность ваших операций.
Когда происходит падение давления, проблема обычно кроется в доохладителе, обратных клапанах или сепараторах смазки. Каждый раз, когда воздушный компрессор настаивает на повышенном давлении нагнетания, больше энергии уходит впустую. Кроме того, повышенное потребление давления приводит к дальнейшему расточительному использованию в других областях.
Если вам нужно больше давления в конечной точке, сделайте это своим первым приоритетом, чтобы минимизировать падение давления. Старайтесь не поддаваться желанию повысить производительность машины или повысить давление в системе. Если вы подавите регуляторы, чтобы компенсировать потерянное давление, регуляторы станут менее отзывчивыми, когда это необходимо в других областях, например, при возникновении утечек.
Что вызывает падение давления воздуха?
Прежде чем вы сможете узнать, как остановить падение давления, вы должны сначала понять, что вызывает его.Итак, в чем причина падения давления в воздушных компрессорах?
Падение давления может быть вызвано любым препятствием для воздушного потока, которое может появиться через различные компоненты, которые составляют систему сжатого воздуха. Если воздушный поток ограничен из-за присутствия грязи в одном из проходов, это может привести к небольшой потере давления воздуха между устройством и конечной точкой приложения. Некоторые из самых больших перепадов давления могут быть выявлены в результате проблем в конечной точке. Например, если у вас есть утечки в шланге, который соединяется с пневматической аэрографом, вы неизбежно потеряете часть давления воздуха, создаваемого вашим компрессором.
На другом конце системы могут возникнуть проблемы с сепараторами или фильтрами, которые могут вызвать потерю давления. В периоды, когда температура достигает своего пика, а сжатый воздух достигает максимального потока, вы, вероятно, увидите самые большие потери давления. В системах, где регулятор, который обрабатывает конечное давление, не может поддерживать необходимое давление ниже по потоку для рассматриваемого применения, система в целом, вероятно, будет указана как имеющая избыточные уровни потери давления.
При сборке системы сжатого воздуха помните о возможности падения давления. Ваш выбор компонентов должен быть частично основан на том, как они работают в условиях, когда падение давления является вероятным фактором. Если вы наладите постоянное взаимодействие с поставщиком, у которого вы приобретаете огромное количество компонентов системы, вам следует поднять этот вопрос с поставщиком, чтобы гарантировать, что приобретаемые вами компоненты будут соответствовать надлежащим характеристикам перепада давления.
Чтобы получить точную диагностику падения давления, вам необходимо измерить уровни давления в различных точках системы.Таким образом, вы можете определить, какие детали ответственны за потерю давления воздуха.
Все о давлении
Итак, почему мой компрессор не создает давление? Давление — это мера силы на единицу площади. Таким образом, повышение давления происходит, когда большие объемы воздуха уплотняются в коротком, тесном пространстве. , Для того чтобы это произошло, воздух должен сначала всасываться в камеру, чтобы происходило повышение давления. Сила, наложенная на этот воздух, должна обеспечиваться со всех сторон без шансов на спасение.Без этой всеобъемлющей силы вы не сможете добиться повышения давления, необходимого для превращения этой подачи воздуха в источник питания для инструментов и механизмов.
В воздушном компрессоре окружающие силы, которые вызывают повышение давления каждой поступающей подачи воздуха, создаются стенками внутренних камер. В роторном винтовом воздушном компрессоре в этих камерах размещаются винтовые винты, вращающиеся в противоположных направлениях, которые сжимают влагу из воздуха. В поршневом воздушном компрессоре в этих камерах находятся поршни, которые уплотняют воздух в форму силы.
Процесс постепенно утратит свои возможности повышения давления, если стенки, содержащие воздух, потеряют свою структурную прочность. Если вдоль этих стен начнут образовываться трещины или трещины, даже слабые, каждый источник подачи воздуха может стать менее и менее мощным к тому времени, когда он перейдет к конечной точке приложения. По сути, целостность камеры, которая улавливает каждый поступающий воздух, так же ответственна за мощность выходящего воздуха, как и винты и поршни, которые делают возможным процесс наддува.
Воздух, который подвергается повышению давления внутри компрессора, на научном языке называется газом. Хотя любая форма материи, которая не является ни жидкой, ни твердой, технически называется газом, газ, сжатый в воздушном компрессоре, фактически является окружающим воздухом из окружающей среды машины.
Чтобы накопить силу и интенсивность, необходимые для повышения давления, процессу требуется энергия. Воздушные компрессоры предназначены для перемещения энергии из центральной камеры наддува в конечную точку применения, такую как пневматическая щетка или шлифовальный станок.Энергия, создаваемая поршневым или вращающимся винтовым воздушным компрессором, предназначена для использования в смежной смежной области, где воздух в конечном итоге выделяется на кончике инструмента или в процессе работы машины с пневматическим приводом.
