Воздушный компрессор это. Воздушные компрессоры: виды, принцип работы, особенности применения

Какие существуют основные типы воздушных компрессоров. Как работают различные виды компрессоров. Для каких задач подходит каждый тип компрессоров. Какие преимущества и недостатки есть у разных конструкций компрессоров.

Что такое воздушный компрессор и для чего он нужен

Воздушный компрессор — это устройство для сжатия и подачи воздуха под давлением. Основное назначение компрессора — обеспечение сжатым воздухом различных производственных процессов и пневматического оборудования.

Области применения воздушных компрессоров очень широки:

• Привод пневматического инструмента (гайковерты, дрели, отбойные молотки и др.)
• Покрасочные работы с помощью краскопультов
• Очистка поверхностей струей сжатого воздуха
• Накачка шин
• Работа пневматических систем управления
• Вентиляция и кондиционирование
• Производство газированных напитков
• Аэрация в очистных сооружениях

Современный рынок предлагает огромное разнообразие компрессоров различных типов и конструкций. Рассмотрим основные виды воздушных компрессоров и их особенности.

Классификация воздушных компрессоров по принципу действия

По принципу действия воздушные компрессоры делятся на две большие группы:

1. Объемные компрессоры

В объемных компрессорах сжатие воздуха происходит за счет уменьшения объема рабочей камеры. К этому типу относятся:

• Поршневые компрессоры
• Винтовые компрессоры
• Спиральные компрессоры
• Пластинчато-роторные компрессоры

2. Динамические компрессоры

В динамических компрессорах сжатие воздуха происходит за счет преобразования кинетической энергии потока в потенциальную энергию давления. К этому типу относятся:

• Центробежные компрессоры
• Осевые компрессоры

Каждый тип компрессоров имеет свои особенности, преимущества и недостатки. Рассмотрим их подробнее.

Поршневые воздушные компрессоры

Поршневой компрессор — один из самых распространенных типов. Принцип его работы основан на возвратно-поступательном движении поршня в цилиндре.

Как работает поршневой компрессор:

1. При движении поршня вниз в цилиндре создается разрежение и открывается впускной клапан.
2. Воздух заполняет рабочую камеру цилиндра.
3. При движении поршня вверх воздух сжимается.
4. Когда давление в цилиндре превысит давление в нагнетательной магистрали, открывается выпускной клапан.
5. Сжатый воздух выталкивается в ресивер или пневмосистему.

Преимущества поршневых компрессоров:

• Простая и надежная конструкция
• Высокое конечное давление (до 400 бар)
• Возможность сжатия различных газов
• Низкая стоимость

Недостатки:

• Высокий уровень шума и вибраций
• Неравномерная подача воздуха
• Необходимость частого техобслуживания

Поршневые компрессоры широко применяются в автосервисах, на небольших производствах, в строительстве.

Винтовые воздушные компрессоры

Винтовой компрессор использует для сжатия воздуха пару винтовых роторов специальной формы. Принцип работы винтового компрессора:

1. Воздух засасывается через впускное отверстие в пространство между роторами.
2. При вращении роторов объем межзубного пространства уменьшается, сжимая воздух.
3. В конце винтовой пары сжатый воздух выталкивается в нагнетательную магистраль.

Преимущества винтовых компрессоров:

• Высокая производительность
• Низкий уровень шума и вибраций
• Равномерная подача воздуха
• Высокий КПД
• Длительный ресурс работы

Недостатки:

• Высокая стоимость
• Сложность ремонта

Винтовые компрессоры нашли широкое применение в промышленности, на крупных производствах, в системах централизованного воздухоснабжения.

Центробежные воздушные компрессоры

Центробежный компрессор относится к динамическому типу. Принцип его работы основан на центробежных силах, возникающих при вращении рабочего колеса с лопатками.

Как работает центробежный компрессор:

1. Воздух поступает в центр быстро вращающегося рабочего колеса.
2. Под действием центробежной силы воздух движется к периферии колеса, увеличивая скорость.
3. В диффузоре скорость потока снижается, а давление возрастает.
4. Сжатый воздух поступает в следующую ступень или в нагнетательный патрубок.

Преимущества центробежных компрессоров:

• Очень высокая производительность
• Отсутствие пульсаций давления
• Простота конструкции
• Компактность

Недостатки:

• Низкая степень сжатия в одной ступени
• Сложность регулирования производительности
• Высокая стоимость

Центробежные компрессоры применяются в химической промышленности, металлургии, нефтегазовой отрасли, где требуется большой расход воздуха.

Какой тип компрессора выбрать

При выборе типа воздушного компрессора следует учитывать несколько факторов:

• Требуемую производительность
• Необходимое рабочее давление
• Режим работы (непрерывный или периодический)
• Качество сжатого воздуха
• Уровень шума
• Стоимость оборудования и обслуживания

Для небольших производств и мастерских с периодическим потреблением воздуха оптимальным выбором будет поршневой компрессор. Для средних предприятий с постоянной потребностью в сжатом воздухе лучше подойдет винтовой компрессор. Крупным промышленным объектам с очень высоким расходом воздуха рекомендуется использовать центробежные компрессоры.

Заключение

Воздушные компрессоры — незаменимое оборудование во многих отраслях промышленности и сферах деятельности. Разнообразие типов и конструкций компрессоров позволяет подобрать оптимальное решение для любых задач по обеспечению сжатым воздухом. Правильный выбор компрессора с учетом всех особенностей эксплуатации поможет повысить эффективность производственных процессов и снизить затраты на электроэнергию.

Компрессор | это… Что такое Компрессор?

У этого термина существуют и другие значения, см. Компрессор (значения).

Компрессор (от лат. compressio — сжатие) — устройство для сжатия и подачи газов под давлением (воздуха, паров хладагента и т. д.).

Компрессорный агрегат Corcen для перекачки паровой фазы СНГ

Компрессорная установка — совокупность компрессора, привода и вспомогательного оборудования (газоохладителя, осушителя сжатого воздуха и т. д.).

Компрессоры называются дожимающими, если давление всасываемого газа существенно превышает атмосферное. Производительность компрессоров обычно выражают в единицах объёма газа сжатого в единицу времени (м.куб. в минуту, м.куб. в час). Производительность обычно считают по показателям приведённым к нормальным условиям. При этом различают производительность по входу и по выходу. Эти величины практически равны при маленькой разнице давлений между входом и выходом. При большой разнице у, скажем, поршневых компрессоров, выходная производительность может при тех же оборотах падать более чем в два раза по сравнению с входной производительностью, измеренной при нулевом перепаде давления между входом и выходом.

Содержание 1 Классификация 1.1 Объёмные компрессоры 1.1.1 Поршневые компрессоры 1.1.2 Роторные компрессоры 1.2 Лопастные компрессоры 1.3 Прочая классификация 2 Старейшие заводы-изготовители компрессорного оборудования СНГ, работающие по сей день 3 Литература 4 Ссылки 5 См. также 6 Примечания

Классификация

Общепринятая классификация механических компрессоров по принципу действия. Под принципом действия понимают основную особенность процесса повышения давления, зависящую от конструкции компрессора.

Объёмные компрессоры

Это машины, в которых процесс сжатия происходит в рабочих камерах, изменяющих свой объём периодически, попеременно сообщающихся с входом и выходом компрессора. Объёмные машины по геометрической форме рабочих органов и способу изменения объёма рабочих камер можно разделить на поршневые, мембранные и роторные (винтовые, ротационно-пластинчатые, жидкостно-кольцевые, с катящимся ротором, газодувки Рутс (насос Рутса), спиральные) компрессоры.

Поршневые компрессоры

Могут быть одностороннего или двухстороннего действия, крейцкопфные и бескрейцкопфные, смазываемые и без применения смазки (сухого трения или сухого сжатия), (при высоких давлениях сжатия применяются также плунжерные).

Роторные компрессоры

К объёмным машинам с вращающим сжимающим элементом (роторным машинам) относятся: винтовые компрессоры, ротационно-пластинчатые, жидкостно-кольцевые и другие конструкции компрессорных машин.

Лопастные компрессоры

Машины динамического действия, в которых сжатие газа происходит в результате взаимодействия потока с вращающейся и неподвижной решётками лопастей. Характерной особенностью лопастных машин является отсутствие пульсации развиваемого ими давления. К лопастным относятся осерадиальные, осевые и вихревые машины, лопастные компрессоры также называют турбокомпрессорами.

Прочая классификация

По назначению (применению) компрессоры классифицируются по отрасли производства, для которых они предназначены (химические, энергетические, общего назначения и т. д.), по роду сжимаемого газа (воздушный, кислородный, хлорный, азотный, гелиевый и т. д.).

По способу отвода теплоты — с жидкостным или воздушным охлаждением.

По типу приводного двигателя  — с приводом от электродвигателя, двигателя внутреннего сгорания, паровой или газовой турбины.

По устройству компрессоры могут быть одноступенчатыми и многоступенчатыми.

По конечному давлению различают:

• Вакуум-компрессоры, газодувки — машины, которые отсасывают газ из пространства с давлением ниже атмосферного или выше. Воздуходувки и газодувки подобно вентиляторам создают поток газа, однако, обеспечивая возможность достижения избыточного давления от 10 до 100 кПа (0,1. .1 атм.), в некоторых специальных исполнениях — до 200 кПа (2 атм.). В режиме всасывания воздуходувки могут создавать разрежение как правило 10..50 кПа, в отдельных случаях до 90 кПа и работать как вакуумный насос низкого вакуума^[1].
• Компрессоры низкого давления, предназначенные для нагнетания газа при давлении от 0,15 до 1,2 МПа.
• Компрессоры среднего давления — от 1,2 до 10 МПа.
• Компрессоры высокого давления — от 10 до 100 МПа.
• Компрессоры сверхвысокого давления, предназначенные для сжатия газа выше 100 МПа.

Старейшие заводы-изготовители компрессорного оборудования СНГ, работающие по сей день

• ЗАО «Невский Завод», год основания: 1857^[2]
• ОАО «Компрессор» основан в 1877 году.
• ОАО «Полтавский турбомеханический завод» (Украина) год основания: 1885.
• ООО «Московский компрессорный завод «Борец» год основания: 1897.
• ОАО Бежецкий завод «АСО» год основания: 1917.
• ПАО «Мелком» год основания: 1930. ^[3]
• ОАО «Пензкомпрессормаш» год основания: 1933.
• ОАО «Уральский компрессорный завод» год основания: 1933. ^[4]
• ОАО «Казанский завод компрессорного машиностроения» год основания: 1951.
• ОАО «Компрессорный завод» (г. Краснодар) год основания 1952.
• ОАО НПАО «ВНИИкомпрессормаш» год основания: 1967
• СП ООО «Орёлкомпрессормаш» год основания: 1994

Литература

• Абдурашитов С. А. Насосы и компрессоры. — М.: Недра, 1974.
• Михайлов А. К., Ворошилов В. П. Компрессорные машины. — М.: Энергоатомиздат, 1989. — 288 с. — ISBN 5-283-00090-7.
• Воронецкий А. В. Современные центробежные компрессоры. — М.: Премиум Инжиниринг, 2007. — 140 с.
• Шерстюк А. Н., Компрессоры, М.—Л., 1959

Ссылки

• Форум о компрессорном оборудовании

См. также

• Гидравлический (масляный) компрессор
• Спиральный компрессор
• Поршневой компрессор
• Винтовой компрессор
• Мотор-компрессор
• Холодильный компрессор
• Воздушный компрессор
• Газовый компрессор
• Водокольцевой компрессор
• Компрессор высокого давления
• Меха (техника)
• Вакуумный насос
• Помпа

Примечания

1. ↑ Газодувки и воздуходувки (обзор)
2. ↑ История Невского завода
3. ↑ ПАО «Мелком»
4. ↑ ОАО «УКЗ»

Компрессор | это.

.. Что такое Компрессор?

У этого термина существуют и другие значения, см. Компрессор (значения).

Компрессор (от лат. compressio — сжатие) — устройство для сжатия и подачи газов под давлением (воздуха, паров хладагента и т. д.).

Компрессорный агрегат Corcen для перекачки паровой фазы СНГ

Компрессорная установка — совокупность компрессора, привода и вспомогательного оборудования (газоохладителя, осушителя сжатого воздуха и т. д.).

Компрессоры называются дожимающими, если давление всасываемого газа существенно превышает атмосферное. Производительность компрессоров обычно выражают в единицах объёма газа сжатого в единицу времени (м.куб. в минуту, м.куб. в час). Производительность обычно считают по показателям приведённым к нормальным условиям. При этом различают производительность по входу и по выходу. Эти величины практически равны при маленькой разнице давлений между входом и выходом. При большой разнице у, скажем, поршневых компрессоров, выходная производительность может при тех же оборотах падать более чем в два раза по сравнению с входной производительностью, измеренной при нулевом перепаде давления между входом и выходом.

Содержание 1 Классификация 1.1 Объёмные компрессоры 1.1.1 Поршневые компрессоры 1.1.2 Роторные компрессоры 1.2 Лопастные компрессоры 1.3 Прочая классификация 2 Старейшие заводы-изготовители компрессорного оборудования СНГ, работающие по сей день 3 Литература 4 Ссылки 5 См. также 6 Примечания

Классификация

Общепринятая классификация механических компрессоров по принципу действия. Под принципом действия понимают основную особенность процесса повышения давления, зависящую от конструкции компрессора.

