Устройство поршневого воздушного компрессора: Принцип работы и устройство воздушного компрессора

Содержание

Воздушные компрессоры, устройство и области применения

Это устройства, специально предназначенные для сжатия различных газов (воздуха, паров и т.д.) и их подачи к месту применения. Область использования компрессоров очень велика и разнообразна – ремонтно-монтажные, покрасочные работы, строительство, производство, нефтегазовая и угольная промышленность, медицина, словом, там, где работают пневмоинструменты, различное оборудование на пневматическом приводе – везде поставщиком движущей силы является воздушный компрессор. Неприхотливость к погодным условиям, высокая надежность и КПД, простота конструкции пневмооборудования сделали воздушные компрессоры одним из основных элементов, выполняющих разнообразные функции в производстве, науке и быту.

Для правильного выбора воздушного компрессора требуется знать несколько основных характеристик, определяющих сферу применения и параметры работы в составе оборудования.

Конструктивно компрессоры бывают:
  • винтовые;
  • на ременном приводе;
  • на прямой передаче.

Винтовые компрессоры характеризуются экономичностью потребления электроэнергии, высокой надежностью и КПД, малой степенью трения рабочих поверхностей движущихся элементов, хорошей теплоотдачей. Принцип действия таких компрессоров основан на применении двух винтовых роторов, которые, поступательно вращаясь в направлении выпускного патрубка, создают возрастающее давление рабочего потока. Винтовые роторы расположены в масляной ванне для снижения трения и температуры, возникающей в процессе вращения.

Компрессоры на ременном приводе представляют собой поршневую конструкцию – два последовательно расположенных рабочих цилиндра «прессуют» воздух до высокого значения сжатия. Приводится в действие такой компрессор ременной передачей с вала электро или другого вида двигателя. Отличаются высоким уровнем рабочего давления и производительностью, долговечностью, активным использованием в разнообразных сферах применения.

Наиболее распространенным видом компрессоров является компрессор с прямой передачей. Передача энергии двигателя к поршню вызывает сжимание воздуха в рабочем цилиндре и его движение к выпускному отверстию.

Среди поршневых компрессоров различают:
  • масляные;
  • безмаслянные.

Поршневые масляные компрессоры имеют высокую производительность и низкую стоимость, что обусловило их широкое применение в быту и производстве. К недостаткам их конструкции относится необходимость периодического обслуживания масляных фильтров и постоянного контроля уровня масла.

Безмаслянный поршневой компрессор не нуждается в специальном сложном техобслуживании и пристальном внимании, выдает воздух без примесей и является отличным вариантом для покрасочных работ. Его основной недостаток – малая мощность (до 1,5кВт), что ограничивает области применения.

Поршневые компрессоры обоих видов являются наиболее распространенными в силу их преимуществ.

Преимущества поршневых компрессоров:

  • простота обслуживания и эксплуатации;
  • хорошие массогабаритные показатели;
  • длительный срок применения и надежность;
  • высокая ремонтопригодность;
  • низкая стоимость.

При сравнении с винтовыми компрессорами в категории малой и средней производительности, поршневые являются значительно лучше.

Широкий рынок поршневых компрессоров представлен огромным ассортиментом моделей и производителей, в том числе произведенным по технологиям известных брендов и не уступающих по всем основным характеристикам.

В такой ситуации основной выбор для приобретения компрессора можно провести по критерию стоимости, формируемой на основе места продажи, страны производства, конструктивных особенностей модели и времени ее выпуска.

Для нормальной работы компрессоров используются ресиверы и осушители, обеспечивая выходной поток рабочих газов заданного качества.

Важный элемент воздушного компрессора – ресивер. Его задачей является хранение запаса воздуха для компенсации перепадов неравномерности воздушного потока. Объем ресивера может составлять до пятисот литров в зависимости от модели компрессора. Особая разновидность ресиверов – вертикальные, их используют и для удаления влаги, масла из буферной емкости, а также для хранения сжатого воздуха.

Осушители очищают формируемый поток воздуха от частичек влаги и других примесей, что очень важно при лакокрасочных работах. В некоторых случаях могут использоваться для сушки воздуха в помещениях с помощью компрессорного оборудования, снижая общий уровень влажности.

Частая цель покупки компрессора – проведение покрасочных работ. Для малых поверхностей отлично подходят поршневые недорогие компрессоры с производительностью до 90л/минуту, а для других целей требуются более профессиональные модели.

На правах рекламы.

Масло для поршневых воздушных компрессоров

Поршневой воздушный компрессор — это устройство, которое используется для создания давления. По принципу работы он противоположен двигателю внутреннего сгорания. Но то, что для ДВС требуется масло, знают практически все. А вот о компрессорах такое сказать нельзя.

При этом возникают вопросы, как обслуживать поршневые компрессоры и какие смазочные материалы требуются для них? Подойдёт ли продукт для ДВС или требуются специальные составы? Разберёмся в статье.

Зачем масло в компрессоре?

Во-первых, необходимо понимать, что любое механическое оборудование нуждается в смазывании, иначе его ресурс очень быстро израсходуется, и оно сломается. Компрессоры работают по принципу обратному ДВС.

Если в двигателе вращение происходит за счёт давления, образовавшегося в цилиндрах в ходе сгорания воздушной смеси, которое с помощью коленвала передаётся на вал, то в компрессоре всё наоборот. В этом случае вращается вал, который приводит в движение внешний привод, а дальше уже начинают работать поршни в цилиндрах и создаётся давление.

То есть ДВС работает, чтобы запустить вал, а компрессор, чтобы создать давление.

Современные поршни в компрессорных установках изготавливают из материалов, которые имеют очень низкий коэффициент трения. Как правило, это тефлон или фторпласт.

При этом создаётся впечатление, что смазывание таким элементам вовсе не требуется. В тех же автомобильных компрессорах, отдельный смазывающий состав не используется. Но огромное значение имеет то, какой объём воздуха перекачивается. Когда газы сжимаются, выделяется энергия тепла.

То есть вся поршневая группа во время работы испытывает сильный нагрев. И чем выше создаваемое давление, тем больше тепла выделяется. Собственно, поэтому цилиндры и имеют рёбра воздушного охлаждения.

Так при чём же здесь масло? Оно имеет хорошую теплопроводность. Когда поршневая группа омывается масляным составом, он отводит некоторое количество тепла. Даже при минимальном коэффициенте трения присутствует нагрев.

Если агрегат будет работать без смазывания, метал раскалится, от температуры его может «повести», что нарушит геометрию. Помимо самих поршней и цилиндров, поршневая группа включает немало других составляющих: коленвал, шатуны, иногда редуктор и др. Все они требуют смазки для нормальной работы.

Для наглядности рассмотрим, как устроен поршневой компрессор:

Рис.1 Устройство поршневого компрессора

Свободное вращение коленвала обеспечивают подшипники. Без смазывания эти узлы в принципе не будут работать. У шатуна нет подшипников качения, вместо них установлены вкладыши. Но если смазки не будет, компрессор просто престанет работать через несколько минут после запуска.

Есть и другие конструкции поршневой группы, которые устанавливаются только в тех компрессорах, где гарантируется чистота нагнетаемого воздуха. В этом случае смазывающий состав требуется только для кривошипно-шатунного механизма. Однако эти агрегаты имеют гораздо меньшую производительность, поэтому менее распространены.

Подходит ли моторное масло для компрессоров?

Ответ на этот вопрос однозначный — не подходит. Этому есть несколько причин:

  1. Масло для компрессорных установок должно быть более экологичным, то есть сертифицируется по другим стандартам.
  2. Составы должны отвечать требованиям пожаробезопасности. При контакте паров смазки с воздухом не должна появляться опасность воспламенения, а при высоких температурах риск возгорания достаточно большой, если использовано неподходящее масло.
  3. Компрессорное масло имеет принципиально другие характеристики вязкости.
  4. Компрессорная установка может работать дольше, чем ДВС, а значит сроки регламентной замены смазывающего материала для неё будут другими.

Есть единые стандарты компрессорных масел, которых придерживаются все производители подобных агрегатов:

  • наименьшее коксовое число — если под действием температуры смазка разлагается, твёрдые осадки должны отсутствовать или составлять минимально допустимый объём;
  • повышенная проводимость тепла — обычное моторное масло имеет меньшие показатели теплопроводности, а значит не будет справлять с отводом необходимого объёма тепла;
  • сохранение физико-химических свойств масляного состава при повышении температуры и давления.

Особенности компрессорных масел

Основной параметр, определяющий тип масла для компрессора, — это температура нагнетания. Смазки делятся на 4 категории:

1 — щадящие условия эксплуатации при температуре до 160°С;

2 — стандартные условия при температуре до 180°С;

3 — тяжёлые условия при постоянной работе компрессорных станций, температура до 200°С;

4 — жёсткие условия, при которых допускается работа в агрессивных средах при температуре выше 200°С.

Есть и другие параметры, требуемые для конкретных типов компрессорных установок, их определяют производители. Существует несколько способов подачи масла к элементам агрегата, от которых также зависит тип смазки:

  1. Подача под давлением с помощью форсунок. При этом замена смазки и пополнение её объёма происходит прямо во время работы агрегата. Вязкость состава должна соответствовать условиям эксплуатации, в том числе с учётом температуры окружающей среды.
  2. Подача с использованием внутреннего шестерённого насоса. Такая система требует небольшой вязкости смазки, не требовательна к степени нагрева состава.
  3. Разбрызгивание из масляной ванны картера. Специальных требований нет, подойдёт состав со стандартными характеристиками.
Рис. 2 Принцип работы поршневого воздушного компрессора

Основные требования

Ещё одним существенным параметром для компрессорных смазок является испаряемость. Она измеряется в ходе нагревания до рабочей температуры. В среднем, рабочий температурный режим достигается спустя 10-15 минут после включения агрегата.

Чем более жидким является масло, тем выше показатель его испаряемости. Поэтому производители смазывающих составов вынуждены использовать присадки для усиления вязкости.

Кроме того, масла для компрессоров должны иметь низкий коэффициент окисления. Долгие нагрузки приводят к тому, что внутри агрегата собирается нагар. Он оказывается на стенках цилиндров, что способствует возникновению царапин.

Износостойкость масла определяется его способностью сохранять свои свойства до момента замены по регламенту. Если характеристики ухудшаются, снижается работоспособность компрессора. То же касается кратковременных нагревов до максимальной температуры. После этого смазка не должна утратить своих базовых свойств.

Обязательным условием для компрессорного масла является добавление присадок, предотвращающих образование пены.

Кривошипно-шатунный агрегат работает по принципу миксера, поэтому присадки необходимы, чтобы масляный состав в картере взбивался, но пена не образовывалась.

Вне зависимости от производителя, смазка должна:

  • обеспечивать запуск оборудования при любых условиях окружающей среды;
  • снижать энергозатраты на эксплуатацию устройств;
  • исключать вероятность заклинивания трущихся пар при повышенных нагрузках;
  • предотвращать образование эмульсии.

Как выбрать компрессорную смазку?

Как правило, изготовители компрессоров выдают производителям смазочных составов сертификационные требования. После успешного прохождения испытания смазки получают соответствующие допуски на использование с конкретными агрегатами.

Некоторые производители компрессорных устройств в техническом паспорте изделий указывают, какие масла допущены к использованию с оборудованием. Если таких данных нет, необходимо сверить параметры допуска агрегата с данными, указанными на упаковке состава. Если они совпадают, продукт можно использовать.

Искать альтернативные варианты при наличии рекомендованных просто нет смысла. Компрессорные масла сейчас представлены в большом разнообразии и имеют доступную цену.

Поэтому ставить эксперименты над оборудованием всё же не стоит. Длительность эксплуатации агрегатов напрямую зависит от выполнения рекомендаций производителя.

Поршневой компрессор воздушный — стационарный, передвижной, промышленный, безмасляный, масляный

Поршневые компрессоры благодаря своим техническим характеристикам получили широкое применение во многих отраслях промышленности. Сегодня имеется большой ряд производителей компрессорного оборудования, которые предлагают потребителю огромный ассортимент оборудования.

Содержание

  1. Воздушный компрессор поршневой
  2. Устройство поршневого компрессора
  3. Схема подключения поршневого компрессора
  4. Компрессор масляный поршневой
  5. Безмасляный поршневой компрессор
  6. Передвижной компрессор поршневой
  7. Применение поршневых компрессоров

Воздушный компрессор поршневой

В технологических системах вакуумных установок часто используются воздушные поршневые компрессоры. Даже при нестабильной работе силовой установки воздушный компрессор благодаря наличию ресивера может обеспечить устойчивую работу всей технологической схемы. Выравнивание выработанного давления происходит за счет накопления сжатого воздуха в воздухосборнике, что также положительно влияет на безаварийную и бесперебойную работу в условиях пульсаций.

Воздушный компрессор поршневой

Сегодня множество производителей компрессорного оборудования предлагает потребителям огромный выбор воздушных поршневых компрессоров различного объема и мощности. Все компании, выпускающие компрессора, проходят сертификацию на соответствие моровым стандартам безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением.

Специфика производства диктует свои правила, поэтому сегодня компрессора изготавливаются в различной компоновке – горизонтальной либо вертикальной, а само оборудование может быть использовано как в закрытом помещении, так и на открытом воздухе. Тип компоновки зависит от промышленного помещения, в котором планируется эксплуатация оборудования. Простота воздушных поршневых компрессоров позволяет крепить их на имеющееся основание без необходимости монтажа специального фундамента. Крепеж осуществляется с помощью анкерных болтов через специальные опоры, приваренные к корпусу компрессора.

Для изготовления компрессоров применяется антикоррозионный метал высокого качества, что положительно влияет на эксплуатационный срок оборудования. Качество сварных швов проверяется аттестованными специалистами, что гарантирует герметичность емкости на долгий срок. Средний назначенный срок использования воздушного поршневого компрессора составляет около 20 лет.

Устройство поршневого компрессора

Устройство поршневого компрессора

Основной комплектующий элемент такого типа насоса – компрессорная головка – поршень. В целом устройство компрессора поршневого схоже с устройством ДВС. Составные части оборудования:

  • Цилиндр;
  • Поршень;
  • Поршневые кольца;
  • Коленчатый вал;
  • Шатун;
  • Впускной и нагнетательный клапан.

Отличительной чертой компрессора поршневого типа от ДВС является то, что клапана в виде платины с пружиной имеют не принудительный характер работы, а действуют от перепада размера давления. Работа поршневого компрессора связана с трением работающих элементов, поэтому чаще всего они изготавливаются в маслонаполненном варианте. Если же имеется необходимость вырабатывать воздух без посторонних добавок – используются поршневые безмасляные агрегаты. В таком варианте поршневые кольца изготовлены из полимера, а вместо масла роль смазки играет графитовая смесь.

Высокие рабочие характеристик поршневых агрегатов достигается компоновкой с двумя и более цилиндрами, которые располагаются в ряд, имеют V-образное или композитное расположение. Коленвал поршневого агрегата приходит во вращение от электродвигателя либо от ДВС. Передача вращающего момента может производиться посредством муфты (привод прямой) либо ремней (привод ременной). В первом случае головка движущее устройство и головка компрессора располагаются на одной плоскости, что позволяет передавать вращение напрямую. Во втором случае допускается расположение двигателя и агрегата в разных плоскостях, а вращательный момент передается с помощью ремней.

Важнейший элемент воздушного компрессора – ресивер. Он необходим для сбора и хранения воздуха, благодаря чему обеспечивается стабильное значение рабочего давления. Для сброса излишнего давления в сосуде имеется сопун. Встроенное реле давления позволяет остановить работу оборудования при превышении заданного максимального значения давления.

Принцип действия поршневого агрегата заключается в создании разряжения в момент передвижения поршня по цилиндру вниз. В этот момент открывается впускной клапан. В цилиндре уровень давления значительно ниже атмосферного, поэтому воздух поступает самотеком. В процессе движения поршня по цилиндру оба клапаны находятся в закрытом положении. При достижении поршнем верхней отметки в свободной зоне образуется сжатый воздух и открывается клапан нагнетания, через который воздух под давлением поступает в ресивер либо напрямую в технологическую систему. Таким образом устроены одноступенчатые компрессоры. Их недостаток заключается в том, что данная конструкция не позволяет достичь высоких показателей рабочего давления. Для достижения наибольших значений давления воздуха на выходе используются двух- и более ступенчатые типы поршневых компрессоров. Они устроены таким образом, что сжатый на первой ступени воздух через охладитель поступает на следующий цилиндр, где сжимается до больших пределов. В качестве охладителя обычно применяется медная трубка с ребрами. Большинство вакуумных установок работают на основе именно двухступенчатых компрессоров.

Выбор поршневого компрессора для вакуумных установок зависит именно от показателей этой установки.

Схема подключения поршневого компрессора

Схема подключения поршневого компрессора

Поршневые компрессоры, работающие от электродвигателя должны иметь реле давления, состоящее из следующих элементов:

  • Клапан разгрузки;
  • Механический переключатель;
  • Тепловое реле;
  • Предохранительный клапан.

Для компрессоров реле давления может иметь разные схемы подключения. Однофазный электрический двигатель имеет две группы подключений с реле на 220 В. Если же двигатель предусматривает три фазы, то устройство устанавливают на 380 В, а каждая фаза имеет три контакта. Если используется электродвигатель с тремя фазами, то его нельзя подключать к компрессору посредством реле на 220 В, так как от нагрузки не сможет выключаться одна фаза.

Компрессор масляный поршневой

Поршневой масляный компрессор рассчитан на нагрузку в пределах постоянного технологического цикла. Такой тип компрессоров имеет небольшой вес и рассчитаны на постоянные статические нагрузки. Оборудование не создает большого шума и вибрации в производственном помещении. Для его фиксации нет необходимости строить специальный фундамент.

Компрессор масляный поршневой

Масляные поршневые компрессоры широко применяются в технологических установках вакуумного оборудования благодаря своим преимуществам:

  • Высокий назначенный срок эксплуатации благодаря использованию масляной смазки трущихся элементов;
  • В условиях постоянного производственного процесса может использоваться при длительных нагрузках;
  • Элементы оборудования изготовлены из металлов высокого качества, имеющих высокую степень обработки;
  • Установленная система автоматики позволяет использовать оборудование даже при перебоях в сети;
  • Даже имея небольшое потребление электрической энергии достигаются высокие показатели производительности;
  • Средства автоматики позволяют управлять технологическим процессом на расстоянии.

Безмасляный поршневой компрессор

Безмасляный поршневой компрессор

Сфера применения безмасляных поршневых компрессоров обусловлена технологическими процессами, где необходимо достижение высоких качеств вырабатываемого воздуха. Именно эта необходимость в большей мере играет роль при выборе безмасляного компрессора. Среди его плюсов выделяют:

  • Отсутствие масла в система, что уменьшает общую массу оборудования;
  • Доступная стоимость оборудования;
  • Отсутствие необходимости замены масла.

Требования производственного процесса к чистоте выпускаемого воздуха способны перекрыть такие недостатки как меньшая производительность и малый эксплуатационный срок службы.

Передвижной компрессор поршневой

Поршневые компрессорные установки получили широкую популярность благодаря возможности их использования вне постоянного источника энергии. Передвижные компрессоры устанавливают в тех установках, где нет возможности установки стационарного компрессора. Такие компрессоры не требуют предварительной сборки и могут устанавливаться на транспортном средстве, где в качестве фундамента выступает шасси автомобильного средства. В редких случаях платформа оборудуется для передвижения вертолетным транспортом.

Передвижной компрессор поршневой

В большинстве вариантов передвижные поршневые компрессоры не уступают стационарным в производительности.

Применение поршневых компрессоров

Изобретение поршневого компрессора еще в начале прошлого столетия объясняет необходимость его использования во многих сферах промышленности. Благодаря своим высоким техническим характеристика поршневые компрессора получили широкое применение в технологических схемах с использованием вакуумного оборудования. Выбор конкретной модели поршневого компрессорного оборудования зависит от специфики производства.

Применение поршневых компрессоров

Воздушный компрессор устройство и принцип работы

Компрессор представляет собой прибор, предназначенный для перекачки сжатого воздуха или газа. Он используется для обеспечения работы пневматического инструмента, циркуляции охлаждающего хладагента в замкнутом контуре и накачки давления в различные емкости. Данное оборудование широко используется в медицине, промышленности и быту. Его наличие позволяет выполнять широкий спектр действий.

Конструкция и разновидности по строению

Компрессор представляет собой воздушный насос, работающий в автоматическом режиме, который обеспечивает подачу воздуха или газа с избыточным давлением. Устройство может работать от электрического мотора или двигателя внутреннего сгорания. Конструкция нагнетателя часто предусматривает не только насос, но и специальный металлический ресивер для нагнетания давления. По принципу действия самого насоса, устройство может быть:

Существует также еще несколько технологических разновидностей устройств для нагнетания воздуха, но они являются более редко применимыми, в связи с дороговизной производства или низкой эффективностью работы.

Винтовой

Винтовой является дорогостоящей конструкцией, применяемой на промышленных объектах. В его основе лежит специальный шнек, который захватывает воздух или другой газ по принципу винта мясорубки. Для обеспечения более эффективного забора воздуха он смешивается с маслом, находящимся внутри нагнетателя. Получаемая смесь подается под давлением, после чего фильтруется и очищенный воздух подается на выход. Также существует более дорогие безмасляные конструкции, используемые химической и фармакологической промышленностью, а также в стоматологических клиниках, где важна чистота воздуха без наличия микрочастиц масла.

