Устройство компрессора: Устройство, работа поршневого компрессора

Устройство, работа поршневого компрессора

В этой статье мы рассмотрим устройство и работу поршневого компрессора, который чаще всего применяется в пневматической системе автосервисов и шиномонтажей.

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 %.

Устройство и принцип работы поршневого компрессора

Поршневой компрессор является одним из первых видов компрессорных установок, который широко используется и на сегодняшний день. Его высокие рабочие показатели и возможность интенсивной эксплуатации при больших объемах производительности позволяют использовать поршневой компрессор в промышленном назначении и на небольших производствах.

 

Устройство и принцип работы поршневых компрессоров зависит от типа данных установок, которые могут быть различны:

• по количеству в оборудовании цилиндров – бывают одно-, двух- и многоцилиндровые;
• по виду расположения в установке цилиндров – W, V-образные, а также рядные;
• в зависимости от количества ступеней для сжатия воздуха в поршневом компрессорном оборудовании – многоступенчатые, одноступенчатые.

Однако, вне зависимости от своего типа, установки поршневые имеют базовое оснащение, характерное всем типам данных установок.

 

Поршневые компрессоры и их устройство

Устройство поршневых компрессоров является наиболее простым в одноцилиндровых установках. В состав данного оборудования входят такие элементы, как поршень, цилиндр, два клапана — для нагнетания и всасывания воздуха, которые находятся в крышке цилиндра. При работе установки, шатун, соединенный с вращающимся коленчатым валом, передает на поршень ограниченные движения по камере сжатия. В данном процессе происходит увеличение объема, находящегося между клапанами и нижней части поршня, что приводит к разрежению.

---

Здесь Вы можете ознакомиться с каталогом поршневых компрессоров, реализуемых ООО ГК «ТехМаш». 

---

Превышая сопротивление пружины, которая закрывает клапан, выполняющий всасывающие функции, атмосферный воздух открывает его и поступает в цилиндр по всасывающему патрубку.

Возвратное действие поршня приводит к сжиманию воздуха и возрастанию его давления. Нагнетательный клапан, который также удерживается пружиной, открывается потоком воздуха, находящегося под высоким давлением, после чего сжатый воздух попадает в нагнетательный патрубок. При этом питание оборудование может осуществляться от электродвигателя или же автономного двигателя, который может быть дизельным или бензиновым.

При этом принцип работы поршневых компрессоров позволяет получить максимально эффективную работу оборудования. Однако есть и один незначительный минус – сжатый воздух, подаваемый данной установкой, поступает в виде импульсов, а не ровным потоком. Для выравнивания давления сжатого воздуха и его пульсации, поршневые компрессоры используются преимущественно с ресиверами, позволяющими исключить возможность перебоев, как в давлении подаваемого воздуха, так и в работе всего оборудования.

Также необходимо рассмотреть особенности конструкции и действия двухцилиндровых установок поршневого типа. В данном случае установка является одноступенчатой и оснащенной двумя одинаковыми по размеру цилиндрами. Работа цилиндров происходит в противофазе, в результате чего они всасывают воздух поочередно. Далее воздух сжимается до максимального уровня давления и вытесняется в нагнетающую часть оборудования.

В случае с двухступенчатыми двухцилиндровыми установками, оборудование оснащено цилиндрами различных размеров. Сжатие воздуха до определенного значения происходит в цилиндре первой ступени. Далее он переходит в межступенчатый охладитель, где охлаждается до необходимого уровня. Затем, попадая в цилиндр второй ступени, воздух дожимается, что позволяет получить максимально высокий уровень давления воздуха.

В качестве межступенчатого охладителя используется медная трубка, обеспечивающая охлаждение находящегося под давлением воздуха на промежутке между цилиндрами двух ступеней. Охлаждение воздуха позволяет оптимизировать процесс его сжатия и значительно повысить КПД всей установки. При этом специальным образом подбираются размеры обоих цилиндров – так, чтобы одинаковая работа проводилась на всех ступенях сжатия воздуха.

Двухступенчатые поршневые компрессоры, устройство которых позволяет получить более эффективный уровень работы оборудования, в сравнении с одноступенчатыми установками, имеют большое количество важных преимуществ. В первую очередь – это затрачивание минимального количества энергии при одинаковой мощности двигателя. Так при одноступенчатом сжатии воздуха требуется большее количество энергии, чем для сжатия этого же объема воздуха двухступенчатым оборудованием.

Кроме того, температура в цилиндрах двухступенчатых установок имеет значительно более низкий показатель, чем в компрессорах одноступенчатого класса. Низкая температура обеспечивает надежность и эффективность работы всего оборудования, а также повышает ресурс поршневой группы. При этом двухступенчатые установки имеют производительность на 20% выше, нежели компрессоры других типов.

Особенности конструкции и принцип действия компрессоров поршневого типа отличаются своей сравнительной простотой в сочетании с высокой эффективностью работы оборудования, его практичностью и длительным сроком эксплуатации при интенсивном использовании. Эти преимущества сделали установки данного типа одними из наиболее популярных, как в быту, так в полупромышленном и промышленном использовании.

устройство, схема, преимущества, особенности эксплуатации. Как выбрать винтовой компрессор

Винтовым называется компрессор, понижение давления в котором достигается за счет вращения двух винтов (роторов). По конструкции такие устройства принадлежат к ротационному компрессорному оборудованию. Впервые винтовая модель была запатентована в 1934 г. На сегодня агрегаты данного типа являются наиболее распространенными в своем сегменте. Этому способствует их относительно небольшая масса и компактные габариты, надежность, способность функционировать в автономном режиме, экономичность в плане потребления электроэнергии и затрат на обслуживание. Невысокий уровень вибрации позволяет монтировать такие системы без обустройства специального фундамента, как в случае с поршневыми аналогами. В ряде направлений (судовые рефрижераторы, мобильные компрессорные станции и т. п.) роторные модели практически полностью вытеснили компрессоры других разновидностей. Такие устройства могут подавать воздух, сжатый до 15 атм., и обладать производительностью 1–100 м3/мин.

Преимущества винтовых компрессоров

По сравнению с центробежными и поршневыми моделями, устройства описываемого типа имеют следующие базовые преимущества.

1. Крайне низкий (порядка 2–3 мг/м³) расход масла, что в разы меньше, чем у крупных поршневых моделей с лубрикаторной смазкой. Следовательно, воздух, подаваемый посредством винтовых агрегатов, будет намного качественнее и чище. Его можно применять для питания новейшего пневматического оборудования без установки фильтров дополнительной очистки.
2. Пониженный уровень вибрации и шума (у некоторых моделей – соразмерный с шумностью бытовой техники). С учетом небольшого веса и габаритов это позволяет устанавливать описываемые устройства без специального фундамента непосредственно на производствах, где потребляется сжатый воздух, а также оснащать ими разноплановые мобильные комплексы.
3. Наличие воздушного охлаждения. Во-первых, это устраняет необходимость устанавливать системы оборотного водоснабжения. Во-вторых, появляется возможность вторично использовать тепло, которое выделяется в результате функционирования компрессора, к примеру, для обогрева помещений.
4. Надежность работы, безопасность и простота эксплуатации, способность длительное время функционировать без обслуживания. Это становится возможным благодаря наличию автоматических систем, посредством которых осуществляется управление и контроль над работой агрегата.

Устройство винтового компрессора

Стандартная модель состоит из следующих элементов.

1. Фильтр, необходимый для очищения воздуха, поступающего в агрегат. Обычно состоит из первичного фильтра, монтируемого непосредственно на корпус в месте забора воздушных масс из атмосферы, и вторичного, который устанавливается перед клапаном 2.
2. Всасывающий клапан. Позволяет предотвратить выброс масла и сжатого воздуха из компрессора в момент остановки последнего. Работает на пневматическом управлении. По конструкции представляет собой обычный подпружиненный клапан. Некоторые устройства оснащены аналогами пропорционального типа.
3. Винтовой блок. Представляет собой основную рабочую часть агрегата. Состоит из двух винтов (роторов), изготовленных посредством высокоточной механической обработки и помещенных в корпус. Самый дорогой элемент устройства. Роторная пара оснащена датчиком термозащиты, вмонтированным возле патрубка 18. Данный контроллер выключает мотор, если температура на выходе роторов превысит отметку в 105 °С.
4. Ременной привод (высокомощные модели оснащены прямой муфтовой передачей или редукторами). Задает скорость, с которой вращаются винты. Представляет собой 2 шкива, один из которых установлен на роторной паре, другой – на двигателе. Чем больше скорость, тем выше производительность компрессора, однако максимальное давление (рабочее) при этом снижается.
5. Шкивы, размер которых задает скорость оборотов винтовой пары 4.
6. Двигатель. Вращает роторы 4 посредством ременной передачи (в более новых моделях – муфты или редуктора). Оснащен датчиком термозащиты, который отключает мотор от сети при достижении максимально допустимых значений потребляемого электротока. Вместе с датчиком, описанным в пункте 3, обеспечивает безопасность функционирования устройства и защищает его от возникновения аварийных ситуаций.
7. Масляный фильтр. Он очищает масло перед его возвратом в роторы.
8. Маслоотделитель первичной очистки. Здесь воздух освобождается от масла под действием центробежной силы (поток закручивается, вследствие чего и отделяются частицы).
9. Маслоотделительный фильтр. Обеспечивает второй этап очистки. Такой комплексный подход позволяет минимизировать остаточные масляные пары на выходе до 1,3 мг/м3, что является недостижимым значением для поршневых агрегатов.
10. Предохранительный клапан. Необходим для обеспечения безопасности. Клапан срабатывает, если давление в маслоотделителе 8 превысит допустимый лимит.
11. Термостат, обеспечивающий нужный температурный режим. Пропускает масляный состав, не разогретый до 72 °С, мимо охлаждающего радиатора 9. Это позволяет ускорить достижение оптимальной температуры.
12. Маслоохладитель. После отделения от сжатого воздуха горячее масло попадает в данный резервуар, где охлаждается до нужной температуры.
13. Воздухоохладитель. Перед подачей потребителю сжатый воздух охлаждается здесь до температуры, которая будет выше на 15–20 °С, чем окружающая среда.
14. Вентилятор. Осуществляет забор воздуха, охлаждает рабочие элементы.
15. Клапан холостого хода (электропневматический). Управляет функционированием всасывающего клапана 2.
16. Реле давления. Обеспечивает работу агрегата в автоматическом режиме. В новых компрессорах реле заменено электронной системой управления.
17. Манометр. Находится на лицевой панели, показывает давление внутри компрессора.
18. Выходной патрубок.
19. Прозрачное цилиндрическое утолщение на трубке, необходимое для визуального контроля над процессом возврата масла.
20. Клапан минимального давления. Пока последнее не превышает 4 бар, он всегда будет закрытым. Также данный элемент выполняет функцию обратного клапана, поскольку отделяет пневмолинию и компрессор при остановке последнего или работе в холостом режиме.

Устройство помещено в корпус, который обычно изготавливается из стали. Он покрывается негорючим звукопоглощающим составом, устойчивым к маслу и прочим сходным веществам. Это конструкция наиболее распространенной модификации. В зависимости от модели и производителя схема и комплектация роторного компрессора может варьироваться.

Принцип действия компрессора

Через клапан 2 воздух из атмосферы, очищенный посредством фильтров 1, попадает в роторную пару 3. Здесь он смешивается с маслом. Последнее подается в резервуар сжатия для выполнения следующих задач.

1. Уплотнить зазоры между винтами 3 и корпусом 16, а также между полостями роторов. Это позволяет минимизировать перетечки и утечки.
2. Устранить касание винтов, обеспечив масляный клин между ними.
3. Отводить тепло, которое индуцируется в процессе сжатия воздуха.

Сжатая в блоке 3 воздушно-масляная смесь подается в маслоотделитель 7, где разделяется на составляющие. Отсепарированное масло очищается на фильтре 6 и возвращается в блок 3. В зависимости от температуры предварительно оно может охлаждаться в радиаторе 9, что регулируется термостатом 8. В любом случае, масло будет циркулировать по замкнутому кругу. Воздух поступает в охлаждающий радиатор 13. После достижения нужной температуры он подается на выход компрессора.

Режимы работы

• Пусковой (Start). Данный режим служит для оптимизации нагрузки на электросеть в момент запуска компрессора. Включение двигателя осуществляется по схеме «звезда», а через 2 секунды (отсчитываются по таймеру, который включается в момент нажатия на кнопку Start) он переключается на схему «треугольник», что соответствует рабочему режиму. Маломощные винтовые модели работают на прямом пуске.
• Рабочий. В системе начинает увеличиваться давление. Для его контроля имеется 2 манометра. Первый находится на лицевой панели и показывает параметры внутри компрессора. Второй – на ресивере, он служит для контроля линии. После достижения максимально допустимого давления срабатывает соответствующее реле, в результате чего агрегат переходит на холостой ход из рабочего режима.
• Холостой ход. Двигатель и роторы вращаются, перемещая газ по внутреннему контуру. Это необходимо для охлаждения воздушных масс. Данный режим служит для перевода компрессора в состояние ожидания или выступает в качестве подготовки перед полным выключением. В поршневых моделях холостого хода нет. Детальное описание работы устройства на таком режиме выглядит следующим образом. Реле 16 дает команду, запускающую пневмоклапан холостого хода и временное реле. Параметры последнего можно настроить. Пневмоклапан открывает канал между фильтром маслоотделителя 9 и всасывающим клапаном 2, вследствие чего давление внутри компрессора начинает снижаться с такой скоростью, чтобы достичь минимальной отметки (2,5 бар) в течение установленного времени. Это позволяет остановить двигатель без выброса масла в область фильтра 1. По истечении указанного периода реле времени дает команду отключить мотор. Система переходит в состояние ожидания. Если сжатие достигло минимальной величины раньше, чем сработало временное реле, снова включается рабочий ритм.
• Ожидание. Продолжается, пока рабочее давление не опустится ниже минимальной отметки, после чего реле 16 вновь запускает механизм. Длительность данного режима зависит от скорости расходования воздуха.
• Стоп (Stop). Служит для штатного выключения агрегата. Если при этом компрессор находился в рабочем ритме, он на некоторое время перейдет на холостой ход и только после этого отключится.
• Alarm—stop – экстренное выключение. Соответствующая кнопка находится на панели управления. Режим используется в случаях, если понадобилось срочно остановить двигатель. Агрегат выключается сразу, без промежуточного перехода на холостые обороты.

Разновидности винтовых компрессоров

Маслозаполненные. Один ротор в них является ведущим, второй – ведомым. Физический контакт между данными элементами предотвращается посредством впрыскиваемого масла (на 1 кВт мощности устройства подается 1 л/мин). Шумность работы подобного оборудования находится на уровне шума от бытовой техники – 60–80 Дб (при условии использования звукопоглощающих кожухов). Мощность двигателей может варьироваться в пределах 3–355 кВт, а объемные расходы – 0,4-54 м3/мин. Такое оборудование можно устанавливать непосредственно в рабочих цехах.