Объёмные компрессоры

Это машины, в которых процесс сжатия происходит в рабочих камерах, изменяющих свой объём периодически, попеременно сообщающихся с входом и выходом компрессора. Объёмные машины по геометрической форме рабочих органов и способу изменения объёма рабочих камер можно разделить на поршневые, мембранные и роторные (винтовые, ротационно-пластинчатые, жидкостно-кольцевые, с катящимся ротором, газодувки Рутс (насос Рутса), спиральные) компрессоры.

Поршневые компрессоры

Могут быть одностороннего или двухстороннего действия, крейцкопфные и бескрейцкопфные, смазываемые и без применения смазки (сухого трения или сухого сжатия), (при высоких давлениях сжатия применяются также плунжерные).

Роторные компрессоры

К объёмным машинам с вращающим сжимающим элементом (роторным машинам) относятся: винтовые компрессоры, ротационно-пластинчатые, жидкостно-кольцевые и другие конструкции компрессорных машин.

Лопастные компрессоры

Машины динамического действия, в которых сжатие газа происходит в результате взаимодействия потока с вращающейся и неподвижной решётками лопастей. Характерной особенностью лопастных машин является отсутствие пульсации развиваемого ими давления. К лопастным относятся осерадиальные, осевые и вихревые машины, лопастные компрессоры также называют турбокомпрессорами.

Прочая классификация

По назначению (применению) компрессоры классифицируются по отрасли производства, для которых они предназначены (химические, энергетические, общего назначения и т.  д.), по роду сжимаемого газа (воздушный, кислородный, хлорный, азотный, гелиевый и т. д.).

По способу отвода теплоты — с жидкостным или воздушным охлаждением.

По типу приводного двигателя  — с приводом от электродвигателя, двигателя внутреннего сгорания, паровой или газовой турбины.

По устройству компрессоры могут быть одноступенчатыми и многоступенчатыми.

По конечному давлению различают:

• Вакуум-компрессоры, газодувки — машины, которые отсасывают газ из пространства с давлением ниже атмосферного или выше. Воздуходувки и газодувки подобно вентиляторам создают поток газа, однако, обеспечивая возможность достижения избыточного давления от 10 до 100 кПа (0,1..1 атм.), в некоторых специальных исполнениях — до 200 кПа (2 атм.). В режиме всасывания воздуходувки могут создавать разрежение как правило 10..50 кПа, в отдельных случаях до 90 кПа и работать как вакуумный насос низкого вакуума^[1].
• Компрессоры низкого давления, предназначенные для нагнетания газа при давлении от 0,15 до 1,2 МПа.
• Компрессоры среднего давления — от 1,2 до 10 МПа.
• Компрессоры высокого давления — от 10 до 100 МПа.
• Компрессоры сверхвысокого давления, предназначенные для сжатия газа выше 100 МПа.

Старейшие заводы-изготовители компрессорного оборудования СНГ, работающие по сей день

• ЗАО «Невский Завод», год основания: 1857^[2]
• ОАО «Компрессор» основан в 1877 году.
• ОАО «Полтавский турбомеханический завод» (Украина) год основания: 1885.
• ООО «Московский компрессорный завод «Борец» год основания: 1897.
• ОАО Бежецкий завод «АСО» год основания: 1917.
• ПАО «Мелком» год основания: 1930.^[3]
• ОАО «Пензкомпрессормаш» год основания: 1933.
• ОАО «Уральский компрессорный завод» год основания: 1933. ^[4]
• ОАО «Казанский завод компрессорного машиностроения» год основания: 1951.
• ОАО «Компрессорный завод» (г. Краснодар) год основания 1952.
• ОАО НПАО «ВНИИкомпрессормаш» год основания: 1967
• СП ООО «Орёлкомпрессормаш» год основания: 1994

Литература

• Абдурашитов С. А. Насосы и компрессоры. — М.: Недра, 1974.
• Михайлов А. К., Ворошилов В. П. Компрессорные машины. — М.: Энергоатомиздат, 1989. — 288 с. — ISBN 5-283-00090-7.
• Воронецкий А. В. Современные центробежные компрессоры. — М.: Премиум Инжиниринг, 2007. — 140 с.
• Шерстюк А. Н., Компрессоры, М.—Л., 1959

Ссылки

• Форум о компрессорном оборудовании

См. также

• Гидравлический (масляный) компрессор
• Спиральный компрессор
• Поршневой компрессор
• Винтовой компрессор
• Мотор-компрессор
• Холодильный компрессор
• Воздушный компрессор
• Газовый компрессор
• Водокольцевой компрессор
• Компрессор высокого давления
• Меха (техника)
• Вакуумный насос
• Помпа

Примечания

1. ↑ Газодувки и воздуходувки (обзор)
2. ↑ История Невского завода
3. ↑ ПАО «Мелком»
4. ↑ ОАО «УКЗ»

Компрессор | это.

.. Что такое Компрессор?

У этого термина существуют и другие значения, см. Компрессор (значения).

Компрессор (от лат. compressio — сжатие) — устройство для сжатия и подачи газов под давлением (воздуха, паров хладагента и т. д.).

Компрессорный агрегат Corcen для перекачки паровой фазы СНГ

Компрессорная установка — совокупность компрессора, привода и вспомогательного оборудования (газоохладителя, осушителя сжатого воздуха и т. д.).

Компрессоры называются дожимающими, если давление всасываемого газа существенно превышает атмосферное. Производительность компрессоров обычно выражают в единицах объёма газа сжатого в единицу времени (м.куб. в минуту, м.куб. в час). Производительность обычно считают по показателям приведённым к нормальным условиям. При этом различают производительность по входу и по выходу. Эти величины практически равны при маленькой разнице давлений между входом и выходом. При большой разнице у, скажем, поршневых компрессоров, выходная производительность может при тех же оборотах падать более чем в два раза по сравнению с входной производительностью, измеренной при нулевом перепаде давления между входом и выходом.

Содержание 1 Классификация 1.1 Объёмные компрессоры 1.1.1 Поршневые компрессоры 1.1.2 Роторные компрессоры 1.2 Лопастные компрессоры 1.3 Прочая классификация 2 Старейшие заводы-изготовители компрессорного оборудования СНГ, работающие по сей день 3 Литература 4 Ссылки 5 См. также 6 Примечания

Классификация

Общепринятая классификация механических компрессоров по принципу действия. Под принципом действия понимают основную особенность процесса повышения давления, зависящую от конструкции компрессора.

Объёмные компрессоры

Это машины, в которых процесс сжатия происходит в рабочих камерах, изменяющих свой объём периодически, попеременно сообщающихся с входом и выходом компрессора. Объёмные машины по геометрической форме рабочих органов и способу изменения объёма рабочих камер можно разделить на поршневые, мембранные и роторные (винтовые, ротационно-пластинчатые, жидкостно-кольцевые, с катящимся ротором, газодувки Рутс (насос Рутса), спиральные) компрессоры.

Поршневые компрессоры

Могут быть одностороннего или двухстороннего действия, крейцкопфные и бескрейцкопфные, смазываемые и без применения смазки (сухого трения или сухого сжатия), (при высоких давлениях сжатия применяются также плунжерные).

Роторные компрессоры

К объёмным машинам с вращающим сжимающим элементом (роторным машинам) относятся: винтовые компрессоры, ротационно-пластинчатые, жидкостно-кольцевые и другие конструкции компрессорных машин.

Лопастные компрессоры

Машины динамического действия, в которых сжатие газа происходит в результате взаимодействия потока с вращающейся и неподвижной решётками лопастей. Характерной особенностью лопастных машин является отсутствие пульсации развиваемого ими давления. К лопастным относятся осерадиальные, осевые и вихревые машины, лопастные компрессоры также называют турбокомпрессорами.

Прочая классификация

По назначению (применению) компрессоры классифицируются по отрасли производства, для которых они предназначены (химические, энергетические, общего назначения и т.  д.), по роду сжимаемого газа (воздушный, кислородный, хлорный, азотный, гелиевый и т. д.).

По способу отвода теплоты — с жидкостным или воздушным охлаждением.

По типу приводного двигателя  — с приводом от электродвигателя, двигателя внутреннего сгорания, паровой или газовой турбины.

По устройству компрессоры могут быть одноступенчатыми и многоступенчатыми.

По конечному давлению различают:

• Вакуум-компрессоры, газодувки — машины, которые отсасывают газ из пространства с давлением ниже атмосферного или выше. Воздуходувки и газодувки подобно вентиляторам создают поток газа, однако, обеспечивая возможность достижения избыточного давления от 10 до 100 кПа (0,1..1 атм.), в некоторых специальных исполнениях — до 200 кПа (2 атм.). В режиме всасывания воздуходувки могут создавать разрежение как правило 10..50 кПа, в отдельных случаях до 90 кПа и работать как вакуумный насос низкого вакуума^[1].
• Компрессоры низкого давления, предназначенные для нагнетания газа при давлении от 0,15 до 1,2 МПа.
• Компрессоры среднего давления — от 1,2 до 10 МПа.
• Компрессоры высокого давления — от 10 до 100 МПа.
• Компрессоры сверхвысокого давления, предназначенные для сжатия газа выше 100 МПа.

Старейшие заводы-изготовители компрессорного оборудования СНГ, работающие по сей день

• ЗАО «Невский Завод», год основания: 1857^[2]
• ОАО «Компрессор» основан в 1877 году.
• ОАО «Полтавский турбомеханический завод» (Украина) год основания: 1885.
• ООО «Московский компрессорный завод «Борец» год основания: 1897.
• ОАО Бежецкий завод «АСО» год основания: 1917.
• ПАО «Мелком» год основания: 1930.^[3]
• ОАО «Пензкомпрессормаш» год основания: 1933.
• ОАО «Уральский компрессорный завод» год основания: 1933. ^[4]
• ОАО «Казанский завод компрессорного машиностроения» год основания: 1951.
• ОАО «Компрессорный завод» (г. Краснодар) год основания 1952.
• ОАО НПАО «ВНИИкомпрессормаш» год основания: 1967
• СП ООО «Орёлкомпрессормаш» год основания: 1994

Литература

• Абдурашитов С. А. Насосы и компрессоры. — М.: Недра, 1974.
• Михайлов А. К., Ворошилов В. П. Компрессорные машины. — М.: Энергоатомиздат, 1989. — 288 с. — ISBN 5-283-00090-7.
• Воронецкий А. В. Современные центробежные компрессоры. — М.: Премиум Инжиниринг, 2007. — 140 с.
• Шерстюк А. Н., Компрессоры, М.—Л., 1959

Ссылки

• Форум о компрессорном оборудовании

См. также

• Гидравлический (масляный) компрессор
• Спиральный компрессор
• Поршневой компрессор
• Винтовой компрессор
• Мотор-компрессор
• Холодильный компрессор
• Воздушный компрессор
• Газовый компрессор
• Водокольцевой компрессор
• Компрессор высокого давления
• Меха (техника)
• Вакуумный насос
• Помпа

Примечания

1. ↑ Газодувки и воздуходувки (обзор)
2. ↑ История Невского завода
3. ↑ ПАО «Мелком»
4. ↑ ОАО «УКЗ»

Компрессор | это.

.. Что такое Компрессор?

У этого термина существуют и другие значения, см. Компрессор (значения).

Компрессор (от лат. compressio — сжатие) — устройство для сжатия и подачи газов под давлением (воздуха, паров хладагента и т. д.).

Компрессорный агрегат Corcen для перекачки паровой фазы СНГ

Компрессорная установка — совокупность компрессора, привода и вспомогательного оборудования (газоохладителя, осушителя сжатого воздуха и т. д.).

Компрессоры называются дожимающими, если давление всасываемого газа существенно превышает атмосферное. Производительность компрессоров обычно выражают в единицах объёма газа сжатого в единицу времени (м.куб. в минуту, м.куб. в час). Производительность обычно считают по показателям приведённым к нормальным условиям. При этом различают производительность по входу и по выходу. Эти величины практически равны при маленькой разнице давлений между входом и выходом. При большой разнице у, скажем, поршневых компрессоров, выходная производительность может при тех же оборотах падать более чем в два раза по сравнению с входной производительностью, измеренной при нулевом перепаде давления между входом и выходом.

Содержание 1 Классификация 1.1 Объёмные компрессоры 1.1.1 Поршневые компрессоры 1.1.2 Роторные компрессоры 1.2 Лопастные компрессоры 1.3 Прочая классификация 2 Старейшие заводы-изготовители компрессорного оборудования СНГ, работающие по сей день 3 Литература 4 Ссылки 5 См. также 6 Примечания

Классификация

Общепринятая классификация механических компрессоров по принципу действия. Под принципом действия понимают основную особенность процесса повышения давления, зависящую от конструкции компрессора.

Объёмные компрессоры

Это машины, в которых процесс сжатия происходит в рабочих камерах, изменяющих свой объём периодически, попеременно сообщающихся с входом и выходом компрессора. Объёмные машины по геометрической форме рабочих органов и способу изменения объёма рабочих камер можно разделить на поршневые, мембранные и роторные (винтовые, ротационно-пластинчатые, жидкостно-кольцевые, с катящимся ротором, газодувки Рутс (насос Рутса), спиральные) компрессоры.

Поршневые компрессоры

Могут быть одностороннего или двухстороннего действия, крейцкопфные и бескрейцкопфные, смазываемые и без применения смазки (сухого трения или сухого сжатия), (при высоких давлениях сжатия применяются также плунжерные).

Роторные компрессоры

К объёмным машинам с вращающим сжимающим элементом (роторным машинам) относятся: винтовые компрессоры, ротационно-пластинчатые, жидкостно-кольцевые и другие конструкции компрессорных машин.