Винтовая конструкция является очень надежной, но в случае поломки затраты на ремонт могут достигать половина стоимости самого агрегата. Хотя прибор и имеет такой недостаток, но все же его преимущества довольно большие:

  • Низкий уровень шума.
  • Минимальный нагрев.
  • КПД доходит почти до 98%.
  • Низкое потребление энергии.
Поршневой

Поршневая конструкция является более бюджетной, поэтому большинство компрессоров сделаны именно по ее принципу. Она представляет собой двигатель, который при вращении поршня засасывает поток в камеру сжатия, после чего перекачивает его дальше по контуру. Специальный клапан в месте забора не позволяет воздуху выйти обратно через вход. Поршневое устройство являются менее надежными, но не дорогим при покупке и обслуживании.

Если сравнивать поршневую конструкцию с винтовой, то она проигрывает по всем параметрам, кроме габаритов и стоимости. Нужно отметить, что разница в цене между двумя видами настолько велика, что поршневой вариант выбирают даже несмотря на его недостатки:

  • Высокий уровень шума.
  • Низкий КПД.
  • Постоянный перегрев.
  • Вибрация при работе.
  • Частые поломки.
Мембранный

Мембранный компрессор в отличие от первых двух разновидностей применяется преимущественно на промышленных объектах для работы с различными газами. В быту такую конструкцию можно встретить в холодильных установках и на мини аэрографах. Очень редко в продаже можно увидеть и обычные бытовые нагнетатели данного типа. Принцип их действия заключается в том, что в результате колебательных движений двигателя осуществляется дребезжание гибких мембран, которые сжимают и разжимают газы, обеспечивая их передачу под высоким давлением. Данная конструкция является очень успешной. Она имеет ряд достоинств:

  • Компактный размер.
  • Создание высокого давления.
  • Предотвращение подачи механических примесей.
  • Не сложное техническое обслуживание.
  • Надежный корпус для предотвращения утечек газа.

Несмотря на перечисленные преимущества, такой тип, хотя и не является сложным и дорогостоящим в обслуживании, все же требует периодической замены мембраны, которая теряет свою эластичность, особенно при работе с агрессивными газами. Стоит также отметить, что хотя промышленные машины и имеют сравнительно небольшие габариты, но их корпус выполнен из толстостенной стали, что существенно влияет на массу оборудования.

Целевая разновидность компрессоров

Компрессоры отличаются между собой не только по принципу действия, но и по целевому предназначению. По данному критерию они делятся на следующие виды:

Газовые применяются для перекачки чистых газов и их смесей. Они устанавливаются на заправочных станциях для закачки баллонов кислородом, водородом и прочими веществами. Они не предназначены для работы с воздухом и имеют специальную конструкцию, которая не допускает образование электрической искры, что может быть опасным при работе с некоторыми взрывоопасными газами.

Воздушный компрессор является самым распространенным. Его можно встретить в автомастерских и на шиномонтаже. Именно такое устройство обеспечивает накачку колес автомобилей, а также подает сжатый воздух в краскопульт, применяемый для малярных задач. От воздушного нагнетателя работает пневматические инструменты, используемые строителями и автомеханиками.

Циркуляционные компрессоры являются узконаправленной разновидностью, основная задача которой состоит в обеспечении непрерывной перекачки воздуха или газа по замкнутому контуру. Такое устройство не имеет накопительного ресивера. Зачастую такие приборы используются для обеспечения циркуляции фреона или другого хладагента в холодильном оборудовании. Чаще всего для данных целей используется мембранная конструкция.

Какой компрессор выбрать для дома или работы

Для домашнего использования, применения в автомастерские или для решения строительных задач преимущественно выбираются воздушные поршневые компрессоры с накопительным ресивером. Они хотя и уступают стальным конструкциям по долговечности, но является сравнительно дешевыми и легкими. Большинство моделей, которые применяются для частных целей, можно с легкостью разместить в багажнике автомобиля.

Выбирая поршневой, или другой бытовой компрессор, следует обратить внимание на его рабочие характеристики:

  • Объем ресивера.
  • Производительность.
  • Мощность.
  • Давление.
  • Уровень шума.

Что касается объема ресивера, то он подбирается индивидуально в зависимости от использования устройства. Если планируется, что агрегат будет применяться исключительно для накачивания колес и редких несложных покрасочных работ, то вместительности в 24 л будет более чем достаточной. Если компрессор используется профессионально для масштабных малярных задач, когда важно поддержание заданного давления, то лучше всего выбирать устройства с ресивером от 50 л и выше. Это правило касается подключения пневматического строительного или слесарного оборудования. В противном случае после нескольких секунд работы, накопленный насосом воздух в ресивере выйдет, что позволит продолжить работу только после возобновления требуемого для инструмента давления.

Немаловажным фактором является и производительность. Если она высокая, то даже агрегат с небольшим ресивером станет вполне пригодным для выполнения профессиональных задач. Для комфортной работы не стоит брать оборудование, производительность которого ниже 150 л/минуту.

Чем мощнее компрессор, тем лучше, но стоит учитывать, что при увеличении данного показателя возрастает и уровень шума. Для домашнего устройства оптимальной считается мощность 1,5 кВт. Если объем ресивера составляет 50 литров и более, и если оборудование будет эксплуатироваться для выполнения профессиональных задач, то лучше отдать предпочтение прибору мощностью 2-2,5 кВт. Конечно, он не будет избыточно производительным, но в соотношении цены и эффективности этот вариант является оптимальным.

Что касается давления, то подавляющее большинство бытовых компрессоров нагнетают 8 бар. Этого более чем достаточно для выполнения практически любых задач. К примеру, для использования компрессора в покрасочных целях давления на выходе ставится 4-6 бар, то же самое касается и пневматического инструмента. Ну а если использовать прибор исключительно для накачки колес, то для легкового транспорта было бы достаточно компрессора с возможностью нагнетания давления до 3 бар. Также при выборе стоит обратить внимание, что чем мощнее прибор, тем он объемней, громче и тяжелее. Делая покупку, не стоит гнаться за производительностью, а отталкивается от целей, которые будут стоять перед оборудованием.

Как продлить жизнь компрессора

Для того чтобы оборудование работало как можно дольше, оно нуждается в несложном уходе. В первую очередь не рекомендовано оставлять ресивер под давлением после завершения работы. Для этого следует спустить закаченный воздух, что позволит увеличить срок службы прокладок и кранов.

Периодически, особенно в холодное время, необходимо выкручивать специальное сливное отверстие внизу ресивера для слива конденсата, который выделяется из пара. Особенно это важно, если компрессор используется для подключения краскопульта. В противном случае вместе с воздухом из него будут вылетать капли воды, что совершенно неприемлемо при малярных работах. Отсутствие влаги в ресивере надежная защита от коррозии. Ржавые частицы быстро забивают фильтрующие элементы, что снижают эффективность работы оборудования. При значительном появлении конденсата внутри ресивера создается характерный хлюпающий звук при раскачивании.

Еще одним немаловажным фактором, который негативно влияет на сохранение работоспособности компрессора, является перегрев. Поршневая конструкция является далеко не совершенной, поэтому при работе устройства создается сильное трение, что нагревает рабочие части прибора. Существенный перегрев может стать критичным, поэтому следует чередовать работу с перерывами. Мембранные и шнековые конструкции чувствительны к морозу, поэтому их лучше не включать при минусовой температуре.

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.

  1. Цилиндр. Это объем, в котором сжимается воздух.
  2. Поршень. Возвратно-поступательными движениями всасывает воздух в цилиндр либо сжимает его.
  3. Поршневые кольца. Устанавливаются на поршне и предназначены для повышения компрессии.
  4. Шатун. Связывает поршень с коленчатым валом, передавая ему возвратно-поступательные движения.
  5. Коленчатый вал. Благодаря своей конструкции обеспечивает ход шатуна вверх и вниз.
  6. 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.

  1. При запуске двигателя начинает вращаться коленчатый вал, передавая возвратно-поступательные движения посредством шатуна поршню.
  2. 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.
  3. 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.
  4. После открытия выпускного клапана сжатый воздух направляется в ресивер.
  5. При достижении определенного давления в ресивере срабатывает прессостат, и сжатие воздуха приостанавливается.
  6. Когда давление в ресивере снижается до установленных значений, прессостат снова запускает двигатель.

Распространенные неисправности и их устранение

Основные неисправности в работе воздушного компрессора, которые можно устранить своими руками, следующие:

  • двигатель не запускается;
  • двигатель гудит, но не запускается;
  • воздух (на выходе) имеет частицы воды;
  • падение производительности агрегата;
  • перегрев компрессорной головки;
  • перегрев агрегата;
  • стук в цилиндре;
  • стук в картере;
  • вытекание масла из картера;
  • заклинивание маховика;
  • ресивер не держит давление;
  • агрегат не развивает обороты.

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.

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.

  1. В помещении, где работает агрегат, повышенная влажность. Необходимо обеспечить помещение хорошей вентиляцией или установить на компрессор влагоотделитель (см. рис. ниже).
  2. Скопилась вода в ресивере. Требуется регулярно сливать воду из ресивера через сливной клапан.
  3. 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.

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.

  1. Ослабли шатунные болты. Необходимо подтянуть болты с требуемым усилием.
  2. Вышли из строя подшипники коленчатого вала. Требуется поменять подшипники.
  3. 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.

Прочие неисправности

Если обнаружена течь масла из картера, то в первую очередь следует проверить и, при необходимости, заменить сальники. Если маховик не проворачивается, значит, поршень уперся в клапанную доску. Необходимо обеспечить зазор (0,2-0,6 мм) между поршнем и клапанной доской. При падении давления в ресивере, если агрегат выключен, следует прочистить или заменить обратный клапан.

Если компрессор плохо развивает обороты, то причина может крыться в ослаблении приводных ремней, натяжение которых следует усилить. Также мешать развить обороты двигателю может неисправный обратный клапан. Его следует заменить на новый.

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.

  1. Прежде всего, требуется отключить устройство от электросети, и полностью спустить воздух из ресивера. Стрелки на всех манометрах должны находиться на нуле.
  2. Изготовьте из пластиковой бутылки емкость, в которую будет сливаться смазка.
  3. 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.
  4. После того, как смазка перестанет вытекать из картера, закрутите гайку обратно.
  5. Далее, открутите и снимите сапун из заливного отверстия картера.
  6. 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.

Поршневые компрессоры применяются в самых разных областях промышленности и частной технической деятельности человека. Агрегаты этого типа используются на крупных предприятиях, в небольших цехах, гаражных мастерских и строительных объектах.

Устройство и предназначение поршневого компрессора

По принципу работы поршневой компрессор относится к машинам объемного сжатия. В этих агрегатах компрессия выполняется методом уменьшения объема, в котором заключена газообразная среда.

Рабочее движение – ход поршня внутри цилиндра. Конструкция поршневого компрессора определяет его предназначение. Эти машины не рассчитаны на круглосуточную нагрузку. У аппаратов бытового назначения длительность рабочего цикла составляет не более 20 мину, затем отдых, пока не остынет поршневая.

Полупрофессиональные версии разработаны, чтобы функционировать в режиме 50/50. Только промышленные модификации способны отработать без остановки восьмичасовую смену.

Устройство поршневого компрессора: основные узлы

Агрегаты этого типа состоят из нескольких основных узлов, отвечающих за определенные функции:

Двигатель, как правило, – электрический. Создает рабочую силу. На компрессоры устанавливают и бензиновые или дизельные силовые установки, но это редкость.

Передача. Приводит в движение поршневую группу, передавая работу от мотора. Бывает клиноременная, либо прямая.

Блок цилиндров. Ведомая часть, которая непосредственно выполняет сжатие воздушной или газовой массы.

Ресивер. Емкость для хранения запаса сжатого воздуха. Устанавливается практически на всех моделях. Часто выполняет функцию станины.

Узлы поршневого компрессора скомпонованы в слаженную систему с помощью контрольно-измерительных приборов и автоматики. Вспомогательные устройства обеспечивают безопасность, а также позволяют работать агрегату в автоматическом режиме.

Двигатель

Электродвигатель устанавливается на площадке, которая крепится к ресиверу. В легких моделях используются однофазные электромоторы. Для мощных аппаратов требуются трехфазные двигатели. Силовая установка генерирует крутящий момент, который передается на коленчатый вал механизма сжатия.

Передача

Клиноременная передача состоит из двух шкивов. На двигателе установлен ведущий, на поршневой головке – ведомый. Ремни соединяют обе детали в один узел. На ведомом шкиве установлен храповик, который служит для сохранения плавности хода передачи, а также играет роль элемента охлаждения.

В маломощных компактных компрессорах реализован механизм прямой или коаксиальной передачи. Крутящий момент от двигателя передается непосредственно на коленвал цилиндропоршневой головки. Достоинство решения только одно – компактность. Прямая передача уступает ременной по эксплуатационным и рабочим характеристикам.

Блок цилиндров

В этом узле происходит непосредственное сжатие воздуха или газа. Условно можно сказать, что кинематика поршня схожа с движением аналогичной детали двигателя внутреннего сгорания. В четырехтактном моторе во втором такте происходит сжатие воздушно-топливной смеси, в компрессоре аналогично протекает процесс нагнетания воздуха. Когда поршень опускается, в освобождающееся пространство через впускной клапан всасывается воздух из атмосферы.

В результате вращения коленвала поршень проходит точку возврата и начинает движение вверх. Впускной клапан затворяется. Шатун продолжает двигать поршень, объем уменьшается, давление растет. Когда уровень компрессии достигает определенного значения, открывается нагнетательный клапан. Рабочая среда под давлением вытесняется в пневмомагистраль.

По-другому можно сказать, что в компрессоре поршни и коленвал поменялись ролями. В моторе поршневой стакан – это ведущий элемент, коленвал – ведомый. В компрессоре, наоборот, кривошипно-шатунный механизм сообщает движение поршню.

Ресивер

Резервуар для сжатого воздуха или газа устанавливается практически на всех моделях поршневых компрессоров. Он выполняет две функции.

Первая – большой объем воздуха в емкости гасит пульсацию давления, возникающую из-за возвратно-поступательного движения поршня.

Вторая функция – обеспечение кратковременно-повторного режима работы.

Компрессор заполняет ресивер, после чего останавливается. Пока потребителю подается депонированный сжатый воздух из емкости, двигатель и цилиндропоршневая головка остывают. В противном случае аппарат перегреется, произойдет авария.

Различия конструктива

Альтернативы конструкций, применяемые при производстве поршневых компрессоров:

с ременной либо коаксиальной передачей

маслозаполненные и безмасляные.

Каждое конструктивное решение направлено на достижение определенной цели.

Прямая передача

Коаксиальный привод разработан, чтобы уменьшить вес и габариты конструкции. Это решение позволяет отказаться от громоздких шкивов, ремней и храповика. Крутящий момент передается напрямую с вала двигателя на кривошипно-шатунный механизм блока цилндров. Недостаток этой конструкции – затрудненное охлаждение.

Режим работы техники с прямым приводом не бывает больше 1:2, то есть 20 минут она работает, 40 – отдыхает. Иногда соотношение еще меньше – до 1:4. Здесь имеется в виду беспрерывная работа!

Клиноременная передача

Это традиционная конструкция, использующаяся с первых образцов поршневых компрессоров. С тех пор были внесены лишь незначительные усовершенствования.

Массивный храповик обеспечивает общую плавность работы цилиндропоршневой группы. Это первое преимущество. Храповик имеет форму колеса. В современных моделях спицы выполнены в форме лопастей, которые создают воздушный поток, направленный на поршневую головку.

Дополнительное охлаждение – второй плюс.

Третье преимущество – простота обслуживания и ремонта. Износу в основном подвергаются ремни, которые легко заменить. В процессе эксплуатации следует следить за их натяжением, при необходимости подтягивать. Чтобы выполнить эти действия не нужно разбирать компрессор.

Маслозаполненные и безмасляные

Здесь все просто. В компрессорах сухого сжатия масло не используется. Технический нефтепродукт выполняет функцию смазки, охлаждения и защиты от коррозии. Лишенный такой защиты безмасляный агрегат способен работать не более 15 минут в час. Затем ему надо остыть. Эта особенность ограничивает сферу применения подобной техники.

Основное достоинство безмасляного поршневого компрессора – полное отсутствие масла в вырабатываемом сжатом воздухе. Такое преимущество востребовано при обеспечении работы медицинских инструментов, при производстве продуктов питания, медикаментов и упаковочных материалов.

Еще одно достоинство – простота обслуживания: не нужно менять масло и фильтры. Масляные аппараты рассчитаны на более продолжительную работу. Разрешенный период непрерывного нагнетания может составлять от 20 минут в час до полного рабочего дня. Главная причина – использование масла. Эта жидкость выполняет несколько функций:

смазывает детали для уменьшения трения

охлаждает механизмы

уплотняет технологические зазоры

удаляет продукты износа компонентов цилиндропоршневой группы

защищает от коррозии.

Единственный недостаток использования компрессорного масла – загрязнение рабочей среды микроскопическими каплями жидкости. Однако современные системы подготовки воздуха могут на 99,9% удалить эти примеси.

Теги: устройство поршневого компрессора, устройство поршневого компрессора основные узлы, устройство и принцип действия поршневого компрессора, устройство и работа поршневого компрессора, схема устройства поршневого компрессора, компрессора поршневые устройство и предназначение

Устройство компрессора воздушного поршневого схема

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

Конструкция пластинчато-роторного блока состоит из одного ротора, статора и минимум восьми пластин, масса которых, а соответственно и толщина ограничены. На пластину в процессе работы действуют силы: центробежная и трения/упругости масляной пленки.

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.

Самым первым вариантом выпуска компрессорной установки был поршневой компрессор. Он нашёл очень широкое применение и широко используется на сегодняшний день, за счёт высоких показателей производительности и не прихотливости в обслуживании. Может успешно эксплуатироваться как в небольших мастерских, так и в промышленном производстве.

Принцип работы и устройство компрессоров поршневого типа зависит непосредственно от вида компрессорной установки, и могут отличаться по:

  • количеству цилиндров (с одним цилиндром, с двумя цилиндрами, с тремя цилиндрами)
  • расположению цилиндров (W-образные, V-образные, рядные)
  • количеству ступеней сжатия (одноступенчатые, многоступенчатые)

Все компрессоры имеют базовый вариант оснащения, который присущ большинству типов компрессорных установок.

Поршневые компрессора с одним цилиндром являются самой простой компрессорной установкой. В состав входят элементы: цилиндр, поршень, два клапана – один для нагнетания, другой для всасывания воздуха, которые располагаются в крышке цилиндра. Во время работы компрессорной установки, шатун, непосредственно соединенный с вращающимся коленвалом, передает на поршень ограниченные движения по камере сжатия. В процессе происходит увеличение объема, находящегося между клапанами и нижней части поршня, в результате чего происходит разрежение.

Превышая сопротивление пластины, которая закрывает всасывающий клапан, атмосферный воздух открывает его и поступает в цилиндр по всасывающему патрубку.

В процессе возвратного действия поршня происходит сжимание воздуха и возрастание его давления. Клапан, через который нагнетается воздух и также удерживаемый пластиной, открывается потоком воздуха, который находится под высоким давлением. Далее сжатый воздух поступает в нагнетательный патрубок. Питание компрессорной установки может производиться от электрического двигателя или при помощи бензинового или дизельного моторов.

При таком принципе работы компрессорной установки получается максимально эффективная работа. Но имеется минус, который выражается в том, что подаваемый сжатый воздух имеет неравномерный характер и поступает с пульсациями. Для сглаживания пульсаций компрессорная установка снабжена ресивером.

В одноступенчатых двухцилиндровых компрессорных установках работа цилиндров происходит в противофазе, в следствии чего они всасывают воздух поочередно. Установки оснащаются двумя одинаковыми по размеру цилиндрами. Далее воздух сжимается до максимального уровня и вытесняется в нагнетающую часть оборудования. Затем для сглаживания пульсаций поступает в ресивер.

Двухступенчатые двухцилиндровые компрессорные установки, оснащены цилиндрами различных размеров. Процесс сжатия воздуха до необходимого уровня происходит в цилиндре первой ступени. Далее воздух поступает в межступенчатый охладитель, для охлаждения до необходимого уровня. Далее, попадая в цилиндр второй ступени, воздух дожимается. Это позволяет получить максимальный уровень давления воздуха.

Медная трубка обеспечивает охлаждение сжатого воздуха на промежутке между цилиндрами двух ступеней, что позволяет оптимизировать процесс сжатия и значительно повысить КПД всей компрессорной установки. Размеры обоих цилиндров подбираются так, чтобы одинаковая работа проводилась на всех ступенях сжатия воздуха.

Двухступенчатые поршневые компрессоры позволяют получить более высокий уровень работы компрессорной установки по сравнению с одноступенчатыми установками. Преимущества очевидны: затрачивается минимальное количество энергии при одинаковой мощности двигателя одноступенчатой и двухступенчатой компрессорной установки. Температура в цилиндрах двухступенчатых установок ниже, чем в компрессорах одноступенчатого типа. Производительность двухступенчатых компрессорных установок обычно на 20 процентов больше, чем у одноступенчатых аналогов.

Компрессоры поршневого типа отличаются своей простотой, длительным сроком эксплуатации в сочетании с высокой эффективностью работы оборудования. Всё это в целом сделало компрессоры поршневые одними из наиболее популярных, как в частном, так и в промышленном использовании.

Компрессор EXTEL V-0.25/8 100L
(с опциями)

Поршневые компрессоры применяются в самых разных областях промышленности и частной технической деятельности человека. Агрегаты этого типа используются на крупных предприятиях, в небольших цехах, гаражных мастерских и строительных объектах.

Устройство и предназначение поршневого компрессора

По принципу работы поршневой компрессор относится к машинам объемного сжатия. В этих агрегатах компрессия выполняется методом уменьшения объема, в котором заключена газообразная среда.