Безмасляные. Делятся на два подвида.

• Компрессоры винтовые сухого сжатия. Оснащены синхронными электромоторами, которые приводят в движение оба винта, исключая контакт между ними. Они менее производительны по сравнению с моделями маслозаполненного типа. Из-за отсутствия масла нет и отвода тепла. Поэтому уровень сжатия достигает лишь 3,5 бар в одной ступени. Данный показатель можно поднять до 10 бар, если использовать вторую ступень и промежуточный рефрижератор. Но это, как и применение двух электромоторов вместо одного, увеличивает стоимость устройства.
• Водозаполненные компрессоры. Самая технологичная модель, сочетающая все достоинства безмасляных и маслозаполненных вариантов. Водозаполненные агрегаты отличаются оптимальной производительностью и позволяют достигать сжатия 13 бар в одной ступени. Важным преимуществом подобных моделей является их экологичность, ведь традиционное компрессорное масло заменено на чистую, натуральную и не такую дорогостоящую воду. При этом обеспечивается внутреннее охлаждение. Вода обладает высокой удельной теплопроводностью и теплоемкостью. Вне зависимости от уровня конечного сжатия температура в ходе данного процесса повышается максимум на 12 °С. Этому способствует в том числе применение дозированного впрыска. Тепловая нагрузка на элементы устройства минимальна, следовательно, возрастает срок службы, надежность и безопасность агрегата в целом. Сжатый воздух не нуждается в дополнительном охлаждении. Циркулирующая в системе вода охлаждается до температуры окружающей среды. А влага, имеющаяся в сжатых воздушных массах, конденсируется и вновь возвращается в контур. В маслозаполненных моделях именно конденсат был загрязняющим веществом. Здесь же он используется в циркуляционном контуре за несколько часов (при нормальных условиях и непрерывной эксплуатации устройства). Следовательно, накопление отходов на станции практически нивелируется. Еще одно значимое достоинство водозаполненных компрессоров – возможность снизить на 20 % энергозатраты. Процесс сжатия в подобных устройствах приближается к идеальному изотермическому. Изготовление устройства обходится дешевле за счет отсутствия масляных фильтров, емкостей для отработанной масляной жидкости. Не приходится нести издержки и на переработку конденсата.

Безмаслянные модели используются в различных областях, но самые популярные сферы применения – пищевая, фармацевтическая и химическая промышленности.

Почему выгодно перейти на винтовое компрессорное оборудование

Как отмечалось выше, роторные модели постепенно вытесняют поршневые и центробежные варианты. Многие предприятия переходят именно на такие агрегаты, считая их более надежными, совершенными и экономичными. При этом стоимость роторных устройств выше, чем поршневых аналогов. Да и на замену оборудования (если речь идет именно о модернизации системы, а не о сборке новой установки) необходимо потратить определенную сумму. Разберемся более детально, в чем именно заключается выгода для предпринимателей, проведя сравнение винтовых и поршневых моделей. Но для начала необходимо понять, из каких статей расходов формируется стоимость любого компрессора. Окончательная сумма включает в себя следующие затраты.

1. Приобретение агрегата.
2. Оплата монтажных работ.
3. Покупка расходных материалов.
4. Оплата электроэнергии, потребляемой устройством.
5. Ремонтные расходы.
6. Покупка дополнительного оборудования. Например, это может быть очистительный комплекс для сжатого воздуха.

Расходы на приобретение агрегата

В этом плане более выгодными являются поршневые модели, цена которых на 20–40 % ниже стоимости винтовых аналогов. В то же время, это средства, затрачиваемые непосредственно на покупку оборудования. Но ведь его необходимо еще и установить. Поршневые модели имеют более значительные габариты и массу, в процессе работы они ощутимо вибрируют, поэтому нуждаются в обустройстве специального фундамента. Это существенно увеличивает стоимость монтажа. Если сравнивать общую сумму, которую необходимо потратить на покупку оборудования и его установку, то более выгодными оказываются именно роторные варианты.

Расходы на электроэнергию

КПД роторных компрессоров существенно больше. И чем выше производительность агрегата, тем более заметной будет эта разница. Имеет значение и тип устройства. Например, водозаполненные модели обеспечивают более высокую экономию энергоресурсов. Но даже маслозаполненные варианты низкой производительности, оснащенные традиционной схемой управления, на протяжении эксплуатационного периода несколько раз окупают свою стоимость за счет одной только экономии электричества. По критерию энергозатрат на генерирование одинакового объема сжатого воздуха поршневые агрегаты заметно проигрывают.

Некоторые винтовые модели позволяют еще больше увеличить экономию энергоресурсов. Речь идет о двухступенчатых агрегатах и устройствах с изменяемой частотой оборотов мотора. Подобное оборудование дает дополнительную экономию на 30 %. Важно и то, что имеется возможность регулировать производительность агрегата. Другими словами, компрессор будет генерировать столько сжатого воздуха, сколько потребляет оборудование в каждый конкретный момент. При таком режиме работы не возникнет ни переизбытка, ни дефицита. Оборудование будет функционировать с нужной производительностью, затрачивая энергоресурсы только на полезную работу.

Расходы на обслуживание и ремонт

Поршневые компрессоры нуждаются в регулярной замене колец поршней, клапанов, вкладышей и прочих элементов механизма. Роторные модели полностью избавляют пользователя от подобных проблем. В их механизме нет быстро изнашивающихся элементов. Потребность в ремонте возникает гораздо реже, а плановое обслуживание обходится гораздо дешевле. При соблюдении инструкции по эксплуатации такой агрегат способен прослужить около 20 лет, работая без ремонта в трехсменном режиме.

Удешевление обслуживания происходит еще и потому, что пропадает необходимость в постоянном присутствии рядом с оборудованием обслуживающего персонала. Роторные модели оснащены защитой, предотвращающей возникновение аварийных ситуаций. Например, оборудование отключается при перегреве или пиковых значениях электрического тока и способно работать в полностью автономном режиме.

В отличие от поршневых моделей, роторные аналоги поддерживают возможность комплектации блоками электронного управления, которые позволяют на программном уровне задать параметры функционирования агрегата на несколько недель вперед. Посредством электронного блока можно управлять и группой из нескольких механизмов, останавливая или запуская некоторые из них в зависимости от производственных потребностей в сжатом воздухе. Таким образом, комплекс функционирует с максимальной продуктивностью и без перерасхода ресурсов.

Покупка расходных материалов

Винтовые компрессоры имеют более эффективную систему маслоотделения, которая позволяет существенно снизить количество масляных фракций, смешивающихся со сжатым воздухом. Если уменьшается объем затрат основного расходного вещества, то снижается и стоимость его приобретения. Подобные агрегаты имеют более совершенную конструкцию (если сравнивать с поршневыми аналогами), которая позволяет установить современные СОЖ. Последние способны в несколько раз сократить частоту замены масляного состава.

Приобретение дополнительного оборудования

Поскольку в винтовых моделях масляные фракции отделяются эффективнее, нет необходимости покупать дополнительные комплексы очистки. А если сделать выбор в пользу более дешевого поршневого агрегата, придется приобрести еще и ресивер, который гасит возникающие в пневматической системе пульсации давления. Роторные аналоги не генерируют подобные пульсации. В большинстве случаев это позволяет избежать покупки дополнительных ресиверов.

Шумность работы винтовых агрегатов значительно ниже, чем у поршневых устройств. Посредством установки шумопогашающих кожухов можно еще сильнее снизить уровень звука и вибрацию, возникающие при функционировании компрессорного оборудования. Это позволяет монтировать его прямо в цехах, куда подается сжатый газ. Чем короче расстояние, на которое перемещается воздух, тем меньше появляется в нем конденсированной влаги и твердых фракций, которые способны серьезно навредить производственному превмооснащению.

Децентрализация компрессорного оборудования данного типа позволяет запускать только те единицы, которые понадобились в конкретный момент времени для обеспечения производства сжатым газом в необходимых объемах. Следует упомянуть и дополнительную выгоду, которая заключается в возможности задействования генерируемого компрессором тепла для нужд предприятия. Зачастую оно используется для отопления цехов.

Резюме

Роторные модели уступают поршневым аналогам равной производительности только по стоимости покупки. По всем остальным статьям (затраты на ремонт, закупку дополнительного оснащения и расходных материалов, оплату потребляемой энергии и работу обслуживающего персонала) они гораздо выгоднее и несколько раз окупают себя за эксплуатационный период. Таким образом, покупка винтового компрессорного оборудования – экономически оправданное и выгодное для предприятия решение.

Модели с частотным приводом

В середине 1990 гг. были созданы роторные компрессоры, оснащенные частотным приводом. Появление такого оборудования стало большим шагом к развитию и внедрению энергосберегающих технологий на производстве. Стоимость энергорессурсов постоянно увеличивается. Закономерно, что предприятия при модернизации своих мощностей стараются подобрать максимально экономичные варианты для замены устаревшего оснащения. И их выбор часто останавливается именно на роторных агрегатах с частотным приводом. Кроме надежности работы и способности функционировать в автономном режиме подобные агрегаты позволяют существенно оптимизировать энергозатраты.

Особенности конструкции и эксплуатации частотных приводов

Привод данного типа состоит из частотного преобразователя и асинхронного мотора. Последний преобразует электричество в механическую энергию, приводя в движение роторную пару. Частотный преобразователь служит для управления мотором. Он модифицирует переменный электроток одной частоты в переменный ток другой частоты.

В технической литературе чаще встречается термин «частотно-регулируемый электропривод». Подобное название обусловлено тем, что регулировка скорости оборотов мотора осуществляется посредством вариации частоты питающего напряжения, которое подается частотным преобразователем на двигатель. На сегодня подобные приводы широко применяются в различных сферах промышленности. Например, они задействованы в насосах, обеспечивающих дополнительную подкачку жидкости для сетей тепло- и водоснабжения.

Компрессорное оборудование с частотным приводом

Оснащение такого оборудования частотными приводами позволило получить агрегаты, обладающие рядом значимых достоинств по сравнению с простыми винтовыми моделями.

 

• Плавный запуск. При включении обычного асинхронного электромотора возникают пусковые токи, превышающие номинальные в более чем 4 раза. Это провоцирует возникновение перегрузки в сети и накладывает ограничения на количество включений компрессорного оборудования в течение часа. Аналог с двигателем, оснащенным частотным преобразователем, запускается плавно, не провоцируя перегрузок в сети. Число пусковых операций у него будет меньше.
• Способность поддерживать постоянное давление с высокой (до 0,1 бар) точностью, немедленное реагирование на все скачки данного параметра в сети. Каждый дополнительный бар нагнетания – это 6–8-процентное увеличение энергопотребления оборудования.
• Обеспечение точного соответствия производительности компрессора и реальной потребности подключенного к нему оборудования в сжатом газе. Это позволяет минимизировать количество переходов агрегата в режим холостых оборотов. А ведь именно в моменты подобных переходов асинхронный электромотор обычной модели потребляет до 1/4 собственной номинальной мощности.

Посредством несложных расчетов получаем, что модель с частотным приводом за пятилетний период эксплуатации позволяет сэкономить до 25 % электроэнергии по сравнению с роторными моделями без частотного преобразователя. Некоторые производители обещают, что их оборудование способно сэкономить до 35 % ресурсов.

Другие способы оптимизации энергозатрат

На практике эффективность работы оборудования напрямую зависит от режима его функционирования. Нередко встречаются случаи, когда производители завышают показатели экономичности своего оборудования или в рекламных целях предоставляют неполную информацию. Пользователи компрессорных установок должны знать, что существуют и другие способы оптимизации энергозатрат, которые часто более просты и экономически выгодны. В качестве примера можно привести децентрализованный комплекс обеспечения сжатым газом. Он предусматривает установку нескольких компрессоров небольшой мощности вместо одного мощного агрегата, не всегда работающего на полную силу. Каждая единица подбирается в зависимости от объемов воздухопотребления конкретного оборудования. Поскольку не все производственные мощности могут быть задействованы в один момент времени, компрессорные агрегаты подключаются по мере необходимости.

Альтернативный вариант предусматривает монтаж нескольких винтовых моделей в единую сеть, которая оснащается одним пультом управления. Такая станция работает на 100 % своей мощности при пиковой нагрузке в сети. Как только потребность в сжатом газе снижается, ненужные мощности отключаются.

Кроме экономии энергоресурсов подобные мультикомпрессорные группы позволяют создать энергетический резерв. Если одна из единиц выйдет из строя, комплекс продолжит функционировать. Потеря мощности будет незначительной. Например, если в сеть входит 4 агрегата, то поломка одного из них снизит суммарную производительность только на 1/4.

Если же на предприятии будет установлен всего один, хоть и высокомощный агрегат, то его внезапная поломка может привести к полной остановке производственного цикла со всеми вытекающими убытками от простоя.

В настоящий момент степень изношенности компрессорного оборудования на многих предприятиях достиг критического уровня. Вопрос модернизации устройств подачи сжатого газа является очень актуальным. Надеемся, что данная статья поможет вам определиться с выбором компрессора, удовлетворяющего производственным потребностям вашего предприятия и современным требованиям к энергоэффективности, безопасности и надежности оборудования.

Устройство и принцип работы воздушного компрессора

08 июня 2020

share.in Facebook share.in Telegram share.in Viber share.in Twitter

Содержание:

1. Применение компрессоров
2. Устройство воздушного компрессора
3. Отличие масляных и безмасляных компрессоров
4. Преимущества и недостатки компрессоров

Воздушные компрессоры — это сложные установки, основная задача которых — сжимать воздух или другие газы. Их альтернативное название — ресиверы сжатого воздуха. Сжатый воздух потребляется пневматическим инструментом или может использоваться напрямую из компрессора с помощью шланга.

Чтобы правильно выбрать и использовать это оборудование, нужно понимать принципы его действия. Ниже мы подробно расскажем о видах компрессорных установок, их устройстве и том, как они работают.

Где используются компрессоры и зачем они нужны?

Компрессорные установки применяют как в домашних условиях, так и на крупных предприятиях. Для каждого случая потребуется оборудование с разным устройством и техническими характеристиками.

Вот распространенные варианты использования компрессорного оборудования:

• Дома. Воздушный компрессор низкого давления можно подключить к воздуходувке или пневматическому гайковерту, выполнять с его помощью пескоструйные работы, накачивать шины и т.п.
• На СТО. Станции обслуживания авто используют сжатый воздух для продувки деталей, подкачки шин и очистки механизмов. Им подойдут полупрофессиональные поршневые компрессоры.
• В стоматологиях. В клиниках стоматологического профиля компрессоры нужны, чтобы обеспечить воздухом пневматические бормашины.
• На предприятиях. Существует большое количество пневматического инструмента (начиная от пневмостеплеров, и заканчивая оборудованием для покраски), которое не будет работать без большого количества сжатого воздуха.
• Профессиональные компрессоры высокого давления с большой потребляемой мощностью используют и в производственных отраслях: фармацевтической, продовольственной, строительной, нефтегазовой промышленности, металлургическом и машиностроительном производстве. Такие устройства называют промышленными компрессорами.