Лопастные компрессоры

Машины динамического действия, в которых сжатие газа происходит в результате взаимодействия потока с вращающейся и неподвижной решётками лопастей. Характерной особенностью лопастных машин является отсутствие пульсации развиваемого ими давления. К лопастным относятся осерадиальные, осевые и вихревые машины, лопастные компрессоры также называют турбокомпрессорами.

Прочая классификация

По назначению (применению) компрессоры классифицируются по отрасли производства, для которых они предназначены (химические, энергетические, общего назначения и т.  д.), по роду сжимаемого газа (воздушный, кислородный, хлорный, азотный, гелиевый и т. д.).

По способу отвода теплоты — с жидкостным или воздушным охлаждением.

По типу приводного двигателя  — с приводом от электродвигателя, двигателя внутреннего сгорания, паровой или газовой турбины.

По устройству компрессоры могут быть одноступенчатыми и многоступенчатыми.

По конечному давлению различают:

• Вакуум-компрессоры, газодувки — машины, которые отсасывают газ из пространства с давлением ниже атмосферного или выше. Воздуходувки и газодувки подобно вентиляторам создают поток газа, однако, обеспечивая возможность достижения избыточного давления от 10 до 100 кПа (0,1..1 атм.), в некоторых специальных исполнениях — до 200 кПа (2 атм.). В режиме всасывания воздуходувки могут создавать разрежение как правило 10..50 кПа, в отдельных случаях до 90 кПа и работать как вакуумный насос низкого вакуума^[1].
• Компрессоры низкого давления, предназначенные для нагнетания газа при давлении от 0,15 до 1,2 МПа.
• Компрессоры среднего давления — от 1,2 до 10 МПа.
• Компрессоры высокого давления — от 10 до 100 МПа.
• Компрессоры сверхвысокого давления, предназначенные для сжатия газа выше 100 МПа.

Старейшие заводы-изготовители компрессорного оборудования СНГ, работающие по сей день

• ЗАО «Невский Завод», год основания: 1857^[2]
• ОАО «Компрессор» основан в 1877 году.
• ОАО «Полтавский турбомеханический завод» (Украина) год основания: 1885.
• ООО «Московский компрессорный завод «Борец» год основания: 1897.
• ОАО Бежецкий завод «АСО» год основания: 1917.
• ПАО «Мелком» год основания: 1930.^[3]
• ОАО «Пензкомпрессормаш» год основания: 1933.
• ОАО «Уральский компрессорный завод» год основания: 1933. ^[4]
• ОАО «Казанский завод компрессорного машиностроения» год основания: 1951.
• ОАО «Компрессорный завод» (г. Краснодар) год основания 1952.
• ОАО НПАО «ВНИИкомпрессормаш» год основания: 1967
• СП ООО «Орёлкомпрессормаш» год основания: 1994

Литература

• Абдурашитов С. А. Насосы и компрессоры. — М.: Недра, 1974.
• Михайлов А. К., Ворошилов В. П. Компрессорные машины. — М.: Энергоатомиздат, 1989. — 288 с. — ISBN 5-283-00090-7.
• Воронецкий А. В. Современные центробежные компрессоры. — М.: Премиум Инжиниринг, 2007. — 140 с.
• Шерстюк А. Н., Компрессоры, М.—Л., 1959

Ссылки

• Форум о компрессорном оборудовании

См. также

• Гидравлический (масляный) компрессор
• Спиральный компрессор
• Поршневой компрессор
• Винтовой компрессор
• Мотор-компрессор
• Холодильный компрессор
• Воздушный компрессор
• Газовый компрессор
• Водокольцевой компрессор
• Компрессор высокого давления
• Меха (техника)
• Вакуумный насос
• Помпа

Примечания

1. ↑ Газодувки и воздуходувки (обзор)
2. ↑ История Невского завода
3. ↑ ПАО «Мелком»
4. ↑ ОАО «УКЗ»

Классификация и особенности применения воздушных компрессоров — статьи Пневмомаш

Компрессорное оборудование, предназначенное для снабжения сжатым воздухом производственных процессов, имеет широчайший диапазон конструктивных особенностей. В данном обзоре рассмотрим классификацию современных компрессоров, присутствующих на рынке.

Классификация компрессоров по принципу действия

В лопастном компрессоре, одной из разновидностей которого является центробежный туробокомпрессор, сжатие газа происходит в результате взаимодействия потока воздуха с вращающейся и неподвижной лопастями.  В результате особенностей конструкции данный вид оборудования способен создавать большие объемы воздуха низкого или стандартного давления. Установка данной техники целесообразна и окупает себя только при условии, если на предприятии существует постоянная потребность в компрессоре большой производительности, поскольку запуск турбины – это процесс чрезвычайно энергоемкий, а в лопастной конструкции не предусмотрена коррекция производительности в зависимости от объемов потребления.

Объемный компрессор, напротив, чаще всего применяется, когда количество потребляемого воздуха колеблется в зависимости от времени суток или дней недели. В оборудовании данного типа сжатие происходит внутри специальной полости, которая попеременно сообщается сначала с впускным, а затем с выпускным отверстием.

По форме и способу изменения объема рабочих камер объемные компрессоры подразделяются на:

Особенности поршневой конструкции предполагают, что данные компрессоры – это довольно шумные агрегаты, имеющие высокий уровень вибраций, поэтому они требуют отдельного помещения и сооружения специального фундамента. Однако все недостатки поршневых компрессоров компенсирует достаточно низкая цена.

Винтовые компрессоры оснащены двумя роторами, один из которых является ведущим, а другой ведомым.  В результате вращения винтовой пары и происходит уменьшение объема полости сжатия. Главным преимуществом компрессоров данного типа является отсутствие неуравновешенных механических сил, что позволяет развивать более высокую скорость вращения вала и способствует повышению производительности. Кроме того, компрессоры данной конструкции занимают гораздо меньше места.

Спиральные компрессоры, как правило, состоят из нескольких блоков, в которых расположены две спирали, одна из которых движется внутри другой так, чтобы образовывались полости с изменяющимся объемом. Особенностью оборудования данного типа является небольшая производительность, а также минимальный уровень шума и вибраций.

Роторно-пластинчатые компрессоры состоят из вращающегося элемента с пластинами, которые в процессе вращения перемещают воздух в пространство с меньшим объемом. Минусом данной технологии является недостаточная надежность, обусловленная повышенным износом пластин.

Классификация по другим конструктивным и эксплуатационным особенностям

1. Подразделение по способу снижения трения в полости сжатия.

По данному параметру компрессоры подразделяются на масляные, безмасляные и безмасляные с нагнетанием жидкости. В случае с безмасляным оборудованием снижение нагрузки на соприкасающиеся поверхности происходит за счет применения материалов с низким коэффициентом силы трения.

Масляные и безмасляные компрессоры имеют как определенные недостатки, так и преимущества, и окончательный выбор между ними обычно происходит в зависимости от предназначения техники. Безмасляное оборудование обычно используется в тех видах производств, где технологический процесс требует полного отсутствия частиц смазки в подаваемом на линию воздухе и в окружающей атмосфере. К таким «чистым» отраслям промышленности относятся пищевая, фармацевтическая отрасли, а также производство микросхем.

2. По способу отвода тепла компрессоры подразделяются на машины с воздушным и водяным охлаждением. Водяное охлаждение чаще всего применяется в компрессорах высокой мощности, когда система воздушного охлаждения оказывается недостаточно эффективной. Однако следует учитывать, что водяное охлаждение предполагает дополнительные требования к организации компрессорной станции: необходима соответствующая инфраструктура подачи и отвода воды, кроме того вода должна соответствовать строгим нормативам по чистоте, указанным производителем.

3. По типу приводного двигателя различают электрические, дизельные и бензиновые компрессоры. Чаще всего, если в месте проведения работ есть доступ к электросетям, выбор падает на электрические компрессоры, так как они оказываются выгоднее с экономической точки зрения. До сих пор использование электроэнергии в качестве движущей силы является более дешевым способом. Если же такой возможности нет, используются дизельные или бензиновые компрессоры. Дизельные двигатели обычно отличаются меньшим расходом топлива, чем бензиновые, поэтому устанавливаются на более мощные машины.

4. С точки зрения потребительских характеристик необходимо отметить подразделение компрессоров по производительности и уровню создаваемого давления.

Производительность. Маломощные компрессоры предназначаются для небольших участков работ, их более производительные собратья устанавливаются на крупных предприятиях и даже объединяются в централизованные сети снабжения сжатым воздухом.

При указании нормативной производительности компрессора часто можно встретить различие между производительностью, рассчитанной по потребляемому на входе воздуху и по сжатому воздуху на выходе, пересчитанному к аналогичному объему при условии атмосферного давления. Если компрессор создает невысокое давление,  эти величины обычно практически равны.  При высокой компрессии выходная производительность может существенно падать, например, у поршневых агрегатов производительность на выходе в два раза меньше, чем входная.

Давление. Чаще всего для различных целей используются компрессоры нормального (7-10 МПа), низкого (от 1 до 7 Мпа) и высокого (до 100 Мпа)  давления, однако в некоторых случаях, если речь идет о перекачке некоторых видов газов, используются агрегаты сверхнизкого (от 0,15 до 1,2 Мпа) и сверхвысокого (свыше 100 Мпа) давления. Кроме того, существуют вакуум-компрессоры, которые работают с давлением ниже атмосферного.

5. По наличию возможности перемещения компрессоров можно выделить стационарные машины и передвижные агрегаты, установленные на собственную колесную базу.

При выборе передвижного компрессора следует учитывать, что не все из них предназначены для транспортировки по дорогам общего пользования в качестве прицепа. Некоторые компрессоры оснащаются колесами исключительно для удобства транспортировки по объекту.

6. И, наконец, по типу используемых для сжатия газов компрессоры подразделяются на газовые и воздушные.

Принципиальное отличие газовых от воздушных компрессоров заключается в свойствах газов, для сжатия которых они предназначены. Некоторые газы требуют использования иных материалов в конструкции, другие могут иметь определенные особенности сжатия.

 

Другие материалы по данной теме |

Статьи: электрические компрессоры |

Воздушный компрессор: назначение, принцип работы, виды

Редко какое предприятие обходится без использования сжатого воздуха. На одних предприятиях его применяют для нанесения покрытий на различные поверхности, на других для обеспечения работы штамповочного оборудования. Для получения сжатого воздуха используют компрессор.

Содержание

Назначение и принцип действия

Что такое компрессор? Официальное определение звучит следующим образом — устройство, предназначенное для сжатия газов и перекачивания их к потребителям, называют воздушным компрессором. Как он работает? Принцип действия устройства довольно прост, атмосферный воздух поступает в механизм, который выполняет его сжатие. Для этого могут быть использованы разные методы, о них речь пойдёт ниже. Механизм, сжимающий воздух, определяет устройство и принципы работы компрессора. Для эффективной работы оборудования его необходимо подключить к электрической сети и воздушной сети, по которой будет передаваться сжатый воздух. Схема подключения электродвигателя, как правило, указывается в инструкции по эксплуатации.

Виды компрессоров

На рынке промышленного оборудования существует множество предложений по поставкам этих устройств. Его можно разделить на те, которые применяют в промышленности, и которые используют в быту, например, для накачивания автомобильных колес. Все эти устройства могут работать от разных типов привода. Компрессор воздушный электрический 220 В, как понятно из названия работает от электрического силового агрегата с напряжением 220 В. Но, существуют и устройства, работающие от напряжения 380 В.

Дизельный компрессор, работает от двигателя внутреннего сгорания, работающего на дизельном топливе. Использование такого оборудования довольно популярно среди строителей, оно используется тогда, когда отсутствует возможность подключения установок на электроприводе. Установки, работающие на дизельном топливе, обеспечивают эксплуатацию на удаленных строительных площадках.

Атмосферный воздух подается в головку блока цилиндров, в котором установлены поршни. Силовая установка, в свою очередь передаёт крутящий момента на вал, обеспечивающий движение поршней в цилиндре. Именно там и происходит сжатие воздуха до необходимых параметров. После сжатия он направляется в воздушную систему предприятия. Поршневые компрессоры различают на масляные и безмасляные. Масляный отличается тем, что для его эффективной работы в него заливают специальное масло, снижающее силу трения между трущимися деталями и узлами устройства. Это повышает его эксплуатационный ресурс.

Существует множество способов передачи крутящего момента от двигателя на исполнительный механизм. При изготовлении компрессоров чаще все применяют муфты или ременные передачи. Устройство, на котором установлен последний тип, называют ременный компрессор.

Перечисленные виды оборудования, применяют практически во всех отраслях промышленности, они отличаются друг от друга производительностью, размерами и рядом других параметров. Но, конечно, главная характеристика — это размер давления, которое может создать компрессор.

Компрессоры воздушные различают по принципу работы, об этом ниже.

Поршневые агрегаты

Поршневые компрессоры — это один из самых распространённых типов этого оборудования. Как уже отмечалось выше сжатие воздуха, происходит под действием поршней, перемещающихся внутри гильз. Для обеспечения нужд промышленности применяют поршневые компрессоры высокого давления. Они могут работать как от двигателя внутреннего сгорания, так и от электрического двигателя. Промышленный компрессор высокого давления создаёт от 40 до 500 бар. Компрессоры этого типа отличаются высоким КПД и моторесурсом до 2000 часов. Поршневые компрессоры производят как в стационарном, так и в мобильном исполнениях. Для их перемещения используют шасси на колесном или гусеничном ходу.