Рабочее движение – ход поршня внутри цилиндра. Конструкция поршневого компрессора определяет его предназначение. Эти машины не рассчитаны на круглосуточную нагрузку. У аппаратов бытового назначения длительность рабочего цикла составляет не более 20 мину, затем отдых, пока не остынет поршневая.

Полупрофессиональные версии разработаны, чтобы функционировать в режиме 50/50. Только промышленные модификации способны отработать без остановки восьмичасовую смену.

Устройство поршневого компрессора: основные узлы

Агрегаты этого типа состоят из нескольких основных узлов, отвечающих за определенные функции:

Двигатель, как правило, – электрический. Создает рабочую силу. На компрессоры устанавливают и бензиновые или дизельные силовые установки, но это редкость.

Передача. Приводит в движение поршневую группу, передавая работу от мотора. Бывает клиноременная, либо прямая.

Блок цилиндров. Ведомая часть, которая непосредственно выполняет сжатие воздушной или газовой массы.

Ресивер. Емкость для хранения запаса сжатого воздуха. Устанавливается практически на всех моделях. Часто выполняет функцию станины.

Узлы поршневого компрессора скомпонованы в слаженную систему с помощью контрольно-измерительных приборов и автоматики. Вспомогательные устройства обеспечивают безопасность, а также позволяют работать агрегату в автоматическом режиме.

Двигатель

Электродвигатель устанавливается на площадке, которая крепится к ресиверу. В легких моделях используются однофазные электромоторы. Для мощных аппаратов требуются трехфазные двигатели. Силовая установка генерирует крутящий момент, который передается на коленчатый вал механизма сжатия.

Передача

Клиноременная передача состоит из двух шкивов. На двигателе установлен ведущий, на поршневой головке – ведомый. Ремни соединяют обе детали в один узел. На ведомом шкиве установлен храповик, который служит для сохранения плавности хода передачи, а также играет роль элемента охлаждения.

В маломощных компактных компрессорах реализован механизм прямой или коаксиальной передачи. Крутящий момент от двигателя передается непосредственно на коленвал цилиндропоршневой головки. Достоинство решения только одно – компактность. Прямая передача уступает ременной по эксплуатационным и рабочим характеристикам.

Блок цилиндров

В этом узле происходит непосредственное сжатие воздуха или газа. Условно можно сказать, что кинематика поршня схожа с движением аналогичной детали двигателя внутреннего сгорания. В четырехтактном моторе во втором такте происходит сжатие воздушно-топливной смеси, в компрессоре аналогично протекает процесс нагнетания воздуха. Когда поршень опускается, в освобождающееся пространство через впускной клапан всасывается воздух из атмосферы.

В результате вращения коленвала поршень проходит точку возврата и начинает движение вверх. Впускной клапан затворяется. Шатун продолжает двигать поршень, объем уменьшается, давление растет. Когда уровень компрессии достигает определенного значения, открывается нагнетательный клапан. Рабочая среда под давлением вытесняется в пневмомагистраль.

По-другому можно сказать, что в компрессоре поршни и коленвал поменялись ролями. В моторе поршневой стакан – это ведущий элемент, коленвал – ведомый. В компрессоре, наоборот, кривошипно-шатунный механизм сообщает движение поршню.

Ресивер

Резервуар для сжатого воздуха или газа устанавливается практически на всех моделях поршневых компрессоров. Он выполняет две функции.

Первая – большой объем воздуха в емкости гасит пульсацию давления, возникающую из-за возвратно-поступательного движения поршня.

Вторая функция – обеспечение кратковременно-повторного режима работы.

Компрессор заполняет ресивер, после чего останавливается. Пока потребителю подается депонированный сжатый воздух из емкости, двигатель и цилиндропоршневая головка остывают. В противном случае аппарат перегреется, произойдет авария.

Различия конструктива

Альтернативы конструкций, применяемые при производстве поршневых компрессоров:

с ременной либо коаксиальной передачей

маслозаполненные и безмасляные.

Каждое конструктивное решение направлено на достижение определенной цели.

Прямая передача

Коаксиальный привод разработан, чтобы уменьшить вес и габариты конструкции. Это решение позволяет отказаться от громоздких шкивов, ремней и храповика. Крутящий момент передается напрямую с вала двигателя на кривошипно-шатунный механизм блока цилндров. Недостаток этой конструкции – затрудненное охлаждение.

Режим работы техники с прямым приводом не бывает больше 1:2, то есть 20 минут она работает, 40 – отдыхает. Иногда соотношение еще меньше – до 1:4. Здесь имеется в виду беспрерывная работа!

Клиноременная передача

Это традиционная конструкция, использующаяся с первых образцов поршневых компрессоров. С тех пор были внесены лишь незначительные усовершенствования.

Массивный храповик обеспечивает общую плавность работы цилиндропоршневой группы. Это первое преимущество. Храповик имеет форму колеса. В современных моделях спицы выполнены в форме лопастей, которые создают воздушный поток, направленный на поршневую головку.

Дополнительное охлаждение – второй плюс.

Третье преимущество – простота обслуживания и ремонта. Износу в основном подвергаются ремни, которые легко заменить. В процессе эксплуатации следует следить за их натяжением, при необходимости подтягивать. Чтобы выполнить эти действия не нужно разбирать компрессор.

Маслозаполненные и безмасляные

Здесь все просто. В компрессорах сухого сжатия масло не используется. Технический нефтепродукт выполняет функцию смазки, охлаждения и защиты от коррозии. Лишенный такой защиты безмасляный агрегат способен работать не более 15 минут в час. Затем ему надо остыть. Эта особенность ограничивает сферу применения подобной техники.

Основное достоинство безмасляного поршневого компрессора – полное отсутствие масла в вырабатываемом сжатом воздухе. Такое преимущество востребовано при обеспечении работы медицинских инструментов, при производстве продуктов питания, медикаментов и упаковочных материалов.

Еще одно достоинство – простота обслуживания: не нужно менять масло и фильтры. Масляные аппараты рассчитаны на более продолжительную работу. Разрешенный период непрерывного нагнетания может составлять от 20 минут в час до полного рабочего дня. Главная причина – использование масла. Эта жидкость выполняет несколько функций:

смазывает детали для уменьшения трения

охлаждает механизмы

уплотняет технологические зазоры

удаляет продукты износа компонентов цилиндропоршневой группы

защищает от коррозии.

Единственный недостаток использования компрессорного масла – загрязнение рабочей среды микроскопическими каплями жидкости. Однако современные системы подготовки воздуха могут на 99,9% удалить эти примеси.

Теги: устройство поршневого компрессора, устройство поршневого компрессора основные узлы, устройство и принцип действия поршневого компрессора, устройство и работа поршневого компрессора, схема устройства поршневого компрессора, компрессора поршневые устройство и предназначение

Поршневые компрессоры. Устройство, виды, характеристики поршневого компрессора.

Как работает основной узел компрессора?

Основной узел поршневого нагнетательного оборудования – это непосредственно сам компрессор. В нем, собственно, и происходит сжатие среды, на работу с которой рассчитан агрегат. В компрессорах холодильников, например, это хладагент, а в различных нагнетателях воздуха – какой-либо газ (чаще всего воздух). Ниже и далее пойдет речь именно о последнем типе поршневого оборудования – о воздушных компрессорах.


Основной узел поршневого нагнетательного оборудования

Самый простой по конструкции компрессор – одноцилиндровый. В нем те же основные узлы, что и в двигателе внутреннего сгорания (ДВС). Это рабочий цилиндр, находящийся в нем поршень, закрепленный на шатуне, и клапаны, которые называются всасывающим и нагнетательным, в отличие от впускного и выпускного ДВС. Также есть коленчатый вал, к которому подсоединен шатун. В некоторых компрессорах, например, маломощных автомобильных для подкачки шин вместо кривошипно-коленчатого привода поршня стоит эксцентриковый.

Однако в ДВС поршень приводит через шатун во вращение коленвал. В компрессоре все наоборот. Вращающийся коленвал через шатун приводит в движение поршень. Последний, двигаясь возвратно-поступательно, сначала втягивает воздух в цилиндр, а затем сжимает и выталкивает из него.


Устройство поршневого компрессора

Первый цикл работы компрессора происходит при движении поршня в направлении от крышки цилиндра, в которой расположены клапаны. При этом внутренний объем цилиндра в этой его части (между стенками, крышкой с клапанами и поршнем) увеличивается. За счет этого происходит разряжение, преодолевающее жесткость пружины всасывающего клапана и открывающее его. Через него в цилиндр втягивается воздух. Нагнетательный клапан все это время плотно закрыт.

Когда поршень начинает двигаться в направлении крышки с клапанами, воздух начинает сжиматься, так как объем цилиндра в этой его части уменьшается. Под действием создаваемого при этом давления, превышающего атмосферное, и собственной пружины всасывающий клапан закрывается. Когда давление превысит значение, на которое рассчитана жесткость пружины нагнетательного клапана, тот открывается и выпускает из цилиндра воздух. Последний выходит под давлением, которое называется рабочим. Оно, как видно из описания работы компрессора, задается жесткостью пружины нагнетательного клапана.

Как устроен механизм и его принцип работы

Отличительные черты подобного оборудования зависят от его разновидности. Именно с учетом вида устройства можно разбирать все тонкости его функционирования. Однако можно оговорить основной принцип работы в общем для всех исполнений.

Смотрим видео, устройство поршневого агрегата:

Так, если рассматривать одноцилиндровый вариант, то в данном случае конструкцией будут предусмотрены следующие элементы:


  • Конструкция оборудования

    Цилиндр, головка цилиндра;

  • Поршень;
  • Поршневой палец;
  • Шатун;
  • Подшипники вала и непосредственно сам коленчатый вал;
  • Маховик;
  • Сальник.

Соответственно, если рассматривать компрессор двухпоршневой, то состав несколько расширится. Корпус такого устройства выполнен из чугуна. Поршень, расположенный в цилиндре, производит возвратно-поступательные движения. Доступ рабочей среды под пресс поршня осуществляется посредством специальных клапанов, которые находятся в верхней части цилиндра.

Смотрим видео, принцип работы компрессора:

Поршень приводится в движение посредством кривошипно-шатунного узла, который в свою очередь начинает движение после введения в работу привода, соединенного с валом. За каждый произведенный оборот вала выполняется два хода поршня. При непосредственном участии нагнетательного и всасывающего клапанов происходит разрежение и сжатие паров рабочей среды. Первый из названных процессов означает снижение давления, второй, наоборот, возрастание.

Коаксиальные и аксиальные устройства

Кривошипно-коленчатому валу или эксцентриковому приводу компрессора сообщает вращение двигатель агрегата – электрический или внутреннего сгорания (дизельный либо бензиновый). По взаимному расположению мотора и компрессорной головки агрегаты делятся на 2 типа:

  • коаксиальные – двигатель и головка расположены на одной оси, а их валы соединены напрямую;
  • аксиальные – двигатель и головка установлены параллельно друг другу, и вал последней приводится во вращение через ременную передачу.


Коаксиальное устройство

Компрессорные агрегаты, от которых требуется поддержание на их выходе постоянного давления и равномерного расхода воздуха, оснащаются накопителем сжатого газа – ресивером. Он представляет собой прочную толстостенную стальную емкость. В таких агрегатах воздух с компрессорной головки сначала подается в ресивер, где накапливается, а уже из него расходуется по назначению.

Устройство, работа поршневого компрессора

Что же такое компрессор? – по своему устройству это машина, предназначенная для сжатия и транспортировки газов с повышением давления на соотношение более чем 1,1. В наше время область применения и работа поршневых компрессоров очень широка, они необходимы на всех предприятиях, где в качестве источника энергии используют сжатый воздух. Компрессор можно встретить на заводах, газозаправочных станциях, автосервисах, медицинских учреждениях и даже мастерских по ремонту обуви.

На сегодняшний день наиболее распространенными типами устройств являются поршневые и винтовые компрессоры. Так как винтовые компрессоры имеют более высокую стоимость, то на небольших предприятиях, в том числе и СТО, широко применяются в работе поршневые компрессоры. Потребителями сжатого воздуха в автосервисе служат пневмогайковерты, пневмодрели, краскопульты, шиномонтажные станки, установки вакуумного отбора масла и т. д.

Устройство поршневого компрессора

Основным элементом устройства поршневого компрессора является компрессорная головка

(поршневой узел). Ее конструкция напоминает двигатель внутреннего сгорания. Она состоит из цилиндра, поршня, поршневых колец компрессора, шатуна, коленчатого вала, а также впускного и нагнетательного клапанов. В отличие от ДВС, клапаны в компрессоре представляют собой пластинку с пружиной и при работе поршневого компрессора приводятся в действие не принудительно, а от перепада давлений. Для смазки устройства поршневого компрессора, в частности трущихся деталей, в компрессорную головку заливают масло.

В случае если необходимо получить сжатый воздух высокой чистоты и без примесей масла (например, в медицинских учреждениях) применяют безмасляные компрессоры. В таком устройстве поршневого компрессора кольца выполнены с полимерных материалов, а для надежной работы поршневого компрессора применяют графитовую смазку.

Для достижения более высокой производительности поршневого компрессора компрессорные головки изготавливают с несколькими цилиндрами, которые могут иметь рядное, V-образное или оппозитное устройство.

В движение коленчатый вал приводится от электродвигателя, что обеспечивает работу поршневого компрессора. В зависимости от способа соединения с электродвигателем различают компрессоры поршневые с ременным и прямым приводом.

  1. При прямом приводе головка и двигатель расположены на одной оси и их валы в устройстве поршневого компрессора соединены напрямую.
  2. В компрессорах поршневых ременного типа привод головки и мотор расположены параллельно друг другу, а движение предается через ременную передачу. На шкиве привода головки установлены лопасти, которые обеспечивают охлаждение поршневого узла.

Другим важным элементом в устройстве и работе поршневого компрессора является ресивер

, который представляет собой стальную емкость и предназначен для поддержания постоянного давления и равномерного расхода воздуха. В ресивере также установлен клапан для сброса давления в случае если будет превышено его допустимое значение.

Для обеспечения работы поршневого компрессора в автоматическом режиме в устройстве поршневого компрессора находится прессостат

(реле давления), который при достижении заданного давления размыкает контакты и останавливает двигатель, а при снижении давления ниже некоторого значения замыкает контакты и запускает компрессор.

Работа поршневого компрессора

Работа поршневого компрессора осуществляется по следующему принципу: при движении поршня вниз в цилиндре создается разрежение, в результате чего открывается впускной клапан. Так как в цилиндре давление ниже атмосферного, то через клапан поступает воздух. Для очистки поступающего воздуха в устройстве поршневого компрессора применяют фильтры. Во время движения поршня вверх при работе поршневого компрессора оба клапана закрыты. При сжатии воздуха возрастает давление в цилиндре и открывается нагнетательный клапан, через который воздух поступает в ресивер. Работающие по такому принципу поршневые компрессоры носят название одноступенчатых.

Одним из недостатков устройств поршневых одноступенчатых компрессоров

является ограниченное рабочее давление. Работа поршневого компрессора данного типа возможна с повышением давления только до 10 атмосфер. Это объясняется тем, что при больших давлениях сильно возрастает температура в цилиндре и может загореться масло, которое используется для смазки деталей.

Для достижения более высоких давлений в работе поршневых компрессоров применяют многоступенчатый принцип,

в котором воздух поочередно сжимается в каждой ступени до определенного значения, после чего охлаждается в холодильнике и подается в цилиндр следующей ступени, где сжимается до более высокого давления. В качестве холодильника в устройстве поршневого компрессора используют медную трубку с ребрами охлаждения.

Работа поршневых компрессоров на небольших предприятиях наиболее часто основывается на двухступенчатой установке с двумя цилиндрами. Цилиндр первой ступени, как правило, имеет больший диаметр чем второй.

При выборе поршневого компрессора необходимо в первую очередь учитывать характеристики потребителей сжатого воздуха. Ведь работа поршневого компрессора не должна быть постоянной. При правильном подборе компрессорной головки и ресивера время работы компрессора должно быть равным времени отдыха.

Стоит учесть, что все производители указывают на своих компрессорах производительность в л/мин только на входе. Так как при повышении давления нагнетания производительность снижается, то для того чтобы узнать ее значение на выходе нужно от указанных данных отнять 30 %.

О различных типах поршневых компрессоров

Поршневые агрегаты выпускают одно-, два- и многоцилиндровыми. Последние 2 типа по расположению цилиндров делят на V-, W-образные и рядные. Исполнение двух- и многоцилиндровых по осуществлению процесса сжатия бывает одноступенчатое и многоступенчатое (чаще всего 2-ступенчатое). Выбор нужного компрессора делают, исходя из предполагаемых работ с ним.

Как работает 1-цилиндровый, описано выше. Чтобы понять принцип функционирование остальных типов, достаточно рассмотреть 2-цилиндровый агрегат. В одноступенчатом компрессоре цилиндры (поршни) одинакового размера. Работают они в противофазе, поочередно всасывая, сжимая, а затем вытесняя воздух в линию нагнетания.


Двухцилиндровый агрегат

В 2-ступенчатом агрегате цилиндры разного размера. Наружный воздух всасывается имеющим больший диаметр. Он называется цилиндром 1-ой ступени или, по-другому, низкого давления. В нем воздух сжимается до какого-то промежуточного значения. Затем газ подается в межступенчатый охладитель (обычно медная трубка в специальном исполнении), где охлаждается, а потом в цилиндр высокого давления или, по-другому, 2-ой ступени (с поршнем меньшего диаметра). В нем воздух сжимается до максимального рабочего значения давления компрессора.

Размеры обоих цилиндров так подобраны, чтобы в каждом производилась примерно равнозначная работа по сжатию.

Промежуточное охлаждение воздуха необходимо, чтобы обеспечить максимальные КПД работы поршневой группы и давление компрессора. Ведь при сжатии газ нагревается. Вследствие этого он расширяется и начинает занимать больший объем в цилиндре 2-ой ступени. Охладившись в ресивере, воздух уменьшается в объеме, и при этом его давление падает.

Прессостат и манометр как дополнительное оснащение

Чтобы электрические агрегаты могли работать в автоматическом режиме – сами включаться и выключаться по мере необходимости, на них устанавливают прессостат (реле давления). Он размыкает электрическую цепь питания двигателя при достижении давления в ресивере максимального рабочего компрессора, и последний прекращает нагнетать воздух.

Как только давление в резервуаре снизится до предусмотренной производителем агрегата минимальной величины, прессостат обратно замыкает цепь, запуская электродвигатель. Все компрессоры оснащаются манометрами – для контроля давления на выходе агрегата и/или в ресивере. Последний обязательно оснащается предохранительным клапаном – для сброса избыточного воздуха.

Большинство профессиональных и промышленных агрегатов оборудованы:

  • фильтрами для очистки воздуха от масла, если компрессор масляный (со смазочной системой поршневой группы), и влаги;
  • клапаном для слива конденсата из ресивера.

На некоторых могут быть осушители воздуха, вентилятор для охлаждения компрессорной головки и другое дополнительное оснащение. Чем сложнее устройство, тем более трудным может оказаться ремонт компрессора.

Типичные поломки и ремонт своими руками

Поршневые компрессоры независимо от производителя имеют типичные поломки, для большинства из которых возможен ремонт своими руками. Самые распространенные неисправности выделены в таблицу.

Тип поломкиПричина и устранение
Не работает двигательНужно проверить: наличие напряжения в электросети, подключение и целостность кабеля, предохранители, осмотреть прессостат (возможна неправильная настройка) и тепловое реле (техника перегревается и должна остыть).
Двигатель гудит и не запускаетсяПроблема может быть в пониженном напряжении, в завышенном давлении в ресивере (необходимо проверить прессостат и перенастроить или заменить его на новый) либо в клапане сброса. Если последний забит, его чистят, если сломан – меняют на целый.
Воздух выходит с частицами влагиВ помещении высокая влажность — нужна хорошая вентиляция или влагоотделитель. Также могла накопиться влага в ресивере, ее нужно слить. Если влагоотделитель установлен, он может быть сломан. Его следует отремонтировать или купить новый.
Снижение производительностиПричина — прогоревшие либо изношенные поршневые кольца или сломанные клапанные пластины. Требуется замена узлов. Если забился воздушный фильтр, необходима его замена или чистка.
Перегрев компрессорной головкиПричина — не проведена замена масла, или залит неподходящий смазочный материал. Нужно исправить. Возможно, сильно затянуты болты шатуна.
Перегрев компрессораПричины — работа под значительными нагрузками или высокая температура в здании, засор воздушного фильтра.
Стук в цилиндреПричины — образование нагара и последующий износ и выход из строя поршневых колец, а также неисправность втулки головки шатуна или поршневого пальца. Взамен сломанных деталей нужно купить новые. Изношенный цилиндр растачивают, поврежденный поршень меняют на исправный.
Стук в картереБолты шатуна могли ослабнуть, их необходимо подтянуть. Также возможен износ подшипников коленвала. Их нужно заменить. Еще может быть износ шатунных шеек коленчатого вала и вкладышей шатуна. Требуется замена на работоспособные детали.
Течь масла из картеровНеобходима замена сальников.
Не проворачивается маховикНужно выставить верный зазор между поршнем и клапанной доской.
Компрессор гонит масло через сапунПричины – износ колец поршня, попадание газа в картер и образование высокого давления, вытесняющего масло. Другие варианты – засор стока маслоотражателя, забившийся воздушный фильтр, неисправный клапан сапуна или перебои в его работе.

Итак, поршневые компрессоры – самое покупаемое и популярное оборудование для сжатия и транспортировки воздуха или газов. Чтобы правильно выбрать наиболее подходящую технику, нужно разбираться в ее видах и технических характеристиках, но главное – учитывать требования пневмоинструмента или оборудования, к которым планируется подключать компрессор.