Воздушные компрессоры — устройство и принцип действия

Так называемые объемные компрессоры (поршневые и роторные) сжимают воздух с помощью изменения объема рабочей полости. Газ под высоким давлением компрессоры удерживают в воздухосборнике (ресивере). Даже если устройство в данный момент не работает, вы сможете использовать накопленный в ресивере воздух.

Сам механизм сжатия у каждой категории оборудования разный. В зависимости от него выделяют две большие группы компрессоров — роторные и поршневые агрегаты. Кроме основных деталей, у компрессоров также есть регуляторы давления, выпускные клапаны и манометры.

Роторные компрессоры

В роторных устройствах в качестве нагнетательных элементов работают вращающиеся детали. В этой категории можно выделить винтовые, роторно-пластинчатые и спиральные компрессоры. Все они показывают высокую производительность оборудования.

Винтовые

Работа винтовых воздушных компрессоров происходит следующим образом:

1. Воздух проходит через фильтр, очищаясь от примесей и пыли.
2. Затем он попадает в винтовую пару (один винт с вогнутым профилем, а другой — с выпуклым), которая вращается благодаря работе двигателя.
3. Воздух смешивается с маслом, чтобы создать между роторами масляный клин — пленку, защищающую роторы от трения.
4. Вращение роторов перемещает воздух по направлению к емкости, постепенно повышая в ней давление воздуха.

Спиральные

Основные рабочие детали спирального компрессора — две спирали, одна из которых неподвижна, а вторая размещена внутри первой и приводится в движение двигателем. Во время вращения спиралей между ними увеличивается и уменьшается полость с воздухом. При расширении полости туда засасывается воздух, который потом сжимается во время ее сужения и проходит через отверстие в центре спиралей в емкость.

Сами спирали не прикасаются друг ко другу — между ними есть небольшой зазор. Края спиралей прикасаются только к стенкам цилиндра, в котором происходит вращение.

Роторно-пластинчатые

В роторно-пластинчатых компрессорах в камере вращается ротор со специальными пластинами. Ротор расположен в камере эксцентрично, не занимая весь ее объем. Пластины при вращении образуют замкнутые пространства с динамическим объемом. В них поступает воздух, после чего они сжимаются и выпускают сжатый воздух из ресивера через выпускной клапан.

Поршневые компрессоры

Этот тип воздушных компрессоров подразумевает использование одного или двух поршней, приводимых в движение двигателем. Вращение передается поршню с помощью коленвала, заставляющего поршень двигаться вверх и вниз. Половину цикла занимает впускной этап — поршень создает разрежение в камере, и воздух начинает всасываться через впускной клапан. Когда поршень двигается обратно, впускной клапан закрывается, и открывается выпускной — воздух сжимается и поступает в ресивер.

Мембранные компрессоры

Их принцип действия схож с работой поршневых устройств, только вместо поршневого блока в них работает гибкая мембрана. За счет того, что в таком оборудовании меньше трущихся частей, оно считается более надежным. Если в работе мембранного компрессора наблюдается резкое падение производительности, значит, мембрана повреждена и ее следует заменить.

Отличие масляных и безмасляных компрессоров

Существует еще одна классификация, которая основывается на использовании в механизме смазочного вещества.

Масляные компрессоры

Масло в компрессорах используется для смазывания деталей — это защищает их от износа. Побочным эффектом использования масла является его содержание в воздухе на выходе. Хотя в современных компрессорах используются фильтры, отделяющие масло от воздуха, в нем все равно присутствуют микроскопические масляные частички. Это недопустимо в фармацевтике, пищевой промышленности и некоторых других сферах. Потребность в совершенно чистом воздухе привела к созданию безмасляных компрессоров.

В то же время, масляные компрессоры более надежны и имеют долгий срок эксплуатации, так как двигатель и подшипники медленнее изнашиваются. При уходе за ними нужно периодически проверять уровень масла — если он низкий, потребуется заменить масло в воздушном компрессоре.

Безмасляные компрессоры

Принцип работы безмасляных компрессоров мало чем отличается от масляных. Однако в этом случае работа происходит в “сухой” камере, без смазки. Это приводит к повышенному износу деталей и высокой рабочей температуре. Чтобы продлить жизнь таких агрегатов, производители стараются использовать материалы с низким коэффициентом трения и даже впрыскивать в рабочую камеру воду. Ресурс безмасляных моделей все равно остается ниже, чем у масляных, зато воздух, который они сжимают, чистый. Чтобы такое оборудование могло нормально работать, ему требуется хорошая система охлаждения.

Преимущества и недостатки компрессоров

Каждая категория компрессоров обладает своими плюсами и минусами, которые обусловлены строением и принципом работы.

Плюсы и минусы роторного типа компрессоров

Преимущества роторных компрессоров:

• В винтовых и спиральных моделях вращающиеся элементы не соприкасаются друг с другом из-за масляной прослойки. Это значительно повышает их ресурс.
• Роторные компрессоры производят мало шума при работе и почти не вибрируют.

Недостатки роторных компрессоров:

• Они стоят дороже поршневых.
• В роторно-пластинчатых установках идет повышенный износ за счет трения пластин.

Плюсы и минусы поршневого типа компрессоров

Преимущества поршневых компрессоров:

• Стоимость поршневых компрессоров ниже, чем у роторных.
• Простая конструкция позволяет легко обслуживать устройства и повышает срок эксплуатации.

Недостатки поршневых компрессоров:

• Шум и вибрация при эксплуатации.

виды и особенности холодильных компрессоров

Те, кто знают принцип работы двигателя внутреннего сгорания, могут легко догадаться, что происходит внутри компрессора. Там также находится поршень, а тоже установлена система клапанов. Испаренный фреон проходит и сразу же нагревается от сжатия, затем выходит под давлением в сторону конденсора. После этого он легко преобразуется в жидкое состояние, отдавая энергию, чтобы после пойти на повторный цикл через капиллярный расширитель.

Главная задача состоит в том, чтобы фреон постоянно циркулировал, как кровь по венам. Вот поэтому зачастую компрессор еще называют сердцем холодильника. Но они могут быть различные, инверторные и простые, то есть, перечислять долго – вступления для этого мало. Давайте рассмотрим, устройство компрессора подробней.

Классификация компрессоров в холодильном оборудовании

Здесь нужно сказать спасибо Быкову А.В. за отличный справочник по компрессорам для холодильников 1992 г. издания.

Вы, естественно, слышали, что в стандартных бытовых холодильниках поршневые компрессоры, и до сих пор считаете, что корейцы, разработав в 1981 г. конструкцию двухшнековой соковыжималки, на самом деле открыли что-то новое? Это полное заблуждение! Винтовые компрессоры существуют с 1878 г., именно с этого времени используются роторы, которые крутятся навстречу друг другу, для создания давление. У винтовых компрессоров в холодильнике, в отличие от поршневых, есть целый ряд преимуществ:

• Отличный коэффициент сжатия, он, как правило, определяется качеством изготовления, обработки деталей, выдержкой заданных размеров, посадок и допусков. Проще говоря, необходима высокая технологичность.
• Постоянная скорость кручения валов не зависит от давления в системе. Это дает всем показателям винтового холодильного двухроторного компрессора повышенную стабильность в различных условиях.
• Возможность плавной регулировки мощности холодильника обычным изменением скорости кручения роторов. Это довольно удобно в инверторных холодильных системах управления.
• Специфика конструкции такая, что не находится деталей, которые несут высокую нагрузку, благодаря этому агрегат получается довольно долговечным. В паровую камеру добавляется впрыском масло.

Помимо этого, относительно промышленности есть и еще ряд основных преимуществ винтовых двухроторных компрессоров, в отличие от поршневых:

• Меньше размеры непосредственно компрессора холодильника.
• Относительно небольшой уровень шума, что дает возможность избежать в ряде случаев проблем с установкой холодильника.
• Низкий уровень вибраций холодильника. В результате этого не нужно создание прочного и тяжелого фундамента.

Недостаток только один:

• Небольшое КПД, в случае преобразования фреона из одного состояния в иное непосредственно внутри корпуса холодильника. Это объясняется постоянной скоростью кручения валов и различным уровнем сжатия по этой причине. Поршень-то вращается, пока есть силы, а шнеки мелют, не обращая на что-то внимания. Естественно, когда хватает мощности.

Вот простейшие факты. Но как работает это оборудование, и какие могут быть компрессоры в холодильнике? Данный класс оборудования делится на типы и подтипы

Динамический тип:

• Подтип осевые;
• Подтип центробежные.

Тип поршневые:

• Подтип с коленчатым валом;
• Подтип поступательные.

Тип ротативные:

• Подтип роторные: однороторные и двухроторные.
• Подтип с катящимся ротором.
• Подтип спиральные.
• Подтип пластинчатые.
• Подтип роторно-поршневые.

Итак, видно, какое количество может быть устройств, и многие из них нашли свое применения.

Динамические компрессоры

В отличие от объемных, данные устройства пользуются «живой» силой лопастей. Если в поршневых и их аналогах вся нагрузка находится на жестких конструкциях, то тут работа происходит за счет вентилятора. Кто знаком с вентиляционными системами и устройствами кондиционирования уже заметили сходство в названиях. И оно вполне логично: внутри динамических компрессоров находятся вентиляторы двух видов:

• центробежные;
• осевые;

Большинство читателей уже поняли смысл, но мы все же поясним, что:

• Центробежные работают благодаря тому, что каждое тело, которое перемещается по кругу, пытается выйти по прямой с орбиты.
• Осевые вентиляторы — это именно то, чем мы пользуемся в жару для обдува. Только это устройство устанавливают вовнутрь патрубка, чтобы образовалось давление в необходимом направлении. Благодаря этому среда перемещается под воздействием крутящихся лопастей.

Минусы динамических компрессоров явны: в них нет возможности получить хороший коэффициент сжатия, а соответственно, сложно и создать повышенное давление. Например, холодильные устройства нагнетают фреон до 20–30 атм., а многие говорят, что и это не предел. Это довольно высокие данные. Но конструкция динамических компрессоров относительно простая, а это хорошо. Требования к конструкции, наоборот, низкие, и это также отлично.

Поршневые компрессоры

Способ работы компрессора холодильника сильно похож на одноцилиндровый двигатель внутреннего сгорания. Внутри устройства находится такой же коленчатый вал, приводящийся в движение электромотором. Но есть и другая конструкция, она более экономичная и легче управляется инверторной системой образования импульсов.

В данном случае находится определенный шток с поршнем в конце, который расположен внутри проволочной катушки. Проходящий ток заставляет систему делать поступательные перемещения, благодаря этому и работает холодильник. Сегодня такие технологии являются наилучшими, и корейцы активно используют их в своих изделиях, о чем и создают поучительные и хорошие видеоролики.

В рабочей камере находятся 2 клапана – расходный и приточный. Как правило, они находятся на стенках. Когда же компрессор прямоточный, то вход иногда устанавливается на цилиндре. Но эта конструкция мало распространена. Клапан в дне поршня увеличивает массу движущегося элемента, также тяжело и обеспечить необходимые проходные отверстия. Потому сейчас в технике устанавливаются поршневые непрямоточные компрессоры.

Роторные компрессоры

Двухроторные компрессоры считаются абсолютным аналогом двухшнековой соковыжималки. Вот лишь, как правило, неравнозначны винтовые спирали. В ведущем роторе находится 4 выступа с немного округленными верхушками, под них на ведомом сделаны 6 ложбинок требуемого профиля. Оба вала размещаются в двойной цилиндрический корпус и по всей длине касаются друг друга. Вращение идет навстречу.

Выходное и заборное отверстия для фреона, как правило, находятся по диагонали:

• сжатый газ выводится в конце спиралей внизу;
• хладагент проходит в начале роторов вверху.

Конструкция сделана так, что спирали роторов надежно присоединялись к корпусу. Вращение происходит таким образом, чтобы от заборной камеры части воздуха выходили вбок (по разным сторонам), захватываясь вращающимися валами. На первом роторе этих порций 4, на втором 6. Вращаясь по окружности, в результате книзу спирали встречаются. Последующее кручение приводит к сильному сжатию фреона, под высоким давлением он выходит наружу.

Чтобы уяснить всю прелесть этой системы, вспомните, что у двухшнековых соковыжималок наибольший коэффициент отжима, и они могут перемалывать даже кости, когда изготовлены из металла, без большого ущерба. Такая конструкция компрессора холодильника дает возможность создать ударное давление, которого тяжело добиться в других случаях.

Напомним, что в паровую камеру холодильника проходит под впрыском масло для снижения трения. Однако это не одна причина. Вероятно, что КПД оборудования зависит непосредственно от того, как герметичны части роторов. Масло с помощью поверхностного натяжения образует пробку между корпусом и спиралями. Благодаря этому без каких-то усилий увеличивается давление. А соответственно, можно уменьшить скорость вращения для получения необходимых показателей, снизить потребляемую мощность, уменьшить технические требования к качеству и изготовлению деталей холодильника.

Способ работы холодильного компрессора далек от винтового, и, вероятно, зря. Но не надо считать, что повсюду царят поршни. Мы уже говорили, что большинство тепловых насосов имеют спиральный компрессор. Здесь находится ротор и статор. Это две спирали, вдетые друг в друга. При круговом перемещении ротора фреон сильно сжимается и выходит наружу.

Подводя итог

Итак, мы и рассмотрели, какие конструкции бывают, и каким образом работает холодильный компрессор. Теперь вы знаете, зачем нужен холодильнику компрессор, и усвоили немалый объем знаний в этой области. Данная статья объясняет, хоть и вкратце, что такое винтовые компрессоры.

Устройство винтового компрессора: принцип работы

Винтовые компрессоры — это уникальное и высокотехнологичное оборудование. Сегодня данный вид компрессоров является наиболее современным по сравнению со всеми остальными разновидностями. 

 

Прежде чем выбирать компрессор, следует подробно разобраться в том, что он из себя представляет. В этой статье мы выясним, что такое винтовой компрессор — начнем с определения и назначения. 

 

Итак, винтовой компрессор — это устройство для сжатия воздуха и подачи его под давлением потребителям. В винтовой машине за сжатие отвечает винтовой блок, в котором находятся два винта (ротора). Компрессия происходит за счет движения этих винтов и изменения полости сжатия — таков основной принцип работы винтового компрессора.

 

 

 

Для чего нужны винтовые компрессоры

Сжатый воздух, который производит винтовой компрессор, чаще всего служит в качестве энергоносителя. 

 

За счет преобразования энергии сжатого воздуха в механическую энергию работают: 

• Пневмомеханизмы — автоматизированные устройства приема-подачи и др.
• Пневмоинструменты — отбойные молотки, перфораторы, подъемники, молоты и др.

 

Обдувочные же аппараты (краскопульты, эжекторы, пескоструйные и дробеструйные установки) преобразуют энергию сжатого воздуха в кинетическую.