Это довольно сложное устройство, в его конструкции предусмотрены маслосъемные кольца, фильтры для очистки масла и воздуха, управляющая автоматика и это обуславливает то, что для поддержания этого устройства в работоспособном состоянии требуется квалифицированный персонал и специальный инструмент и приспособления.

Мембранный компрессор

Газ сжимается в таком устройстве под действием мембраны, которая выполняет возвратно — поступательное движение. Мембрану приводит в движение шток, который закреплён на коленвале.

Мембранная пластина фиксируется к рабочей камере и таким образом отпадает необходимость использования дополнительных деталей, например, поршневых колец, уплотнительных устройств и пр.

Воздушный компрессор мембранного типа отличается следующими параметрами:

• герметичностью;
• стойкостью к действию коррозии;
• высоким уровнем компрессии;
• надежностью конструкция;
• безопасностью в эксплуатации и простотой обслуживания.

Компрессор с ременным приводом мембранного типа отличается тем, что рабочая среда вступает в контакт только с мембраной и внутренними полостями камеры. При этом она не вступает в контакт с атмосферой. Такое устройство применяют для перекачки вредных и токсичных веществ.

Еще одно достоинство мембранного изделия заключается в том, его нет необходимости смазывать, это снижает риск загрязнения транспортируемой рабочей среды.

Объемные компрессоры

Устройство, в котором процесс получения сжатого воздуха происходит путем уменьшения его объема, называют объемным компрессором. К ним относят следующие типы оборудования:

• безмасляные винтовые компрессоры;
• дизельные поршневые компрессоры;
• воздушные компрессоры бытовые.

Винтовые компрессоры

История этого оборудования началась в 1934 году. Винтовые компрессоры отличает высокая надежность, небольшие габариты, низкая металлоемкость обусловили высокий потребительский спрос на оборудование этого класса. Применение этого оборудования позволяет снизить расходы на электрическую энергию до 30%. Установки этого типа устанавливают на мобильных компрессорных станциях, судовых и других холодильных установках.

В качестве рабочего органа использованы винтовые роторы, на которых нанесены впадины. Их устанавливают в корпус, который может быть разобран по нескольким плоскостям. В нем проделаны отверстия и выточки для установки и подшипников. Кроме того, в корпусе сформированы камеры всасывания и нагнетания воздуха. Насосы этого типа отличаются производительностью.

Эти изделия могут развивать давление от 8 и до 13 атм. , при этом расход воздуха может быть от 220 до 12400 литров в минуту.

Довольно часто одна единица такого оборудования, может заменить собой несколько единиц компрессоров, устанавливаемых в производственных цехах.

При установке и запуске в промышленную эксплуатацию подобных компрессоров целесообразно на входе установить устройство для очистки воздуха от излишней влаги. Некоторые производители комплектуют свои изделия такими фильтрами.

Пластинчато-роторные компрессоры

Компрессоры этого класса работают на том же, что и поршневые, то есть, на вытеснении. Передача энергии осуществляется во время сжатия. Рабочая среда во время засасывания попадает в рабочую камеру, ею объем уменьшается при перемещении ротора. Это сжатие и приводит к увеличению давления и уходу сжатого воздуха через патрубок.

Компрессоры этого типа могут создавать давление до 0,3 МПа, носят название воздуходувками, и те, которые нагнетают более высокое давление, называют компрессорами.

Устройства этого типа отличают следующие достоинства:

Более стабильный, уравновешенный ход, обеспечивает отсутствие возвратно — поступательного движения. Конструкция этого оборудование предусматривает возможность прямого соединения в электрическим силовым агрегатом. Вес ротационного компрессора будет ниже, чем поршневого с аналогичными характеристиками. В конструкции не предусмотрено использование клапанов. То есть уменьшается количество деталей трущихся друг о друга.

Динамические компрессоры

Компрессоры этой группы подразделяют на два типа — центробежные и осевые. У первых, воздух под воздействие центробежной силы отбрасывается к внешней части рабочего колеса. Таким образом, с всасывающей стороны образуется разреженное пространство. Газ постоянно попадает в рабочую камеру, после прохождения колеса, воздух направляется в диффузор (устройство гашения скорости потока), где, собственно, и повышается его давление.

У оборудования осевого типа воздух продвигается вдоль ротора, а сжатие осуществляется в результате изменения скорости его продвижения между лопатками ротора и направляющего устройства.

Эти компрессоры можно классифицировать по следующим свойствам:

1. Давлению на выходе, те, которые обеспечивают давление в пределах 0,015 МПа, называют вентиляторами или воздуходувками.
2. По количеству ступеней сжатия.
3. По ходу движения воздуха. Если он двигается вдоль оси ротора, то это центробежные, если поперёк, то осевые. Существуют устройства, где воздух движется по диагонали.
4. По типу привода — он может быть электрическим, паровым или газотурбинным.

Роторные компрессоры применяют в авиационных  двигателях. С его помощью нагнетают воздух для подачи в камеру сгорания.

Производительность компрессоров

Под этим термином подразумевается тот объем газа, который нагнетается за определенную единицу времени. Единица измерения производительности — м³ в минуту. Этот параметр может быть указан или на входе, или на выходе, разумеется, это будут разные числа. Все дело в том, что при изменении давления, происходит изменение объема. Эта характеристика говорит о производительности при температуре рабочей среды равной 20 градусам Цельсия.

В зависимости от величины этой характеристики различают следующие группы — большой производительности (свыше 100 кубометров воздуха в минуту), средней (до 100 кубометров воздуха в минуту) и малой до (10 кубометров).

Динамические устройства обладают некоторыми преимуществами в сравнении с поршневыми. Они отличаются простотой конструкции и эксплуатации. Они обладают малыми габаритно-весовыми параметрами. Плавностью подачи воздуха и они не требуют дополнительной смазки. Для их установки не требуется изготовление массивных фундаментов. Но, вместе с этим, у них КПД, несколько ниже, чем у поршневых.

Эти компрессоры нашли свое применение во многих отраслях. Например, химической и нефтегазовой промышленности, в металлургии, горнодобывающей и многих других отраслях. Одна из разновидностей динамических компрессоров — турбокомпрессорные, устанавливают в газоперекачивающие трубопроводы.

За многие годы эксплуатации подобного оборудования спроектировано и введено в эксплуатацию множество устройств с различными характеристиками, в частности современные машины способны обеспечить производительность до 200 м³ в минуту, при скорости вращения колеса 250 оборотов в секунду. И все это при малых габаритно-весовых параметрах.

Агрегатирование компрессоров

Процесс монтажа компрессора и силовой установки на раму, называют агрегатирование. В связи с тем, что устройства поршневого типа обладают вибрацией, необходимо проектировать и изготавливать фундамент с учетом этих характеристик.

Особенность безмасляных приборов

Эти устройства нашли свое применения там, где необходимо обеспечить высокие требования к чистоте воздуха. Их устанавливают в медицинских учреждениях, предприятиях фармацевтической и химической промышленности. Справедливости ради надо сказать, что эти устройства относят к наиболее доступным устройствам в части их стоимости. Эти компрессоры отличаются простотой в эксплуатации и обслуживании. Это говорит о том, что нет необходимости в подготовленном персонале, и при установке их на рабочее место не предъявляются какие-то особые требования.

Но безмасляные компрессоры обладают некоторыми недостатками, например, излишним шумом, который возникает во время работы. Но, производители смогли решить эту проблему, устанавливая на эти изделия звукозащитные кожухи.

Выбирая безмаслянный компрессор необходимо обратить внимание на мощность устройства, их производительность и параметры рабочего давления, которые показывают приборы, устанавливаемые на компрессор. Нельзя забывать и об объеме ресивера. Как правило, в устройство компрессора устанавливают емкости объемом 50 литров.

Преимущества масляных агрегатов

Самый распространенный метод снижения трения, возникающего при работе различных деталей и узлов, является их смазывание. Это позволяет снизить нагрузку на изделие в целом, в частности, на его ключевую деталь — двигатель.

Для решения, этой задачи применяют специальные, компрессорные масла, которые можно использовать в различных условиях эксплуатации.

Компрессоры такого типа в производстве обходятся дешевле. Поэтому, стоимость такого оборудования существенно дешевле, чем безмасляные аналоги. Но в эксплуатации, они обходятся дороже. Это вызвано тем, что в процессе эксплуатации вместе удалением воздуха из рабочей зоны, происходит выброс масла. Кстати, его необходимо заменять через каждые 2 000–3 000 часов эксплуатации.

Так как в сжатом воздухе присутствуют микрочастицы масла, в систему приходится устанавливать маслоулавливающие элементы, например, фильтры. Через определенное количество времени их так же необходимо заменять, а это усложняет обслуживание, и требует дополнительных расходов на приобретение заменяемых фильтров.

Тем не менее, несмотря на принимаемые меры, воздух, прошедший через масляный компрессор полностью очистить не представляется возможным. Например, после обработки воздуха на винтовом устройстве его загрязнение равно 3 мг на один кубометр. Чистота воздуха после его обработки на поршневом компрессоре, напрямую зависит от уровня износа его деталей и узлов.

Это привело к тому, что в отдельных технологических процессах использование масляных компрессоров запрещено.

Особенности эксплуатации

Штатная работа компрессора прежде зависит от работы всех его узлов и деталей. В частности, впускных и выпускных клапанов. Внутри компрессора, где происходит распределение воздуха, устанавливается определенное количество золотников, распределителей и клапанов. В компрессорах устанавливают клапана следующих типов — тарельчатые, пластинчатые, шпиндельные и пр.

Для того чтобы оборудование не снижало показатели мощности и не расходовал лишнюю мощность, клапаны, которые установлены в компрессоре, должны быть притерты и не должны пропускать воздух. При их выработке клапанов их необходимо срочно заменить. Повышенный расход воздуха может рано или поздно привести к сокращению срока эксплуатации оборудования.

Запаздывание срабатывания клапана приводит к появлению стуков, стук говорит о том, что происходит износ посадочного места. Ко всему прочему, стук может говорить о том, что произошло защемление верхней его части в корпусе.

Бесшумность работы компрессора — это, своего рода показатель качества настройки и соответственно работы устройства в целом.

Правила безопасности

На строительных площадках и производстве широко применяют компрессорные установки различного принципа действия и назначения. Компрессоры могут быть стационарно установлены на бетонные фундаменты или мобильными, то есть, установленными на шасси.

Штатное использование компрессорного оборудование допустимо при соблюдении ряда условий:

1. На компрессоре должны быть установлены устройства, работающие в автоматическом режиме, которые предотвращают превышение допустимого рабочего предела.
2. Предусмотрено наличие разгрузочного клапана, предназначенного для быстрого стравливания излишнего давления.
3. На этом оборудовании должны быть установлены на вход и выход, фильтрационные устройства, которые обеспечивают чистоту воздуха, направляемый на обработку в компрессор и создающих препятствие его поступление в помещение.
4. Наличие установленных манометров обеспечивают контроль над параметрами давления, создаваемые компрессором.
5. Между компрессорной установкой и ресивером должен быть установлен маслоотделительный фильтр.
6. Кроме этого, в компрессорную остановку нельзя подавать воздух, который содержит в себе токсичные или вредные вещества.

За установленным оборудованием, должен быть установлен соответствующий надзор и техническое обслуживание. При этом надо помнить, что обслуживание и регламентные работы должен проводить подготовленный персонал. То оборудование, которое стоит на гарантии поставщика, должны обслуживать специалисты из соответствующих сервисных центров.

 

В частности, при промывке узлов и деталей компрессора, должны быть использованы только те жидкости и составы, которые рекомендованы производителем этого оборудования. Емкости для хранения, сжатого воздуха должны быть установлены предохранительные клапаны, сливной кран, манометр. В соответствии с требованиями эксплуатационной документацией, эти емкости (ресиверы) должны проходить регламентное обслуживание и испытания. Об их результатах должны быть сделаны записи в журнале обслуживания.

При организации эксплуатации компрессорного и сопутствующего оборудования необходимо пользоваться руководящими и другими нормативными документами, обнародованными контрольными органами, например, Ростехнадзора.

Критерии выбора компрессорного оборудования

Чем должен руководствоваться потребитель, выбирая воздушный компрессор. Самое главное он должен понимать, для каких целей будет использовано приобретаемое оборудование. Сразу надо оговориться, что существуют отдельные отрасли, и технологические операции могут быть использованы только компрессоры, работающие без масла.

Ключевыми параметрами компрессорного оборудования являются:

1. Расход воздуха (производительность).
2. Рабочее давление.
3. Требования к чистоте воздуха.

Как правило, эти параметры должны быть определены инженерами — технологами, которые разрабатывают технологические процессы с участием компрессорного оборудования.

Например, расход воздуха, может быть рассчитан по следующей схеме:

1. Расчёт количества воздуха при непрерывной эксплуатации.
2. Внесение коррективов в полученное значение с учетом времени работы оборудования в смену или сутки.

При подборе оборудования необходимо учитывать рост числа потребителей сжатого воздуха.

Системы управления компрессорного оборудования

Для обеспечения того, чтобы воздух находился под постоянным давлением в компрессорных системах, устанавливают регулирующее оборудование. Самая простая система состоит из датчика давления и простейшей системы настройки.  Она позволяет поддерживать в ресивере постоянное давление. При превышении заданных параметров происходит отключение компрессора, а после того, как давление упало до определенного минимума, срабатывает автоматика и включает компрессор. Такие, или почти такие системы, устанавливают практически на всех компрессорных установках. Их наличие обеспечивает безопасную эксплуатацию оборудования.