Падение давления является непреднамеренным следствием процессов, которые превращают окружающий воздух в сжатую энергию. Хотя падение давления нежелательно, оно в некоторой степени неизбежно практически в любой системе. Падение давления бывает двух основных видов: естественное и непреднамеренное.Естественный тип перепада давления — это небольшое количество, которое будет иметь место, независимо от плотности и совершенства вашей системы. Непреднамеренное падение давления является следствием недостатков в вашей системе, которые могут быть исправлены, если вы знаете, как точно определить источник проблемы.
Факторы конструкции
Когда в системе сжатого воздуха происходят непреднамеренные падения давления, проблема обычно возникает из-за проблем с конструкцией в распределительной сети.В физике давление определяется как механическое свойство. Во многих различных случаях проблема будет возникать из-за недосмотра со стороны менеджеров склада. Если инженер, отвечающий за планирование, не сможет правильно выровнять и разместить компоненты воздушной системы, значительные объемы силы могут в конечном итоге быть потеряны к тому времени, когда сжатый воздух достигнет соответствующих пневматических инструментов.
Если система спроектирована для подачи воздуха в несколько различных областей по заводскому цеху, плохое планирование может привести к тому, что в некоторых областях будет недостаточно воздуха для инструментов и процессов под рукой.Во многих случаях плохое планирование системы происходит из-за поспешного размещения компонентов системы и поспешного выбора при покупке.
Если у вас самая технически совершенная и правильно организованная система сжатого воздуха, неизбежно будет определенная степень потери давления. Министерство энергетики рекомендует, чтобы должным образом спроектированная система имела потерю давления намного меньше 10 процентов от нагнетания компрессора до точки использования. Однако никогда нельзя ожидать, что проблема падения давления полностью исчезнет.
Падение давления может произойти, если вы добавите больше труб в систему сжатого воздуха. Это связано с тем, что повышение давления происходит из-за сжатия воздуха в компактные пространства. Как только воздух попадает в большую область, часть воздушного давления теряется.
Когда вы добавляете пространство для воздуха под давлением, который вы занимаете, вы существенно увеличиваете объем самого пространства. Чем больше объема воздуха в системе подачи сжатого воздуха, тем больше давления требуется для сохранения мощности сжатого воздуха.Добавляя больше труб в вашу систему, вы увеличиваете количество путей для перемещения воздуха, следовательно, снижаете давление. Чтобы избежать этой потери давления, вам нужно больше давления, чтобы учесть увеличенное пространство. В противном случае вы берете запас воздуха, который получил x-кратное давление в пространстве y-размера, и выпускаете его на большую площадь.
Для достижения достаточной мощности воздушного потока для всех применений в вашей рабочей области вам необходимо пропорционально распределить давление и объем.Для этого необходимо рассчитать уровень давления, необходимый для каждого системного инструмента на полу вашего завода или склада. Вы не получите точного расчета, если просто сложите все ожидания использования различных приложений, потому что в нем не будет учтена вероятность падения давления на каждом пути.
Блокировка воздушного компрессора
Одной из основных причин падения давления является любое физическое препятствие вдоль воздушной системы.При наличии препятствия это приведет к частичной блокировке воздушного потока в зоне воздействия вдоль системы. Блокировка может блокировать только небольшую часть общего потока, но это может привести к значительной потере давления. Препятствия редко вызывают полную остановку воздушного потока; если бы это было так, система быстро отключилась бы из-за повышения давления.
Давление будет на самом деле усиливаться перед препятствием, а затем значительно падать, когда воздух проходит через заданную точку.Когда вы исследуете причину такой проблемы, это пятно интенсивности может упростить выявление препятствия.
Препятствия иногда непреднамеренно встроены в систему. Если ваши трубы и соединители крепятся к стенам, то могут быть металлические болты, которые частично проникают в некоторые из этих труб. Даже если металл едва проникает внутрь трубы, он все равно уменьшит диаметр в точке воздушной системы.
Препятствия также могут быть вызваны клапанами в воздушной системе.Когда воздух проходит через клапан и поворачивается, неизбежно произойдет небольшое изменение давления из-за прерывания импульса потока. Некоторое оборудование, которое вы можете использовать для мониторинга вашей системы, также может привести к снижению давления воздуха. Примеры включают в себя встроенные датчики и датчики, которые могут воздействовать на давление воздуха, просто вступая в контакт с трубами и соединителями.