 

Для многих отраслей промышленности лучшим решением будет выбрать именно винтовой воздушный компрессор, так как он является более надежным, экономичным в потреблении электроэнергии и рассчитан на долгую бесперебойную работу. Подробнее о плюсах и минусах винтовых компрессоров мы уже писали в нашем блоге. 

 

Схема и устройство винтового компрессора: этапы работы

Для разбора схемы и устройства компрессора в качестве примера мы возьмем самый простой, классический винтовой компрессор — маслозаполненный и с ременным приводом. Особенности данного вида винтовых компрессоров в том, что в процессе сжатия принимает участие компрессорное масло, а электродвигатель приводит в движение роторы винтового блока с помощью приводного ремня. 

 

Схема устройства винтового компрессора

1 этап

Через всасывающий клапан (1) из окружающей среды отбирается воздух.

 

2 этап

Атмосферный воздух перед тем, как попасть в компрессор, проходит через воздушный фильтр (2). Он помогает отфильтровать пыль и различные твердые частицы. Их нахождение в компрессорном блоке недопустимо.

 

3 этап

После фильтрации воздух отправляется в место своего сжатия — винтовой блок (3). Один из двух роторов — ведущий. Он приводится в движение электродвигателем (4) через приводной ремень и шкиву. Второй ротор является ведомым и действует за счет движения первого.

 

4 этап

При попадании к винтовой паре, воздух смешивается с маслом (5). Масло в винтовом блоке служит смазкой во время сжатия, уплотняет зазоры между ключевыми элементами и отводит тепло.

 

5 этап

Смесь воздуха и масла начинает нагнетаться посредством вращательных движения роторов. Формируется воздушный поток с необходимыми показателями давления.

 

6 этап

После того, как процесс сжатия завершен, его нужно очистить от примесей масла из винтового блока и воды из атмосферы — этим занимается сепаратор (6). 

 

7 этап

Так как в процессе сжатия воздух нагревается, его следует охладить. Поэтому на следующем этапе воздух проходит через воздушный радиатор (9) с охлаждающим вентилятором (10) и через клапан минимального давления (7) поступает на выход. Этот клапан поддерживает давление в масляном резервуаре, чтобы масло циркулировало независимо от давления в сети.

 

8 этап

Масло отправляется обратно в винтовой блок через масляный радиатор (11) по малому или большому кругу— зависит от его температуры, проходя через масляный фильтр (12). За регулировку температуры масла отвечает термостат (8). 

 

9 этап

Сжатый воздух, приведенный к нормальным физическим и температурным показателям, отправляется к потребителю (13).

 

 

Если у вас остались вопросы об устройстве и принципе работы винтового компрессора — обращайтесь в компанию «Волгаремсервис». Мы уверены: наши инженеры ответят на любой технический вопрос и помогут с выбором винтового компрессора.

 

 

 

Компрессор кондиционера: устройство, проблемы и правильное обслуживание

23 апреля 2020 | статья

Как известно, компрессор кондиционера является главным элементом системы кондиционирования. Если проводить аналогии с человеческим организмом, то компрессор — это сердце системы. Подобное сравнение напрашивается и если рассматривать принцип работы этого агрегата: компрессор сжимает хладагент, прокачивает его по системе и разделяет стороны высокого и низкого давления в системе (так называемые сторону нагнетания и сторону всасывания).

Много компрессоров, хороших и разных

В современных системах кондиционирования автомобилей применяются различные типы компрессоров, отличающиеся, к примеру, мощностью, производительностью, шумностью и т. д. В общих чертах рассмотрим некоторые типы конструкций на примере ассортимента компрессоров DENSO.

Самый массовый тип компрессоров — компрессоры с наклонным диском (swash plate). Барабан агрегата, содержащий несколько поршней (от пяти до семи), приводится во вращение двигателем автомобиля. Скользя относительно неподвижного наклонного диска, поршни прокачивают хладагент. Объем прокачиваемого хладагента может меняться благодаря изменяемому углу наклона диска. Компрессорами DENSO этого типа (SE, SB, SL) комплектуются многие габаритные автомобили, для которых важна высокая производительность системы кондиционирования.

Похожим образом устроены компрессоры с качающимся диском (wobble plate), DENSO CA. В этой конструкции, наоборот, наклонный диск подвижен, а поршни и барабан не вращаются. Система распределения в этих компрессорах чуть сложнее, и сегодня они постепенно сдают свои позиции.

Совершенно другой тип компрессоров — спиральные. Их механизм состоит из двух спиралей: подвижной и неподвижной. Компрессоры этого типа, DENSO SC, известны своим предельно низким уровнем шума. Спиральные компрессоры отбирают очень мало мощности у двигателя и потому отлично подходят для систем кондиционирования автомобилей с небольшими легкими моторами. Спиральным механизмом из-за его низкого энергопотребления комплектуются и компрессоры DENSO ES с электроприводом. Преимущество этих компрессоров заключается в возможности работы от батареи автомобиля, то есть при выключенном двигателе, что важно для гибридных авто.

Наконец, роторно-пластинчатые (rotary vane) компрессоры, DENSO TV. Такие компрессоры предназначены для систем небольшой мощности. Их принцип действия знаком многим автомобилистам по подкачивающим насосам — это эксцентрик в камере переменного объема, снабженный подвижными лопатками. Простота конструкции этих компрессоров служит залогом их надежности и легкости в обслуживании. Роторно‑пластинчатые компрессоры отличаются высокой ремонтопригодностью.

Неисправности: симптомы и причины

Разобравшись в типах и устройстве компрессоров, перейдем к одному из самых животрепещущих вопросов, неизбежно возникающих в преддверии жаркого сезона. А именно, к неисправностям компрессора кондиционера.

В целом внезапная поломка компрессора — явление довольно редкое. На возникновение проблем может указывать постоянный гул, который слышен даже при выключенном кондиционере, а также рокот или громыхающий звук, появляющийся при включении. Кроме того, это может быть отсутствие щелчка при включении — не срабатывает электромагнит. Каковы основные причины этого неприятного явления? Среди наиболее распространенных можно выделить следующие:

• естественный износ компрессора автомобильного кондиционера;
• недостаточное или избыточное количество хладагента в системе;
• неисправность вентилятора охлаждения или забитый грязью конденсор;
• нарушение циркуляции хладагента.

Хотелось бы сразу прояснить главное: простая замена неисправного компрессора на новый вряд ли решит проблему, поскольку проработает новый агрегат все равно недолго. Причина — «стружка», которая осталась в системе от старого компрессора (например, в масле, которое может стать черным, в ресивере-осушителе и других частях системы). Эти так называемые продукты износа способны «приговорить» новый компрессор. Причем случится это довольно быстро.

Столь неприятное происшествие обязательно приведет к конфликту с автовладельцем, который явно не рассчитывал платить дважды за и так весьма недешевый ремонт. Поэтому мы в компании DENSO рекомендуем прежде всего найти основную причину выхода компрессора из строя, качественно продиагностировать всю систему кондиционирования и не экономить на промывке и замене ресивера-осушителя. Эти рекомендации мы озвучиваем неспроста. К сожалению, все чаще один хозяин автомобиля, не захотев ничего ремонтировать, продает машину, дав скидку при продаже и кинув фразу «нужно только заправить…». Вынуждены констатировать, что нового хозяина в большинстве случаев будут ждать большие денежные траты, связанные с восстановлением корректной работы всей системы кондиционирования.

Экономия = диагностика + сервис

Итак, системе кондиционирования необходимы регулярная диагностика и сервисное обслуживание. Прежде всего всем автолюбителям стоит запомнить, что кондиционер нужно периодически включать вне зависимости от температуры воздуха «за бортом» — даже зимой. Кроме того, мы рекомендуем проводить комплексную проверку всей системы кондиционирования раз в год. Оптимально — перед наступлением лета.

Таким образом мы стараемся создать культуру обслуживания автомобильного кондиционера по аналогии с европейскими странами, где уже давно стало стандартом проводить комплекс диагностических мероприятий, таких как проверка системы на герметичность, визуальный осмотр всех соединений и слив хладагента с проверкой его количества в рамках регулярного сезонного обслуживания. Благодаря этому минимизируются риски появления серьезных поломок и дорогостоящего ремонта. Кроме того, проведение подобных мероприятий способствует повышению лояльности клиентов СТО, а, как известно, лояльный клиент — это постоянный клиент.

На что еще стоит обратить внимание клиента в контексте проблематики обслуживания системы кондиционирования? Прежде всего на то, что автомобильный кондиционер — вещь очень чувствительная и не стоит допускать его неисправности. Далее следует четко объяснить опасность заправки кондиционера в неавторизованных «гаражных» сервисах, поскольку те, как правило, только заправляют хладагент и не добавляют масло в контур охлаждения. Это, в свою очередь, становится причиной выхода компрессора кондиционера из строя. При этом в случае поломки получить компенсацию от таких «мастеров» едва ли возможно.

Процедура полного и качественного технического обслуживания системы кондиционирования занимает от 45 минут до часа.

В компании DENSO рекомендуют выполнить следующие операции:

1. Проверить работу и производительность системы.
2. Определить тип хладагента, а также качество хладагента и масла.
3. Проверить наличие в автомобиле салонного фильтра и заменить его в случае необходимости.
4. Выявить утечки хладагента. Универсального способа выявления утечек не существует, поэтому рекомендуется использовать два или три способа одновременно.
5. Проверить состояние компонентов системы: наличие повреждений, вызванных попаданием камней или коррозией, и отсутствие загрязнений радиатора кондиционера. При необходимости следует провести их чистку.
6. Проверить работу системы кондиционирования, подразумевающую оценку производительности системы, проверку на наличие шума, анализ работы вентилятора конденсора, потока воздуха и смешивания потоков воздуха (холодного и горячего), а также проверку на отсутствие неприятного запаха в салоне при работе системы.
7. Последний (однако не по важности) аспект — убедиться в использовании правильного компрессорного масла.

Об этом многие забывают

Масло, используемое в системе кондиционирования, предназначено главным образом для смазывания подвижных компонентов, то есть компрессора и иглы расширительного клапана. Кроме того, масло обеспечивает охлаждение компрессора. Как и в случае с хладагентом, масло в системе кондиционирования должно обладать химической устойчивостью. Именно поэтому крайне важно выбирать правильное масло для системы. Недостаточное смазывание, вызванное использованием универсального масла, является второй по распространенности причиной повреждений и неисправностей, возникающих в компрессорах DENSO. Анализ гарантийных рекламаций на компрессоры DENSO показывает, что во многих случаях станции технического обслуживания использовали неправильные типы полиалкилгликольных (ПАГ) масел для компрессоров систем кондиционирования DENSO. Мы уделили особое внимание этой проблеме и к началу сезона создали значительные складские запасы компрессорного масла.

Подводя итог, можно смело сказать, что должное информирование автовладельца о пользе описанных выше диагностических мероприятий, а также в целом выстраивание с ним доверительных отношений однозначно помогает получить не только благодарного клиента, но и дополнительный заработок. Успешного «горячего» сезона — с компонентами системы кондиционирования DENSO!

Подобрать себе компрессор кондиционера можно в раделе «Электронный каталог», а найти информацию о том, где его приобрести, в разделе «Где купить».

Назад

Газовый компрессор — это механическое устройство, повышающее давление газа за счет уменьшения его объема

Газовый компрессор

Из Википедии, бесплатная энциклопедия

Газовый компрессор — это механическое устройство, повышающее давление. газа за счет уменьшения его объема. Сжатие газа естественно увеличивается его температура.

Компрессоры тесно связаны с насосами: оба повышают давление на жидкости, и оба могут транспортировать жидкость по трубе.Как газы сжимаемы, компрессор также уменьшает объем газа, тогда как основной результат насоса, повышающего давление жидкости позволяет транспортировать жидкость в другое место.

Конструкции воздушного компрессора

* Поршневые компрессоры — с приводом от поршней. коленчатым валом. Они бывают как стационарные, так и переносные, могут быть одиночными. или многоступенчатый, и может приводиться в действие электродвигателями или внутренним сгоранием двигатели.Обычно используются небольшие поршневые компрессоры от 5 до 30 л.с. встречается в автомобильных приложениях и обычно долг. Поршневые компрессоры большего размера до 1000 л.с. встречаются в крупных промышленных приложениях, но их количество сокращается поскольку их заменяют менее дорогостоящие винтовые компрессоры. Увольнять давление может варьироваться от низкого до очень высокого (> 5000 фунт / кв. дюйм или 35 МПа).

* Винтовые компрессоры — с двумя сетками. вращающиеся винтовые винты прямого вытеснения, чтобы нагнетать газ меньшее пространство. Обычно они предназначены для непрерывного, коммерческого и промышленные применения и бывают как стационарными, так и переносными. Их мощность может составлять от 5 л.с. (3,7 кВт) до более 500 л.с. (375 кВт) и от низкого до очень высокого давления (> 1200 фунтов на квадратный дюйм или 8.3 МПа).

* Безмасляный винтовой поворотный механизм компрессоры —Разработано особенно для применений, требующих высочайшего уровня чистоты, такие как фармацевтические производство, пищевая промышленность и критическая электроника, Абсолютный класс. Абсолютно нулевой класс. Многолетний опыт работы в безмасляных сжатый воздух для критически важных приложений работает на вас.

* VSD (Variable Speed ​​Drive) Винтовые компрессоры — предложения постоянная подача сжатого воздуха, независимо от меняющихся требований.

Подробнее о смазываемых продуктах »

Безмасляный продукт Подробнее »

Преимущества привода с регулируемой скоростью (VSD) широко известны. Компрессоры VSD просто измеряют давление в системе и поддерживают постоянное давление подачи в узком диапазоне давления (около +/- 1.5 фунтов на кв. Дюйм. Изменяя скорость приводного двигателя, преобразователь частоты может подавать точную необходимая производительность по воздуху, чтобы при уменьшении потребности в воздухе преобразователь частоты снизить подачу воздуха и потребление электроэнергии. Это приводит для большей экономии энергии, так как каждые 2 фунта на кв. дюйм снижает давление на 1%. по потребляемой мощности. Интегрированные пакеты VSD предлагают не только следующие преимущества: экономия энергии, в том числе менее регулярное обслуживание, меньший риск тока повреждение и более долговечное оборудование.

* Винтовые компрессоры низкого давления — Воздуходувки — уменьшает затраты на электроэнергию в среднем на 30% по сравнению с лепестковой технологией. Воздуходувки ZS обеспечивают непрерывную и надежная подача 100% безмасляного воздуха — сертифицировано согласно ISO 8573-1 КЛАСС 0 (2010). Интеграция проверенных преимуществ винтовой технологии, серия ZS сократит ваши затраты на электроэнергию в среднем на 30% по сравнению к технологии доли.