Бытовые устройства

Для выполнения определенных работ, которые выполняют дома или в гараже применяют бытовые компрессоры. Как правило, это небольшие по размеру поршневые компрессоры с электроприводом. Мощность такого изделия составляет 2,2 кВт. Такие компрессоры в состоянии нагнетать воздух до 8 атм.

По большей части они могут спокойно обеспечивать давление 10 атм. Для хранения сжатого воздуха используют ресиверы емкостью до 100 литров.

Как правило, их используют при выполнении окрасочных работ, внутренних и наружных.

Что такое воздушный компрессор? — Определение, типы и работа

Что такое воздушный компрессор?

Воздушный компрессор представляет собой пневматическое устройство, которое преобразует мощность (с помощью электродвигателя, дизельного или бензинового двигателя и т. д.) в потенциальную энергию, хранящуюся в сжатом воздухе (т. е. в сжатом воздухе). Одним из нескольких способов воздушный компрессор нагнетает все больше и больше воздуха в резервуар для хранения, повышая давление. Когда давление в баке достигает заданного верхнего предела, воздушный компрессор отключается.

Таким образом, сжатый воздух хранится в резервуаре до тех пор, пока он не будет использован. Энергия, содержащаяся в сжатом воздухе, может использоваться для различных целей, используя кинетическую энергию воздуха при его выпуске и сбросе давления в резервуаре.

Когда давление в баке достигает нижнего предела, воздушный компрессор снова включается и снова создает давление в баке. Воздушный компрессор следует отличать от насоса, поскольку он работает с любым газом/воздухом, а насосы работают с жидкостью.

Как работают воздушные компрессоры

Воздушные компрессоры могут выполнять самые разные работы, от накачивания шин до работы с гвоздезабивным пистолетом. Узнайте, как найти компрессор, который справляется с вашими задачами.

Одноступенчатые воздушные компрессоры поршневого типа являются наиболее распространенными моделями для домашнего использования и хорошо подходят для многих применений в доме или мастерской. Электродвигатель или бензиновый двигатель приводит в движение поршень, который сжимает воздух и нагнетает его в резервуар для хранения.

По мере того, как поршень нагнетает больше воздуха, давление воздуха повышается. Как только давление достигает заданного уровня, компрессор останавливается. Когда вы используете хранящийся воздух для питания инструмента, компрессор перезапускается, чтобы восстановить давление воздуха.

Двухступенчатые компрессоры имеют два поршня. Первый сжимает воздух и проталкивает его через обратный клапан ко второму поршню, который дополнительно сжимает его и подает в бак. Эти компрессоры обычно представляют собой коммерческие модели для тяжелых условий эксплуатации, которые могут подавать больший объем воздуха при более высоких уровнях в фунтах на квадратный дюйм (PSI). Они являются хорошим выбором для постоянного использования в магазинах или для одновременного питания нескольких инструментов.

Как работают воздушные компрессоры?

Воздушные компрессоры работают, нагнетая воздух в контейнер и повышая его давление. Затем воздух нагнетается через отверстие в резервуаре, где создается давление. Думайте об этом как об открытом воздушном шаре: сжатый воздух можно использовать в качестве энергии по мере его выпуска.

Они оснащены двигателем, который превращает электрическую энергию в кинетическую. Это похоже на то, как работает двигатель внутреннего сгорания, использующий коленчатый вал, поршень, клапан, головку и шатун.

Оттуда сжатый воздух можно использовать для питания различных инструментов. Некоторые из наиболее популярных вариантов — это гвоздезабиватели, ударные гайковерты, шлифовальные машины и распылители краски.

Существуют различные типы воздушных компрессоров, и каждый из них имеет свою специализацию. Как правило, различия не слишком велики: все сводится к тому, как компрессор справляется с вытеснением воздуха.

Типы воздушных компрессоров .

Воздушные компрессоры подразделяются на объемные или динамические в зависимости от их внутренних механизмов. Вы увидите четыре наиболее распространенных типа воздушных компрессоров:

• Винтовой компрессор
• Поршневой воздушный компрессор
• Осевой компрессор
• Центробежный компрессор

Ниже мы рассмотрим, для чего каждый из них лучше всего подходит. принять обоснованное решение для вашего проекта.

Объемные компрессоры

Объемные компрессоры включают в себя множество различных воздушных компрессоров, которые генерируют энергию за счет вытеснения воздуха. Воздушные компрессоры этой категории работают с разными внутренними механизмами, но принцип у всех одинаков.

Полость внутри машины хранит воздух, поступающий извне, а затем медленно сжимает полость, увеличивая давление воздуха и потенциальную энергию.

1. Винтовые компрессоры

Ротационно-винтовые компрессоры — распространенный тип объемных компрессоров. Это одни из самых простых в уходе типов воздушных компрессоров, поскольку они оснащены внутренней системой охлаждения и не требуют особого обслуживания. Как правило, это большие промышленные машины, которые могут смазываться маслом или работать без масла.

Винтовые воздушные компрессоры генерируют энергию за счет двух внутренних роторов, вращающихся в противоположных направлениях. Воздух попадает между двумя противоположными роторами и создает давление внутри корпуса. Благодаря внутренней системе охлаждения эти воздушные компрессоры рассчитаны на непрерывную работу и имеют мощность от 5 до 350 лошадиных сил.

2. Поршневые компрессоры

Еще одним популярным типом объемных компрессоров являются поршневые компрессоры. Обычно их можно найти на небольших рабочих площадках, таких как гаражи и строительные проекты. В отличие от ротационного винтового компрессора, поршневой компрессор не предназначен для непрерывной работы.

Поршневой воздушный компрессор имеет больше движущихся частей, чем ротационный винтовой компрессор, и эти части смазываются маслом для более плавного движения.

Воздушные компрессоры этого типа работают за счет поршня внутри цилиндра, который сжимает и вытесняет воздух для создания давления. Поршневые компрессоры могут быть одноступенчатыми или многоступенчатыми, что влияет на диапазоны давления, которые они могут достигать.

Если вам нужно больше мощности, вам поможет многоступенчатый компрессор. В то время как одноступенчатые компрессоры будут выполнять работу для небольших проектов, таких как деревообработка и металлообработка, многоступенчатые компрессоры обеспечивают мощность, необходимую для интенсивного строительства, такого как сборка автомобилей и техническое обслуживание. Многоступенчатые поршневые компрессоры могут достигать мощности до 30 лошадиных сил.

Динамические компрессоры

Динамические воздушные компрессоры генерируют мощность в лошадиных силах, нагнетая воздух с помощью быстро вращающихся лопастей, а затем ограничивая поток воздуха для создания давления. Затем кинетическая энергия хранится в компрессоре как статическая.

3. Осевые компрессоры

Осевые воздушные компрессоры обычно не используются в строительных проектах, но вместо этого используются в высокоскоростных двигателях на кораблях или самолетах. Они имеют высокий КПД, но намного дороже, чем другие типы воздушных компрессоров, и могут развивать мощность до многих тысяч лошадиных сил, поэтому они в основном предназначены для аэрокосмических исследований.

4. Центробежные компрессоры

Центробежные воздушные компрессоры замедляют и охлаждают поступающий воздух через диффузор для накопления потенциальной энергии. Благодаря многофазному процессу сжатия центробежные компрессоры способны производить большое количество энергии при относительно небольшой машине.

Они требуют меньше обслуживания, чем ротационные винтовые или поршневые компрессоры, а некоторые типы могут производить безмасляный воздух. Как правило, они используются на строительных площадках с более высокими требованиями, таких как химические заводы или центры производства стали, поскольку они могут достигать мощности около 1000 лошадиных сил.

Блок питания воздушного компрессора

Электрические компрессоры являются наиболее распространенными моделями. Они требуют меньшего обслуживания, чем модели с бензиновым двигателем, работают тише и работают в любом сухом месте с готовым электропитанием. Электрические компрессоры подходят для работы внутри помещений.

Многие компрессоры для домашнего использования работают от бытовой сети с напряжением 120 В, но более крупные модели могут иметь другие требования. Для переносного электрического компрессора требуется подходящий удлинитель, что ограничивает мобильность.

В зависимости от модели инфляторы подключаются к бытовой розетке на 120 В или к автомобильной розетке с напряжением 12 В. Воздушные компрессоры с бензиновым двигателем — хороший выбор для работы на открытом воздухе, где электричество ограничено или отсутствует. У них обычно больше лошадиных сил, чем у электрических моделей, поэтому они могут генерировать больший PSI.

Воздушные компрессоры и пневматические инструменты

Приведение в действие пневматических инструментов является ключевой функцией воздушного компрессора. Подумайте, какие инструменты вы хотите использовать сейчас и какие вам могут понадобиться в будущем. Примеры включают:

• Пистолеты для гвоздей и скоб
• Ударные гайковерты
• Трещотки
• Пневматические молотки/зубила
• Распылители краски
• Вращающиеся инструменты/шлифовальные машины

900 имеют особые требования к объему воздуха и давлению воздуха. Компрессор должен соответствовать этим требованиям для правильной работы инструмента. Выбирая воздушный компрессор, подумайте, какие инструменты вы хотите, чтобы он приводил в действие.

Определите, какой из них требует самого высокого CFM при самом высоком PSI. Добавьте 50 % к требуемому CFM для запаса прочности и найдите компрессор, соответствующий требованиям. Например, если для инструмента требуется 3 CFM при 90 PSI, выберите компрессор, обеспечивающий не менее 4,5 CFM при 90 PSI.

Особенности воздушного компрессора

Чтобы правильно выбрать модель воздушного компрессора, вы должны понимать особенности воздушного компрессора, которые могут справиться с вашей работой и упростить ее:

• Безмасляный насос снижает потребность в обслуживании и не смешивает масло в сжатый воздух.
• Система с ременным приводом обеспечивает более тихую работу, чем система с прямым приводом.
• Тепловая защита останавливает двигатель, чтобы предотвратить повреждение от перегрузок.
• Регулируемая вытяжка позволяет направлять вытяжку в сторону от рабочей зоны.
• Несколько соединителей позволяют выполнять различные задачи, не подключая и не отключая инструменты.
• Входящие в комплект аксессуары и инструменты, такие как шланги, гвоздезабиватели и обдувочные пистолеты, повышают ценность ваших инвестиций. Не все компрессоры поставляются с воздушными шлангами.
• Вы можете приобрести дополнительные ресиверы для увеличения объема хранения воздуха.

Применение воздушных компрессоров

Воздушные компрессоры имеют множество применений, в том числе подачу чистого воздуха высокого давления для заполнения газовых баллонов, подачу чистого воздуха среднего давления на погруженную поверхность, снабженную водолазом, подачу чистого воздуха среднего давления для привода некоторых офисных и школьных зданий пневматическая система управления HVAC клапаны.

Подача большого количества воздуха среднего давления для приведения в действие пневматических инструментов, таких как отбойные молотки, наполнение резервуаров воздухом высокого давления (HPA), наполнение шин и производство больших объемов воздуха среднего давления для крупномасштабных промышленных процессов (например, окисление для коксования нефти или системы продувки рукавных фильтров на цементных заводах).

Воздушные компрессоры также широко используются в нефтегазовой, горнодобывающей и буровой промышленности в качестве промывочной среды, аэрации буровых растворов при бурении на депрессии и при очистке трубопроводов воздухом.

Большинство воздушных компрессоров поршневого, роторно-лопастного или винтового типа. Центробежные компрессоры распространены в очень больших приложениях, в то время как ротационные винтовые, спиральные и поршневые воздушные компрессоры предпочтительны для малых и средних приложений.

Воздушные компрессоры | Промышленность сегодня

Что такое воздушный компрессор? Рассмотрим типы и принципы работы.

Воздушный компрессор — это электроинструмент, который используется для преобразования мощности в энергию, обычно хранящуюся в виде сжатого воздуха. Воздушные компрессоры используют несколько способов нагнетания большего количества воздуха в цилиндр/цилиндры, тем самым увеличивая давление. Компрессор отключается, когда давление достигает своего верхнего предела, и остается в баке до тех пор, пока не возникнет необходимость.

Сжатый воздух можно использовать для различных целей за счет использования кинетической энергии при сбросе давления в резервуаре. Когда сжатый воздух достигает своего нижнего предела, воздушный компрессор снова включается для повторного повышения давления.

Основное различие между воздушным компрессором и насосом заключается в том, что воздушный компрессор работает на газе/воздухе, а последний работает на жидкостях. Воздушные компрессоры предназначены для использования нескольких источников энергии, включая электродвигатели, бензиновые/дизельные двигатели, автомобильные двигатели или порты отбора мощности.

Воздушные компрессоры в первую очередь классифицируются по величине создаваемого давления, т. е.

• • Воздушные компрессоры низкого давления, создающие давление 150 фунтов на кв. дюйм и ниже,
  • Компрессоры среднего давления, обеспечивающие давление 151–1000 фунтов на кв. дюйм,
  • Воздушные компрессоры высокого давления, создающие давление выше 1000 фунтов на квадратный дюйм.

Процесс сжатия воздуха можно разделить на два метода, включая прямое вытеснение и динамическое вытеснение.

Прямое вытеснение

Прямое вытеснение предполагает нагнетание воздуха в камеру с последующим уменьшением объема для сжатия воздуха. При достижении максимального давления сжатый воздух вытесняется из камеры сжатия в выпускную систему.