Величину падения давления, вызванного этими встроенными элементами, трудно исключить из уравнения.К счастью, любая потеря давления, вызванная датчиками, клапанами или крепежными элементами, вряд ли будет основным источником неэффективности. Как и большинство операторов компрессоров, вы, вероятно, никогда не знали о незначительном влиянии, которое эти встроенные части системы могут оказать на расход вашей системы.
Одна системная часть, которая постепенно теряет способность выполнять свою намеченную работу, — это фильтр. В то время как фильтры устанавливаются на место, чтобы блокировать частицы, которые могут загрязнять сжатый воздух и препятствовать его потоку, фильтры со временем засоряются пылью и грязью.Как только фильтры становятся слишком грязными, впускные клапаны втягивают все меньше и меньше воздуха в компрессор, тем самым лишая вашу систему нового воздуха для повышения давления. Конечно, чистые фильтры также могут оказывать небольшое сопротивление, но грязные фильтры будут постепенно препятствовать работе вашего воздушного компрессора.
Падение давления, вызванное фактическим падением давления
Производственники, эксплуатирующие неэффективные системы сжатого воздуха, подвержены собственным формам давления — времени и затрат.Каждый PSI избыточного рабочего давления увеличивает энергопотребление воздушного компрессора примерно на 0,5 процента. Таким образом, принятие экстренных мер без проверки вашего текущего макета только ухудшит стоимость и производительность.
Падение давления ограничивает объем энергии, поступающей в конкретную конечную точку приложения. Когда это происходит, производство замедляется, а эксплуатационные расходы увеличиваются. Когда менеджеры узнают об этих ситуациях, обычной реакцией является просто увеличить мощность, чтобы усилить давление, которое достигает каждого пневматического приложения.Такое действие может быть поспешной ошибкой в суждении, которое только увеличит ваши затраты и в конечном итоге приведет к повреждению системы и преждевременной потребности в дорогостоящих новых деталях.
При перегрузке системы чрезмерными объемами давления последствия могут быть разрушительными и, возможно, катастрофическими, особенно если вы позволите ситуации продолжаться без контроля в течение определенного периода времени. Чрезмерные нагрузки являются наиболее опасными для точек соединения в системе сжатого воздуха, таких как клапаны и контакты.
Например, если в трубу подается слишком большое давление воздуха, давление может привести к чрезмерной нагрузке в точке соединения, где начинается труба, и привести к утечке воздуха. Поскольку перегрузка сохраняется и компонент становится еще слабее, давление может в конечном итоге привести к разрыву и сделать детали непригодными для использования.
Продувка компонентов приводит к утечкам. Вы, вероятно, думаете, что утечки вызвали падение давления. Они, вероятно, не сделали. Вероятно, это сделали неподходящие манометры, чрезмерно вытянутые трубопроводы, изгибы, неровности внутренней части трубы, засоры и грязные фильтры.Утечки возникли в результате перегрузки, которая была реакцией на недопустимое падение давления. Если вы охотитесь только за утечками, вы ищете симптомы неполадок в системе сжатого воздуха, а не их причину. Обнаружение утечек предоставит доказательство отказа. Замените их, а затем переходите к планированию долгосрочного и экономически эффективного решения ваших проблем, связанных с падением давления.
Решения
Когда вы находитесь под давлением, вы делаете ошибки. Таким образом, первое решение непредвиденных падений давления в вашей системе сжатого воздуха — сохранять спокойствие и позаботиться о том, чтобы вы не проверяли настройку давления компрессора до тех пор, пока не полностью изучите причину проблемы.Увеличение силы в вашей системе просто приведет к утечкам и усугубит ситуацию.
Существует несколько способов исправить падение или потерю давления в воздушном компрессоре. Рассмотрим временный подход к решению общей проблемы:
- Краткосрочная: Проверьте все уплотнения и разъемы в вашей системе на наличие утечек. Очистите или замените все фильтры и уменьшите уставки давления на компрессорах.
- Среднесрочный: Размещайте мониторы давления в различных точках вашей системы, особенно до и после каждого устройства.Проверьте наличие необычных падений давления в системе. Институт регулярных профилактических осмотров.
- Долгосрочный: Составьте план вашей системы и реорганизуйте производственный цех, чтобы сократить количество трубопроводов. Исключить все изгибы и заменить трубы, которые демонстрируют необоснованные падения давления.
Прежде всего, вы должны понимать, что падение давления стоит денег, и решение этой проблемы может перевернуть вашу компанию. Потеря денег из-за чрезмерного энергопотребления просто сделает вашу продукцию неконкурентоспособной.Получение самой эффективной системы сжатого воздуха, работающей на вас, позволит вам повысить эффективность, чтобы превзойти ваших конкурентов, и вы опередите всех.