Ремонт компрессора своими руками

Основным назначением воздушного компрессора является сжатие газа и непрерывная подача струи воздуха под давлением к пневмооборудованию и пневмоинструменту. Такой воздух представляет собой энергоноситель и обеспечивает работу краскопультов, аэрографов, гайковертов, пистолета для подкачки шин.

воздушный компрессор

Перечисленный пневмоинструмент безопаснее в работе, чем электроинструмент, например. У пневмооборудования не может возникнуть замыкания, способного привести к поражению электротоком и пожару. Именно поэтому такой инструмент находит широкое применение в автомастерских или при ремонте автомобиля своими руками.

Воздушный компрессор применим в домашнем хозяйстве, и когда он перестает работать, возникает необходимость в ремонте. Однако, ремонт компрессоров не отличается особой сложностью, его вполне можно выполнить самостоятельно.

Устройство воздушного компрессора

Чтобы разобраться в неполадках компрессора, нужно четко представлять, из каких элементов он состоит и для чего они предназначены. Компрессор, в минимальной комплектации, состоит из нагнетателя (двигатель, создающий поток воздуха) и ресивера – емкости, в которой содержится сжатый воздух. Чаще всего используют поршневые компрессоры.

Одним из главных требований, предъявляемых к компрессору, считается его безопасность. Если давление в ресивере не контролировать, то компрессор сгорит. Велика вероятность того, что баллон ресивера может взорваться. Чтобы предотвратить это, ресивер снабжается электронным реле, которое автоматически отключает компрессор при достижении давления воздуха определенной величины.

устройство компрессора

Воздушный компрессор снабжен манометром, который показывает величину давления воздуха в баллоне. Для предохранения компрессора от негативного влияния используют обратный клапан. Основной его функцией является предотвращение возврата воздуха обратно в компрессор при выключении или другом вмешательстве в работу агрегата.

Для более сложных конструкций компрессоров характерно наличие дополнительного оборудования, такого как автоматика для компрессора. Обычно в небольших компрессорах, блок автоматики поддерживает давление до восьми атмосфер при помощи реле давления, включая или отключая питание электродвигателя при достижении минимального или максимального давления в ресивере.

При этом имеется два манометра: большой показывает давление в баллоне ресивера, маленький – на выходе. Реле давления может комплектоваться разгрузочным клапаном. При остановке агрегата он будет открыт, что облегчает последующий запуск двигателя.

В некоторых моделях предусмотрен радиатор охлаждения на трубках подачи воздуха из компрессора в ресивер.

Охлаждение воздуха способствует меньшему образованию конденсата в ресивере. Такая мелочь в конструкции продлевает срок службы автоматики.

Наличие сливного клапана позволяет быстро сливать конденсат из ресивера, ведь этой операцией желательно заканчивать каждый сеанс работы агрегата.

Предохранительный клапан производит стравливание повышенного давления в ресивере, если по каким-либо причинам не срабатывает автоматика, что предохраняет двигатель компрессора от перегрузок.

Воздушный фильтр защищает поршневую систему от песка, грязи, паров краски.

Различают следующие виды компрессоров:

  1. Объемного действия – удерживают газ или воздух в замкнутом пространстве, повышают давление. Среди них выделяют:
  • ротационные, принцип действия – всасывание и сжатие газа при вращении пластин; рабочий объем уменьшается, это приводит к повышению давления.
  • поршневые – давление создается движением поршней и клапанов; надежны в эксплуатации, но более шумные, чем ротационные.
  1. Динамические – обеспечивают сжатие за счет увеличения скорости движения газа, увеличивая его кинетическую энергию, которая преобразуется в энергию сжатия. Различают:
  • центробежные – используют для воздухообмена в шахтах;
  • аксиальные или осевые.

Рассмотрим, как работает компрессор поршневого типа, воздух или газ в нем сжимается поршнем, который перемещается по цилиндру:

  • Когда поршень (3) двигается вверх по цилиндру компрессора (4), рабочий газ сжимается. Электродвигатель перемещает поршень через коленчатый вал (6) и шатун (5).
  • Всасывающий и выпускной клапаны открываются и закрываются по действием давления газа.
  • На левой схеме представлена фаза всасывания газа в компрессор. При движении поршня вниз, в компрессоре создается разрежение и открывается впускной клапан (12). Таким образом, газ попадает в пространство компрессора.
  • На правой схеме показана фаза сжатия газа. Поршень поднимается вверх, при этом открывается выпускной клапан (1). Газ выходит из компрессора под высоким давлением.
схема работы

Сам по себе нагнетатель выдает неравномерную струю воздуха, что нельзя применять, например, для использования краскопульта. Ресивер спасает положение, сглаживая пульсации давления.

Пополнив запас сведений о компрессорной установке, можно самостоятельно произвести ремонт компрессора. Различают следующие неисправности компрессорной установки:

  1. Не запускается нагнетатель компрессорной установки.
  2. Время от времени срабатывает автомат термозащиты.
  3. При запуске компрессора, срабатывает автомат термозащиты и выбивает предохранитель.
  4. Двигатель агрегата работает, но не производит накачку воздуха в ресивер или делает это медленно.
  5. При отключении нагнетателя, в ресивере падает давление.
  6. Большое содержание влаги в выходном потоке воздуха.
  7. Сильная вибрация двигателя.
  8. Компрессорная установка работает с перебоями.
  9. Поток воздуха расходуется ниже нормы.

Двигатель компрессора не запускается

Существует несколько вероятных причин, почему не запускается компрессор.

Если агрегат не запускается и не гудит, нужно проверить питающее напряжение с помощью индикаторной отвертки. Если фаза есть, соединения вилки с розеткой нормальные, стоит проверить предохранители, подверженные плавке.

Дефектные предохранители заменяют другими, но того же номинала. Нельзя устанавливать новые предохранители, рассчитанные на больший электрический ток. Если предохранители перегорают повторно, возможно есть короткое замыкание на входе в схему.

Компрессор может не запускаться из-за некорректности работы реле контроля давления или сбоя настроек уровня. Чтобы проверить так ли это, выпускают газ из баллона и запускают нагнетатель. Если двигатель работает, перенастраивают реле. Не работает – меняют необходимую деталь.

Двигатель не будет работать, при срабатывании автомата термозащиты, выключающий питание из-за перегрузки поршневой системы. В этом случае ремонт компрессора своими руками заключается в том, чтобы дать мотору остыть 20 минут, после чего работа агрегата придет в норму.

Периодическое срабатывание автомата термозащиты

Бывает, что термозащита срабатывает регулярно. Такое случается из-за низкого напряжения в сети или повышенной температуры воздуха в комнате. Напряжение в сети должно быть не меньше нижней границы диапазона, которую рекомендует производитель, достаточно измерить эту величину мультиметром.

Находясь в плохо проветриваемом помещении, поршневой двигатель, который имеет воздушное охлаждение, зачастую перегревается. Выходом будет перемещение компрессора в другое помещение, хорошо вентилируемое.

Входной фильтр нагнетателя может засориться из-за плохого притока воздуха, в таком случае его следует промыть или заменить.

Автомат термозащиты выбивает предохранитель

Проблема серьезнее, если термозащита срабатывает при запуске компрессора и сгорает предохранитель. Возможно, он не рассчитан на мощность агрегата, тогда его заменяют на соответствующий.

Предохранитель может перегорать из-за перегрузки сети. Стоит проверить и отключить часть потребителей, нагружающих сеть. Ремонт воздушных компрессоров затрудняется, если некорректно работает реле напряжения или произошла поломка перепускного клапана. В таком случае лучше всего обратиться за помощью в мастерскую или сервис.

Двигатель гудит, но не работает или выдает малые обороты

Если напряжение в сети занижено, электрический мотор компрессора не справится с прокруткой оси и будет гудеть. Стоит проверить напряжение в сети мультиметром (должно быть не меньше 220В).

целый компрессор

Если вольтаж в норме, возможно в ресивере слишком большое давление и поршень не может протолкнуть воздух. Для устранения этой неисправности производители настоятельно рекомендуют установить переключатель в положение «OFF» на 15 секунд, после чего перевести его в позицию «AUTO».

Если такие действия не приведут к положительному результату, вероятна неисправность реле контроля давления ресивера или засорение контрольного клапана.

Неисправное реле следует отдать в ремонт или заменить. Починить контрольный клапан можно попытаться, сняв головку цилиндра и прочистив каналы.

В ресивере падает давление воздуха при отключении напряжения

Падение давления указывает на утечку воздуха из системы. Это происходит:

  • в воздуходувном пути;
  • в выпускном кране ресивера;
  • в контрольном клапане головки поршня;

Нужно внимательно проверить весь трубопровод с помощью мыльного раствора, покрывая всю магистраль. Обнаружив утечку, ее следует герметизировать.

Выпускной кран может пропускать воздух, если был неплотно закрыт или вследствие неисправности. Если кран закрыт, а мыльный раствор пузырится, деталь подлежит замене.

Проблема может заключаться в клапане поршневой головки. Для того чтобы осуществить дальнейший ремонт компрессора воздушного, необходимо разобрать головку цилиндра и удалить грязь, которая возможно собралась в клапане. Перед началом работ нужно обязательно стравить весь сжатый воздух из ресивера. Если давление снова будет падать, то клапан нужно поменять.

Выходная струя воздуха содержит большое количество влаги

Воздух, подаваемый из компрессора, может быть очень влажным в следующих случаях:

  • в ресивере скопилось влага;
  • воздухозаборный фильтр сильно загрязнился;
  • компрессор находится в помещении с повышенной влажностью.

Для борьбы с влажностью применимы такие методы:

  • следует регулярно сливать избыточную жидкость из баллона ресивера;
  • фильтрующий элемент промывают или заменяют;
  • агрегат переносят в другое помещение, где воздух суше или устанавливают специальные фильтры.

Сильная вибрация двигателя

Поршневым двигателям свойственна сильная вибрация. Не стоит проявлять беспокойство до тех пор, пока вибрация не станет слишком заметной. Можно предположить, что причина – в износе виброподушек, которые легко заменяются.

компрессор

Причина вибрации может заключаться в ослаблении крепления болтов. В таком случае ремонт воздушного компрессора заключается в простом затягивании болтов.

Компрессор работает с перебоями

Перебои в работе компрессорной установки вызываются:

  1. Неисправность реле контроля давления. Реле давления воздуха для компрессора используют для автоматической защиты агрегата в случаях:
  • давление всасывания становится меньше расчетного;
  • давление нагнетания превышает допустимый предел.

Различают реле низкого давления, прямое срабатывание которого (размыкание контакта) происходит при понижении давления до контролируемой величины. При повышении давления на величину настройки происходит обратное срабатывание (замыкание контакта).

У реле высокого давления прямое срабатывание (размыкание контакта) происходит при увеличении давления до заданной величины. Обратное же срабатывание (замыкание контакта) бывает при понижении давления.

Реле давления ремонтируется или меняется на новое.

  1. Интенсивный отбор сжатого воздуха – происходит из-за несоответствия производительности компрессорной установки

с потребляемой мощностью. Эти неисправности компрессора можно исключить, если при покупке пневмоинструмента, досконально изучить его характеристики и выяснить, сколько воздуха расходуется за единицу времени.

Расход воздушного потока компрессора не соответствует нормам

Такая неисправность встречается из-за утечки газа в системе высокого давления, а также, если забит воздухозаборный фильтр. Исключить просачивание воздуха можно, протянув все стыковые соединения и обмотав их герметизирующей лентой.

https://www.youtube.com/watch?v=rGoYcOu2GVk

Порой, сливая конденсат из ресивера, не полностью закрывают выпускной кран, что приводит к утечке газа. Такая проблема решается просто – нужно плотно закрутить вентиль.

Если забился противопылевой фильтр, его необходимо очистить или заменить на новый.

Замена пластинчатых клапанов поршневого компрессора

В поршневых компрессорах используются пластинчатые клапаны, находящиеся между головкой и цилиндром. В процессе работы изнашиваются передние и задние кромки клапана, в дальнейшем это приводит к утечке воздуха. Для замены клапанов нужно:

  1. Прогреть компрессор несколько минут для того, чтобы облегчить ослабление винтов, затем обесточить его.
  2. Выкрутить четыре винта, которые крепят головку к цилиндру.
  3. Достать металлическую прокладку вместе с клапанами.
  4. Губкой, смоченной в керосине, протереть головку, цилиндр и металлическую прокладку.
  5. Впускной клапан укладывают в выемку на цилиндре.
  6. Смазать прокладку и установить, прижав по периметру к цилиндру.
  7. Смазать новый клапан и установить его в выемку на головке.
  8. Прижать головку к цилиндру, вкрутить винты.

Ревизию клапанов компрессора стоит проводить хотя бы раз в год, ремонт поршневого компрессора своими руками – при возникновении посторонних шумов при нагнетании воздуха в ресивер.

Многих неисправностей можно избежать, если внимательно относиться к агрегату. Для этого следует выполнять несложные требования:

  • При покупке проверить наличие паспорта и инструкции на устройство, а также других документов.
  • Перед первым пуском проверить уровень масла и долить его, если необходимо. Использовать нужно только то масло, которое рекомендовано производителем в технической документации. В первый раз компрессор следует прогнать минут 20 вхолостую.
  • Если все в порядке, можно присоединять пневмоинструмент к агрегату и начинать работу.
  • Обязательно стоит фиксировать количество проработанных компрессором часов, ведь масло в моторе необходимо менять каждые 500 часов. В процессе замены оставшееся старое масло сливают, фильтры меняют, если нужно.
  • Каждую неделю следует промывать входной воздушный фильтр.
  • Каждые 16 часов эксплуатации производить слив влаги из ресивера через выпускной клапан. Производители обычно рекомендуют чистить внутреннюю поверхность баллона специальными средствами, раз в полгода.
  • Закончив работу, компрессор отключается от сети, кроме того нужно стравить воздух из системы высокого давления.
  • Если нагнетатель долго не эксплуатировали, перед пуском компрессора нужно очистить воздушный клапан.
  • Нетоковедущие металлические детали обязательно нужно заземлить. Обычно производители выводят заземляющий проводник в штепсельную вилку. Нужно лишь заземлить контакт в розетке, в которую подключается компрессор.

Проще сразу после покупки начинать обслуживать компрессор, ремонт агрегата при несоблюдении рекомендаций производителя обойдется очень дорого.

Компрессор – сложный аппарат, его ремонт достаточно трудоемкая процедура, необходимо владеть большим объемом информации и разбираться в многочисленных технических тонкостях. Если вы не уверены в своих действиях, в целях безопасности доверьте ремонт профессионалам.

Хочешь знать о покраске автомобиля все? Читай еще полезные статьи:

Поршневой воздушный компрессор — Чикаго Пневматик

С чугунным блоком

Ищете прочный, высокопроизводительный поршневой воздушный компрессор?

Представляем вашему вниманию новый чугунный поршневой компрессор — надежный и прочный модельный ряд, созданный из высококачественных компонентов для тяжелых промышленных условий.Полное решение с пакетом подготовки воздуха, который гарантирует сухой и чистый воздух, подходящий для очень требовательных применений. Все новые CPV — Чугунные поршневые компрессоры выпускаются в диапазоне от 3 до 10 л.с.

Почему выбирают чугунные поршневые компрессоры Chicago Pneumatic?

Прочные и надежные компоненты
Стартовая панель для простого подключения

Прочная, надежная и проверенная технология

Что такое поршневой компрессор?

Поршневой воздушный компрессор представляет собой объемный компрессор, в котором для сжатия воздуха используются поршень и цилиндр с приводом от коленчатого вала.Двухступенчатый компрессор включает дополнительную ступень, где воздух сжимается за секунду.

Как работает поршневой компрессор?

Как и небольшой двигатель внутреннего сгорания, обычный поршневой компрессор состоит из коленчатого вала, шатуна и поршня, цилиндра и головки клапана.Когда поршень движется вниз, над ним создается вакуум. Это позволяет наружному воздуху при атмосферном давлении открывать впускной клапан и заполнять область над поршнем.

Преимущества:-

• Насосы работают с оптимальной скоростью, что обеспечивает низкий уровень шума и увеличенный срок службы, гарантируя более высокую производительность. Они идеально подходят для более требовательных и интенсивных приложений.Непрерывная работа в экстремальных климатических условиях • Лучшее охлаждение и лучший отвод тепла • Низкий унос масла и увеличенный срок службы поршневых колец • Более высокая объемная эффективность. • Маленький след

Что такое рабочий цикл поршня?

При покупке поршневого компрессора основное внимание уделяется расходу на куб. фут/мин или литрам в минуту.Обычно мы думаем: «Мне нужно столько-то воздуха», а затем находим поршневой компрессор, который может подавать столько-то воздуха. Но что часто забывают, так это регулярность использования, рабочий цикл. Все поршневые компрессоры имеют рабочий цикл, некоторые из которых составляют всего 25 %, а некоторые — 100 %.

Как найти рабочий цикл моих поршневых компрессоров?

Вы можете определить рабочий цикл вашей машины, прочитав табличку двигателя вашего воздушного компрессора.

Может ли поршневой компрессор иметь 100% рабочий цикл?

Да, существуют поршневые компрессоры со 100% рабочим циклом. Рабочий цикл — это доля периода, в течение которого машина находится в рабочем режиме. Это цикл работы компрессора, когда он работает неравномерно (не непрерывно). Наш новый поршневой компрессор CPV имеет рабочий цикл 100%.

Где обычно используются поршневые воздушные компрессоры?

Объяснение технологии поршневого компрессора — Atlas Copco USA

Ознакомьтесь с нашим полным ассортиментом поршневых воздушных компрессоров для любого применения и воспользуйтесь знаниями нашей команды при настройке вашей компрессорной установки.

Свяжитесь с нашими экспертами, чтобы узнать больше

Мы продаем поршневые компрессоры для любого применения

Наша линейка поршневых воздушных компрессоров предназначена для обеспечения надежного источника сжатого воздуха для каждого пользователя.Ассортимент поршневых воздушных компрессоров с возвратно-поступательным движением варьируется от компрессоров с ременным приводом мощностью 1,5 кВт, предназначенных для домашнего использования, до больших промышленных чугунных поршневых воздушных компрессоров с прямым приводом. У нас также есть большой ассортимент безмасляных поршневых воздушных компрессоров для специализированных нужд, таких как стоматологические кабинеты, лаборатории, выдувание ПЭТ-бутылок и СПГ.

Почему я должен купить поршневой компрессор?

Из самых популярных доступных технологий воздушных компрессоров наиболее экономичным и относительно недорогим типом воздушного компрессора является поршневой или поршневой компрессор.Ошибочно думать о маленьких поршневых компрессорах как об усталых, шумных реликвиях, грохочущих в гараже для шин. Ничто не может быть дальше от этой реальности, чем вклад современной технологии поршневых компрессоров в промышленную производительность. Большинство малых и средних поршневых компрессоров, которые обычно имеют мощность от 3 до 20 л.с. и могут быть как масляными, так и безмасляными машинами, доступны в нескольких вариантах продукта, чтобы точно соответствовать потребностям широкого диапазона. конечных пользователей.Они могут поставляться либо в виде стандартных базовых блоков, смонтированных на тележке или ресивере, либо в виде комплектной станции сжатого воздуха, включающей рефрижераторный осушитель воздуха, а также предварительно смонтированное пусковое и регулирующее оборудование. Ассортимент более крупных поршневых компрессоров обычно предназначен для специальных применений, таких как использование сжатого природного газа, и может достигать мощности до 750 л.с.

Каковы преимущества покупки поршневого компрессора?

Поршневые компрессоры дешевле

Приблизить

Компрессор высокого давления для выдувания ПЭТ-бутылок Atlas Copco

Компрессоры с поршневой технологией

являются старейшими типами компрессоров.Они также являются самыми простыми, использующими для работы очень простые физические принципы. По этим причинам революционные изменения и улучшения в этой области маловероятны. Но это также означает, что все производители хорошо понимают эту технологию, по крайней мере, в ее наиболее распространенном промышленном использовании.

Благодаря минимальной стоимости исследований и разработок, а также простой и понятной технологии стоимость производства ниже. Это означает, что более широкий круг производителей готов использовать продукт или лицензировать его под своей собственной торговой маркой.Таким образом, покупатель получает выгоду от конкурентного рынка, что снижает стоимость покупки.

Техников по обслуживанию легче найти (и дешевле)

Техник по обслуживанию, выполняющий техническое обслуживание воздушного компрессора

Возраст и простота технологии, а также плато исследований влияют на техническое обслуживание так же, как и на производство.Для его наиболее распространенного промышленного использования не существует непрерывного процесса обучения, чтобы оставаться в курсе изменений в поршневых компрессорах. Как только технический специалист поймет основные принципы, его навыки могут только улучшиться. Это означает, что техническое обслуживание поршневого компрессора легче освоить, поскольку технология доступна для любого техника.

Что это значит для вас как для покупателя? Во-первых, у вас есть доступ к большему количеству технических специалистов, имеющих опыт работы с этой технологией. В большинстве случаев конкурентный характер этого пула ресурсов также означает более низкую стоимость обслуживания.

Исключения применяются в случае специализированных применений, таких как сжатие природного газа, азота или кислорода. Однако стоимость определяется требованиями отраслевого применения, а не самой технологии.

Запчасти для поршневых компрессоров всегда в наличии.

Доступность запасных частей неразрывно связана с техническим обслуживанием вашего поршневого компрессора.Простая технология обеспечивает высокую доступность запасных частей и комплектов для технического обслуживания. Это особенно актуально в свете того, что один и тот же производитель выпускает множество компрессоров под частными торговыми марками.

Варианты приобретения запасных частей для компрессоров для повседневного использования столь же разнообразны, как и способы покупки самого компрессора. Вы можете поговорить с официальными дилерами, посетить ближайший магазин DIY или посетить сайты электронной коммерции. Что бы вы ни выбрали, высока вероятность того, что вы найдете все запчасти, которые нужны вашему компрессору.Или вы найдете подходящие альтернативы с помощью интернет-сообщества.