Динамическое смещение

Компрессоры с динамическим смещением используют вращающийся компонент для передачи кинетической энергии воздуху, который преобразуется в сжатый воздух. Вращающаяся часть ускоряет и замедляет воздух, который, в свою очередь, становится сжатым.

Типы компрессоров и принцип их работы

1. Поршневые воздушные компрессоры

Поршневой воздушный компрессор представляет собой компрессор объемного типа, в котором поршень используется для сжатия и перемещения воздуха в камере сжатия. Эти компрессоры имеют один или несколько цилиндров, коленчатый вал, клапанную головку и могут приводиться в действие газовым двигателем или электродвигателем, что обеспечивает простоту мобильности и дистанционное использование.

У них также больше движущихся частей, чем у других типов компрессоров, и их нужно часто смазывать. Затем сжатый воздух выпускается в резервуар для хранения через клапан, где он удерживается до тех пор, пока не потребуется его использование.

Поршневые компрессоры бывают одноступенчатыми или двухступенчатыми, что влияет на величину создаваемого давления.

i Одноступенчатый компрессор

В одноступенчатом компрессоре воздух сжимается только один раз. Он включает в себя следующие шаги;

• • • В цилиндр сжатия всасывается воздух.
    • Затем воздух сжимается поршнем за один ход.
    • Наконец, воздух сбрасывается в накопительный бак.

ii Двухступенчатый компрессор

В двухступенчатом компрессоре используется тот же процесс, что и в одноступенчатом компрессоре, но сжатый воздух направляется на второй такт, прежде чем он подается в резервуар для хранения. Затем воздух под двойным давлением хранится и используется для питания мощного оборудования.

Поршневые компрессоры могут использоваться в различных областях, включая переработку природного газа, нефтеперерабатывающие и химические заводы. Кроме того, они играют важную роль в холодильной технике, автомобильных мастерских и сельском хозяйстве. Кроме того, поршневые компрессоры более энергоэффективны, но требуют большего обслуживания, чем другие компрессоры того же диапазона.

2. Винтовые компрессоры

Винтовые компрессоры, как следует из названия, используют два спиральных винта, которые вращаются для нагнетания воздуха в камеру. Когда винты вращаются, воздух попадает в ловушку, и, таким образом, внутри камеры создается давление. А по мере движения воздуха через роторы происходит уменьшение пространства между камерой и роторами, что и приводит к сжатию. Затем сжатый воздух вытесняется к выпускному отверстию.

Компрессоры этого типа проще всего обслуживать, поскольку они оснащены внутренней системой охлаждения, помогающей снизить избыточное тепло. Работа винтового компрессора отличается от работы поршневой машины тем, что первый вырабатывает электрическую энергию в непрерывном вращательном движении и с очень минимальной пульсацией.

Кроме того, винтовые компрессоры поставляются предварительно смазанными для обеспечения плавной работы, но некоторые из них не содержат масла. Однако смазывать подшипники все равно придется. Как правило, эти компрессоры большие и предназначены для непрерывного использования на крупных строительных площадках и в приложениях с диапазоном мощности от 5 до 350 лошадиных сил.

3. Ротационно-пластинчатые компрессоры

Роторно-пластинчатые компрессоры, с другой стороны, используют щелевой ротор с лопастями, расположенными вокруг ротора, которые направляют и сжимают воздух внутри камеры. Лопасти входят и выходят из ротора, образуя компрессионные карманы. По мере вращения ротора объем воздуха постепенно уменьшается, что повышает давление. Эта технология чрезвычайно эффективна и обеспечивает долгие годы службы.

Ротационно-пластинчатые компрессоры обеспечивают превосходную энергию при различных уровнях потребности в воздухе, от сельского хозяйства и фармацевтики до автомобилей. Кроме того, они обеспечивают непрерывную подачу энергии, потребляя при этом меньше энергии, чем их винтовые аналоги.

4. Компрессоры с вращающимся поршнем

В этих компрессорах используется вращающийся поршень для нагнетания/сжатия воздуха на неподвижную лопасть. Поршень выполняет роль перегородки между ротором и лопаткой и вызывает сжатие атмосферных газов за счет уменьшения объема камеры. В идеале воздушные компрессоры качения предназначены для работы на более высоких скоростях, чем обычные возвратно-поступательные поршни, и обеспечивают непрерывный поток сжатого воздуха. Эти компрессоры в основном используются для охлаждения, мощность которых не превышает 15 кВт.

5. Поршневые компрессоры с ионной жидкостью

Поршневые компрессоры с ионной жидкостью используют поршень с ионной жидкостью вместо обычного металлического поршня для повышения давления воздуха. Этот жидкостный поршень обычно снижает потребность в подшипниках и уплотнениях, что помогает повысить эффективность компрессора. Эти компрессоры особенно полезны при работе с легколетучими газами, например, на водородных заправочных станциях и других устройствах, использующих водород.

6. Центробежные компрессоры

Центробежные компрессоры представляют собой ротационные компрессоры, в которых используется очень высокоскоростной вращающийся диск для подачи газов в цилиндр, где они преобразуются в энергию давления. Кроме того, они имеют диффузор (расходящийся канал), который отвечает за преобразование энергии скорости в сжатый воздух.

Эти компрессоры в основном используются для непрерывного коммерческого применения, такого как промышленное охлаждение, нефтехимия и природный газ. Кроме того, они способны выдерживать высокое давление выше 1000 фунтов на квадратный дюйм, а их применение может составлять тысячи лошадиных сил. Эти компрессоры также имеют широкое применение в операциях по оснежению, а также в двигателях внутреннего сгорания и газовых турбинах среднего размера.

7. Спиральные компрессоры

Спиральные компрессоры оснащены двумя чередующимися спиральными лопатками для сжатия воздуха или жидкостей. Как правило, одна из лопастей закреплена, а другая вращается эксцентрично, что позволяет им улавливать и сжимать воздух между ними, прежде чем он окончательно выйдет через выпускное отверстие.

Кроме того, эти компрессоры, как правило, имеют высокий объемный КПД благодаря уменьшенному объемному зазору между неподвижной и вращающейся лопастями, а также отсутствию всасывающих клапанов, что приводит к потерям давления.

Инженеры и производители считают эти компрессоры полезными по нескольким причинам. Во-первых, в этих компрессорах мало движущихся частей, что означает меньшее техническое обслуживание и более высокую надежность. Кроме того, конструкция работает тихо, а поток газа непрерывен, что снижает вероятность возникновения пульсации газа, которая может вызвать шум.

8. Диагональные компрессоры

Диагональные компрессоры также называются компрессорами смешанного типа и имеют принцип работы, аналогичный центробежным компрессорам. Однако диагональные компрессоры имеют осевой и радиальный быстроходный диск на выходе из ротора. Кроме того, диффузор используется для создания диагонального потока в осевом направлении вместо радиального. По сравнению с обычным центробежным компрессором с аналогичной степенью повышения давления диагональные компрессоры могут иметь в 1,5 раза большую скорость, и они широко используются в авиации.

9. Осевые компрессоры

Осевые компрессоры используют ряд веерообразных аэродинамических профилей для постепенного сжатия воздуха. Профили выполнены рядами, обычно попарно, один неподвижный и один вращающийся. Вращающиеся фольги, также называемые лопастями или роторами, ускоряют воздух. Неподвижные крылья, с другой стороны, замедляют воздух и перенаправляют его на лопасти несущего винта для следующей стадии сжатия.

Большинство осевых компрессоров являются многоступенчатыми, и они предпочтительнее, когда требуется большой расход воздуха или компактная конструкция. Это делает их идеальными для средних и крупных газовых турбин, химических заводов и насосных станций. Однако они относительно дороги и требуют высококачественных материалов.

Заключение

При выборе воздушного компрессора выбор обычно сводится к уровням выходной мощности. Есть несколько факторов, которые необходимо учитывать при выборе правильного типа воздушного компрессора. К ним относятся энергоэффективность, ограничения портативности и потребность в дополнительных функциях, таких как защита от тепловой перегрузки и системы ременного привода. Различные типы компрессоров имеют свои уникальные возможности и недостатки, и, в конечном счете, вам нужно убедиться, что выбранный вами компрессор будет совместим с вашими инструментами.

Руководство по покупке воздушного компрессора

Правильный выбор воздушного компрессора

• Типы воздушных компрессоров
• Формы и размеры
• Понимание спецификаций
• Начало работы с воздухом

Существует множество воздушных компрессоров на выбор. Лучший способ сделать правильный выбор — подумать о том, для чего вы собираетесь его использовать. Поскольку воздушный компрессор — это долгосрочная инвестиция, мы рекомендуем вам подумать о том, какими могут быть ваши потребности сегодня и завтра. Это руководство по покупке содержит ценную информацию и советы по поиску лучшего воздушного компрессора для ваших проектов. Кроме того, воспользуйтесь нашим средством поиска продукции для воздушных компрессоров, которое поможет вам найти наилучший выбор.

Тип воздушного компрессора

Компрессоры для внутренних работ 

Подходит для небольших гвоздезабивателей, таких как гвоздезабиватели калибра 16–23.

1–6 галлонов — лучше всего подходит для 1–3 пользователей, легкое и среднее использование

4–10 галлонов — лучше всего подходит для 3–5 пользователей, среднее и интенсивное использование

Компрессоры для наружных работ монтажные, кровельные и напольные гвоздезабиватели.

4–6 галлонов — лучше всего подходит для 1–2 пользователей, среднее и интенсивное использование

8–20 галлонов — лучше всего подходит для 3–6 пользователей, среднее и интенсивное использование

Купить все воздушные компрессоры

Формы и размеры

Воздушные компрессоры

бывают разных форм и размеров, но они намного проще, чем кажутся. Когда дело доходит до форм-фактора, во многих случаях все сводится к поиску компрессора, который подходит для вашего пространства и соответствует вашим предпочтениям.

Компрессоры бывают всех форм и размеров

Купить все воздушные компрессоры

Общие сведения о характеристиках компрессора

Способ описания технических характеристик воздушного компрессора может показаться сложным, но есть шесть важных характеристик, на которые стоит обратить внимание.

Что означают характеристики компрессора

Масляно-смазочные и безмасляные

Все воздушные компрессоры либо используют масло в качестве смазки, либо безмасляные, и используют передовые полимерные кольца. Традиционный воздушный компрессор с масляной смазкой требует регулярной замены и пополнения масла, а при использовании для покраски или работ по дереву может потребоваться маслоуловитель, чтобы не повредить ваши материалы. Новые, без масла компрессоры требуют меньше обслуживания и, как правило, работают чище, но отсутствие масляной смазки означает у них может быть немного меньший срок службы. Многие люди предпочитают безмасляные за простоту и удобство использования.

PSI (фунтов на квадратный дюйм)

Мера того, насколько плотно упакован воздух внутри ресивера компрессора. Некоторые инструменты требуют минимального давления работать. Убедитесь, что вы выбрали компрессор с достаточно высоким рейтингом PSI, чтобы поддерживать инструменты, которые вы собираетесь использовать.

• 60 PSI и ниже – очистка, надувание, окраска распылением
• 60-100 фунтов на квадратный дюйм — нормальный рабочий диапазон пневмоинструмента
• 100-130 PSI – для использования с более длинными шлангами или когда требуется большая мощность
• Более 130 PSI – для использования со специальными инструментами, предназначенными для работы с высоким давлением

SCFM (стандартные кубические футы в минуту)

Он измеряет скорость, с которой воздух поступает в ресивер компрессора и выходит из него. Каждый пневмоинструмент потребляет воздух в определенная ставка. Чем больше SCFM обеспечивает ваш компрессор, тем больше инструментов вы можете запускать одновременно, или более высокий рабочий цикл вы можете запустить их.

Примеры требований к стандартным пневматическим инструментам:

• 0,7 стандартных кубических футов в минуту – Brad Nailer
• 2,4 SCFM – финишный гвоздезабивной
• 3,0 – 5,0 стандартных кубических футов в минуту – Монтажный гвоздезабивной инструмент
• 5,0 – 7,0 стандартных кубических футов в минуту – Краскораспылитель
• 9,0 – 15,0 стандартных кубических футов в минуту – Распылитель краски HVLP
• До 20 стандартных кубических футов в минуту – Пневматическая трещотка 3/8 дюйма
• До 35 стандартных кубических футов в минуту – Ударный гайковерт 1/2 дюйма

Имейте в виду, что ваш пневматический инструмент будет использовать куб. футы в минуту от насоса ПЛЮС воздух, хранящийся в резервуаре, для достижения максимальной производительности инструмента и времени работы. Однако, если компрессор не подобран должным образом, может возникнуть необходимость в прерывистом запуске пневматического инструмента, что снизит требуемый SCFM, или инструмент может не достичь надлежащего уровня мощности.

л.с. (л.с.)

Мощность двигателя, приводящего в действие компрессор, измеряется в лошадиных силах. Меньшие компрессоры с более низкими станд. двигатели меньшего размера, а для больших компрессоров нужны двигатели большего размера. Хотя мощность важна, рейтинг SCFM вместе с размер бака и максимальный PSI больше говорят о мощности воздушного компрессора.

дБА (взвешенные децибелы)

Шум, создаваемый компрессором, измеряется в децибелах. В то время как большие компрессоры неизбежно шумны, многие современные компрессоры стали очень тихими. Если вы собираетесь работать рядом с воздушным компрессором или в течение длительного времени времени рассмотрите малошумные компрессоры.