Как рассчитать перепад давления
Что такое расчет перепада давления Стандартное уравнение перепада давления сжатого воздуха для расчета вероятной разницы давления между компрессором и пользователем известно как «эмпирическая формула». Эта формула имеет вид:
dp = 7,57 q1,85L 104 / (d5p)
Факторы, представленные буквами в этой формуле, следующие:
- dp: Падение давления, измеренное в кг / см2.
- q: Объемный расход воздуха, измеренный в м3 / мин.
- L: Длина трубы, измеренная в метрах (м).
- d: Диаметр внутренней части трубы, измеренный в миллиметрах (мм).
- p: Общее начальное давление, измеренное в (кг / см2).
Несмотря на математику, лежащую в основе этой формулы, многие менеджеры склада отстают от ее сложности. Следовательно, обычной практикой является повышение давления на воздушном компрессоре и ожидание, пока пневматические инструменты не получат надлежащую интенсивность давления воздуха.В этом и заключается проблема, которая делает многие фабричные операции неэффективными, когда речь идет об использовании энергии; когда вы увеличиваете давление, чтобы компенсировать потери, вы увеличиваете падение давления и потребляете чрезмерное количество энергии. Таким образом, производственные операции становятся более дорогостоящими и менее производительными.
Проблемы распределения
Несмотря на очевидные поверхностные сложности, математическая формула для расчета перепада давления основана на простом расположении компрессора к трубе.Формула не учитывает возможность изгибов вдоль трубопроводов компрессорной системы. Другим фактором, который формула не принимает во внимание, является возможность уменьшения потока в воздушной трубе. Внутренняя поверхность трубы и способ прокладки трубы через воздушную систему могут быть причинами турбулентности во время воздушных операций.
Операторы компрессора часто предполагают, что воздух всегда движется в прямом направлении внутри присоединяемых труб, но иногда это не так.По всей схеме расположения воздушных труб в системе энергия может быть потрачена впустую, поскольку поток воздуха прерывается или сбивается с пути изгибами и перегибами в трубопроводе. В каждой точке системы, где воздух направляется неправильно, энергия расходуется этими непроизводительными движениями. Если изгибы являются небольшими и неуловимыми для невооруженного глаза, может быть трудно измерить направленный поток в системе сжатого воздуха.
Воздух течет по прямой или нет, определяется фактором, называемым числом Рейнольдса.Этот коэффициент определяется по формуле:
Re = ρvd / µ
Значения этих символов следующие:
- Re: Число Рейнольдса
- ρ: Плотность воздуха
- v: Среднее значение скорости
- d: Диаметр трубы
- µ: Динамическая вязкость
Получив число Рейнольдса, вы сможете решить, эффективен ли ваш воздушный поток.Воздух, проходящий по прямой линии, называется «ламинарным потоком». Когда воздух идет по извилистому пути, он находится в «турбулентном потоке». Вы можете пометить ваш поток как ламинарный, если ваши наблюдения привели к числу ниже 2300. Если он выше 3000, у вас турбулентный поток.
Вы можете отказаться от вычисления числа Рейнольдса и просто включить компрессор. Это распространенная ошибка, которая вносит гораздо большую неэффективность в ваше энергопотребление. Это потому, что турбулентность создает сопротивление в потоке.Сопротивление замедляет скорость потока и вызывает падение давления.
Вы, вероятно, думаете, что повышение давления в вашей системе трубопроводов приведет к ускорению движения воздуха и увеличению турбулентности. Противоположность верна. Более высокое давление фактически увеличивает турбулентность, поэтому преодоление проблемы с помощью грубой силы не является приемлемым вариантом.
Как минимизировать падение давления в вашей системе воздушного компрессора
Существует множество способов справиться с потерей давления.Если в любой точке системы сжатого воздуха имеются препятствия, поток воздуха неизбежно будет ограничен на некотором уровне, что приведет к падению давления. Факторы, вызывающие наиболее неприятные падения давления, могут быть разделены на две области: компоненты воздушной системы и расположение указанных частей.
Для обеспечения того, чтобы падение давления было сведено к абсолютному минимуму, необходимо учитывать эту проблему при разработке системы сжатого воздуха. Когда вы выбираете доохладитель, вы должны выбрать тот, который максимально уменьшит падение давления во время пиковых операций.Вы должны применять этот же стандарт к фильтрам, осушителям и сепараторам, каждый из которых должен выдерживать самые интенсивные условия и температуры при минимальной потере давления. После установки этих компонентов в вашу систему обязательно соблюдайте рекомендуемые процедуры обслуживания:
- Тщательно организуйте систему распределения, чтобы предотвратить сгибы, изгибы и утечки.