* Спиральный компрессор — аналогичный к вращающемуся винтовому устройству он включает в себя два чередующихся спиралевидных прокручивает к сжать газ. Безмасляные спиральные воздушные компрессоры серии SF и SF + объединить обширный опыт и знания Атлас Копко в лучшем в своем классе упаковка. В то время как серия SF включает стандартный пневматический контроллер, серия SF + может похвастаться высококлассным контроллером Elektronikon®.Надежный и компактный, они оба отвечают вашим требованиям с помощью инновационных технологий и высочайшего энергоэффективность без ущерба для качества.

Ступенчатое сжатие

Поскольку при сжатии выделяется тепло, сжатый воздух необходимо охлаждать. между ступенями, делая сжатие менее адиабатическим и более изотермическим. Межступенчатые охладители вызывают конденсацию, что означает водоотделители. со сливными клапанами присутствуют.Маховик компрессора может приводить в движение охлаждающий вентилятор.

Например, в обычном компрессоре для дайвинга воздух сжимается. в три этапа. Если каждая ступень имеет степень сжатия 7: 1, компрессор может выдавать 343-кратное атмосферное давление (7 x 7 x 7 = 343).

Первичные движители

Есть много вариантов «тягача» или двигателя, который питает компрессор:

Газовые турбины

* приводят в действие осевые и центробежные компрессоры, которые входят в состав реактивных двигателей
* для больших компрессоров возможны паровые или водяные турбины
* электродвигатели дешевы и бесшумны для статических компрессоров.Маленькие моторы подходит для бытовых электроснабжений, используйте однофазный переменный ток. Двигатели большего размера могут использоваться только там, где промышленные электрические трехфазные переменные текущая поставка имеется.
* дизельные двигатели или бензиновые двигатели подходят для переносных компрессоров и поддержка компрессоров, используемых в качестве нагнетателей, от собственной мощности коленчатого вала. Они используют энергию выхлопных газов для питания турбокомпрессоров

HICKORY, NC — CHARLOTTE, NC — SALISBURY, NC

RALEIGH, NC — RICHMOND, VA — TIDEWATER, VA Штаб-квартира

в Солсбери, Северная Каролина, с инженерами-системниками и техниками, обслуживающими Северная и Южная Каролина, Южная Каролина и Центральный штат Вирджиния.

Телефон: (800) 745-0348 (местный): 704-637-7055

Запрос предложения, услуги или дополнительной информации

Экстренная служба в нерабочее время

У нас есть специалисты по обслуживанию, работающие по вызову 24 часа в сутки, 7 дней в неделю. Для экстренная служба в нерабочее время звоните (800) 745-0348

Мы принимаем все основные кредитные карты

В чем разница между насосом и компрессором?

Для перемещения гидравлической жидкости по системе требуется насос или компрессор.Оба достигают этой цели, но с помощью разных методов работы. Насосы могут перемещать жидкости или газы. Компрессоры обычно перемещают газ только из-за его естественной способности сжиматься. У насосов и компрессоров очень высокое давление.

Типы компрессоров

Существуют различные типы компрессоров, которые перемещают воздух в камеру. Большинство компрессоров представляют собой компрессоры прямого вытеснения, в которых за счет нагнетания воздуха в камеру уменьшается объем для сжатия воздуха.Поршневые или поршневые воздушные компрессоры перекачивают воздух с помощью поршней и односторонних клапанов для направления воздуха в камеру цилиндра. Большинство имеющихся в продаже компрессоров являются одно- или двухступенчатыми. Одноступенчатые компрессоры используются для диапазонов давления от 70 до 100 фунтов на квадратный дюйм. Для больших диапазонов давления от 100 до 250 фунтов на квадратный дюйм используются двухступенчатые компрессоры. Компрессоры одностороннего действия используют только одну сторону поршня, а компрессоры двойного действия используют обе стороны поршня. Компрессоры имеют предел давления, при достижении которого компрессор отключается.Воздух будет храниться до тех пор, пока не будет использован для приложения кинетической энергии.

1. Компрессоры преобразуют мощность электрического или газового двигателя в потенциальную энергию, хранящуюся в виде сжатого воздуха. Компрессор сжимает воздух в резервуары для хранения, увеличивая давление. (Изображение любезно предоставлено специалистами по воздушным компрессорам) В винтовых компрессорах

для направления воздуха в камеру используются винтовые винты. Винт действует так же, как поршень, вытесняя и сжимая воздух. Наиболее распространенные винтовые компрессоры представляют собой одноступенчатые винтовые или винтовые масляные винтовые воздушные компрессоры.Эти компрессоры не имеют клапанов и охлаждаются маслом. Масляные уплотнения закрывают внутренние зазоры, и, поскольку охлаждение происходит внутри компрессора, рабочие температуры не повышаются до экстремальных температур.

2. Винтовые компрессоры создают трение, вызывающее тепловые потери. Эффективное использование винтовых компрессоров требует регулярного охлаждения компрессора. (Изображение любезно предоставлено компанией Air Compressors Guru)

Воздушные компрессоры отрицательного вытеснения или динамические компрессоры обычно представляют собой центробежные компрессоры.Используя вращающееся рабочее колесо, создается центробежная сила для ускорения и замедления захваченного воздуха, что приводит к его сжатию. Входные направляющие лопатки регулируются для регулирования производительности центробежного компрессора. Закрытие направляющих лопаток снижает объемный расход и производительность.

3. Центробежные компрессоры не содержат масла, их ходовая часть и механические части отделены от воздуха уплотнениями вала и вентиляционными отверстиями. (Изображение любезно предоставлено Direct Industry)

Типы насосов

Насосы классифицируются по двум основным типам: поршневые насосы прямого вытеснения и центробежные насосы.Насосы прямого вытеснения перемещают жидкость, перемещая ее фиксированное количество и нагнетая фиксированное количество в напорную трубу. Они могут производить одинаковый поток при заданной скорости независимо от давления нагнетания, что делает их машинами с постоянным потоком. Чтобы предотвратить разрыв линии, поршневые насосы объемного действия обычно имеют предохранительный или предохранительный клапан на стороне нагнетания. Если поршневой насос прямого действия работает при закрытом нагнетательном клапане, давление внутри нагнетательного клапана увеличивается, что приводит к разрыву линии, что приводит к повреждению насоса.Насосы прямого вытеснения можно разделить на поршневые (поршневые, плунжерные и диафрагменные), силовые, паровые и роторные (шестеренчатые, кулачковые, винтовые, лопастные, регенеративные или периферийные, а также с прогрессивной полостью).

Поршневые насосы состоят из цилиндра с плунжером, в котором ход втягивания заставляет всасывающие клапаны открываться, всасывая жидкость в цилиндр. Прямой ход толкает жидкость в нагнетательный клапан. Когда используется только один цилиндр, расход жидкости изменяется от максимального в среднем положении до нулевого в конечных положениях.Значительные потери энергии компенсируются использованием двух или более цилиндров, работающих в противофазе друг с другом. В отличие от этого, диафрагменные насосы создают давление в гидравлическом масле через плунжер, который изгибает диафрагму в насосном цилиндре. Обычно мембранные насосы предназначены для опасных и токсичных жидкостей.

4. Вышеупомянутый мембранный насос имеет регуляторы выходного давления, предотвращающие перегрузку насоса. Это следующие секции: приводной вал (1), роликовые подшипники (2), кулачок с фиксированным углом (3), гидравлические ячейки (4), диафрагмы (5), впускной клапан (6), выпускной клапан (7) и давление. регулирующий клапан (8).(Изображение любезно предоставлено Sprayflo)

В роторном шестеренчатом насосе зазор между зубьями шестерни и зацеп насоса на стороне всасывания улавливает жидкость. Жидкость выдавливается со стороны нагнетания, когда зубья двух шестерен вращаются друг относительно друга. Лопастные насосы работают так же, как шестеренчатые насосы, за исключением того, что два кулачка, приводимые в действие внешними синхронизирующими шестернями, управляют им, в которых лопасти никогда не контактируют. В поршневом насосе с поступательной скоростью используется металлический ротор, который вращается внутри упругого статора.Прогрессивные камеры от конца всасывания до конца нагнетания образуются между ротором и статором по мере вращения ротора, таким образом перемещая жидкость.

5. Обычно шестеренчатые насосы используются на химических установках. Они часто используются для перекачивания жидкостей с высокой вязкостью.

Центробежный насос преобразует входную мощность в кинетическую энергию, ускоряя жидкость в крыльчатке. Центробежные насосы — это машины с постоянным напором. Насос со спиральным корпусом — самый распространенный центробежный насос. Здесь жидкость поступает в насос через проушину рабочего колеса, вращающегося с высокой скоростью.Поскольку жидкость ускоряется радиально наружу от движущейся части насоса, у проушины рабочего колеса создается разрежение. Этот вакуум создает большее всасывание и втягивает больше жидкости в насос. Максимальный напор определяется внешним диаметром рабочего колеса насоса и скоростью вращения вала.

6. Насос со спиральным корпусом — это наиболее распространенный центробежный насос. На изображении выше показаны общие зоны центробежного насоса. Головка

используется для измерения кинетической энергии центробежного насоса. Напор — это высота столба жидкости, который насос может создать за счет энергии, которую насос передает жидкости.Вместо давления для измерения энергии используется напор, потому что давление может изменяться при изменении удельного веса. Голова не изменится в стоимости. Ниже приведен список различных типов головки насоса. Если вал центробежного насоса вращается с одинаковыми оборотами в минуту, насос будет перекачивать на одинаковую высоту независимо от типа жидкости. Единственная разница — это количество энергии, необходимое для перекачивания различных типов жидкостей. Обычно чем выше удельный вес, тем больше требуется мощности.

• Общий статический напор — Общий напор при выключенном насосе
• Общий динамический напор (Общий напор системы) — общий напор, когда насос работает на
• Статическая всасывающая головка — Головка на стороне всасывания при выключенном насосе, если напор выше, чем рабочее колесо насоса
• Статический подъемник на всасывании — Голова на стороне всасывания при выключенном насосе, если напор ниже, чем рабочее колесо насоса
• Статическая напорная головка — Головка на напорной стороне насоса при выключенном насосе
• Динамическая всасывающая головка / подъемник — Головка на всасывающей стороне с насосом на
• Динамическая напорная головка — Головка на напорной стороне с насосом на
• Запорная головка — Высота головки перекачиваемой жидкости, когда выпуск центробежного насоса направлен прямо вверх в воздух

Напор насоса выражается следующим уравнением:

h = (p ₂ — p ₁ ) / (ρÎ ‡ g) + v ₂ ² / (2g) (1)

где

h = общий развиваемый напор (м)

p ₂ = давление на выходе (Н / м ² )

p ₁ = давление на входе (Н / м ² )

ρ = плотность (кг / м ³ )

g = ускорение свободного падения (9.81) м / с ²

v ₂ = скорость на выходе (м / с)

Как работают воздушные компрессоры?

В современном мире пневматики воздушные компрессоры жизненно важны для работы заводов и мастерских по всему миру. Но так было не всегда. Воздушные компрессоры — относительно недавнее изобретение в контексте истории машинного века.

До появления воздушных компрессоров многие инструменты получали энергию от сложных систем с ремнями, колесами и другими крупными компонентами.Это оборудование было массивным, тяжелым и дорогостоящим и, как правило, было недоступно для многих небольших операций. Сегодня воздушные компрессоры бывают разных форм и размеров, и вы можете найти их в больших цехах, автомастерских и даже в гараже вашего соседа. В этом руководстве мы обсудим воздушные компрессоры и то, как они работают.

Для чего используются воздушные компрессоры?

Воздушные компрессоры можно использовать для самых разных задач.Они могут подавать воздух для заполнения таких предметов, как шины или надувные игрушки для бассейнов, или они могут обеспечивать питание рабочих инструментов. Некоторое оборудование, которое хорошо работает с мощностью сжатого воздуха, включает:

• Сверла
• Пистолеты для гвоздей
• Шлифовальные машины
• Пистолеты-распылители
• Сандерс
• Степлеры

От дрелей до блоков переменного тока — многие универсальные пневматические инструменты и машины отвечают за комфорт, укрытие, автоматизацию и эффективность повседневной жизни.Сами компрессоры более компактны и легки, чем другие централизованные источники питания. Они также долговечны, требуют меньше обслуживания и их легче перемещать, чем другое старомодное оборудование.

Функциональность поршневого воздушного компрессора

Итак, как воздушный компрессор получает воздух? Для тех, кто использует поршни, он состоит из двух частей: повышения давления и уменьшения объема воздуха. В большинстве компрессоров используется поршневая технология с возвратно-поступательным движением.

Воздушный компрессор обычно использует:

• Электрический или газовый двигатель
• Впускной и выпускной клапаны для всасывания и выпуска воздуха
• Насос для сжатия воздуха
• Накопительный бак

Компрессор всасывает воздух и создает разрежение для уменьшения его объема.Вакуум выталкивает воздух из камеры в резервуар для хранения. Когда в накопительном баке достигается максимальное давление воздуха, компрессор выключается. Этот процесс называется рабочим циклом. Компрессор снова включится, когда давление упадет ниже определенного значения.

Воздушные компрессоры не нуждаются в резервуарах для хранения, и некоторые из более мелких вариантов отказываются от них в пользу портативности.

Что такое вытеснение воздуха?

В основе каждого воздушного компрессора лежит вытеснение воздуха.Для сжатия воздуха внутренние механизмы компрессора перемещаются, проталкивая воздух через камеру. Для этой цели используются два основных типа вытеснения воздуха:

• Положительное смещение: В большинстве воздушных компрессоров используется этот метод, при котором воздух втягивается в камеру. Там машина уменьшает объем камеры для сжатия воздуха. Затем его перемещают в резервуар для хранения и сохраняют для дальнейшего использования.
• Динамическое смещение: Этот метод, также называемый неположительным смещением, использует крыльчатку с вращающимися лопастями для подачи воздуха в камеру.Энергия, создаваемая движением лопастей, создает давление воздуха за более короткий промежуток времени. Динамическое смещение можно использовать с турбокомпрессорами, потому что оно работает быстро и генерирует большие объемы воздуха. В турбонагнетателях автомобилей часто используются воздушные компрессоры с динамическим рабочим объемом.