Опять же, некоторые промышленные приложения не следуют этой тенденции. Но потребность в компрессоре для накачки шин и пневматических инструментах в автомастерской — это одно. Потребности компрессора, работающего во взрывоопасных средах, — совсем другое дело. В последнем случае фактор риска, который эти запасные части и комплекты для обслуживания должны уменьшить, влияет на доступность.

Каковы недостатки покупки поршневого компрессора?

Поршневые компрессоры громкие

Оператор носит защитные наушники для предотвращения повреждения слуха на шумных рабочих местах

Многие предприятия, для которых идеально подходят поршневые компрессоры, имеют небольшие помещения, что делает уровень шума серьезной проблемой.Уровни шума поршневого компрессора могут составлять всего 65 дБ в случае современных машин высшего класса. Но самые распространенные поршневые компрессоры, особенно старые, будут колебаться на уровне 80 дБ и выше.

Важно помнить, что основным преимуществом возвратно-поступательного движения являются низкие инвестиционные затраты. Управление побочными эффектами, такими как шум и нагрев, не так высоко стоит в списке приоритетов. Для сравнения, ротационные винтовые компрессоры сокращают или значительно уменьшают эти побочные эффекты.

В результате, использование поршневого компрессора также требует снижения уровня шума. Наиболее распространенным решением является размещение машины за пределами рабочего места в хорошо звукоизолированном корпусе. Потратив немного больше денег в начале, можно купить компрессор верхнего уровня. Разработанные по современным стандартам, уровень шума таких машин позволяет разместить их ближе к месту использования.

Какие варианты поршневого компрессора существуют?

Поршневые компрессоры с масляной смазкой

Компактные поршневые компрессоры с масляной смазкой мощностью от 3 до 20 л.с. лучше всего подходят для приложений с ограниченным пространством.Эти конструкции обычно демонстрируют легкий блок компрессора, непосредственно соединенный с двигателем, который обеспечивает отличные характеристики охлаждения и плавную интеграцию в небольшие пространства. Они доступны как в одноступенчатых, так и в двухступенчатых моделях.

Ознакомьтесь с нашим ассортиментом поршневых компрессоров с масляной смазкой для продажи:

Поршневые компрессоры серии CR
  • Эта линейка поршневых компрессоров имеет чугунную конструкцию и состоит из трех различных уровней, которые действительно спроектированы так, чтобы соответствовать уникальным потребностям любого применения.
Поршневые компрессоры Snow LE/LF
  • Снежные поршневые компрессоры LE и LF, предназначенные для производства снега.Надежный и простой в обслуживании. Непрерывная работа в экстремальных погодных условиях. Откройте для себя наш ассортимент здесь.

Безмасляные поршневые компрессоры

Компрессия с впрыском масла, даже с фильтрацией, не может гарантировать удаление всех паров масла и аэрозолей из сжатого воздуха.По этой причине многие ведущие производители компрессоров предлагают технологию безмасляной подачи воздуха, в которой используются герметичные подшипники на весь срок службы и поршневые кольца из ПТФЭ или углерода для устранения любого риска загрязнения. качество воздуха.

Какой тип компрессора подходит для какой области применения?

Воздушные компрессоры с ременным приводом

Серия чугунных поршневых компрессоров Atlas Copco CR идеально подходит для различных отраслей промышленности, но особенно подходит для применения в промышленности, автомобилестроении и легкой промышленности с высокими требованиями.Доступный в 3-х уровнях, этот диапазон обеспечивает превосходное сочетание выдающейся надежности в сочетании с высокой производительностью — даже в самых сложных условиях.

Промышленные поршневые воздушные компрессоры с прямым приводом

Промышленный поршневой воздушный компрессор с прямым приводом

Atlas Copco представила первый поршневой воздушный компрессор в 1904 году.С тех пор мы постоянно совершенствуем технологию. Сегодня наша линейка поршневых воздушных компрессоров LE и LT является вершиной компрессоров с прямым приводом на рынке. Эти машины предназначены для промышленного применения в тяжелых условиях, где поршневая технология лучше подходит, чем винтовые компрессоры. Серия LE и LT — это поршневые компрессоры с прямым приводом, на которые можно положиться снова и снова.

Стоматологические воздушные компрессоры

Стоматологический воздушный компрессор от Atlas Copco

Мы можем поставить идеальный стоматологический воздушный компрессор для вашей хирургии.Наши стоматологические компрессоры сертифицированы по классу 0 — 100% безмасляный воздух. Мы являемся единственной компанией по производству воздушных компрессоров, сертифицированной для стоматологических воздушных компрессоров. Наш 100% безмасляный стоматологический воздушный компрессор является идеальным вариантом для любой стоматологической практики, которая ищет решения для стоматологического воздуха. Изучите наш ассортимент безмасляных стоматологических воздушных компрессоров сегодня, чтобы узнать, как использование нашего надежного компрессора принесет вам душевное спокойствие.

Компрессорные установки для выдувания ПЭТ

Компрессор высокого давления для продувки ПЭТ от Atlas Copco

Компрессорные установки для сжатого природного газа (СПГ)

Компрессор высокого давления CNG от Atlas Copco

Независимо от того, являетесь ли вы владельцем заправочной станции на компримированном природном газе (КПГ), разрабатываете решение для заправки транспортных средств, работающих на природном газе (ПГМ), для общественного транспорта или настраиваете виртуальную трубопроводную систему для питания удаленного промышленного процесса, у Atlas Copco есть все необходимое для работы на сжатом природном газе. Решение NGV для работы.В наших компрессорах используются интеллектуальные энергосберегающие технологии. Они оснащены напорным картером с нулевой утечкой, прямым приводом и используют проверенную и проверенную технологию. Эффективность, безопасность и надежность являются решающими факторами для любой установки, работающей на сжатом природном газе или природном газе. Они также являются краеугольным камнем всей нашей линейки продуктов для природного газа. Наши компрессоры оснащены функциями, обеспечивающими преимущества на каждом этапе цикла поставки КПГ/ПГТ. Узнайте больше о нашем ассортименте поршневых компрессоров высокого давления для компрессорных установок, работающих на сжатом природном газе и природном газе.

Почему я должен купить поршневой компрессор Atlas Copco?

Ассортимент поршневых компрессоров Atlas Copco является одним из самых обширных на рынке. Наши машины доступны в безмасляной и масляной технологии, имеют варианты давления, доступные для требований до 450 бар, и применимы для газов, отличных от воздуха.С наращиванием крейцкопфа и магистрали и приложениями мощностью до 1 МВт у нас обязательно найдется решение для ваших нужд, какими бы они ни были. Если вы не смогли найти подходящий компрессор для своего применения на этой странице, обратитесь за конкретной помощью к одному из наших экспертов.

Поршневой компрессор – обзор

9.1.2 Воздушные компрессоры

На рынке представлено множество воздушных компрессоров принципиально разных типов конструкции.В принципе, используются два основных средства сжатия воздуха: поршневые компрессоры или динамические компрессоры. В то время как поршневой компрессор выполняет функцию сокращения объема воздуха в камере сжатия до фиксированного уровня давления, динамическое сжатие обеспечивается крыльчатками, которые увеличивают скорость воздуха, а затем превращаются в повышенное давление.

Поршневые компрессоры бывают поршневого или роторного типа.

Кроме того, еще одно важное различие между компрессорами заключается в том, используют ли они масляную смазку или не используют масляную смазку.Безмасляные компрессоры предпочтительны для систем с высокими требованиями к качеству воздуха, где небольшие молекулы масла могут оказывать негативное влияние, например, на продукты или помещение. Безмасляные компрессоры часто используются, например, в пищевой промышленности. Недостатком является то, что безмасляные компрессоры потребляют больше энергии, чем компрессоры с впрыском масла.

В отчете «Повышение производительности системы сжатого воздуха: справочник для промышленности» содержится хороший обзор различных типов компрессоров.Четыре наиболее распространенные виды компрессоров воздушных компрессоров в промышленности:

поршень (возвратно-поступательный) компрессор

роторный лопастный компрессор

роторный винтовой компрессор

Центробежный компрессор

9.1.2.1 Поршневой компрессор

Поршневой компрессор, также обозначаемый как поршневой, представляет собой объемный компрессор, состоящий из движущегося поршня, сжимающего воздух.Он имеет высокий КПД как при полной, так и при частичной нагрузке, но менее положительными сторонами является то, что он шумный и, кроме того, требует больше места, чем другие типы компрессоров. Кроме того, из-за большого количества движущихся частей в этом типе компрессора, которые могут изнашиваться, стоимость обслуживания выше, чем для других типов компрессоров. Поршневые компрессоры могут быть как безмасляными, так и компрессорами с впрыском масла.

9.1.2.2 Ротационно-пластинчатый компрессор

Ротационно-пластинчатый воздушный компрессор представляет собой поршневой компрессор, который вращается вокруг вала.Он имеет средний КПД при полной нагрузке и более низкий КПД при частичной нагрузке. Роторно-пластинчатый компрессор является самым тихим типом воздушных компрессоров и имеет очень компактную конструкцию, что делает его пригодным для использования в местах с недостатком места для размещения воздушных компрессоров. Кроме того, из-за большого количества движущихся частей в этом типе компрессора, которые могут изнашиваться, стоимость обслуживания выше, чем у других типов компрессоров, но не так высока, как у поршневых компрессоров. Ротационно-пластинчатые компрессоры могут быть как безмасляными, так и компрессорами с впрыском масла.

9.1.2.3 Винтовой компрессор

Винтовой компрессор представляет собой объемный компрессор, в котором для сжатия воздуха используются вращающиеся винты. По сравнению с поршневым компрессором винтовой компрессор сжимает воздух непрерывно, без пульсаций. Он имеет высокий КПД при полной нагрузке и низкий КПД при частичной нагрузке. Он менее шумный, чем поршневой компрессор, и имеет очень компактную конструкцию, что делает его пригодным для использования в местах с недостатком места для размещения воздушных компрессоров.Ротационно-винтовой компрессор имеет очень мало деталей, которые могут изнашиваться, поэтому затраты на техническое обслуживание ниже, чем у поршневых и пластинчато-роторных компрессоров. Винтовые компрессоры могут быть как безмасляными, так и компрессорами с впрыском масла.

9.1.2.4 Центробежный компрессор

Центробежный компрессор относится к типу динамических компрессоров, в которых для сжатия воздуха используется вращающееся рабочее колесо. Он имеет высокий КПД при полной нагрузке и низкий КПД при частичной нагрузке.Он менее шумный, чем поршневой компрессор, и имеет очень компактную конструкцию, что делает его пригодным для использования в местах с недостатком места для размещения воздушных компрессоров. В центробежном компрессоре очень мало деталей, которые могут изнашиваться, поэтому затраты на техническое обслуживание низкие. Кроме того, центробежный компрессор не требует смазки.

9.1.2.5 Компрессоры под нагрузкой/без нагрузки

Традиционно воздушные компрессоры имеют функцию работы под нагрузкой и без нагрузки. Это означает, что когда компрессор не работает, он переходит в режим без нагрузки, при котором воздух не производится.В режиме без нагрузки используется около 40–50 % мощности компрессора по сравнению с потребляемой мощностью в условиях нагрузки. С появлением приводов с регулируемой скоростью (VSD) теперь можно приобрести компрессоры с регулируемой скоростью. Компрессор с частотным регулированием значительно более энергоэффективен, чем обычные компрессоры под нагрузкой/без нагрузки, при условии, что потребность в сжатом воздухе варьируется, или работает как так называемый компрессор с верхней загрузкой. Если это не так, а вместо этого компрессор состоит из базовой нагрузки в системе сжатого воздуха, или потребность в сжатом воздухе не меняется в значительной степени, обычный компрессор под нагрузкой/без нагрузки также работает.

Важной процедурой повышения эффективности воздушных компрессоров, помимо профилактического и эксплуатационного обслуживания, является отключение компрессоров в конце рабочего дня или при отсутствии спроса.

9.1.2.6 Компрессоры с частотно-регулируемым приводом

Во многих случаях, когда используются электродвигатели, приводы с регулируемой скоростью (ЧРП) позволили значительно повысить энергоэффективность. Воздушные компрессоры ничем не отличаются. Однако на компрессорной станции, состоящей из компрессоров как с базовой, так и с максимальной нагрузкой, важно оценить, нужен ли преобразователь частоты или нет.Для компрессора базовой нагрузки, который большую часть времени работает с полной нагрузкой, преобразователь частоты может быть не таким эффективным, как если бы он был установлен в качестве компрессора максимальной нагрузки.

9.1.2.7 Вакуумные насосы и бустеры

Воздушные компрессоры также часто могут использоваться в качестве вакуумных насосов, которые обычно работают при давлении 0,1–1 бар. В системе сжатого воздуха встречаются даже так называемые бустеры, то есть бустеры, размещенные локально в решетке сжатого воздуха, которые сжимают воздух до более высокого давления, чем в других частях системы сжатого воздуха.

Поршневые воздушные компрессоры | Компания Титус

Что такое поршневой компрессор?

В поршневых компрессорах используются цилиндры с поршнями внутри. Каждый цилиндр имеет закрытый конец рядом с головкой цилиндра, а другой конец заканчивается подвижным поршнем. Клапаны цилиндров расположены в нижней части клапанных карманов компрессора. На первом этапе сжатия воздух поступает в цилиндр через всасывающий клапан, срабатывающий при движении поршня.Это создает вакуум.

Затем поршень меняет направление своего движения, выполняя «возвратно-поступательную» часть названия, и при этом начинает сжимать воздух. Как только внутреннее давление цилиндра превышает давление в выпускных трубах, клапаны открываются и выпускают воздух из цилиндра.

Как работает поршневой компрессор?

Поршневые компрессоры обычно питаются от дизельного двигателя. Это может быть система прямого или ременного привода, любая из которых будет работать в непрерывном режиме, пока работает двигатель.Весь цикл облегчается механизмом разгрузки, а некоторые системы имеют регулятор, который обычно монтируется непосредственно на компрессор. Когда присутствует регулятор, он работает, чтобы обеспечить определенное давление впуска и отключения. Давайте рассмотрим некоторые основы поршневого компрессора.

Впускной цикл

Все начинается с того, что поршень проходит через цилиндр вниз. Это движение создает вакуум между верхней частью поршня и головкой цилиндра, в результате чего воздух с более низким давлением поступает в цилиндр через ряд впускных клапанов.Эти клапаны расположены над головкой поршня по мере ее опускания. В этой части цикла впускные клапаны остаются открытыми, а выпускные — закрытыми.

Затем поршень движется обратно вверх, заставляя впускные клапаны закрываться, так что воздух задерживается внутри цилиндра. По мере того, как поршень продолжает двигаться вверх, площадь, занимаемая воздухом в цилиндре, уменьшается, что приводит к образованию сжатого воздуха. Давление воздуха внутри цилиндра быстро превысит сопротивление пружины выпускного клапана, открыв клапан и позволив новому сжатому воздуху выйти из системы до того, как цикл повторится.Закрытый выпускной клапан служит для предотвращения возврата воздуха в часть цилиндра с низким давлением после того, как он был сжат.

Воздух, выходящий из выпускного отверстия, проходит через ресивер, чтобы сгладить низкочастотные пульсации, возникающие при сжатии.

Процесс разгрузки

Как только регулятор или устройство контроля давления определяет, что воздух в приемном резервуаре достиг порога отключения по высокому давлению, он дает команду компрессору разгрузиться.Разгрузка может быть полной или частичной, в зависимости от конструкции поршневого компрессора.

По мере того, как оборудование, расположенное ниже по потоку, использует новый сжатый воздух, уровень давления в резервуаре будет постепенно снижаться. Как только он падает до заданной точки нагрузки, устройство управления дает команду компрессору перезапустить цикл сжатия и снова повысить давление в баке.

Рабочий цикл

Одной из важных основ поршневого компрессора, о которой следует знать, является рабочий цикл.Рабочий цикл определяется путем сравнения времени, в течение которого компрессор работает под нагрузкой, со временем, когда машина работает, когда она полностью разгружена или выключена. Поршневые компрессоры рассчитаны только на 20–30% времени полной нагрузки, а в остальное время должны быть разгружены.

Обеспечение работы вашего компрессора в пределах рабочего цикла необходимо для максимального увеличения срока его службы. Выбор компрессора меньшего размера для вашего применения или искусственное увеличение нагрузки за счет игнорирования утечки воздуха вытолкнет систему за пределы ее возможностей и приведет к дорогостоящему преждевременному износу нескольких компонентов компрессора.

Смазка

Не каждая конструкция поршневого компрессора работает таким образом, но насос приводного двигателя может совместно использовать часть своей смазки с компрессором. В этой конструкции подача из поддона необходима для поддержания смазки и надлежащего функционирования всей системы.

В этой конфигурации вам потребуется изменить интервалы замены масла, рекомендованные поставщиком двигателя, так как они не будут учитывать дополнительные потребности компрессора.Новый график должен учитывать тепловую нагрузку, которую компрессор добавляет к смазке, если вы хотите получить точную оценку ожидаемого срока службы смазки.

Охлаждение

Для большинства воздушных компрессоров, приводимых в действие двигателями, основным источником охлаждения системы является смазка. Масляный радиатор двигателя охлаждает эту смазку, которая затем рециркулируется через компрессор. Воздушный поток от вентилятора в маслоохладителе двигателя также может устранять небольшую часть тепла, выделяемого корпусом компрессора, выводя его из системы вместе с отводимым выхлопным воздухом.

Способы охлаждения поршневого компрессора имеют решающее значение для долговечности оборудования. Без них опасность превышения температурных ограничений намного выше, если ваше приложение превышает рекомендуемый рабочий цикл.

Всякий раз, когда смазка становится слишком горячей и температура превышает рекомендуемую производителем, смазка может преждевременно выйти из строя. Это означает необходимость более частой замены смазки в лучшем случае и преждевременный выход из строя компонентов компрессора и двигателя в худшем случае.

Поршневой воздушный компрессор использует

Предприятия всех размеров используют поршневые воздушные компрессоры. Некоторые из отраслей, которые широко используют этот тип компрессора, включают, например, автосервис, стоматологические услуги и различные развлекательные услуги. Вот краткий обзор некоторых наиболее распространенных применений компрессоров на предприятиях от малого до среднего размера:
  • Пескоструйные установки в механических мастерских или на заводах
  • Шлифование дерева или кузова автомобиля
  • Окраска распылением для автомобилей
  • Производство снега для катания на лыжах или других развлекательных целей
  • Стоматологические и некоторые медицинские инструменты
  • Пневматические гвоздезабивные пистолеты, молотки и дрели в строительстве
  • Пневматические пистолеты для очистки машин

Воздушные компрессоры также широко используются в сельском хозяйстве для таких целей, как:

  • Конвейеры, перемещающие корм или зерно между силосами и другими пунктами назначения
  • Системы вентиляции в теплицах или гидропонные системы
  • Опрыскивание сельскохозяйственных культур для внесения пестицидов или удобрений
  • Питание различных типов подъемно-транспортного оборудования
  • Питание различных молочных машин от доения до транспортировки материалов

Сжатый воздух также является важным источником энергии для крупных предприятий в обрабатывающей промышленности.Производство, сборка, нефтепереработка и многое другое используют сжатый воздух для питания:

  • Пневматические инструменты и автоматизированное оборудование
  • Сварочное или режущее оборудование
  • Извлечение компонентов из форм
  • Устройства контроля производства
  • Регулировка механизмов подачи и роликов
  • Формование газовых баллонов и пластиковых бутылок
  • Позиционеры, воздушные ножи, зажимы и воздушные патроны
  • Пневматические отделочные и упаковочные устройства

С точки зрения повседневного применения, воздушные компрессоры важнее, чем думает большинство людей.Холодильники и морозильники используют воздушные компрессоры для охлаждения воздуха внутри устройства, а кондиционеры используют их в качестве основного источника энергии для охлаждения. Даже в развлекательных мероприятиях, таких как пейнтбол и подводное плавание с аквалангом, используется сжатие воздуха.

Типы поршневых компрессоров

Для поршневых воздушных компрессоров у вас есть несколько вариантов в зависимости от области применения.

Одностороннего действия

В компрессоре одностороннего действия у вас есть базовая установка с впускным клапаном и выпускным клапаном, оба из которых являются односторонними и подпружиненными.Впускной клапан всасывает воздух, пока поршень движется вниз, а выпускной клапан открывается только после приложения достаточного усилия.

Поршневые компрессоры одностороннего действия имеют только один цикл сжатия при каждом повороте коленчатого вала, поскольку клапаны имеются только в верхней части цилиндра. Компрессоры одностороннего действия наиболее часто используются по целому ряду причин. По сравнению с другими типами технологии сжатия, такими как ротационные винтовые компрессоры, поршневые компрессоры одностороннего действия очень доступны по цене.

Двухстороннего действия

Поршневой компрессор двойного действия имеет выпускной и впускной клапаны на обоих концах цилиндра, что приводит к двум циклам сжатия при каждом обороте коленчатого вала.

Эта конструкция делает поршневые поршневые устройства двойного действия невероятно эффективными, поэтому они так популярны в обрабатывающей промышленности. Редко можно найти компрессор двойного действия мощностью менее 100 лошадиных сил. Тем не менее, их мощность связана с чрезвычайно большой площадью, что не всегда практично, когда важны соображения пространства.Они также имеют тенденцию производить сильную вибрацию, что требует виброизоляции и обеспечения того, чтобы система была установлена ​​на достаточно прочном основании.