• Менее 60 дБА – громкость обычного разговора, очень тихий компрессор
• 60-80 дБА – громкость ресторана, средне-тихий компрессор
• Более 80 дБА – объем пылесоса или выше, более шумный компрессор

Падение давления

Снижение давления воздуха от компрессора к инструменту. Ограничения потока, вызванные регулятором, муфтами, или воздушный шланг меньшего размера, требуют регулирования более высокого рабочего давления на компрессоре, чтобы получить желаемое целевое давление на инструмент.

Купить все воздушные компрессоры

Начало работы с воздухом

Когда вы покупаете воздушный компрессор, вы открываете много новых дверей. Существует бесчисленное множество способов использования воздушных компрессоров для привода пневматических инструментов. мощность и долговечность не имеют себе равных среди проводных или беспроводных электрических инструментов. При правильном обслуживании пневматические инструменты могут служить всю жизнь. В таким образом, воздушные компрессоры являются отличной инвестицией.

Когда вы покупаете воздушный компрессор, вам понадобится несколько основных инструментов для начала работы.

Купить все воздушные компрессоры

Общие сведения о компрессорах. Типы, области применения и критерии выбора

Компрессоры представляют собой механические устройства, используемые для повышения давления различных сжимаемых жидкостей или газов, наиболее распространенным из которых является воздух. Компрессоры используются во всей промышленности для подачи воздуха в цех или к приборам; для питания пневматических инструментов, краскораспылителей и абразивно-струйного оборудования; для фазового сдвига хладагентов для кондиционирования воздуха и охлаждения; для продвижения газа по трубопроводам; и т. д. Как и насосы, компрессоры делятся на центробежные (или динамические, или кинетические) и объемные; но там, где насосы представлены преимущественно центробежными разновидностями, компрессоры чаще объемного типа. Они могут варьироваться по размеру от устройства, помещающегося в перчаточный ящик, которое накачивает шины, до гигантских поршневых или турбокомпрессорных машин, используемых в трубопроводах. Компрессоры прямого вытеснения могут быть дополнительно разделены на поршневые типы, в которых преобладает поршневой тип, и роторные типы, такие как винтовые и роторно-лопастные.

Большой поршневой компрессор в газовой службе

Изображение предоставлено: Oil and Gas Photographer/Shutterstock. com

В этом руководстве мы будем использовать термины «компрессоры» и «воздушные компрессоры» в основном для обозначения воздушных компрессоров, а в некоторых особых случаях будем говорить о более конкретных газах, для которых используются компрессоры.

Типы воздушных компрессоров

Компрессоры можно охарактеризовать несколькими различными способами, но обычно они делятся на типы в зависимости от функционального метода, используемого для производства сжатого воздуха или газа. В разделах ниже мы описываем и представляем распространенные типы компрессоров. Охватываемые типы включают:

• Поршень
• Мембрана
• Спиральный винт
• Пластина
• Свиток
• Поворотный кулачок
• Центробежный
• Осевой

Из-за особенностей конструкций компрессоров существует рынок для восстановления воздушных компрессоров, и восстановленные воздушные компрессоры могут быть доступны в качестве опции вместо вновь приобретенного компрессора.

Поршневые компрессоры

Поршневые компрессоры или поршневые компрессоры основаны на возвратно-поступательном действии одного или нескольких поршней для сжатия газа внутри цилиндра (или цилиндров) и его выпуска через клапаны в приемные резервуары высокого давления. Во многих случаях бак и компрессор монтируются на общей раме или салазках в виде так называемого комплектного блока. В то время как основное применение поршневых компрессоров заключается в обеспечении сжатым воздухом в качестве источника энергии, поршневые компрессоры также используются операторами трубопроводов для транспортировки природного газа. Поршневые компрессоры обычно выбирают по требуемому давлению (psi) и расходу (scfm). Типичная система заводского воздуха обеспечивает сжатый воздух в 9диапазон 0-110 фунтов на квадратный дюйм с объемом от 30 до 2500 кубических футов в минуту; эти диапазоны обычно достижимы с помощью коммерческих, готовых устройств. Системы заводского воздуха могут иметь размер вокруг одного блока или могут быть основаны на нескольких меньших блоках, разнесенных по всему заводу.

Пример поршневого воздушного компрессора.

Изображение предоставлено: Energy Machinery, Inc.

Для достижения более высокого давления воздуха, чем может обеспечить одноступенчатый компрессор, доступны двухступенчатые агрегаты. Сжатый воздух, поступающий на вторую ступень, обычно предварительно проходит через промежуточный охладитель, чтобы устранить часть тепла, выделяемого во время цикла первой ступени.

Говоря о тепле, многие поршневые компрессоры предназначены для работы в рамках рабочего цикла, а не непрерывно. Такие циклы позволяют теплу, выделяемому во время работы, во многих случаях рассеиваться через ребра с воздушным охлаждением.

Поршневые компрессоры

доступны как в масляной, так и в безмасляной конструкции. Для некоторых применений, требующих безмасляного воздуха высочайшего качества, лучше подходят другие конструкции.

Мембранные компрессоры

В диафрагменном компрессоре несколько специальной поршневой конструкции используется концентрический двигатель, который приводит в движение гибкий диск, который попеременно расширяет и сужает объем камеры сжатия. Подобно диафрагменному насосу, привод изолирован от технологической жидкости гибким диском, поэтому смазка не может вступить в контакт с каким-либо газом. Мембранные воздушные компрессоры представляют собой машины с относительно небольшой производительностью, которые используются там, где требуется очень чистый воздух, например, во многих лабораториях и медицинских учреждениях.

Винтовые компрессоры

Винтовые компрессоры — это роторные компрессорные машины, известные своей способностью работать в 100% рабочем цикле, что делает их хорошим выбором для использования на прицепах, таких как строительство или строительство дорог. Используя зубчатые зацепления роторов с наружной и внутренней резьбой, эти устройства втягивают газ на приводном конце, сжимают его по мере того, как роторы образуют ячейку, а газ перемещается по их длине в осевом направлении, и выпускают сжатый газ через выпускное отверстие на неприводном конце. корпуса компрессора. Действие винтового компрессора делает его тише, чем поршневой компрессор, благодаря уменьшенной вибрации. Еще одним преимуществом винтовых компрессоров перед поршневыми является отсутствие пульсаций нагнетаемого воздуха. Эти агрегаты могут быть масляными или водяными, или они могут быть спроектированы так, чтобы производить безмасляный воздух. Эти конструкции могут удовлетворить требования критического безмасляного обслуживания.

Ротационно-винтовой компрессор показан в разрезе, обнажая один из двойных винтов, вращающихся в противоположных направлениях.

Изображение предоставлено: Сергей Рыжов/Shutterstock.com

Пластинчатые компрессоры

Пластинчатый компрессор опирается на ряд лопастей, установленных в роторе, которые движутся вдоль внутренней стенки эксцентриковой полости. Лопасти, вращаясь от стороны всасывания к стороне нагнетания эксцентриковой полости, уменьшают объем пространства, которое они проносят, сжимая газ, захваченный внутри пространства. Лопасти скользят по масляной пленке, которая образуется на стенке эксцентриковой полости, обеспечивая уплотнение. Пластинчатые компрессоры не могут обеспечивать безмасляный воздух, но они способны подавать сжатый воздух без пульсаций. Они также терпимы к загрязнениям окружающей среды благодаря использованию втулок, а не подшипников, и их относительно низкой скорости работы по сравнению с винтовыми компрессорами. Они относительно тихие, надежные и способны работать при 100% рабочих циклах. Некоторые источники утверждают, что роторно-пластинчатые компрессоры в значительной степени уступили место винтовым компрессорам в воздушных компрессорах. Они используются во многих безвоздушных приложениях в нефтегазовой и других перерабатывающих отраслях.

Спиральные компрессоры

Спиральные воздушные компрессоры используют стационарные и орбитальные спирали, которые уменьшают объем пространства между ними, поскольку орбитальные спирали повторяют путь неподвижных спиралей. Впуск газа происходит на внешней кромке улитки, а выпуск сжатого газа происходит ближе к центру. Поскольку спирали не соприкасаются, смазочное масло не требуется, что делает компрессор полностью безмасляным. Однако, поскольку для отвода тепла сжатия, как в других конструкциях, не используется масло, производительность спиральных компрессоров несколько ограничена. Они часто используются в недорогих воздушных компрессорах и компрессорах домашнего кондиционера.

Ротационно-лопастные компрессоры

Ротационно-лопастные компрессоры представляют собой устройства с большим объемом и низким давлением, которые правильнее классифицировать как воздуходувки. Чтобы узнать больше о воздуходувках, загрузите бесплатное руководство по покупке воздуходувок Thomas.

Центробежные компрессоры

Центробежные компрессоры используют высокоскоростные рабочие колеса, похожие на насосы, которые сообщают газам скорость для повышения давления. Их можно увидеть в основном в приложениях с большими объемами, таких как коммерческие холодильные установки мощностью более 100 л.с. и на крупных перерабатывающих предприятиях, где они могут достигать мощности до 20 000 л.с. и обеспечивать объемы в диапазоне 200 000 кубических футов в минуту. Почти идентичные по конструкции центробежным насосам, центробежные компрессоры увеличивают скорость газа, выбрасывая его наружу под действием вращающейся крыльчатки. Газ расширяется в улитке корпуса, где его скорость замедляется, а давление возрастает.

Центробежные компрессоры имеют более низкую степень сжатия, чем поршневые компрессоры, но они работают с большими объемами газа. Многие центробежные компрессоры используют несколько ступеней для улучшения степени сжатия. В этих многоступенчатых компрессорах газ обычно проходит через промежуточные охладители между ступенями.

Типичный одноступенчатый центробежный компрессор подает большое количество сжатого воздуха.

Изображение предоставлено: wattana/Shutterstock.com

Осевые компрессоры

Осевой компрессор обеспечивает самые высокие объемы подаваемого воздуха: от 8000 до 13 миллионов кубических футов в минуту в промышленных машинах. Реактивные двигатели используют компрессоры такого типа для производства объемов в еще более широком диапазоне. В большей степени, чем центробежные компрессоры, осевые компрессоры имеют тенденцию к многоступенчатой ​​​​конструкции из-за их относительно низких степеней сжатия. Как и в случае центробежных агрегатов, осевые компрессоры повышают давление, сначала увеличивая скорость газа. Затем осевые компрессоры замедляют газ, пропуская его через изогнутые неподвижные лопасти, что увеличивает его давление.

Осевой компрессор с неподвижными и подвижными лопатками, вид изнутри.

Изображение предоставлено: Vasyl S/Shutterstock.com

Варианты питания и топлива

Воздушные компрессоры могут иметь электрическое питание, наиболее распространенными вариантами являются воздушные компрессоры на 12 В постоянного тока или воздушные компрессоры на 24 В постоянного тока. Также доступны компрессоры, работающие от стандартных уровней напряжения переменного тока, таких как 120 В, 220 В или 440 В.

Варианты альтернативного топлива включают воздушные компрессоры, которые работают от двигателя, работающего от горючего источника топлива, такого как бензин или дизельное топливо. Как правило, компрессоры с электрическим приводом желательны в тех случаях, когда важно устранить выхлопные газы или обеспечить работу в условиях, когда использование или присутствие горючих видов топлива нежелательно. Соображения, связанные с шумом, также играют роль при выборе варианта топлива, поскольку воздушные компрессоры с электрическим приводом обычно демонстрируют более низкий уровень акустического шума по сравнению с их аналогами с приводом от двигателя.

Кроме того, некоторые воздушные компрессоры могут приводиться в действие гидравлически, что также позволяет избежать использования горючих источников топлива и связанных с этим проблем с выхлопными газами.

Выбор компрессорной машины в промышленных условиях

При выборе воздушных компрессоров для общего использования в цехах выбор, как правило, сводится к выбору поршневого компрессора или винтового компрессора. Поршневые компрессоры, как правило, дешевле винтовых компрессоров, требуют менее сложного обслуживания и хорошо работают в грязных условиях эксплуатации. Однако они намного шумнее винтовых компрессоров и более восприимчивы к попаданию масла в систему подачи сжатого воздуха, явление, известное как «перенос». Поскольку поршневые компрессоры при работе выделяют много тепла, их размеры должны соответствовать рабочему циклу — эмпирическое правило предписывает 25% отдыха и 75% работы. Радиально-винтовые компрессоры могут работать 100% времени и почти предпочитают это. Однако потенциальная проблема с винтовыми компрессорами заключается в том, что увеличение одного из них с целью увеличения его мощности может привести к проблемам, поскольку они не особенно подходят для частых запусков и остановок. Жесткий допуск между роторами означает, что компрессор должен оставаться при рабочей температуре для достижения эффективного сжатия. При выборе размера требуется немного больше внимания к использованию воздуха; поршневой компрессор может быть увеличен без подобных проблем.

Автомастерская, которая постоянно использует воздух для покраски, могла бы найти радиально-винтовой компрессор с более низкой скоростью переноса и стремлением к непрерывной работе; обычный авторемонтный бизнес с более редким использованием воздуха и низкой заботой о чистоте подаваемого воздуха может быть лучше обслуживаться поршневым компрессором.

Независимо от типа компрессора сжатый воздух обычно охлаждается, осушается и фильтруется перед подачей по трубам. Разработчикам систем заводского воздуха необходимо будет выбрать эти компоненты в зависимости от размера системы, которую они проектируют. Кроме того, им нужно будет предусмотреть установку фильтров-регуляторов-лубрикаторов на точках подачи.

Крупные компрессоры для стройплощадок, устанавливаемые на прицепах, как правило, представляют собой винтовые разновидности с приводом от двигателя. Они предназначены для непрерывной работы независимо от того, используется воздух или сбрасывается.