Типы объемных воздушных компрессоров

Поскольку объемные воздушные компрессоры прямого вытеснения являются более распространенным типом метода сжатия воздуха, существует большое разнообразие воздушных компрессоров прямого вытеснения.Однако каждый работает по-своему. Некоторые из них лучше подходят для промышленного использования, а другие подходят для домашних проектов и небольших приложений. Вот некоторые из различных типов объемных воздушных компрессоров:

• Винтовой компрессор: Винтовой компрессор типичен для промышленного использования и имеет размеры, подходящие для многих областей применения. У этих компрессоров есть два винта внутри двигателя, которые непрерывно вращаются в противоположных направлениях. Движение винтов создает вакуум, который всасывает воздух.Этот воздух застревает между резьбой винтов и сжимается, когда он проталкивается между ними. Наконец, его отправляют через выход или в резервуар сдерживания.
• Пластинчато-роторный компрессор: Пластинчато-роторный компрессор или вакуумный насос работает по принципу, аналогичному ротационному винту. В случае поворотной лопасти двигатель размещен не по центру внутри округлой полости. Двигатель имеет лопасти с автоматически регулируемыми рычагами. По мере приближения рычагов к воздухозаборнику они удлиняются, образуя большую воздушную полость.По мере того как двигатель вращается, перемещая вместе с собой воздух, рычаги подходят к выходу и уменьшаются, создавая меньшее пространство между лопатками и круглым корпусом, который сжимает воздух. Роторы с лопастным приводом маленькие и простые в использовании, что делает их идеальным выбором для домовладельцев и подрядчиков.
• Поршневой / поршневой: В поршневом воздушном компрессоре вращается ротор, заставляя поршень двигаться вверх и вниз. Когда поршень опускается, воздух втягивается в камеру. Затем воздух сжимается и выталкивается наружу, когда поршень поднимается обратно.В некоторых компрессорах, называемых одноступенчатыми компрессорами, используется только один поршень. Другие, называемые двухступенчатыми компрессорами, используют два поршня и могут создавать большее давление воздуха. Поршневой тип воздушного компрессора — один из самых распространенных.

Механика воздушного компрессора

Принцип работы воздушных компрессоров зависит от конструкции. Поршневые воздушные компрессоры могут иметь один из двух типов циклов сжатия:

• Одноступенчатый: Поршень сжимает воздух за один ход.Ход — это один полный оборот коленчатого вала, приводящего в движение поршень. Простая одноступенчатая конструкция делает многие из этих компрессоров идеальными для частных проектов.
• Двухступенчатый: Первый поршень сжимает воздух, прежде чем перемещать его в меньший цилиндр, где другой поршень сжимает его дальше. Такая конструкция позволяет компрессору создавать более высокое давление. Поскольку кинетическая энергия, которая сжимает воздух, генерирует тепло, многие двухступенчатые системы также охлаждают воздух при его перемещении между каждым цилиндром.Охлаждение воздуха позволяет компрессору перемещать больше воздуха без перегрева.

Как работает регулятор воздушного компрессора?

Регулятор присоединяется к выпускному отверстию для воздушного резервуара вашего компрессора и имеет регулируемую заслонку и индикатор давления. Когда вы поворачиваете ручку против часовой стрелки, она нажимает на пружину, которая ограничивает клапан, что снижает давление за счет уменьшения подачи воздуха, поступающего в регулятор. Когда вы поворачиваете ручку по часовой стрелке, пружина и клапан освобождаются, пропуская через выход больше воздуха под высоким давлением.

Для многих одноступенчатых воздушных компрессоров предварительно установленный предел давления составляет 125 фунтов на кв. Дюйм. Когда этот предел достигнут, реле давления срабатывает, чтобы остановить двигатель и производство сжатого воздуха. В большинстве операций вам не нужно достигать этого предела давления, поэтому многие компрессоры устанавливают воздушные линии на регулятор. С помощью регулятора вы можете ввести соответствующий уровень давления для данного инструмента.

Когда давление, необходимое для приведения в действие вашего инструмента, ниже, чем давление в вашем баллоне с давлением воздуха, регулятор регулирует давление за вас.Хотя регулятор не может поднять давление выше того, что уже есть в вашем баллоне, он гарантирует, что ваш инструмент будет получать постоянный поток воздуха с правильным давлением.

Когда достигается заданное давление, регулятор отключает насос в любой момент своего цикла, что означает, что поршень может пройти половину хода со сжатым воздухом в камере, когда он остановится. Этот воздух может оказывать чрезмерное давление на цепь запуска, которой требуется больше мощности для запуска двигателя. Разгрузочный клапан — это простое дополнение, которое выпускает захваченный воздух, чтобы избежать этой проблемы.

Регулятор снабжен двумя манометрами: один для контроля давления в баллоне, а другой — для контроля давления в воздушной линии. Также в баке есть аварийный клапан, который срабатывает при выходе из строя реле давления.

Что такое поршневой поршень?

Поршень возвратно-поступательного действия состоит из следующих частей:

• Коленчатый вал
• Шатун
• Цилиндр
• Поршень
• Головка клапана

Работает аналогично двигателю внутреннего сгорания в автомобиле.Шток коленчатого вала поднимает поршень в цилиндре и выталкивает воздух в камеру сжатия, уменьшая объем воздуха и увеличивая давление. Поршень закрывается, нагнетая сжатый воздух в резервуар для хранения. Затем поршень снова открывается, чтобы втянуть больше воздуха и начать процесс заново.

Компрессоры, в которых используются поршни, могут быть громче, чем некоторые другие конструкции, из-за того, как компоненты машины движутся и создают трение. Но новые технологии и прогрессивные конструкции создают модели с двумя и несколькими поршнями, которые могут сделать работу тише, разделив рабочую нагрузку.

Винтовой воздушный компрессор

Поршневой компрессор не подходит для многих промышленных приложений, работающих в тяжелых условиях. Для более высоких давлений, необходимых для сложных пневматических и мощных инструментов, профессионалы обычно выбирают ротационные винтовые воздушные компрессоры.

В то время как поршневой воздушный компрессор использует пульсацию и переменный характер поршневой механики, роторный винтовой компрессор работает непрерывно. Пара роторов сцепляется вместе, чтобы втягивать воздух и сжимать его по мере его движения по спирали.Вращательное движение перемещает воздух через камеру и выбрасывает ее. Высокая скорость вращения может минимизировать утечку.

Многие типы компрессоров испытывают некоторую тряску, которая может повредить оборудование и требует принятия мер для минимизации вибраций. В отличие от этого, большинство винтовых компрессоров работают плавно, обеспечивая равномерную работу без вибрации.

Винтовые компрессоры могут варьироваться в широких пределах, от 10 кубических футов в минуту до значений в диапазоне от 4 до 5. Схемы управления включают:

• Стоп / пуск: Этот подход либо обеспечивает питание двигателя, либо нет, в зависимости от приложения.
• Загрузка / разгрузка: Компрессор работает непрерывно, с золотниковым клапаном, который уменьшает емкость бака, когда удовлетворяется определенная потребность в сжатии. Эта схема распространена в заводских условиях, и если она включает таймер остановки, она называется схемой с двойным управлением.
• Модуляция: Модуляция также использует скользящий клапан для регулировки давления путем дросселирования / закрытия впускного клапана, чтобы производительность компрессора соответствовала потребности. Эти настройки менее эффективны для винтовых компрессоров, чем для других типов.Даже при установке на нулевую мощность компрессор все равно будет потреблять около 70 процентов своей полной мощности. Тем не менее, модуляция применима для операций, в которых частая остановка компрессора невозможна.
• Переменный объем: Эта схема управления регулирует объем воздуха, который втягивается в компрессор. В ротационных винтовых компрессорах этот метод может использоваться вместе с регулируемыми впускными клапанами для повышения эффективности и точности регулирования давления.
• Переменная скорость: Переменная скорость — это эффективный способ управления производительностью роторного компрессора, хотя он может по-разному реагировать на разные типы воздушных компрессоров.Он изменяет скорость двигателя, что влияет на выходную мощность. Это оборудование обычно более хрупкое, чем другие конструкции, поэтому оно может не подходить для работы в особенно жарких или пыльных условиях.

Как работает смазка в воздушных компрессорах: маслозаполненные и безмасляные

Одна из самых важных вещей, которые нужно знать при обслуживании воздушного компрессора, — это принцип работы смазки. Когда вы смотрите на масляные насосы, вы имеете дело с двумя категориями:

• Насосы с масляной смазкой: В этой конструкции масло разбрызгивается на стенки и подшипники внутри цилиндра.Этот метод также называется масляной смазкой, и он обычно более долговечный. Поршневое кольцо — это кусок металла на поршне, который помогает создать уплотнение внутри камеры сгорания. Это кольцо может помочь предотвратить попадание масла в сжатый воздух, но иногда оно все еще может просачиваться в резервуар.
• Безмасляные насосы: Безмасляные насосы получают специальную долговечную смазку, которая устраняет потребность в масле. Во многих отраслях промышленности, где загрязнение недопустимо, таких как пивоваренные заводы, производство продуктов питания и фармацевтика, безмасляные насосы являются отличным вариантом.Они гарантируют, что масло не загрязняет воздух, который они используют в своем процессе или продукте.

Насосы, залитые нефтью, представляют собой нечто смешанное. Для электроинструментов, нуждающихся в смазке, наличие масла в воздушном потоке может быть полезным. Для инструментов, которым требуется масло, встроенные источники могут распределять масло в равных количествах. С другой стороны, многие инструменты могут перестать работать правильно, если в воздушном потоке присутствует даже незначительное количество масла.

При покраске или обработке дерева масло может прервать весь процесс.Это может препятствовать равномерному высыханию или равномерной отделке покрытий. Масло в воздухе может даже испортить поверхность деревянных конструкций.

К счастью, существуют инструменты, предотвращающие попадание масла в резервуар, такие как воздушные фильтры и маслоотделители, но когда безмасляный воздух имеет решающее значение для работы, безмасляные компрессоры и их постоянная смазка являются лучшим вариантом.

Номинальная мощность воздушного компрессора

: что такое CFM?

Когда мы говорим о мощности воздушного компрессора, мы обычно говорим о мощности, но есть много других способов определить, какое давление может обеспечить машина.Мы используем кубические футы в минуту (CFM), чтобы обсудить скорость и объем, с которыми машина сжимает воздух. Но скорость поступления наружного воздуха в цилиндр зависит от тепла, влажности и ветра в окружающей атмосфере.

Чтобы учесть эти внутренние и внешние факторы, производители используют стандартные кубические футы в минуту (SCFM), которые объединяют CFM с такими внешними факторами, как давление и влажность.

Другой рейтинг, который вы можете увидеть, — это объемный кубический фут / мин, который оценивает эффективность компрессорного насоса.Он извлекает информацию из числа оборотов двигателя в минуту (RPM) и объема воздуха, который цилиндр может вытеснить. Это число является скорее теоретическим измерением, в то время как вы также можете измерить CFM с точки зрения подаваемого воздуха или фактического количества выбрасываемого воздуха. Это число называется CFM FAD, что означает бесплатную доставку воздуха и используется для измерения доставки к определенным инструментам.

Насосы и компрессоры: два инструмента для удержания воздуха

Существует некоторая путаница между словами «насос» и «компрессор», и многие считают, что это одно и то же.На самом деле различие между ними является важной частью обсуждения воздушных компрессоров:

• Насос забирает жидкости или газы и перемещает их между местами.
• Компрессор принимает газ, сжимает его до меньшего объема и более высокого давления и отправляет в другое место.

Наиболее существенное отличие состоит в том, что насос может работать с жидкостями, а компрессор — нет. Жидкости сжимать намного сложнее. Вы можете найти насос в компрессоре, например, в поршневом воздушном компрессоре — часть, которая выполняет сжатие, является насосом.Функции насосов и компрессоров могут перекрываться на машинах, где давление повышается с каждым оборотом.

Возьмем, к примеру, насос для шин. Хотя он выполняет обе задачи — перемещает воздух и уменьшает его объем, — его цель — переместить наружный воздух в другое место, в воздухонепроницаемое пространство шины. Поскольку его целью не является уменьшение объема, технически он не считается компрессором. Альтернативным примером может быть использование пневматических инструментов, для которых требуется сжатый воздух. Устройство, уменьшающее объем воздуха, представляет собой компрессор.

Воздушные насосы обычно делятся на две категории:

• Поршневые насосы с возвратно-поступательным движением. Велосипедный насос — это поршневой насос, в котором цилиндр втягивает наружный воздух возвратно-поступательным движением и перемещает его в шину.
• Ротационные насосы, также называемые центробежными насосами, которые вращаются. Ротационный насос использует крыльчатку, которая в основном представляет собой закрытый гребной винт. У него есть лопасти, которые перемещают поступающую жидкость и направляют ее через выпускное отверстие с высокой скоростью.Этот насос использует моторизованную энергию для перемещения жидкостей из одного места в другое, и его не следует путать с турбиной, которая улавливает жидкости, которые уже движутся.

Сжатый воздух в повседневной жизни

От пневматических дрелей и тормозных систем до блоков HVAC — широкий спектр пневматических инструментов и машин делает повседневную жизнь комфортной, безопасной и эффективной. Практически в каждом здании, через которое вы проходите или проходите в определенный день, воздушные инструменты помогали кому-то шлифовать дерево, красить стены и забивать балки и гипсокартон на место.В цехах по всему миру люди используют сжатый воздух для нанесения слоя краски и удаления пыли и мусора.

Ничего удивительного в том, что человечество открыло способ использовать окружающий воздух, возможно, самый богатый ресурс на планете, и преобразовать его в моторное оборудование для самых разных целей.

Quincy Compressor предлагает высококачественные воздушные компрессоры во многих стилях, включая винтовые, поршневые и безмасляные. Воспользуйтесь нашим поисковиком по продажам и обслуживанию, чтобы найти ближайшего к вам дилера.

Лучший воздушный компрессор — Руководство по покупке — Все, что вам нужно знать

По сути, компрессор — это машина, которая увеличивает давление любого газа за счет уменьшения его объема. Точно так же воздушные компрессоры конденсируют нормальный атмосферный воздух для повышения его давления. Изобретение воздушных компрессорных машин нельзя приписывать какому-либо отдельному человеку или компании.
Он разрабатывался и улучшался постепенно в течение нескольких лет, прежде чем был доведен до совершенства. Типичный воздушный компрессор выполняет три функции: впуск воздуха, конденсацию воздуха и выпуск воздуха.Расход воздушного компрессора измеряется в ACFM (фактических кубических футах в минуту) или SCFM (стандартных кубических футах в минуту). Однако общая мощность, производимая машиной, измеряется в лошадиных силах.

Использование воздушного компрессора

Воздушные компрессоры входят в стандартную комплектацию промышленных и бытовых приборов. Обычно они отвечают за приведение в действие тяжелых инструментов, используемых в производстве и строительстве, в том числе конвейерных лент, отбойных молотков, шлифовальных машин и даже для сверления.Воздушные компрессоры также используются для наполнения газовых баллонов, используемых при подводном плавании, медицинских приборов, отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Различные типы воздушных компрессоров

В воздушных компрессорных машинах используются две различные технологии,

1. Компрессоры прямого вытеснения
2. Динамические компрессоры

1. Компрессоры прямого вытеснения

Компрессоры прямого вытеснения

являются наиболее распространенной формой компрессоров, используемых в промышленности.Они работают, сначала захватывая воздух в камеру сжатия. Как только камера наполняется воздухом, ее размер постепенно уменьшается, чтобы сжимать воздух, пока он не достигнет степени внутреннего давления. После полного сжатия и повышения давления воздух выпускается в выпускное отверстие.

Некоторые распространенные формы компрессоров прямого вытеснения включают спиральный компрессор, зубчатый компрессор, винтовые компрессоры и поршневые компрессоры.