- Минимизируйте присутствие влаги в трубах, регулярно чистя фильтры и осушители.
- Сократить длину системы распределения. Когда у вас меньше расстояния для перемещения воздуха, вы можете уменьшить вероятность и интенсивность давления вдоль пути между воздушным компрессором и конечной точкой применения.
- Определите, какие регуляторы давления дадут самый низкий перепад. Сделайте то же самое со шлангами и лубрикаторами. Эти части должны быть рассчитаны для истинного расхода, в отличие от среднего расхода.
При проверке системы на наличие проблем, которые могут быть причиной падения давления, проверьте следующие детали:
- Шланги : Утечки воздуха могут образоваться и привести к потере давления, если на шлангах, соединяющих компрессор, появляются разрывы и разные пневматические инструменты.
- Трубы: Трещины также могут образовываться на трубках, которые подключаются к воздушному компрессору.
- Муфты: Слабые муфты могут привести к потере воздуха и падению давления. Это может быть особенно дорогостоящим, даже если рыхлость незначительна.
- Деревья трубопроводов: Части вашей системы, где воздушный поток направляется в два потока, могут быть уязвимы для утечек воздуха.
- Колено: Все точки соединения могут сделать вашу систему уязвимой для потери давления, включая колено.
- Фильтры: Фильтры, которые блокируют попадание пыли в вашу систему, будут постепенно засоряться, что требует регулярной проверки этих деталей.
- Регуляторы: Прохождение воздуха через вашу систему контролируется регуляторами, которые должны всегда работать без перебоев.
- Клапаны: Клапаны должны быть плотно закреплены во избежание утечки воздуха.
- Форсунки: Любая часть системы с форсункой может иметь утечку воздуха в этом месте, если форсунка надежно не закреплена.
- Лубрикаторы: Убедитесь, что смазочный компонент полностью функционирует.
Если вам интересно, как еще больше снизить падение давления и максимально увеличить эффективность вашей системы, попробуйте выполнить следующие процедуры обслуживания:
- Перепроектируйте компоновку вашей системы, чтобы сократить расстояние между воздушным компрессором и соответствующими пневматическими инструментами.
- Замените старые шланги, если вы видите сгибы, изгибы или трещины по всей длине резины.
- Проверьте герметичность всех точек подключения, особенно труб, выходящих из компрессора.
- Дважды проверьте каждую точку соединения между трубами и другими деталями, чтобы обеспечить герметичность.
- Осматривайте регуляторы давления один раз в неделю и сбрасывайте или настраивайте, если необходимо.
- Проверить смазочные материалы на износ и при необходимости заменить их, возможно, с заменой другого размера.
- Замените дополнительный охладитель, если он больше не обеспечивает достаточную регулировку температуры воздуха в компрессоре.
- Замените сепараторы, если они не могут отфильтровать влагу из воздуха, который проходит через вашу систему.
Убедитесь, что у вас также есть полностью функционирующие сушилки и система, в которой шланги должны быть короткими, а количество точек подключения — минимальным.
Связаться с Quincy Compressor
Изучение того, как остановить падение давления в воздушном компрессоре, может быть сложным процессом. Чтобы диагностировать и эффективно устранить перепад давления, ваша система сжатого воздуха должна пройти профессиональную проверку, чтобы убедиться в правильности расчетов размеров различных компонентов.Для максимальной точности этих расчетов размеров эту работу должны выполнять лицензированные специалисты с многолетним опытом проверки воздушных компрессоров и пневматических систем.
В Quincy Compressor наша команда сервисных техников известна во всем промышленном секторе за наше внимание к деталям и преданность качеству. В течение прошлого столетия мы были ведущим мировым новатором в технологии сжатого воздуха. С нашим арсеналом инструментов и оборудования и нашим техническим опытом, мы можем изучить производительность вашей системы сжатого воздуха и внести улучшения, которые значительно повысят ее эффективность.
Свяжитесь с Quincy Compressor, чтобы узнать, как мы можем вам помочь. Мы можем отправить представителя отдела продаж или обслуживания, чтобы посетить ваш сайт, или вы можете зайти в один из наших сервисных центров для быстрого чата. Найдите ближайший к вам авторизованный центр продаж и обслуживания Quincy через наш отдел продаж и обслуживания. Уменьшите давление на себя, а затем избавьтесь от перепадов давления воздуха на вашем предприятии. Устраните неисправности в вашей системе сжатого воздуха сегодня, прежде чем они сокрушат жизнеспособность вашей компании.