Сравнение одноступенчатых и двухступенчатых компрессоров

Двухступенчатый компрессор работает очень похоже на одноступенчатую систему, но сжатый воздух не попадает в резервуар для хранения после его первоначального сжатия. Вместо этого он проходит через второй, меньший поршень, который снова сжимается при другом ходе. Только после второго сжатия воздух под двойным давлением пропускается через систему охлаждения и направляется в накопительный бак.

Двухступенчатый компрессор будет производить значительно большую мощность воздуха, поэтому они чаще используются в крупных промышленных установках, где необходима непрерывная работа. Соответственно, большая мощность соответствует более высоким первоначальным затратам и постоянным потребностям в обслуживании, поэтому вы не найдете их в условиях, когда операции могут выполняться с меньшим энергопотреблением.

Одноступенчатые компрессоры чаще всего используются в ручных пневматических инструментах, для которых не требуется давление более 100 фунтов на квадратный дюйм (psi).

Мембрана

Мембранные компрессоры также называются мембранными компрессорами. Они используют вращающуюся мембрану для подачи воздуха в систему сжатия. Мембранный поршневой компрессор использует две системы — гидравлическую и нагнетательную, между которыми защитным барьером выступает гибкая металлическая диафрагма. Мембрана и блок компрессора являются единственными компонентами, которые вступают в контакт с перекачиваемым газом, поэтому эти компрессоры чаще используются для сжатия токсичных или взрывоопасных газов, а не только воздуха.

Поршневые компрессоры по сравнению с другими воздушными компрессорами

Чем поршневые воздушные компрессоры отличаются от винтовых и центробежных компрессоров, и какие плюсы и минусы следует учитывать?

Компоненты и обслуживание

Поршневые воздушные компрессоры требуют особого внимания к поршням, но они также имеют множество других компонентов, износ которых необходимо контролировать. Клапаны, шатуны, коленчатые валы и многое другое должны работать согласованно, чтобы минимизировать износ, но количество компонентов затрудняет эффективный контроль.Однако детали менее дорогие и сложные, чем у винтовых и центробежных компрессоров, что в целом снижает затраты на техническое обслуживание.

Производство тепла

Тепло, выделяемое при работе компрессора, оказывает ощутимое влияние на надежность и долговечность оборудования. В ротационно-винтовом компрессоре используются винты, которые вращаются вокруг друг друга, не соприкасаясь, и поэтому создают меньшее трение. Однако поршневые компрессоры создают значительное внутреннее трение между движением поршней и другими внутренними компонентами.Работа в более жаркой среде — еще одна причина, по которой поршневые компрессоры предъявляют повышенные требования к техническому обслуживанию.

Давление

По сравнению с ротационно-винтовыми компрессорами поршневые компрессоры имеют преимущество с точки зрения создаваемого давления. Во многих случаях поршневой компрессор может создавать вдвое большее давление, чем винтовой компрессор. Центробежные компрессоры могут создавать в 1,25 раза большее давление нагнетания, чем поршневые компрессоры.

Шум

Шум не всегда является фактором, но в условиях, когда работникам необходимо четко общаться, шум поршневого компрессора двойного действия может отвлекать внимание.Роторно-винтовой компрессор производит наименьший шум, а центробежный компрессор производит больше всего. Поршневой компрессор одностороннего действия, как правило, является лучшим выбором, если необходимо сопоставить потребности в мощности с шумом и эффективностью.

Стоимость

Первоначальная стоимость компрессора является основным фактором для большинства покупателей. Поршневой компрессор обеспечивает большую мощность при меньших затратах по сравнению с роторными и центробежными компрессорами. Однако ожидаемый срок службы поршневого компрессора ниже, чем у любого из его конкурентов.Как в роторных, так и в центробежных компрессорах меньше движущихся частей, подверженных трению, поэтому они обходятся дешевле с точки зрения замены деталей, времени простоя и ремонта. Однако при регулярном профилактическом обслуживании эти расходы можно несколько снизить.

Доверьте компании Titus свои потребности в сжатии воздуха

Когда дело доходит до ваших потребностей в воздушном компрессоре, работа с компанией, которой вы можете доверять, сэкономит ваши деньги и принесет вам больше спокойствия. Компания Titus с 1986 года предоставляет заказчикам компрессорного оборудования продажи и обслуживание мирового класса, и мы гордимся тем, что делимся своим опытом с компаниями всех размеров в Делавэре, Нью-Джерси и Восточной Пенсильвании.

Наша цель номер один — убедиться, что вы получаете максимальную отдачу от вашей системы сжатого воздуха, независимо от того, получили вы ее от нас или нет. Вот почему мы рады предоставить такие услуги, как анализ вашей системы сжатого воздуха, чтобы убедиться, что она работает максимально эффективно.

Мы также умеем проектировать и изготавливать уникальные системы, соответствующие вашим требованиям. Мы устанавливаем систему, а также обеспечиваем техническое обслуживание, чтобы ваше оборудование работало надежно. Чтобы узнать больше о The Titus Company и о том, что мы можем сделать для вас, свяжитесь с нами через Интернет или позвоните по номеру 610.913.9100.

Воздушные компрессоры | Мощность и движение

Каждая система сжатого воздуха начинается с компрессора – источника воздушного потока для всего последующего оборудования и процессов. Основными параметрами любого воздушного компрессора являются производительность, давление, мощность и рабочий цикл. Важно помнить, что емкость делает свою работу; давление влияет на скорость выполнения работы. Регулировка давления нагнетания воздушного компрессора не меняет производительность компрессора, хотя многие считают, что это произойдет.

Сегодня на рынке представлен ряд основных конструкций воздушных компрессоров и их вариаций. Все они делятся на две основные категории: объемный и динамический . Несмотря на то, что рабочие характеристики двух разных типов воздушных компрессоров могут быть очень похожими на поверхности, другие факторы установки и производительности могут сделать одну конструкцию превосходящей другую в реальных условиях. Давайте рассмотрим некоторые основные конструкции и терминологию.

Поршневые компрессоры

Поршневые компрессоры представляют собой объемные устройства, которые улавливают заряд воздуха, а затем физически уменьшают пространство, в котором он находится, вызывая увеличение его давления. В поршневых агрегатах, обычно называемых поршневыми компрессорами , используется поршень, цилиндр и клапан. Их работа очень похожа на знакомый двигатель внутреннего сгорания, но они просто захватывают и сжимают воздух без добавления топлива для его взрыва. Обратите внимание, что всякий раз, когда воздух сжимается, выделяется тепло.Надлежащее охлаждение внутренних частей любого воздушного компрессора является важной частью его конструкции.

При выборе поршневых компрессоров необходимо принять три основных решения:

  • одностороннего или двустороннего действия,
  • одноступенчатая или многоступенчатая конфигурация и
  • воздушное или водяное охлаждение.

В поршневом компрессоре одностороннего действия поршень сжимает воздух только в одном направлении своего хода.В модели двойного действия поршень сжимает воздух в обоих направлениях своего хода. Очевидно, поскольку оба такта выполняют работу, компрессор двойного действия более эффективен (по перемещению объема воздуха на входную мощность), чем компрессор одностороннего действия сопоставимого размера.

Одноступенчатый блок сжимает воздух от входного до выходного давления за одну операцию. Многоступенчатый блок сжимает от давления на входе до давления нагнетания за две или более операций — обычно пропуская воздух через промежуточный охладитель для удаления части тепла сжатия между каждой ступенью.Это экономит электроэнергию и снижает внутреннюю рабочую температуру компрессора.

В компрессорах с воздушным охлаждением окружающий воздух циркулирует вокруг цилиндров компрессора и ребристых головок для обеспечения охлаждения. Тепло передается через металл воздуху. Агрегаты с воздушным охлаждением обычно рассчитаны на рабочие циклы от 50% до 75%, в зависимости от конкретных агрегатов и их применения. В компрессорах с водяным охлаждением встроенные водяные рубашки окружают цилиндры и головки.Тепло передается через металл к воде — более эффективно, чем через металл к воздуху. Таким образом, поршневые агрегаты с водяным охлаждением снижают внутреннюю температуру более эффективно, чем сопоставимые агрегаты с воздушным охлаждением.

Большинство производителей воздушных компрессоров продвигают двухступенчатый компрессор как оптимальную машину для производства воздуха класса 100 фунтов на квадратный дюйм (базовый уровень давления на большинстве промышленных установок), обеспечивающего наилучшую эффективность на доллар затрат при адекватной надежности внутренних рабочих частей.Для того, чтобы поршневой компрессор был отнесен к категории непрерывного действия , обычно считается, что он должен быть двойного действия и иметь водяное охлаждение. Поршневые компрессоры двойного действия с водяным охлаждением предлагаются в различных исполнениях, сочетающих эффективное сжатие воздуха с долговечностью и надежностью. Однако они также тяжелые и громоздкие, что делает их относительно дорогими в установке. Как правило, они имеют более значительные неуравновешенные силы, что в сочетании с их размером требует специального основания и поддержки.

Если они соответствуют критериям выбора, таким как производительность, вес, размер и цена, одно- и двухступенчатые поршневые агрегаты одностороннего действия являются хорошим выбором, особенно в диапазоне давления от 50 до 150 фунтов на квадратный дюйм. (Предлагаются трехступенчатые поршневые агрегаты, но обычно они используются при давлении выше 250 фунтов на кв. дюйм.)

Винтовые компрессоры с масляным охлаждением

Рис. 1. При вращении ведущего и ведомого роторов внутри корпуса (вверху) темно-серый атмосферный воздух заполняет корень пилота от впускного отверстия до конца корпуса.При дальнейшем вращении охватывающий наконечник проходит через впускное отверстие, герметизируя ротор и одновременно зацепляя наконечник охватываемого ротора, чтобы начать сжатие. Как только сцепляющийся охватываемый наконечник катится достаточно далеко вниз по охватывающему корню, чтобы создать заданное давление, дальний конец охватывающего корня открывает выпускное отверстие.

Ротационно-винтовой компрессор — еще одна машина объемного типа. По аналогии с поршневым компрессором, рис. 1, охватываемый ротор подобен поршню, толкающему воздух вдоль охватывающего ротора, который подобен цилиндру.Уплотнительные планки подобны поршневым кольцам, а воздух прижимается к неподвижной торцевой пластине, похожей на дно цилиндра. Этот дизайн существует уже около 50 лет. Однако до середины 1970-х годов он считался подходящим только для переносных автомобилей с приводом от двигателя и электродвигателей малой мощности из-за низкого КПД (отношение подачи сжатого воздуха к затратам на электроэнергию).

В 1970-х годах началась разработка двухступенчатых винтовых компрессоров для давления до 250 фунтов на квадратный дюйм.Развитие профиля ротора в 1970-х, 1980-х и начале 1990-х годов привело к тому, что винтовая конструкция с масляным охлаждением стала важным выбором в промышленных воздушных компрессорах с приводом от электродвигателя, особенно мощностью от 20 до 300 л.с.

Затем произошел значительный прорыв в конструкции винтовых блоков. Внедрение несимметричного профиля привело к повышению эффективности примерно на 15%. Это усовершенствование было достаточно значительным, чтобы сделать винтовой компрессор с масляным охлаждением конкурентоспособным среди моделей с большей мощностью для непрерывной работы.Он имеет почти такую ​​же эффективность, как одноступенчатые агрегаты двойного действия и центробежные компрессоры меньшего размера.

Двухступенчатые винтовые компрессоры могут приближаться, а иногда и равняться производительности двухступенчатых поршневых агрегатов при полной нагрузке в классе 100 фунтов на квадратный дюйм. Сегодня двухступенчатые винтовые компрессоры с масляным охлаждением часто используются в диапазоне давлений от 150 до 400 фунтов на квадратный дюйм. Они также используются для работы под давлением 100 фунтов на квадратный дюйм со значительной экономией энергии. Две ступени предлагают преимущества, связанные с более низкой степенью сжатия на ступень.Уменьшенный перепад давления на роторах сводит к минимуму прорыв газов и значительно снижает нагрузку на упорные подшипники. (Очевидно, что для двухступенчатых агрегатов требуется два воздушных блока, что увеличивает первоначальную стоимость.)

Уникальной характеристикой этого компрессора является то, что он охлаждается маслом. Масло, впрыскиваемое в воздушный поток, поглощает тепло сжатия при его выработке. Затем нагретое масло подается в теплообменник с воздушным или водяным охлаждением для охлаждения. Поскольку охлаждение происходит непосредственно внутри компрессора, рабочие части никогда не подвергаются экстремальным рабочим температурам.Охлаждающее масло никогда не треснет и не сгорит. Независимо от того, какая нагрузка на компрессор, внутри винтового блока нет горячих точек. В результате отсутствие износа обеспечивает бесперебойную работу и высокую эффективность. Другими словами, винтовые компрессоры с масляным охлаждением могут работать при полной нагрузке и полном давлении двадцать четыре часа в сутки, семь дней в неделю. Срок службы этого компрессора в рабочих часах и затраты на его техническое обслуживание в час будут такими же, как и при любых других условиях нагрузки.

Непрерывный режим

Наличие компрессоров с воздушным охлаждением непрерывного действия (особенно больших размеров) обеспечивает большую гибкость при их установке.Такие компрессоры можно устанавливать на любую поверхность, которая выдержит их статический вес. На многих объектах также можно значительно сэкономить на стоимости трубопроводов по сравнению с другими типами систем. Эти компрессоры подходят для концепции центральной или ведомственной компрессорной системы. Агрегаты доступны с электродвигательным и моторным приводом — на базе, на салазках, на колесах и т.д.

По сравнению с другими типами воздушных компрессоров непрерывного действия винтовые компрессоры с масляным охлаждением имеют ряд преимуществ:

  • Масляное охлаждение поддерживает внутреннюю температуру на оптимальном уровне.В результате нагнетаемый воздух относительно холодный – не более чем на 180°F выше температуры окружающей среды.
  • Воздух нагнетания чистый — без сгоревшего масла или углерода.
  • Вращающаяся конструкция позволяет работать на более высоких скоростях, особенно при больших размерах. Следовательно, большая пропускная способность достигается за счет компрессоров с физически меньшими корпусами, что обеспечивает значительную экономию площади пола и требований к фундаменту.
  • Благодаря своим компактным размерам и характерным характеристикам бесшумной работы подавить шум относительно легко.Имеющиеся в продаже модели с электродвигателем рассчитаны на уровень шума от 75 до 85 дБ на расстоянии одного метра в соответствии с кодом испытаний CAGI Pneurop.
  • Большинство моделей имеют меньше движущихся частей, и эти части работают в более идеальных условиях, что приводит к более низким температурам и меньшей вибрации.
  • Меньшее количество деталей облегчает их складирование для роторных моделей, и с ними легче работать.

Таким образом, винтовые компрессоры с масляным охлаждением предлагают пользователям источник сжатого воздуха для непрерывной работы в аккуратном, компактном корпусе с низкой начальной стоимостью, максимальной гибкостью установки и простотой обслуживания.

Вращающийся винт и кулачок без смазки

В дополнение к поршневым компрессорам без смазки, которые стали настолько распространенными с годами, существует несколько версий несмазываемых объемных кулачковых или винтовых ротационных компрессоров. Эти агрегаты называются компрессорами зазорного типа, потому что внутренние части не соприкасаются друг с другом, поэтому они не требуют смазки в камере сжатия. Охлаждение осуществляется через стенки цилиндров через водяные рубашки.

Лепестки или винты также не заходят друг в друга; вместо этого они приводятся в движение некоторым типом зубчатой ​​​​передачи. Эта система привода также действует как синхронизирующая шестерня для точного поддержания соотношения профиля ротора или лопасти. Смазка для трансмиссии должна быть ограничена областью подшипников и шестерен и не должна попадать в камеру сжатия.

В этой базовой конструкции существует постоянная скорость утечки для любого фиксированного набора условий. Критические внутренние зазоры находятся между торцевыми крышками и ротором, между кулачками ротора и между наружным диаметром ротора и внутренним диаметром цилиндра.Эти зазоры в сочетании с отсутствием впрыска масла для обеспечения герметизации являются основными причинами, по которым для этих устройств требуются две ступени для обеспечения приемлемой эффективности в приложениях класса 100 фунтов на квадратный дюйм.

Поскольку это вращающиеся устройства, они обладают всеми преимуществами вращающихся устройств по сравнению с несмазываемыми поршневыми устройствами аналогичного размера:

  • компактный размер,
  • плавная подача холодного воздуха,
  • простота установки, а
  • простое (но критичное) обслуживание

Они также имеют некоторые недостатки, в зависимости от конкретного типа компрессора и его рабочего цикла:

  • более чувствителен к грязному воздуху на входе,
  • более низкая эффективность, что приводит к увеличению затрат на электроэнергию, и
  • любые ремонтные работы более сложны и требуют специальной подготовки, которой пользователь может не иметь или не хотеть иметь.Это означает, что ремонтные работы, вероятно, придется выполнять дистрибьютору или производителю.

Пластинчато-роторные компрессоры

Рис. 2. В типичный пластинчато-роторный компрессор масло впрыскивается во время цикла сжатия для поглощения некоторого количества теплоты сжатия. Воздух, выходящий из пластинчатых (и винтовых) компрессоров, обычно подается в сепаратор, где удаляется жидкое масло.

Пластинчатые компрессоры с масляным охлаждением, рис. 2, работают так же, как и другие объемные компрессоры, улавливая заряд всасываемого воздуха — в данном случае между лопатками.Когда эксцентриковый ротор вращается, лопасти вдавливаются в пазы ротора, уменьшая размер ячейки, удерживающей захваченный воздух. Воздух сжимается до полного давления нагнетания, когда он достигает выпускного отверстия. Теплота сжатия отводится охлаждающим маслом, распыляемым прямо в воздух во время сжатия. Это же масло помогает герметизировать кончики лопастей.

На протяжении десятилетий пластинчато-роторные компрессоры с масляным охлаждением пользовались популярностью для непрерывной работы. Их конструкция имеет ряд уникальных характеристик:

  • малый вес, но непрерывная мощность,
  • интегрированная и компактная конфигурация,
  • эффективное производство сжатого воздуха при относительно низких скоростях вращения,
  • плавная работа с небольшой вибрацией,
  • чрезвычайно тихая работа,
  • максимально холодный выпускной воздух и
  • небольшое количество быстроизнашивающихся деталей, что делает машину простой и экономичной в ремонте.

Однако одноступенчатая роторно-лопастная конструкция с масляным охлаждением имеет ограниченную производительность. Проблема заключается в изгибающем напряжении, приложенном к лопастям. Скорость, размер и вес лопастей должны быть ограничены, чтобы машина была долговечной. По этой причине пластинчато-роторные компрессоры с масляным охлаждением обычно применяются только в диапазоне мощности от 2 до 100 л.с.


Со смазкой или без нее?

Две основные группы типов компрессоров: со смазкой и без смазки .В компрессорах со смазкой масло используется для уменьшения трения между движущимися частями. В результате часть масла захватывается сжимаемым воздухом. Унесенное масло должно быть удалено из системы, расположенной ниже по течению, или допущено к ней.

Бессмазочные компрессоры не используют масло в винтовом блоке и, таким образом, не добавляют масло в производимый ими сжатый воздух.


Мощность и эффективность

Тормозная мощность — это входная мощность, необходимая на входном валу компрессора для определенной скорости, производительности и давления.

Двигатель или мощность двигателя л.с. — номинальная мощность первичного двигателя.

Сервис-фактор — это дополнительная мощность, встроенная в электродвигатель сверх его номинальной мощности, выраженная в процентах. В пределах эксплуатационного коэффициента мощность тормоза, приводящего в действие воздушный компрессор, может быть выше, чем номинальная мощность двигателя.

Энергетическая эффективность компрессора представляет собой отношение количества воздуха, подаваемого компрессором, к потребляемой им электроэнергии.Эффективность обычно выражается в лошадиных силах тормоза на 100 кубических футов в минуту подаваемого воздуха.


Вращающиеся винты с водяным охлаждением

Другой вариант безмасляных винтовых компрессоров представляет собой одноступенчатую конструкцию, в которой для охлаждения и герметизации роторов во время сжатия используется впрыск воды. Подшипники и ведущие шестерни смазываются маслом и герметизируются от камеры сжатия. Эти устройства обслуживают выбранный рынок и имеют особую конструкцию. В некоторых случаях необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать накопления бактерий в воде.

Динамические воздушные компрессоры

Рис. 3. Вид в разрезе одноступенчатого центробежного компрессора одностороннего входа с рабочим колесом закрытого типа. Электродвигатель привода виден слева в центре.

Динамические, или центробежные, компрессоры, рис. 3, отличаются от уже рассмотренных машин объемного вытеснения, поскольку они повышают давление воздуха путем преобразования энергии его скорости в давление. Во-первых, быстро вращающиеся крыльчатки (похожие на вентиляторы) разгоняют воздух. Затем быстро движущийся воздух проходит через секцию диффузора, которая преобразует его скоростной напор в давление, направляя его в улитку.

Поскольку центробежный компрессор представляет собой массовый расход , он имеет ограниченный стабильный рабочий диапазон. Это оказывает большое влияние на экономичность эксплуатации или мощность в л.с./100 кубических футов в минуту при частичной нагрузке. Минимальная производительность для центрифуг может варьироваться от 20% до 30% от полной нагрузки, в зависимости от конструкции рабочего колеса, количества ступеней и т. д.

Существуют ограничения на повышение давления, которое может быть достигнуто на одной ступени центробежным компрессором — как по физическим, так и по экономическим причинам — поэтому строятся двух-четырехступенчатые агрегаты, которые включают от одного до трех промежуточных охладителей с водяным охлаждением.Охлаждение воздуха между ступенями снижает мощность, необходимую для дальнейшего сжатия воздуха, что повышает эффективность работы. На самом деле промежуточное охлаждение может позволить достичь желаемого сжатия за меньшее количество ступеней.