2. Динамические компрессоры

Хотя основные функции одинаковы, динамические компрессоры сильно отличаются.Вместо уменьшения объема воздуха, захваченного в камере, динамические компрессоры увеличивают скорость воздуха, а затем блокируют его прохождение. При резком снижении скорости воздух сжимается и становится сжатым. Они могут производить очень большую мощность, что делает их полезными для множества промышленных задач. Осевой и центробежный компрессоры являются формами компрессора с динамическим вытеснением.

Различные типы воздушных компрессоров

В воздушных компрессорных машинах используются две различные технологии,

1. Компрессоры прямого вытеснения
2. Динамические компрессоры
3. Компрессоры прямого вытеснения

Компрессоры прямого вытеснения — наиболее распространенная форма компрессоров, используемых в промышленности.Они работают, сначала захватывая воздух в камеру сжатия. Как только камера наполняется воздухом, ее размер постепенно уменьшается, чтобы сжимать воздух, пока он не достигнет степени внутреннего давления. После того, как воздух полностью сжимается и находится под давлением, он выпускается в выпускное отверстие.

Некоторые распространенные формы компрессоров прямого вытеснения включают спиральный компрессор, зубчатый компрессор, винтовые компрессоры и поршневые компрессоры.

1. Динамические компрессоры

Хотя основные функции одинаковы, динамические компрессоры сильно отличаются; вместо уменьшения объема воздуха, захваченного в камере, динамические компрессоры увеличивают скорость воздуха, а затем блокируют его прохождение.При резком снижении скорости воздух сжимается и становится сжатым. Они могут производить очень большую мощность, что делает их полезными для множества промышленных задач. Осевой и центробежный компрессоры являются формами компрессора с динамическим вытеснением.

Где используются воздушные компрессоры?

Самыми ранними «воздушными компрессорами» стали доисторические сильфоны, впервые использованные в металлургии более 4000 лет назад. Мало что изменилось до промышленной революции, когда более совершенные компрессоры стали основным продуктом производства и вооружения.С развитием пригородной жизни после мировой войны воздушные компрессоры стали обычным явлением в бытовой технике.

Сегодня воздушные компрессорные машины стали неотъемлемой частью современной жизни и находят промышленное и бытовое применение. Некоторые из них включают:

Строительство

В строительной отрасли воздушные компрессоры используются по-разному, в зависимости от поставленной задачи. Винтовые воздушные компрессоры обычно используются в гвоздодерах, отбойных молотках, уплотнителях и подобном оборудовании.

Винтовые воздушные компрессоры — один из наиболее эффективных способов развития крупномасштабной инфраструктуры. Они составляют основу для подъема тяжелых грузов, бурения, сноса и даже строительства новых дорог. Воздушные компрессоры также используются в мобильной строительной технике. Они не перегреваются и соответствуют строгим стандартам безопасности, предъявляемым на строительной площадке.

Производство

Воздушные компрессоры составляют основу множества производственных процессов. От продуктов питания и напитков до пластмасс, металла и фармацевтики — воздушные компрессоры полностью изменили наши методы производства и сделали возможным то, чего раньше не было.

Для пластмасс и металлов воздушные компрессоры обеспечивают постоянный поток воздуха для формовки и отделки. В пищевой промышленности воздушные компрессоры имеют решающее значение для чистоты уплотнений и обеспечения гигиены.

Сельское хозяйство

Сельское хозяйство требует использования тяжелой техники, которая должна работать в течение нескольких часов. Некоторые стандартные инструменты и оборудование включают скромный трактор, опрыскиватели, конвейеры и насосы. Все они используют воздушные компрессоры той или иной формы. Теплицы и молочные фермы также используют компрессоры для улучшения качества воздуха и стабилизации температуры.

В более холодных регионах, таких как Канада и Россия, сжатый воздух помогает подготовить критически важное оборудование к зиме и сохранить его работоспособность в суровые погодные условия. Это помогает повысить эффективность и имеет большое значение для поддержания качества основных инструментов. Воздушные компрессоры также приводят в действие опрыскиватели и автоматические молочные машины.

Энергетика

Воздушные компрессорные машины предназначены для тяжелых и очень мощных бурений. Это сделало их весьма ценными для добычи угля и нефтяных вышек, которые требуют безопасного и эффективного бурения.Без воздушных компрессоров даже самые незначительные неисправности деталей могут поставить под угрозу функциональность дорогостоящих машин и жизни рабочих. Они уникальны тем, что обеспечивают стабильную мощность и безискровую подачу, что необходимо для таких деликатных операций.

Фармацевтическая и медицинская промышленность

Воздушные компрессоры помогают доставлять кислород пациентам в клиниках и больницах. Они также используются в операционных, поскольку не нарушают работу электронного оборудования.В фармацевтической упаковке воздушные компрессоры необходимы для обеспечения герметичности уплотнений и поддержания высоких стандартов гигиены.

Бытовое использование

Воздушные компрессоры составляют основу нескольких бытовых приборов, в том числе систем HAVC. В базовых кондиционерах, системах отопления и даже холодильниках и морозильниках используется компрессор.

Другое применение

Воздушные компрессоры используются в прессах для химической чистки и прачечных, в чистящих пистолетах и ​​пароочистителях.Их наиболее заметно видно, когда они используются для накачивания автомобильных шин и других предметов. Они составляют основу аэрозольных баллончиков и, следовательно, делают возможным использование аэрозольных красок и аналогичных предметов. В парках развлечений сжатый воздух используется для запуска американских горок и аниматроников. Они также отвечают за пневматические тормоза, мощную тормозную систему, используемую в грузовиках и автобусах. Другие применения воздушных компрессоров можно найти в пейнтбольных ружьях, снегоуборочных машинах, аппаратах для мытья под давлением, пескоструйной очистке, пневматических шлифовальных машинах и пневматических пистолетах.

Как работают воздушные компрессоры?

Основным принципом воздушных компрессоров является сбор атмосферного воздуха для уменьшения его объема и повышения давления.Это обеспечивает более доступное хранение газа и помогает его транспортировать и использовать там, где это необходимо. В зависимости от типа технологии и компрессора, все они работают немного по-разному, чтобы обеспечить одинаковые результаты — подачу сжатого газа при желаемом давлении.

Воздушные компрессорные машины состоят из двух важных частей: источника питания и компрессорной системы. Источником питания может быть электродвигатель, дизель или любой другой источник. Компрессорная система может быть лопастной, вращающейся крыльчаткой или поршневой.

Поршневой воздушный компрессор

В поршневых воздушных компрессорных машинах поршни используются для сжатия воздуха и хранения его в камере или резервуаре. Существуют и другие варианты, которые включают одноступенчатую и двухступенчатую версии.

В одноступенчатом компрессоре используется только один поршень, в то время как в двухступенчатом компрессоре воздух сжимается дважды и сохраняется на гораздо более высоком уровне. Компрессоры второй ступени широко используются в судовом оборудовании. Из-за создаваемого высокого давления они часто требуют более строгих мер безопасности.

Винтовой воздушный компрессор

Они могут состоять из винтового или лопастного воздушного компрессора. Они требуют большой мощности для работы и имеют несколько стадий сжатия. Следовательно, они могут заменить поршневой компрессор, подавая огромные объемы воздуха под высоким давлением. Из-за постоянной утечки, которая происходит в этой системе, они не подходят для приложений с небольшим объемом.

Центробежный компрессор

Центробежный компрессор — это тип динамического компрессора, который работает при постоянном давлении.На нее также легко влияют внешние условия, такие как изменения температуры и т. Д. Система работает, втягиваясь во вращающуюся крыльчатку, толкая воздух к центру камеры за счет центробежной силы — этот поток воздуха приводит к увеличению давления. Интересно, что в зависимости от величины необходимого давления система может быть организована в несколько этапов для достижения желаемого результата.

Эти воздушные компрессоры лучше всего подходят для стабильной работы в таких отраслях, как химические и нефтехимические заводы, маслоэкстракционные заводы и добыча природного газа.

Как выбрать лучшие компрессорные машины

Тип воздушного компрессора, который вам нужно купить, будет зависеть от ваших потребностей и конкретных требований. Однако, независимо от того, какой воздушный компрессор вы ищете, есть некоторые общие особенности, на которые вам нужно будет внимательно изучить, чтобы принять наилучшее решение.

Воздушный фильтр

Перед покупкой проверьте, какой воздушный фильтр установлен в компрессорных машинах. Сухой и чистый воздух необходим для защиты оборудования и инструментов.Осушители воздуха помогают уменьшить влажность и загрязнение, а воздух фильтрует чистый воздух, задерживая опасные частицы.

Неисправная система фильтрации воздуха может постепенно повредить бак компрессора и даже внутренние детали. В небольших установках воздушные фильтры обычно одноразовые, а в более крупных — фиксированные и требуют регулярной очистки. Следовательно, если вы ищете установку для промышленного использования, вам необходимо проверить качество фильтра.

Уровень шума

Воздушные компрессоры могут быть шумными, и с ними не всегда удобно работать.Сегодня вы можете найти всевозможные компрессоры, от тихих, которые производят всего 40 децибел шума, до более громких, которые могут иметь более 92 децибел.

Этот широкий ассортимент является результатом использования различных технологий в компрессорах. Например, поршневой компрессор имеет множество движущихся частей, которые естественным образом создают трение и шум. Однако винтовые компрессоры намного спокойнее.

Сказав это, вы все равно столкнетесь с некоторыми ограничениями.Во-первых, не существует отраслевых стандартов для описания «тихой» машины. Кроме того, в зависимости от ваших потребностей вам, возможно, придется использовать очень громкий воздушный компрессор. Если вам нужно купить очень шумное устройство, используйте специальные звукопоглощающие прокладки и резиновые прокладки, чтобы сделать вещи более терпимыми.

Насосная система

Воздушные компрессоры поставляются с одноступенчатым или двухступенчатым насосом. Первый сжимает газ за один ход, а второй сжимает воздух дважды. Следовательно, одноступенчатые насосы имеют более высокое значение CFM, но двухступенчатые насосы имеют более высокое значение PSI.Двухступенчатые насосы намного более эффективны, особенно когда требуется высокое давление. Таким образом, покупая воздушные компрессорные машины, проверьте насосную систему, чтобы убедиться, что она соответствует вашим потребностям.

Давление воздуха (PSI)

PSI (фунтов на квадратный дюйм) — это единица измерения давления. Чем больше фунтов на квадратный дюйм, тем выше давление газа. Легкие воздушные компрессорные машины имеют PSI около 90-130. Этого достаточно для домашнего использования, он подходит для плотников и любителей.Эти агрегаты также легкие и мобильные.

Существуют даже меньшие воздушные компрессоры с давлением 30 фунтов на квадратный дюйм, которые в основном используются для аэрографии. Однако промышленные модели идут с двухступенчатой ​​системой. На первом этапе они могут производить до 150 фунтов на квадратный дюйм. На втором этапе они могут производить более 200 фунтов на квадратный дюйм.

С такой системой легче контролировать выходное давление и обеспечивать устойчивое давление. Тип машины, которую вы покупаете, будет зависеть от требуемого PSI. Для бытового использования, естественно, потребуются мобильные воздушные компрессорные машины, которые вы можете брать с собой.Если вы покупаете воздушные компрессоры для использования в промышленности, вам потребуется больше мощности и более высокое давление на квадратный дюйм.

стандартных кубических футов в минуту (SCFM)

Каждой воздушной компрессорной машине требуется определенное количество воздуха для поддержания ее работы. Производимый объем воздуха измеряется в кубических футах в минуту. Важно знать SCFM машины, которую вы покупаете, поскольку она позволяет вам оценить производительность устройства. Вы найдете различные измерения CFM в зависимости от скорости и размера насоса.При нулевом давлении это измерение не имеет значения, потому что оно не учитывает неэффективность насоса.

Масса компрессорных машин

Вес воздушных компрессорных машин естественно влияет на их портативность. Масляные компрессоры — тяжелые машины из-за большего количества функций и сложной конструкции. Однако безмасляные версии просты и меньше весят, что позволяет легко носить их с собой.

Однако вес устройства сам по себе не определяет портативность. Многие небольшие воздушные компрессоры трудно переносить из-за их громоздкой конструкции.Если ваша главная забота — мобильность, обратите внимание как на вес, так и на конструкцию машины.

Срок службы

При покупке компрессорных машин необходимо получить максимальную отдачу от вложенных средств. Более дешевая модель может быстро выйти из строя и стоить вам гораздо дороже. Лучше купить машину, которая прослужит вам долгие годы. Однако оценить срок службы воздушного компрессора сложно. Это не всегда зависит от цены или бренда.

Вам нужно будет внимательно изучить другие особенности, чтобы определить, как долго он прослужит.Воздушные компрессоры с системами воздушного охлаждения, естественно, имеют более длительный срок службы. Если они поставляются с регулируемым выхлопом, это может защитить устройство еще больше, перенаправляя выхлоп из рабочей зоны.

Также необходима тепловая защита, которая защищает машины с воздушными компрессорами, автоматически останавливая двигатель до его перегрева. Термозащита защищает внутренние детали машины, что может сэкономить вам массу денег и продлить срок службы вашего устройства.

Размер бака

Емкость бака компрессора определяет, как долго вы можете проработать пневматический инструмент, прежде чем компрессор должен снова включиться для создания большего количества сжатого воздуха.Чем больше резервуар, тем дольше устройство может работать до того, как будет производить больше сжатого воздуха.

Баки бывают разной вместимости, от менее 1 галлона до 60 галлонов. Выбранный вами размер зависит только от вашего использования. Для небольших домашних задач, таких как надувание воздушных шаров, шин или другого оборудования, от 1 до 3 галлонов более чем достаточно. Предположим, вам требуется воздушный компрессор для работы с пистолетом для гвоздей или выполнения дополнительных столярных работ. В этом случае 8-10 галлонов — отличная емкость.

Однако профессиональным плотникам и автомеханикам требуется что-то более долговечное в пределах 11-25 галлонов. Это помогает обеспечить долгую работу без перерывов. Для легких строительных работ, таких как шлифовка, резка, сверление или покраска, подойдет резервуар на 60 галлонов.

Цена

Цена на воздушные компрессорные машины может варьироваться в зависимости от типа и комплектации. Качество воздушного фильтра, насосов и напорных систем существенно влияет на общую цену.Общая стоимость воздушного компрессора также включает расходы на транспортировку и установку. Опять же, это может значительно различаться в зависимости от типа и размера машины. Например, небольшой ручной воздушный компрессор не требует затрат на установку.

Вам также нужно будет посмотреть на текущие расходы на воздушные компрессорные машины. Для многих последних моделей предусмотрены скидки за энергоэффективность, что удешевляет их использование.