Центробежный компрессор определенно предназначен для непрерывного режима работы, поскольку его срок службы не зависит от работы с полной нагрузкой. Тем не менее, это также относительно чувствительная машина, поскольку она работает на высоких скоростях — часто до 50 000 об/мин. Факторами окружающей среды, влияющими на расход, являются высота над уровнем моря, температура воздуха на входе и относительная влажность воздуха на входе.Срок службы агрегата этого типа в первую очередь определяется количеством захваченных жидкостей и твердых частиц, поступающих в агрегат на входе, а также качеством охлаждающей воды. Как и во всех машинах, правильная установка и техническое обслуживание имеют решающее значение для эффективного производства сжатого воздуха и достижения удовлетворительного срока службы.

Когда объекту требуется непрерывная подача большого объема (от 2 000 до 25 000 кубических футов в минуту) несмазанного воздуха, центробежный компрессор является одним из лучших вариантов.Фактически, это единственный выбор для двигателей мощностью более 1000 л.с. Подходит ли он лучше всего для установки — это еще один вопрос, на который нужно ответить после анализа условий работы. В любом случае, при правильном применении, установке и обслуживании центробежный компрессор является надежным и непрерывным источником сжатого воздуха.

Преимущества и недостатки

Изучив комментарии к воздушным компрессорам в этой статье, один вывод совершенно очевиден: каждая конструкция имеет свои преимущества и недостатки, которые должны соответствовать конкретному применению.Таблица на этой странице суммирует ряд факторов выбора для наиболее распространенных базовых конструкций. Другие факторы, такие как качество воздуха и требования к установке, трудно поддаются количественной оценке. Неизбежный фактор затрат — первоначальный, эксплуатационный и техническое обслуживание — отмечен вместе с ними в следующем тексте.

Двустороннего действия с возвратно-поступательным движением — Преимущества: максимальная эффективность, максимальный срок службы, удобство обслуживания в полевых условиях. Недостатки: высокая начальная стоимость, высокая стоимость установки, высокая стоимость обслуживания.

Одноступенчатый винтовой шнек с масляным наполнением — Преимущества: низкая начальная стоимость, низкие затраты на техническое обслуживание, компактная конструкция. Недостаток: низкая эффективность.

Двухступенчатый винтовой шнек с масляным наполнением — Преимущества: более высокая эффективность, простая компоновочная конструкция, такие же низкие затраты на техническое обслуживание. Недостаток: более высокая начальная стоимость.

Безмасляный вращающийся винт — Преимущества: высококачественный воздух, умеренная эффективность, простая конструкция. Недостаток: более высокая начальная стоимость.

Центробежный — Преимущества: единственный доступный тип мощностью выше 600 л.с., высококачественный воздух, умеренная эффективность, более длительный срок службы по сравнению с другими роторными двигателями. Недостатки: более высокая начальная стоимость, необходимость водяного охлаждения, поток воздуха чувствителен к изменениям условий окружающей среды.

Важность контроля мощности

Многие программы сохранения сжатого воздуха со стороны спроса нацелены на такие проблемы, как:

  • выявление и устранение утечек воздуха,
  • устранение открытой продувки,
  • ремонт неисправных конденсатоотводчиков и
  • управление всеми потенциальными ненадлежащими видами использования.

Когда эти программы успешно завершены, часто обнаруживается, что объект потребляет меньше сжатого воздуха для производства, но потребление электроэнергии не снижается пропорционально. Причина: без надлежащего контроля производительности, работающего на компрессорах, невозможно эффективно преобразовать меньшее потребление воздуха в меньшее потребление электроэнергии.

При эффективной работе средства управления разгрузкой компрессора должны:

  • согласование подачи воздуха с потребностью, когда это необходимо,
  • устранение или минимизация избыточного давления в системе,
  • поддерживать необходимое минимально допустимое давление в рабочей системе,
  • снизить стоимость входной мощности до оптимальной точки, пропорциональной потребности в воздушном потоке, а
  • отключите ненужные воздушные компрессоры и снова включите их, когда это необходимо.

Независимо от типа воздушного компрессора принципы работы регуляторов производительности можно разделить на несколько основных категорий. (Обратите внимание, что некоторые из них будут работать только с определенными типами компрессоров.) Ниже приведены описания этих категорий с некоторыми плюсами и минусами каждой из них.

Автоматическое управление старт-стоп — Это управление просто автоматически запускает и останавливает электродвигатель или привод. Он может работать с любым типом компрессора. Реле давления обычно выполняет эту функцию, отключая двигатель при верхнем пределе давления и перезапуская его при минимальном давлении в системе.

Pro: воздушный компрессор работает в двух наиболее эффективных режимах: при полной нагрузке и при выключенном .

Против: большинство электродвигателей переменного тока могут выдержать только конечное число пусков в течение заданного периода времени, в основном из-за накопления тепла. Это ограничивает применение автоматического управления пуском и остановом, особенно для двигателей мощностью от 10 до 25 л.с.

Con: компрессор должен работать выше минимального давления в системе, чтобы удерживать это давление.

Против: система должна иметь достаточную емкость для хранения воздуха для удовлетворительной работы.

Регуляторы непрерывной работы (ступенчатого типа) — С помощью этих регуляторов привод или электродвигатель работает непрерывно, в то время как воздушный компрессор каким-то образом разгружен, чтобы обеспечить соответствие потребности спросу. Давление в системе обычно управляет устройством разгрузки. Регуляторы непрерывного действия можно разделить на ступенчатые или модулирующие.

Наиболее распространенным является двухступенчатое управление, при котором входное отверстие компрессора либо полностью открыто, либо полностью закрыто. Во всем рабочем диапазоне компрессор работает с полной нагрузкой (или с полным расходом) от заданного минимального давления (или точки под нагрузкой ) до заданного максимального давления (или точки без нагрузки ).В последнем случае регулятор полностью перекрывает поток воздуха. Затем агрегат работает без расхода и на полном холостом ходу до тех пор, пока давление в системе не упадет до точки нагрузки. После этого управление сразу переходит на полную производительность. Реле давления обычно приводит в действие двухступенчатое управление, которое может быть либо основным управлением, либо частью системы двойного управления практически на каждом типе воздушного компрессора. (Некоторые поршневые компрессоры могут быть оснащены 3- и 5-ступенчатым управлением.)

Pro: компрессор работает в двух наиболее эффективных режимах — с полной нагрузкой и с полным холостым ходом, что обеспечивает минимально возможную стоимость входной мощности.Полный холостой ход при минимальной входной мощности достигается почти сразу, за исключением винтовых компрессоров со смазкой или охлаждением смазкой.

Минусы: как правильный трубопровод, так и достаточное хранение воздуха необходимы, чтобы обеспечить достаточное время простоя в диапазоне рабочего давления для получения значительной экономии энергии.

Минусы: при неправильном применении двухступенчатого управления не только мало или совсем нет экономии затрат на электроэнергию, но и короткие циклы (т. е.: 20 с вкл/20 с выкл) могут повредить оборудование и сократить срок службы изнашиваемых деталей. .

Против: слишком большое противодавление в соединительной системе может привести к короткому циклу или неэффективной разгрузке.

Против: при нагрузках от 85% до 95% ступенчатые регуляторы потребляют некоторую дополнительную мощность, потому что они должны сжиматься на полную мощность до более высокого давления только для того, чтобы удерживать более низкое проектное давление в системе.

Регуляторы непрерывного действия (модулирующие) — Эти регуляторы очень точно согласовывают подачу и потребность во всем диапазоне рабочего давления. Большинство из них включают в себя какой-либо тип регулятора, который фактически преобразует диапазон регулирования рабочего давления в диапазон пропорциональности.Если давление в системе колеблется всего на 1 фунт на кв. дюйм, модулирующее управление немедленно уменьшает или увеличивает расход пропорционально, в зависимости от сигнала. (Эта система управления обычно устанавливается только на винтовые и центробежные компрессоры со смазочным охлаждением.)

Pro: минимальное заданное давление в системе потребляет наибольшую мощность. По мере того, как потребность системы падает, давление растет, поток сокращается, а также падает энергопотребление. Это приводит к экономии при более высоком спросе (и является противоположностью двухэтапной разгрузке, когда потребляемая мощность фактически увеличивается по мере падения системного спроса).

Pro: более эффективен при высоких нагрузках.

Pro: удерживает относительно стабильное давление при стабильном спросе и быстро реагирует на любые изменения.

Pro: эффективная работа не зависит от емкости хранилища.

Con: обычно менее эффективен при более низких нагрузках.

Против: слишком большое противодавление в соединительном трубопроводе может привести к тому, что несколько блоков будут работать с частичной нагрузкой, тогда как один или несколько могут быть отключены.

Элементы управления вращающимися винтами

В настоящее время наиболее часто используемым в отрасли воздушным компрессором мощностью более 30 л.с. является винтовой компрессор со смазочным охлаждением.Значительное количество (от 80% до 85%) этих компрессоров используют ту или иную форму модулирующего управления в качестве основного управления разгрузкой или в качестве части верхнего диапазона двойного управления. Два типа этих органов управления для винтовых компрессоров с впрыском масла: с дроссельным впуском и с переменным рабочим объемом .

При дроссельном управлении впускным клапаном впускной клапан компрессора открывается или закрывается, чтобы согласовать подачу и потребность, определяемые регулятором давления. Впускной клапан постоянно модулирует и немедленно реагирует на любое изменение измеряемого давления в системе.По сути, пропускная способность регулируется путем ограничения поступления воздуха. Регулятор поддерживает постоянное давление в системе с минимальным движением клапана при любой заданной устойчивой потребности системы.

Pro: плавное, нециклическое управление давлением в системе упрощается для силовой передачи и большинства других компонентов.

Pro: относительно эффективен при нагрузках от 60% до 100%.

Pro: не будет коротких циклов, независимо от емкости хранилища и/или трубопровода.

Pro: прост в эксплуатации и обслуживании.

Pro: обычно приводит к меньшему уносу смазки в смазанных узлах.

Con: относительно неэффективен при нагрузках ниже 60%.

Против: необходимо преодолеть противодавление, чтобы достичь полной производительности.

Против: мгновенная реакция может заставить машину остановиться и разгрузиться, даже если поток необходим для базовой нагрузки.

Con: чувствительность и быстрая реакция делают правильное управление трубопроводом и противодавлением необходимым для оптимальной работы. (Примечание: это верно для всех типов управления разгрузкой.)

Органы управления с переменным рабочим объемом

Все эти элементы управления для винтовых компрессоров согласовывают производительность с потребностью, изменяя или контролируя эффективную длину объема сжатия ротора. Давление на входе остается неизменным на протяжении всего диапазона, а степень сжатия остается относительно стабильной. Этот метод снижения расхода без увеличения степени сжатия имеет преимущество по мощности перед модуляционным и/или двухступенчатым управлением в рабочем диапазоне от 50% до полной нагрузки.

Двумя наиболее распространенными устройствами разгрузки являются спиральный клапан высокого подъема и тарельчатый клапан. Оба метода открывают или закрывают выбранные порты в цилиндре компрессора, тем самым изменяя точки запирания. Эти порты расположены в начале цикла сжатия, где давление очень низкое. Их открытие даже на небольшую величину предотвращает возникновение сжатия до тех пор, пока наконечник ротора не пройдет через кожух отверстия цилиндра, разделяющий порты. Это эффективно уменьшает захваченный объем сжимаемого воздуха и, следовательно, мощность, необходимую для его сжатия.

Pro: очень эффективная производительность при частичной нагрузке от 50% до 100%.
Pro: поддерживает заданное давление при минимальном давлении в системе. Плюсы: очень отзывчивый.
Минусы: при более высоких нагрузках некоторые агрегаты теряют эффективность из-за повышенных утечек.
Минусы: механизм сложный.
Против: по-прежнему необходимо использовать двухступенчатую модуляцию или модуляцию в более низком рабочем диапазоне.

Приводы с регулируемой скоростью

Приводы с регулируемой скоростью (VSD) регулируют скорость первичного двигателя. Теоретически кривая разгрузки компрессоров с приводом от преобразователя частоты очень привлекательна.В зависимости от типа компрессора, модели, условий и т. д., разгрузка может быть почти оптимальной в диапазоне от 50 % или 60 % до 90 % нагрузки, то есть: 75 % мощности может обеспечить расход, близкий к 75 %. Турбины и двигатели с переменной скоростью доказали свою эффективность в течение многих лет на всех типах компрессоров. Эти приводы поддерживают давление в системе на минимальном заданном уровне и будут модулировать обратно, как только измеренное давление в системе повысится.

В мире электродвигателей наиболее часто применяемым частотно-регулируемым приводом был частотно-регулируемый привод (ЧРП) — обычно в качестве модификации или части специального пакета.ЧРП преобразуют переменный ток частотой 60 Гц в постоянный ток, а затем снова преобразуют его в переменный ток с частотой, необходимой для вращения двигателя с заданной скоростью. Это преобразование обычно потребляет на 2–4 % больше энергии, поэтому частотно-регулируемые приводы менее эффективны при полной нагрузке, чем другие типы управления.

На протяжении многих лет многие частотно-регулируемые приводы успешно устанавливались на винтовые компрессорные агрегаты со смазочным охлаждением, но есть некоторые проблемы, которые ограничивают их экономию по отношению к стоимости и общей производительности, особенно при модернизации.Во-первых, конструкция некоторых винтовых компрессоров приводит к падению эффективности при скорости ниже полной нагрузки. Во-вторых, изменение скорости может привести к проблемам с усилением гармоник, которые не учитывались при исходной расчетной скорости. В-третьих, у самого двигателя могут быть проблемы с эффективностью в нижней части диапазона скоростей, возможно, из-за недостаточного отвода тепла и недостаточной охлаждающей способности. Компрессоры с воздушными головками, разработанными специально для частотно-регулируемых приводов, устранят или сведут к минимуму многие из этих потенциальных проблем.

Реактивно-реактивные преобразователи частоты

Другим предлагаемым типом преобразователя частоты является вентильно-реактивная система. Это электрическое управление преобразует стандартный 3-фазный переменный ток в 2-фазный постоянный ток. Выпрямленное переменное напряжение подается на батарею конденсаторов, где оно увеличивается до 600 В постоянного тока и сохраняется. Затем банк подает мощность, необходимую для каждой фазы бесщеточного двигателя, устраняя импульсные токи в основном источнике питания. Бесщеточный двигатель обладает способностью выдерживать неограниченное количество пусков и остановов в час, поскольку отсутствие скачков пускового тока обеспечивает низкую рабочую температуру.

Истинное применение для любого компрессора с частотным преобразователем должно быть в качестве подстроечной машины, а не в качестве блока базовой нагрузки воздушной системы предприятия.

Куда поставить

Промышленные воздушные компрессоры — это прочные машины, которые будут работать в неблагоприятных условиях, но всегда рекомендуется обеспечивать надлежащие условия эксплуатации, чтобы максимизировать надежность при минимальных эксплуатационных расходах. Традиционно компрессоры располагали в отдельных помещениях, чтобы изолировать их шум. Такие места сегодня почти обязательны для соответствия требованиям OSHA.Тем не менее, по-прежнему важно, чтобы компрессорная комната имела соответствующий фундамент (особенно для поршневых машин), а также достаточное пространство, чтобы машина была легко доступна для осмотра и обслуживания. Лестницы и подиумы могут облегчить эти процедуры на более крупных компрессорах.

В идеале компрессорная должна быть чистой и сухой. Вспомогательное оборудование, трубопроводы и электропроводка должны располагаться так, чтобы они не мешали плановым проверкам. Приборы должны быть расположены в пределах видимости операторов.

 

 

Частичная сводка факторов выбора воздушного компрессора — рабочее давление 100 фунтов на кв. дюйм
Тип Вместимость в станд.куб.футах в минуту лошадиных сил Охлаждающая среда Смазка
Поршневой >75 л.с. — Вода Для некоторых моделей
Одноступенчатый,
смазываемый поворотный
от 14 до 3000 от 5 до 700 Воздух или вода Да
Двухступенчатый,
смазываемый поворотный
от 560 до 3100 от 100 до 600 Воздух или вода Да
Сухой ротационный от 75 до 4 200 от 40 до 900 Воздух или вода
Центробежный от 400 до 25 000 от 125 до 6000 Только вода

 

 

 

 

Применимость органов управления разгрузкой воздушного компрессора
Тип
контроль
Смазочное охлаждение
поворотный винт
Безмасляный
поворотный винт
Поршневой
(одностороннего действия)
Поршневой
(двойного действия)
Центробежный
Автоматический старт-стоп Да Да Да Да Да
Двухступенчатый
Трех и пятиступенчатый
Да
Да
Да
Да
Да
Да (двойной)
Дроссельный вход
Переменный рабочий объем
Да
Да



Да
н/д
Переменная скорость Да

 

 


Эта информация была предоставлена ​​Хэнк ван Ормер, президент Air Power USA, Пикерингтон, штат Огайо.

Для получения дополнительной информации нажмите здесь.

Описание поршневых воздушных компрессоров

— О Air Compressors.com

Привет! Этот сайт поддерживается читателями, и мы получаем комиссионные, если вы покупаете товары у розничных продавцов после перехода по ссылке с нашего сайта.

Поршневые воздушные компрессоры представляют собой объемные воздушные компрессоры поршневого типа, которые всасывают воздух в камеру и сжимают его. Они делают это за счет уменьшения площади камеры и увеличения давления в воздухе с помощью возвратно-поступательного движения поршня.

Эта страница будет служить обзором поршневых воздушных компрессоров, предоставляя вам всю необходимую информацию, которая поможет лучше понять их!

Содержание

Что такое поршневой воздушный компрессор?

Словарь определяет слово «взаимно» как означающее попеременное перемещение чего-либо вперед и назад. Типичный поршневой компрессор для домашнего или промышленного использования будет содержать один или несколько поршней в одном или нескольких цилиндрах.

Поршневые компрессоры содержат цилиндры с одним закрытым концом и поршень, который перемещается внутри них.Цилиндры соединены с клапанами, которые могут быть расположены под карманами клапанов компрессора. На начальном этапе сжатия воздуха создается своего рода вакуум, это делается за счет воздуха, поступающего в цилиндры через всасывающий клапан, который инициируется движением поршня.

Затем поршень внутри цилиндра меняет свое движение на обратное, поэтому для их описания используется термин возвратно-поступательное движение. Это возвратно-поступательное движение запускает процесс сжатия воздуха, увеличивая давление внутри цилиндра.Когда давление увеличивается до расчетного предела, он открывает выпускной клапан и позволяет воздуху вытекать из цилиндра в резервуар для хранения.

Поршневой воздушный компрессор

Основные части поршневого воздушного компрессора

  • Цилиндр: Камера, в которой поршень движется вперед и назад, позволяя сжимать воздух.
  • Поршень: Возвратно-поступательные поршни создают давление воздуха в системе за счет своего возвратно-поступательного движения внутри цилиндра и полностью отвечают за сжатие воздуха.Эти части воздушного компрессора находятся под значительным давлением во время движения и поэтому требуют смазочного материала очень высокого качества, не содержащего примесей.
  • Соединительный стержень: Используется для перемещения поршня вверх и вниз внутри цилиндра и способен выдерживать большие нагрузки. Это соединение между поршнем и коленчатым валом, и они часто очень долговечны и поэтому не нуждаются в замене, если надлежащее техническое обслуживание вашего воздушного компрессора не проводится часто.
  • Коленчатый вал: Коленчатый вал играет важную роль в передаче вращательного движения от электродвигателя или дизельного/газового двигателя к соединению.
  • Всасывающий клапан: Всасывающий клапан обеспечивает место в воздушном компрессоре, через которое воздух поступает в устройство из атмосферы. Эти клапаны требуют регулярной проверки и обслуживания.
  • Нагнетательный клапан: Нагнетательный клапан позволяет сжатому воздуху вытекать из цилиндра в резервуар для хранения

Как работает поршневой компрессор?

Существует 5 ключевых аспектов процессора сжатия воздуха в поршневом компрессоре, которые необходимо понимать.Как уже упоминалось, эти компрессоры, как правило, получают мощность от дизельного или газового двигателя через ременную передачу или систему прямого привода. Эти системы будут работать непрерывно, пока работает двигатель. Мы кратко рассмотрим их, чтобы лучше понять процесс в целом.

Процесс поршневого воздушного компрессора

Цикл впуска

Первым процессом сжатия воздуха является цикл впуска. Здесь поршень проталкивается вниз через цилиндр и совершает возвратно-поступательное движение.Само движение создает вакуум в верхней части поршня и цилиндра, что позволяет воздуху с более низким давлением поступать в цилиндр через ряд впускных клапанов, расположенных над головкой поршня, когда он движется вниз. Впускные клапаны остаются открытыми на протяжении всей этой части цикла, в то время как выпускные клапаны закрыты.

Когда поршень движется обратно вверх по цилиндру в своем возвратно-поступательном движении, впускные клапаны закрываются, так что весь воздух остается внутри цилиндра.Чем дальше поршень подходит к головке цилиндра, тем меньшую площадь занимает воздух, что приводит к образованию сжатого воздуха. Затем это давление воздуха будет превышать давление воздуха в выпускном клапане, заставляя его открываться и позволяя сжатому воздуху выходить из цилиндра в ресивер для сглаживания любых пульсаций, возникающих в процессе сжатия. Затем этот цикл повторяется снова и снова. Если выпускной клапан закрыт, воздух не может вернуться в секцию низкого давления цилиндра после того, как в нем образовалось давление.

Процесс разгрузки

Регулятор/реле давления или иногда называемый регулятором определяет, что воздух в приемном резервуаре достиг порога отключения, и, следовательно, инициирует разгрузку воздушного компрессора. Регулятор обычно монтируется на компрессоре и является непосредственным механизмом разгрузки, обеспечивающим определенное давление на входе и выходе.

Эта выгрузка воздуха может быть полной или даже частичной, все зависит от конструкции каждого поршневого компрессора.Теперь, когда воздух в системе сжат, уровень давления постепенно снижается, и когда он упадет до заданной точки нагрузки, устройство управления подаст сигнал для повторного запуска всего цикла сжатия.

Рабочий цикл

Рабочий цикл является очень важной базовой характеристикой воздушных компрессоров, чтобы вы могли ее понять. Рабочий цикл — это, по сути, то, сколько определенного периода времени машина полностью загружена / работает. Например, рабочий цикл 100% за 8-часовой период будет означать, что машина будет работать в течение 8 часов, в то время как рабочий цикл 50% приведет к 4-часовому рабочему периоду.Поршневые компрессоры рассчитаны только на рабочий цикл от 20 до 30%, а в остальное время работают без нагрузки или без нагрузки. По сравнению с винтовыми воздушными компрессорами, которые работают со 100% рабочим циклом.

Очень важно следить за тем, чтобы ваш компрессор не выходил за пределы рабочего цикла, в противном случае вам потребуется преждевременное техническое обслуживание. Стремление максимально увеличить срок службы очень важно, вы не хотите, чтобы ваш компрессор выходил за его пределы, так как это может быть дорогостоящим. Безусловно, преждевременного износа и поломки компонентов можно избежать.

Смазка

Существует вероятность того, что в некоторых, но не во всех поршневых воздушных компрессорах, насос приводного двигателя будет смазывать компрессор вместе с компрессором, чтобы обеспечить нормальное функционирование всей системы. Это потребует ручных регулировок по сравнению с теми, что рекомендованы поставщиком, если вам нужны точные измерения предполагаемого срока службы смазочного материала, поскольку он используется не только в двигателе, но и в компрессоре.

Охлаждение

Методы охлаждения поршневых компрессоров очень важны для обеспечения долговечности системы и ее компонентов.Без методов охлаждения детали с большей вероятностью изнашиваются, и опасность превышения температурных пределов, конечно же, очевидна.

Смазка также выступает в качестве основного источника охлаждения для большинства систем воздушных компрессоров. Это достигается за счет охлаждения в масляном радиаторе двигателя, а затем рециркуляции через компрессор. Этот охладитель моторного масла также может отводить небольшое количество тепла от корпуса компрессора, выводя его из системы вместе с отработанным выхлопным воздухом.

Типы поршневых компрессоров

В зависимости от области применения вашего воздушного компрессора у вас есть несколько возможных типов.

Одностороннего действия

В поршневых воздушных компрессорах одностороннего действия только одна сторона поршня используется для сжатия воздуха, а другая сторона соединена с коленчатым валом и не используется для сжатия. Это очень простая установка с односторонними и подпружиненными впускным и выпускным клапанами. На каждый оборот коленчатого вала приходится один цикл сжатия, потому что клапаны имеются только на одном конце цилиндра.

Двухстороннего действия

В этой форме поршневого воздушного компрессора обе стороны поршня используются для сжатия воздуха.Всасывание и сжатие происходят одновременно при каждом ходе поршня. Эти типы компрессоров имеют выпускной и впускной клапаны и оба конца цилиндра, что приводит к двум циклам сжатия на каждый оборот коленчатого вала.

Воздушные компрессоры двойного действия, как правило, чрезвычайно эффективны, поэтому они широко распространены в обрабатывающей промышленности. Они должны работать на высокой мощности, что сопряжено со значительно большим углеродным следом, что, конечно, не всегда может быть настолько практичным.Может быть трудно найти тот, который работает с мощностью менее 100 лошадиных сил, и это, как правило, приводит к высокому уровню вибрации. Поэтому необходимо тщательно продумать размещение машины, поскольку это может привести к ограничениям.

Мембранный

Мембранные компрессоры, также известные как мембранные компрессоры, используют вращающуюся мембрану как таковую для подачи воздуха в систему сжатия. Мембранный поршневой компрессор использует гидравлическую и воздушную системы давления, между которыми находится защитная гибкая металлическая мембранная перегородка.Они чаще всего используются для сжатия токсичных или взрывоопасных газов, а не только воздуха.

Одноступенчатый

Одноступенчатый поршневой воздушный компрессор использует только один цилиндр. При первом ходе поршня воздух всасывается из атмосферы, а затем при втором ходе воздух сжимается и подается в накопительный бак компрессора. Они чаще всего подходят для питания ручных пневматических инструментов, требующих давления менее 100 фунтов на квадратный дюйм.

Двухступенчатый

Двухступенчатый компрессор работает так же, как и одноступенчатый, однако после первого сжатия он не попадает в накопительный бак компрессора.Вместо этого он проходит второй ход поршня меньшего размера, чтобы снова сжаться. После того, как воздух дважды сжат и сжат, он проходит через систему охлаждения и направляется в накопительный бак компрессора. Двухступенчатые компрессоры обычно используются в крупных промышленных предприятиях, поскольку они могут производить значительно большую мощность воздуха, чем другие типы.

Поршневой воздушный компрессор Применение

Поршневые воздушные компрессоры используются в предприятиях и отраслях любого размера.Мало того, они очень популярны в повседневных приложениях, о чем большинство людей могут не знать. В вашем доме холодильник и морозильник используют воздушный компрессор для охлаждения воздуха внутри своих устройств, а если у вас есть кондиционер, они также используют его в качестве основного источника энергии для охлаждения ваших комнат.

Наиболее распространенными отраслями промышленности, использующими сжатие воздуха, являются строительство, производство, сельское хозяйство, энергетика и ОВиК (отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха).В повседневной жизни можно найти несколько удивительных применений сжатого воздуха, о которых вы, возможно, и не догадывались. Это столярные и мебельные работы, мойка под давлением, ремесленные работы, накачка надувных лодок и работа во дворе.

В некоторых развлекательных мероприятиях также используется сжатие воздуха, например, в пейнтболе, подводном плавании и даже на днях рождения для надувных замков. Но чтобы переключить внимание на более деловое и промышленное использование, мы сначала рассмотрим малый бизнес.

Малый бизнес

Следующие области применения воздушных компрессоров — это лишь некоторые из множества применений в малом бизнесе:

  • Стоматологические инструменты
  • Медицинские инструменты
  • Пескоструйные аппараты на фабриках или заводах
  • Производство снега для катания на лыжах/сноуборде
    8 Пневматика
    8 дрели, гвоздевые пистолеты и молотки
  • Пневматические пистолеты для очистки оборудования на фабриках или заводах
  • Окраска распылением для транспортных средств
  • Шлифовка дерева или автомобильного кузова

Сельское хозяйство

В сельском хозяйстве воздушные компрессоры обычно используются для различных нужд, некоторые из них:

  • Конвейеры, перемещающие зерно между силосами и другими пунктами назначения
  • Опрыскивание сельскохозяйственных культур пестицидами или удобрениями
  • Привод различных типов погрузочно-разгрузочного оборудования
  • Системы вентиляции в массивных теплицах
  • Привод различных типов молочных машин дойка на транспорт

Крупные производственные предприятия

Воздушные компрессоры можно найти на крупных производственных предприятиях, будь то производство, сборка деталей, нефтепереработка и другие предприятия.Это важный источник для питания этих масштабных операций. Некоторые заметные виды использования:

  • Оборудование для резки
  • Сварочное оборудование
  • Сварочное оборудование
  • Air Tools и автоматизированные машины
  • Компонент выброс из форм
  • Устройства для формовок
  • Устройства из формования
  • Устройства мониторинга производства
  • Устройства мониторинга производства
  • Устройства пневматической отделки и упаковки
  • , воздушные ножи, зажимы и патроны

Подходит ли вам поршневой воздушный компрессор?

Если вы ищете воздушный компрессор любого типа, трата времени на изучение огромного разнообразия и стилей компрессоров может быть непродуктивной, если вы не знаете ответов на следующие вопросы:

  1. Какова скорость потока вам нужно для ваших пневматических инструментов или для управления вашим заводом сейчас и для потенциального расширения в будущем?
  2. При каком давлении воздуха вам нужен этот поток?

Предварительные ответы на эти вопросы помогут сузить диапазон воздушных компрессоров, на которые вам нужно обратить внимание.Затем вы будете искать агрегаты со следующими характеристиками:

  • Компрессор, который соответствует вашему бюджету
  • Компрессор, который подходит для области, где вы хотите его установить
  • Возможно, компрессор с самой низкой первоначальной стоимостью
  • Или модель с минимальными затратами на техническое обслуживание/эксплуатацию
  • Вам может понадобиться очень тихий компрессор
  • Или такой, который обеспечивает сверхчистый или пригодный для дыхания воздух

После того, как вы определили параметры вашего компрессора, вы будете указал в правильном направлении для правильного типа воздушного компрессора.

Поршневые компрессоры доступны на Amazon

Quincy предлагает на Amazon поршневой воздушный компрессор емкостью 60 галлонов с рабочим давлением 145–175 фунтов на квадратный дюйм.

Цены взяты из Amazon Product Advertising API по адресу:

Цены и доступность товаров указаны на указанную дату/время и могут быть изменены. Любая информация о цене и доступности, отображаемая на [соответствующих сайтах Amazon, если применимо] во время покупки, будет применяться к покупке этого продукта.

Другие типы воздушных компрессоров

Если вы хотите получить дополнительную информацию о других типах воздушных компрессоров, посетите наши специальные страницы:


Если у вас есть какие-либо вопросы относительно поршневых воздушных компрессоров, оставьте комментарий ниже. с любыми фотографиями, если применимо, так что кто-то может вам помочь!

Основы пневматики: воздушные компрессоры | Power & Motion

Пневматика, технология, использующая силу сжатых газов, ежедневно затрагивает жизнь каждого.По данным Министерства энергетики, 18% всей промышленной энергии используется для сжатия воздуха и газов. Это имеет решающее значение для производства цемента и муки, а также для выдувного формования пластиковых бутылок.

Пневматика имеет ряд преимуществ: это наименее дорогая передающая среда — воздух или, в некоторых случаях, сепарированные или инертные газы; он также имеет более низкие затраты на установку в целом. Но давление воздуха обычно ниже 250 фунтов на квадратный дюйм, что затрудняет обнаружение и контроль утечек. Он также менее эффективен, чем гидравлика, при передаче мощности жидкости.

Пневматика приводит в действие широкий спектр инструментов и оборудования, во многих случаях заменяя шнур электропитания воздушным шлангом. Поскольку пневматическая энергия является искробезопасной, ряд отраслей промышленности не может работать без нее.

В основе всех пневматических систем лежит компрессор, который превращает воздух или газ в кинетическую энергию жидкости.

Основы работы с компрессорами

Компрессоры превращают газы в энергию. Существует две основные категории воздушных компрессоров:

Динамический. Эти компрессоры повышают давление воздуха за счет преобразования скорости воздуха в давление (центробежный).

Прямое смещение. Эти компрессоры захватывают заряд воздуха и физически сужают пространство для повышения давления (шиберно-лопастные, винтовые, возвратно-поступательные, кулачковые).

Существует также много типов компрессоров:

Центробежный. Используйте поток воздуха большого объема с низким давлением и без добавления масла в воздух (динамический).

Скользящая лопасть. Компактные агрегаты работают как компрессоры, а при реверсировании — как вакуумные насосы (прямой рабочий объем).

Вращающийся винт. Наиболее распространенный (положительное смещение).

Лопастные воздуходувки. Поток воздуха низкого давления, используемый для перемещения материалов. Не используются масла в воздухе (прямое вытеснение).

Поршневой. Поршневые компрессоры сжимают воздух с помощью поршней (прямой рабочий объем).

Для различных типов воздушных компрессоров требуются смазочные материалы с соответствующей вязкостью по стандарту ISO и пакетами присадок.Смазка обычно зависит от нагрузки компрессора, окружающей среды, температуры и параметров скорости.

Центробежные компрессоры

Центробежные компрессоры, также называемые радиальными компрессорами, повышают давление воздуха за счет радиального ускорения воздушного потока и последующего прижатия его к корпусу компрессора. Они хорошо подходят для непрерывного сжатия больших объемов газа/воздуха. Они обеспечивают безмасляный воздух и создают более высокие воздушные потоки, чем объемные компрессоры аналогичного размера.Центробежные компрессоры могут быть простыми одноступенчатыми для более низкого давления или более сложной многоступенчатой ​​конструкцией, обеспечивающей более высокое давление.

Смазаны только подшипники вращающегося вала и приводные шестерни, поэтому воздушный поток не подвергается воздействию масла. Вязкость смазочного материала варьируется от ISO 22 до 68 в зависимости от частоты вращения вала и нагрузки на подшипники. Масло должно быть совместимо с уплотнениями вращающегося вала, чтобы масло не попадало в зону воздушного потока. Конструкция привода центробежных компрессоров определяет, нужны ли противоизносные присадки или присадки против ржавчины и окисления для подшипников скольжения с прямым приводом.

Пластинчатые компрессоры

Пластинчатые компрессоры имеют много преимуществ. Они легкие, компактные, работают тихо с минимальными вибрациями, имеют мало деталей и выпускают максимально холодный воздух.

Пластинчатые компрессоры смазываются на подшипниках вала, в пазах лопаток, на концах лопаток и на поверхностях камеры. Пазы и наконечники лопаток, а также внутренняя часть цилиндрической камеры компрессора смазываются маслом; таким образом, эти компрессоры подают смесь воздуха и масла.

Если воздух должен быть безмасляным, подаваемый воздух должен проходить через воздушный маслоотделитель, расположенный ниже по потоку. В сепараторах используется фильтр, который превращает масляный туман в более крупные капли для более легкого разделения и возврата в систему подачи масла компрессора.

Вязкость масла для лопастных компрессоров определяется рабочей температурой и частотой вращения. Потребность в противоизносных присадках в масле обычно определяется нагрузкой.

Масло впрыскивается в воздушный поток для смазывания уплотнения между лопастями/ротором и цилиндром (корпусом), подшипниками, лопастями и поверхностями цилиндра.

Лопастные компрессоры, как правило, используются только при мощности значительно ниже 100 л.с. из-за изгибающих нагрузок на лопасти. Наиболее распространены масла классов вязкости ISO 68 и 100. Пользователям всегда следует обращаться к руководству OEM для получения информации о правильной вязкости и рекомендациях по применению масел против износа (AW) или масел против ржавчины и окисления (R&O).

Винтовые компрессоры

За последние 60 лет винтовые компрессоры с впрыском масла стали самым популярным типом компрессоров в мире.Он работает, улавливая объем воздуха в области всасывания между двумя винтами, вращающимися в противоположных направлениях, и уменьшая его объем по мере того, как винты перемещают его к выпускному отверстию. Пленка смазочного и охлаждающего масла на поверхности шнека герметизирует воздух в пределах шнека, предотвращая утечки. Некоторые допуски настолько жестки, что масляные пленки не нужны.

Для обеспечения надежности работы винтовых компрессоров необходимо решить несколько проблем со смазкой:

  • Для предотвращения образования лака на винте необходимо использовать устойчивые к окислению смазочные материалы.Лак уменьшает зазор и значительно повышает рабочую температуру, что приводит к еще большему образованию лака и возможному отказу компрессора.
  • Впускаемый воздух и масло должны быть чистыми, чтобы частицы не могли повредить поверхности винтов.
  • Вспенивание масла снижает эффективность компрессора, поскольку оно не может должным образом герметизировать поверхности винтов.
  • Масло должно обладать хорошей деэмульгирующей способностью, чтобы эмульсии не мешали удалению масла в воздушно-масляном сепараторе. (Деэмульгируемость — это мера способности масла выделять воду.)

Винтовые компрессоры обычно смазываются противоизносными маслами ISO 46 или 68. Синтетические смазочные материалы получают широкое распространение для борьбы с лакокрасочными отложениями.

Ротационно-лопастные компрессоры

Эти компрессоры состоят из двух симметричных лопастных роторов, установленных на отдельных валах параллельно, которые вращаются в противоположных направлениях друг к другу с высокой скоростью. Зубчатые передачи синхронизируют вращение лепестков, чтобы поддерживать постоянный зазор между ними. Компрессоры эффективны при создании значительного расхода воздуха.

Роторы могут быть до восьми футов в длину и трех футов в ширину или достаточно малы, чтобы их можно было взять и носить с собой в коробке для завтрака.

Бесконтактные роторно-лопастные воздуходувки относятся к группе объемных компрессоров сухого хода. Это означает, что нет необходимости в масле в камере сжатия. Только редуктор и подшипники, отделенные от насосной камеры, смазываются маслом.

Эти компрессоры имеют низкую степень сжатия с давлением до 25 фунтов на квадратный дюйм и высокую производительность до 30 000 кубических футов в минуту.

Роторные воздуходувки/компрессоры имеют тенденцию к перегреву (температура отработанного воздуха до 350°F). Поэтому вязкость смазочного материала обычно составляет ISO 150 или 220, чтобы справиться с истончением масляной пленки в коробке передач от температуры. Синтетические масла обычно выдерживают высокие температуры и лучше противостоят окислению.

На конце зубчатой ​​передачи зубья распределительной шестерни смазываются путем частичного погружения в масло, не рассчитанное на сверхвысокое давление (EP), или противоизносное масло. Зубья шестерни также направляют масло на подшипники со стороны шестерни.На приводном конце (или со стороны ремня) подшипники обычно смазываются консистентной смазкой. Пользователи должны всегда проверять спецификации OEM на наличие правильных характеристик жидкости и/или смазки.

Поршневые компрессоры

Поршневые компрессоры основаны на тех же принципах, что и двигатели внутреннего сгорания (поршни, кольца, цилиндры и клапаны). Разница в том, что целью является сжатие газа, а не сгорание в верхней части поршня.

Поршневые компрессоры обычно используются из-за их высокой степени сжатия (отношение давления нагнетания к давлению всасывания) без высоких скоростей потока, а технологический воздух/газ относительно сухой.

Поршневой компрессор использует движение поршня внутри цилиндра для сжатия воздуха. Когда поршень движется вниз, выпускной клапан закрывается, и внутри цилиндра создается вакуум, заставляя впускной клапан открываться и всасывать воздух в цилиндр. По мере подъема поршня впускной клапан закрывается, и сжатый воздух выходит из цилиндра через выпускной клапан.

Смазка обычно осуществляется смазкой разбрызгиванием или центральной подсистемой под давлением. Большие поршневые компрессоры имеют смазку с прямым или капельным впрыском в верхней части поршневого клапана.

Небольшие (до 20 л.с.) поршневые компрессоры с воздушным охлаждением обычно смазываются моторным маслом SAE 30 или ISO 68–100 R&O или противоизносными маслами; Поршневые компрессоры мощностью от 50 л. износ в картере.

Для больших горизонтальных поршневых компрессоров с крейцкопфом выбор цилиндровых масел зависит от растворяющей способности газа и степени предотвращения вымывания смазки с гильз цилиндров.Сложные эфиры и диэфиры заменили составные масла, содержащие животные жиры или растительные масла — натуральные сложные эфиры, которые впервые использовались много лет назад.

Компрессорные смазки

Наиболее важным свойством компрессорной смазки является ее вязкость. Он должен соответствовать нагрузке компрессора, окружающей среде, температуре, скорости и его компонентам. Соображения включают:

Загрузка . Потребляемая мощность и подаваемый газ в фунтах на квадратный дюйм, одноступенчатое и многоступенчатое сжатие.

Окружающая среда. Тип и реакционная способность компримируемого газа, чистота газа для фильтрации, влажность.

Температура . Температура окружающей среды и рабочая температура компрессора, а также температура сжатого газа.

Скорость . об/мин вращающихся компонентов.

Смазочный материал должен обладать некоторыми из следующих качеств:

  • Стабильное базовое масло, устойчивое к окислению, но вступающее в реакцию с другими сжимающими газами для предотвращения образования отложений и продления или поддержания срока службы масла.
  • Хорошая деэмульгирующая способность для обработки влаги и предотвращения образования масляно-водяных эмульсий в воздушно-масляном сепараторе.
  • Антикоррозионная защита от ржавчины, а также от любой газовой коррозии.
  • Не пенится, обеспечивает надлежащее уплотнение между вращающимися винтами и лопастями и скользящими поршнями. Вспенивание также вызывает серьезные проблемы в последующих воздушно-масляных сепараторах.
  • Сбалансировано и совместимо с пакетом присадок для компрессора и типа сжимаемого газа.

Пользователи должны соблюдать эти шесть простых правил во время и после замены жидкости, чтобы продлить срок службы компрессора.

  1. Анализ масла перед его заменой.
  2. При смене марки/типа жидкости получить информацию о текущих и новых смазочных материалах. Многие компрессорные масла несовместимы друг с другом или с некоторыми материалами уплотнений.
  3. Промойте систему с использованием одобренного смешивающего агента и процедур.
  4. Ежедневно проверяйте смотровое стекло на предмет пенообразования.
  5. Возьмите и проанализируйте пробу через неделю после замены жидкости.
  6. Ежеквартально проводите анализ масла/количество твердых частиц.

На эффективность и срок службы компрессора напрямую влияет используемый в нем смазочный материал, поэтому вполне логично проводить регулярный анализ масла, включая определение количества частиц в жидкости компрессора, чтобы предотвратить отказ.

Из-за высокой окислительной среды, а также влаги и высоких температур рекомендуется программа анализа масла для любого компрессора, имеющего решающее значение для работы установки. Программы анализа масла позволяют своевременно менять жидкости и помогают выявлять проблемы с оборудованием до того, как они станут серьезными.

По своей природе воздушные компрессоры загрязняют воздух каждую секунду своей работы. Загрязненные смазочные материалы вредят качеству сжатого воздуха больше, чем что-либо еще.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.