Техническое обслуживание

Правильное обслуживание имеет решающее значение, если вы хотите использовать свой воздушный компрессор в течение длительного времени.Однако стоимость обслуживания может варьироваться в зависимости от модели и назначения машины. Масляные агрегаты требуют замены масла не реже одного раза в год. Оно может немного увеличиваться или уменьшаться в зависимости от того, как долго используется машина. Даже в этом случае регулярная замена масла может стать дорогостоящей. Однако безмасляные воздушные компрессоры не нуждаются в большом обслуживании. Вы не только экономите на частой замене масла, но и благодаря меньшему трению и более простой внутренней системе сокращается потребность в ремонте и повреждениях.

Рекомендации

Мы также хотим дать несколько рекомендаций, которые помогут вам купить отличный воздушный компрессор, долговечный и универсальный.Обязательно купите блок с несколькими соединителями. Это помогает вам эффективно управлять несколькими задачами одновременно. Также лучше купить компрессор с ременным приводом, чем компрессор с прямым приводом, поскольку первые менее шумны.

Если вы собираетесь использовать компрессор в течение нескольких часов подряд, приобретите компрессор с каркасом безопасности. Машины с воздушными компрессорами подвержены износу при интенсивной эксплуатации, а простые аварии могут повредить машину. Каркас безопасности поможет снизить вероятность повреждения и защитить агрегат.

Также неплохо купить ленту для шнура. Шнур питания — самая уязвимая часть устройства, и его легко сломать. Оборванный шнур может быть очень опасным, и лучше купить обертку, которая облегчит перенос и хранение шнура.

Почти каждая машина с воздушным компрессором оснащена сливом. Тем не менее, старинная конструкция петуха сложна в использовании и требует плоскогубцев. Шаровой кран — это лучшая дренажная система, которая намного удобнее.

Мы также рекомендуем покупать воздушный компрессор с гарантией.Эти машины могут быстро выйти из строя при грубом использовании. Вам нужна прочная машина, но вы также хотите работать с компанией, которая может предоставить гарантию на свой продукт. Компания, предлагающая послепродажное обслуживание, будет еще лучшим вариантом. Это особенно верно, если вы покупаете дорогой воздушный компрессор, который может нуждаться в регулярном обслуживании, ремонте и простых проверках.

Наконец, купите машину, сертифицированную национальным органом. В США компрессоры сертифицирует Американское общество инженеров-механиков или AMSE.Это гарантирует, что машина является высококачественным продуктом и соответствует минимальным стандартам безопасности. Нет причин покупать несертифицированный агрегат, даже если он дешевле.

Заключение

Перед покупкой агрегата лучше разобраться с терминологией и принципами работы этих машин. Один тип компрессора не лучше другого, и все зависит от вашего бюджета, использования и требований.

Просто убедитесь, что приобретаемая вами машина безопасна в использовании, соответствует всем необходимым отраслевым стандартам и выполняет именно то, что вы хотите.Как правило, купите что-нибудь получше, чем вы задумывались, и убедитесь, что это энергоэффективная модель.

Компрессоры

— обзор | Темы ScienceDirect

Эффективная компоновка компрессора (см. Рис. 3-6) приводит к экономии затрат на технологические и вспомогательные трубопроводы, хорошую доступность для обслуживания и снижение пульсации и вибрации во всасывающем и нагнетательном трубопроводах. Плохая компоновка трубопроводов может выйти из строя и стать причиной дорогостоящего останова.

Рисунок 3-6. Типовая компоновка компрессорной и отсасывающего выбивного барабана.

(любезно предоставлено Red Bag / Bentley Systems, Inc.)

•

Для угловых компрессоров расположите коленчатый вал параллельно всасывающему и нагнетательному коллекторам.

•

Для уравновешенных, горизонтально расположенных компрессоров коленчатый вал должен располагаться под прямым углом к ​​всасывающему и нагнетательному коллекторам.

•

Компрессорные отделения, содержащие более одной машины, особенно если они длинные, вероятно, оборудованы мостовым козловым краном, который управляется вручную или электрически.

•

Эта функция может повлиять на габаритные размеры дома, поскольку помимо необходимых зазоров для строительства и обслуживания вертикальные реакции загруженного крана увеличивают размер фундамента. Поскольку их нельзя соединять с фундаментом машин, это влияет на размер здания.

•

Обычно поставщики компрессоров указывают общие размеры фундамента на своих компоновочных чертежах. Эти размеры следует запросить как можно раньше и направить в группу гражданского строительства.

•

Размеры компрессорного здания должны быть определены очень рано на этапе проектирования, даже если доступны только предварительные размеры.

•

После определения размеров компрессора добавьте к этим размерам достаточный зазор для технического обслуживания плюс возможные станции регулирующих клапанов, оборудование для смазки, местную панель управления и т.п.

•

Оставьте не менее 2 м вокруг исходных размеров.На практике эти 2 метра обеспечивают проход шириной всего 1200–1500 мм из-за того, что на полу занимают другие предметы. В случае двух или более машин расстояние между цилиндрами сжатия должно составлять не менее 2 м, чтобы поршень мог быть снят надлежащим образом.

•

Все размеры должны подтверждаться по чертежам сертифицированных поставщиков.

•

Оставьте зону обслуживания на одном конце здания. Бухты 6 м должно быть достаточно.

•

В газокомпрессорных помещениях не следует допускать ям, траншей и подобных газовых ловушек.

•

Большие поршневые газовые компрессоры обычно возвышаются над уровнем земли, при этом мезонинный этаж находится на уровне верхней части фундамента для эксплуатации и технического обслуживания.

•

Высота антресольного этажа над уровнем земли сведена к минимуму в соответствии с достаточным пространством для трубопроводов и доступа, особенно к клапанам и стокам.

Как работает воздушный компрессор

Много лет назад в магазинах было обычным делом иметь центральный источник энергии, который приводил в действие все инструменты через систему ремней, колес и приводных валов.Электроэнергия передавалась по рабочему пространству с помощью механических средств. Хотя ремни и валы могут исчезнуть, многие магазины по-прежнему используют механическую систему для перемещения энергии по цеху. Он основан на энергии, хранящейся в воздухе, находящемся под давлением, а сердцем системы является воздушный компрессор.

Вы найдете воздушные компрессоры, используемые в самых разных ситуациях — от угловых заправочных станций до крупных производственных предприятий. И все больше и больше воздушных компрессоров находят применение в домашних мастерских, подвалах и гаражах.Модели, рассчитанные на любую работу, от надувных игрушек для бассейнов до электроинструментов, таких как гвозди, шлифовальные машины, дрели, ударные гайковерты, степлеры и краскопульты, теперь доступны в местных домашних центрах, у дилеров инструментов и по каталогам с доставкой по почте.

Большим преимуществом пневмоэнергетики является то, что для каждого инструмента не нужен собственный громоздкий двигатель. Вместо этого один двигатель компрессора преобразует электрическую энергию в кинетическую. Это позволяет создавать легкие, компактные, простые в обращении инструменты, которые работают бесшумно и содержат меньше изнашиваемых деталей.

Типы воздушных компрессоров

Хотя существуют компрессоры, в которых для создания давления воздуха используются вращающиеся рабочие колеса, компрессоры объемного действия более распространены и включают модели, используемые домовладельцами, деревообработчиками, механиками и подрядчиками. Здесь давление воздуха увеличивается за счет уменьшения размера пространства, содержащего воздух. Большинство компрессоров, с которыми вы столкнетесь, выполняют эту работу с возвратно-поступательным поршнем.

Как и небольшой двигатель внутреннего сгорания, обычный поршневой компрессор имеет коленчатый вал, шатун и поршень, цилиндр и головку клапана. Коленчатый вал приводится в движение электродвигателем или газовым двигателем. Хотя есть небольшие модели, которые состоят только из насоса и двигателя, большинство компрессоров имеют воздушный резервуар для удержания количества воздуха в пределах заданного диапазона давления. Сжатый воздух в резервуаре приводит в движение пневматические инструменты, а мотоцикл включается и выключается, чтобы автоматически поддерживать давление в резервуаре.

В верхней части цилиндра вы найдете головку клапана, которая удерживает впускной и выпускной клапаны. Оба являются просто тонкими металлическими заслонками — одна установлена ​​под ней, а другая — сверху. Когда поршень движется вниз, над ним создается разрежение. Это позволяет наружному воздуху при атмосферном давлении открыть впускной клапан и заполнить область над поршнем. Когда поршень движется вверх, воздух над ним сжимается, удерживает впускной клапан закрытым и толкает выпускной клапан. Воздух движется из выпускного отверстия в резервуар.С каждым ходом в бак поступает больше воздуха, и давление повышается.

Типичные компрессоры выпускаются в 1- или 2-цилиндровых версиях, в зависимости от требований к оборудованию, которое они приводят в действие. На уровне домовладельца / подрядчика большинство двухцилиндровых моделей работают так же, как и одноцилиндровые, за исключением того, что на один оборот приходится два хода, а не один. Некоторые коммерческие 2-цилиндровые компрессоры представляют собой 2-ступенчатые компрессоры: один поршень нагнетает воздух во второй цилиндр, что дополнительно увеличивает давление.

Компрессоры

используют реле давления для остановки двигателя, когда давление в баллоне достигает заданного предела — около 125 фунтов на кв. Дюйм для многих одноступенчатых моделей.Однако в большинстве случаев такое давление не требуется. Следовательно, в воздуховоде будет регулятор, который вы настроите в соответствии с требованиями к давлению используемого вами инструмента. Манометр перед регулятором контролирует давление в баллоне, а манометр после регулятора контролирует давление в воздушной линии. Кроме того, в баке есть предохранительный клапан, который открывается при выходе из строя реле давления. Реле давления может также включать разгрузочный клапан, который снижает давление в баллоне при выключенном компрессоре.

Многие компрессоры с шарнирно-поршневыми поршнями смазываются маслом. То есть они имеют масляную ванну, которая смазывает подшипники и стенки цилиндра разбрызгиванием при вращении кривошипа. Поршни имеют кольца, которые помогают удерживать сжатый воздух наверху поршня и удерживают смазочное масло от воздуха. Однако кольца не совсем эффективны, поэтому некоторое количество масла попадет в сжатый воздух в виде аэрозоля.

Наличие масла в воздухе не обязательно является проблемой. Многие пневмоинструменты требуют смазки, и встроенные масленки часто добавляются для повышения равномерности подачи к инструменту.С другой стороны, эти модели требуют регулярных проверок масла, периодической замены масла, и они должны работать на ровной поверхности. Прежде всего, есть некоторые инструменты и ситуации, в которых требуется безмасляный воздух. Распыление масла в воздушном потоке вызовет проблемы с отделкой. Многие новые инструменты для деревообработки, такие как гвоздезабиватели и шлифовальные машинки, не содержат масла, поэтому нет никаких шансов загрязнить деревянные поверхности маслом. В то время как решения проблемы воздушного масла включают использование маслоотделителя или фильтра в воздушной линии, лучшая идея — использовать безмасляный компрессор, в котором вместо масляной ванны используются подшипники с постоянной смазкой.

Разновидностью поршневого компрессора автомобильного типа является модель, в которой используется цельный поршень / шатун. Поскольку пальца отсутствует, поршень наклоняется из стороны в сторону, когда эксцентриковая шейка вала перемещает его вверх и вниз. Уплотнение вокруг поршня поддерживает контакт со стенками цилиндра и предотвращает утечку воздуха.

Там, где потребность в воздухе невысока, может быть эффективен мембранный компрессор. В этой конструкции мембрана между поршнем и камерой сжатия изолирует воздух и предотвращает утечку.

Мощность компрессора
Одним из факторов, используемых для определения мощности компрессора, является мощность двигателя. Однако это не лучший показатель. Вам действительно нужно знать количество воздуха, которое компрессор может подавать при определенном давлении.

Скорость, с которой компрессор может подавать объем воздуха, указывается в кубических футах в минуту (куб. Поскольку атмосферное давление играет роль в скорости движения воздуха в цилиндр, куб.футов в минуту будет изменяться в зависимости от атмосферного давления.Он также зависит от температуры и влажности воздуха. Чтобы создать равные условия игры, производители рассчитывают стандартные кубические футы в минуту (scfm) как кубические футы в минуту на уровне моря при температуре воздуха 68 градусов по Фаренгейту и относительной влажности 36%. Номинальные значения стандартных кубических футов в минуту приведены для конкретного давления, например, 3,0 кубических футов в минуту при 90 фунтах на квадратный дюйм. Если уменьшить давление, scfm повышается, и наоборот.

Вы также можете встретить рейтинг, называемый смещением куб.футов в минуту. Эта цифра является произведением рабочего объема цилиндра и числа оборотов двигателя. По сравнению с scfm, он обеспечивает показатель эффективности компрессорного насоса.

Номинальные значения кубических футов в минуту и ​​фунтов на квадратный дюйм важны, поскольку они указывают на инструменты, которыми может управлять конкретный компрессор. Выбирая компрессор, убедитесь, что он может подавать то количество воздуха и давление, которое необходимо вашим инструментам.

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на пианино.io

ООО «Грин Вэлли Компрессор» — Ваш супермаркет воздушных компрессоров

С 1989 года компания Green Valley Compressor LLC является вашим поставщиком воздушных компрессоров для коммерческого использования. Обладая более чем 100-летним совместным опытом, наши сотрудники выполнят все ваши потребности в пневматике под одной крышей. В дополнение к нашему большому ассортименту воздушных компрессоров, мы также поставляем детали для воздушных компрессоров, сушильное оборудование, бензиновые двигатели, электродвигатели, стоматологические воздушные компрессоры, воздуходувки и все, что связано с воздушными компрессорами.

У нас есть воздушные компрессоры многих основных брендов, включая Champion, Curtis, Puma, Rol-Air и Schulz Air Compressors. У нас есть насосы аэробной системы для вашей домашней септической системы или пруда с карпами кои.

ЧАСТИ

В нашем обширном отделе запчастей есть запасные части для большинства новых воздушных компрессоров и многих старых воздушных компрессоров. Мы можем помочь вам со всем вашим сушильным оборудованием, предлагая рефрижераторные осушители воздуха Great Lakes, высокотемпературные сушилки, коалесцирующие фильтры и фильтры для воды.У нас есть бензиновые двигатели Kohler и Honda, а также широкий ассортимент запчастей для них. У нас всегда есть в наличии общие детали, такие как воздушные фильтры, манометры, ремни, реле давления и регуляторы для большинства компрессоров.

СЕРВИС

Как и все, что мы продаем, мы стоим за этим. Наш сервисный отдел может отремонтировать, отремонтировать или установить воздушные компрессоры всех марок и размеров. Оставьте свой воздушный компрессор для бесплатной оценки или мы можем приехать к вам для обслуживания звонка (в районе Далласа / Форт-Уэрта).Наши опытные и хорошо осведомленные специалисты по обслуживанию также могут провести обследование воздушной системы на месте, чтобы помочь вам выбрать правильное оборудование для ваших конкретных потребностей.

Итак, если вам нужен новый компрессор или вы просто устали ремонтировать старый агрегат, у нас есть все необходимое для бесперебойной работы вашего бизнеса. Мы стараемся сделать покупки у нас легкими и приятными.