Хотя спиральные компрессоры доминируют в недорогих холодильных системах и воздушных компрессорах, они начинают проникать на другие рынки. Они особенно подходят для производственных процессов, требующих очень чистого воздуха (класс 0), таких как фармацевтика, продукты питания, электроника и т. д., а также для чистых помещений, лабораторий и медицинских/стоматологических учреждений. Производители предлагают агрегаты мощностью до 40 л.с., которые развивают почти 100 кубических футов в минуту при давлении до 145 фунтов на квадратный дюйм. Агрегаты большей производительности обычно включают несколько спиральных компрессоров, поскольку технология не масштабируется после 3-5 л.с.

Если применение включает сжатие опасных газов, спецификаторы часто рассматривают диафрагменные или шиберно-пластинчатые компрессоры или, для сжатия очень больших объемов, кинетические типы.

Дополнительные факторы выбора

Некоторые дополнительные факторы выбора, на которые следует обратить внимание, следующие:

• Масло по сравнению с без масла
• Размер компрессора
• Качество воздуха
• Органы управления

Масло против масла без масла

Масло играет важную роль в работе любого компрессора, поскольку оно служит для отвода тепла, выделяемого в процессе сжатия. Во многих конструкциях масло также обеспечивает уплотнение. В поршневых компрессорах масло смазывает подшипники кривошипа и поршневого пальца, а также боковые стенки цилиндра. Как и в поршневых двигателях, кольца на поршне обеспечивают герметизацию камеры сжатия и контролируют поступление в нее масла. В винтовых компрессорах масло впрыскивается в корпус компрессора как для герметизации двух неконтактирующих роторов, так и для отвода части тепла процесса сжатия. Ротационно-пластинчатые компрессоры используют масло для герметизации мельчайшего пространства между кончиками лопастей и отверстием корпуса. Спиральные компрессоры обычно не используют масло, поэтому они известны как безмасляные, но, конечно, их производительность несколько ограничена. Центробежные компрессоры не вводят масло в поток сжатия, но они находятся в другой лиге, чем их собратья с объемным рабочим объемом.

Для создания безмасляных компрессоров производители используют ряд приемов. Производители поршневых компрессоров могут использовать цельные поршневые кривошипные узлы, которые вращают коленчатый вал на эксцентриковых подшипниках. Когда эти поршни совершают возвратно-поступательное движение в цилиндрах, они качаются внутри них. В этой конструкции исключается подшипник поршневого пальца на поршне. Производители поршневых компрессоров также используют различные самосмазывающиеся материалы для уплотнительных колец и гильз цилиндров. Производители винтовых компрессоров сужают зазоры между винтами, устраняя необходимость в масляном герметике.

Однако в любой из этих схем есть компромиссы. Повышенный износ, проблемы с управлением теплом, снижение производительности и более частое техническое обслуживание — вот лишь некоторые из недостатков, связанных с безмасляными воздушными компрессорами. Очевидно, что определенные отрасли промышленности мирятся с этими компромиссами, потому что безмасляный воздух является обязательным условием. Но там, где допустимо отфильтровывать масло или просто жить с ним, имеет смысл использовать обычный масляный компрессор.

Примеры безмасляных воздушных компрессоров.

Изображение предоставлено: Energy Machinery, Inc.

Определение размера компрессора

Если вы работаете с отбойными молотками весь день, выбрать компрессор несложно: сложите количество операторов, которые будут использовать компрессор, определите мощность их инструментов. , и купите непрерывно работающий винтовой компрессор, который может удовлетворить спрос и который будет работать в течение 8 часов на одном топливном баке. Конечно, на самом деле это не так просто — могут быть ограничения окружающей среды, которые нужно учитывать, — но вы поняли идею.

Если вы пытаетесь обеспечить сжатым воздухом небольшой магазин, все становится немного сложнее. Пневматические инструменты можно разделить по назначению: периодическое — скажем, гаечный ключ с храповым механизмом — или постоянное — например, краскораспылитель. Диаграммы доступны, чтобы помочь в оценке потребления различных инструментов магазина. После того, как они будут определены, а использование основано на среднем и непрерывном использовании, можно будет сделать приблизительное определение общей производительности воздушного компрессора.

Типовой винтовой компрессор на рабочей площадке.

Изображение предоставлено: Baloncici/Shutterstock.com

Определение мощностей компрессоров для производственных помещений происходит примерно таким же образом. Например, упаковочная линия, скорее всего, будет использовать сжатый воздух для приведения в действие цилиндров, продувочных устройств и т. д. Обычно производитель оборудования указывает нормы потребления для отдельных машин, но если нет, то потребление воздуха в цилиндрах легко оценить, зная диаметр отверстия, ход и частота циклов каждого устройства с пневматическим приводом.

Очень крупные производственные предприятия и перерабатывающие предприятия, вероятно, будут иметь столь же большие потребности в сжатом воздухе, которые могут обслуживаться резервными системами. Для таких операций наличие воздуха в любое время оправдывает стоимость нескольких систем сжатого воздуха, чтобы избежать дорогостоящих остановок или отключений линии. Даже небольшие операции могут выиграть от некоторого уровня резервирования. Это вопрос, который необходимо задать при определении размера небольшой производственной воздушной системы: лучше всего работает один компрессор (меньше обслуживания, меньше сложности) или несколько небольших компрессоров (избыточность, пространство для роста) обеспечат лучшую подгонку. ?

Качество воздуха

Компрессор забирает воздух из атмосферы и, сжимая его, добавляет в смесь тепло, а иногда и масло, и, если всасываемый воздух не очень сухой, создает много влаги. Для некоторых операций эти дополнительные компоненты не влияют на конечное использование, и инструменты работают хорошо без проблем с производительностью. По мере того, как пневматические процессы становятся более сложными или более важными, обычно уделяется дополнительное внимание улучшению качества выходящего воздуха.

Сжатый воздух обычно довольно горячий, и первым шагом к уменьшению этого тепла является сбор воздуха в резервуаре. Этот шаг не только позволяет воздуху охлаждаться, но также позволяет конденсировать некоторую часть влаги в нем. Приемные резервуары воздушных компрессоров обычно имеют либо ручные, либо автоматические клапаны для слива скопившейся воды. Дополнительное тепло может быть удалено путем пропускания воздуха через доохладитель. Осушители на основе хладагента и адсорбента могут быть добавлены в трубопровод подачи воздуха для увеличения удаления влаги. Наконец, фильтрация может быть установлена ​​для удаления любой вовлеченной смазки из приточного воздуха, а также любых твердых частиц, которые могли попасть в результате какой-либо фильтрации на входе.

Сжатый воздух обычно распределяется на несколько капель. Стандартная передовая практика заключается в установке каждой капли FRL (фильтр, регулятор, лубрикатор), которые регулируют воздух в соответствии с потребностями конкретного инструмента и позволяют смазке поступать к любым инструментам, которые в ней нуждаются.

Органы управления

Когда дело доходит до управления поршневым компрессором, выбор невелик. Наиболее распространено управление пуском/остановом: компрессор питает бак с верхним и нижним порогами. При достижении нижней уставки компрессор включается и работает до тех пор, пока не будет достигнута верхняя уставка. Вариант этого метода, называемый контролем постоянной скорости, позволяет компрессору работать в течение некоторого времени после достижения верхней уставки, выпуская воздух в атмосферу, в случае, если хранящийся воздух используется с большей скоростью, чем обычно. Этот процесс сводит к минимуму количество пусков двигателя в периоды высокой нагрузки. Выбираемая система двойного управления, обычно доступная только для систем мощностью более 10 л.с., позволяет пользователю переключаться между этими двумя режимами управления.

Для винтовых компрессоров доступны дополнительные опции. В дополнение к управлению пуском/остановкой и постоянной скоростью винтовые компрессоры могут использовать управление нагрузкой/разгрузкой, модуляцию впускного клапана, золотниковый клапан, автоматическое двойное управление, привод с регулируемой скоростью и, для многоблочных установок, последовательность компрессоров. Управление нагрузкой/разгрузкой использует клапан на стороне нагнетания и клапан на стороне всасывания, которые соответственно открываются и закрываются, чтобы уменьшить поток через систему. (Это очень распространенная система безмасляных винтовых компрессоров.) Модуляция впускного клапана использует пропорциональное управление для регулирования массового расхода воздуха в компрессоре. Управление золотниковым клапаном эффективно сокращает длину винтов, задерживая начало сжатия и позволяя части всасываемого воздуха обходить сжатие, чтобы лучше соответствовать потребностям. Автоматическое двойное управление переключается между пуском/остановом и управлением с постоянной скоростью в зависимости от требуемых характеристик. Привод с регулируемой скоростью замедляет или увеличивает скорость вращения ротора за счет электронного изменения частоты волны переменного тока, которая вращает двигатель. Последовательность компрессоров позволяет распределять нагрузку между несколькими компрессорами, назначая, например, один блок для непрерывной работы для обработки базовой нагрузки и изменяя запуск двух дополнительных блоков для минимизации штрафа за перезапуск.

При выборе любой из этих схем управления идея состоит в том, чтобы найти наилучший баланс между удовлетворением спроса и затратами на холостой ход по сравнению с затратами на ускоренный износ оборудования.

Технические характеристики

При выборе компрессорного оборудования разработчики спецификаций должны учитывать три основных параметра в дополнение ко многим пунктам, изложенным выше. Эти характеристики воздушного компрессора включают:

• объемную производительность
• допустимое давление
• мощность машины

Хотя компрессоры обычно оцениваются в лошадиных силах или в киловаттах, эти показатели не обязательно дают какое-либо представление о том, сколько будет стоить эксплуатация оборудования, поскольку это зависит от эффективности машины, ее рабочего цикла и так далее.

Объемная производительность

Объемная производительность определяет, сколько воздуха машина может подать в единицу времени. Кубические футы в минуту — наиболее распространенная единица измерения, хотя у разных производителей она может различаться. Попытка стандартизировать этот показатель, так называемый scfm, по-видимому, зависит от того, чьим стандартам вы следуете. Институт сжатого воздуха и газа принял определение стандарта ISO для сухого воздуха (0% относительной влажности) при 14,5 фунта на кв. дюйм и 68°F. Фактический куб. фут в минуту, или acfm, является еще одним показателем объемной емкости. Он относится к количеству сжатого воздуха, подаваемого на выходе из компрессора, которое всегда будет меньше рабочего объема машины из-за потерь от прорыва картерных газов через компрессор.

Допустимое давление

Допустимое давление в фунтах на квадратный дюйм в значительной степени зависит от потребностей оборудования, на котором будет работать сжатый воздух. В то время как многие пневматические инструменты предназначены для работы при нормальном давлении воздуха в цехе, специальные приложения, такие как запуск двигателя, требуют более высокого давления. Таким образом, выбирая поршневой компрессор, например, покупатель найдет одноступенчатый агрегат, обеспечивающий давление до 135 фунтов на квадратный дюйм, достаточное для питания повседневных инструментов, но захочет рассмотреть двухступенчатый агрегат для специальных применений с более высоким давлением.

Мощность машины

Мощность, необходимая для привода компрессора, будет определяться этими параметрами объема и давления. При определении мощности компрессора составитель спецификации также захочет подумать о потерях в системе: потери в трубопроводе, перепады давления в осушителях и фильтрах и т. д. Покупатели компрессоров также должны принимать решения о приводе, например, ременный или прямой привод, двигатель на газе или дизельном топливе. -drive и т. д.

Производители компрессоров часто публикуют кривые производительности компрессора, чтобы разработчики могли оценить производительность компрессора в различных условиях эксплуатации. Это особенно актуально для центробежных компрессоров, которые, как и центробежные насосы, могут быть рассчитаны на подачу различных объемов и давлений в зависимости от скорости вращения вала и размера рабочего колеса.

Департамент энергетики принимает энергетические стандарты для компрессоров, в соответствии с которыми некоторые производители компрессоров публикуют спецификации. По мере того, как все больше производителей публикуют эти данные, покупателям компрессоров должно быть легче ориентироваться в энергопотреблении сопоставимых компрессоров.

Области применения и отрасли

Компрессоры находят применение в различных отраслях промышленности, а также в условиях, знакомых повседневным потребителям. Например, портативный электрический воздушный компрессор на 12 В постоянного тока, который часто носят в бардачке или багажнике автомобиля, является распространенным примером простой версии воздушного компрессора, который находит применение среди потребителей для накачивания шин до нужного давления.

Некоторые из распространенных применений и отраслей, в которых используются компрессоры, включают следующее:

• Компрессоры, устанавливаемые на грузовиках и транспортных средствах
• Применение в медицине и стоматологии
• Лабораторное и специальное сжатие газа
• Производство пищевых продуктов и напитков
• Применение в нефтегазовой отрасли

Компрессоры, устанавливаемые на грузовиках и транспортных средствах

Использование воздушных компрессоров в транспортных средствах и обычное применение транспортных средств включают электрические воздушные компрессоры, устанавливаемые на грузовых автомобилях, дизельные воздушные компрессоры, устанавливаемые на грузовых автомобилях, или другие воздушные компрессоры, устанавливаемые на транспортных средствах. Например, пневматические тормозные системы на грузовиках предполагают использование сжатого воздуха для работы, поэтому для перезарядки тормозной системы требуется бортовой воздушный компрессор. Служебным автомобилям могут потребоваться бортовые воздушные компрессоры для выполнения необходимых функций или для того, чтобы компрессор был мобильным и мог быть развернут по мере необходимости на различных рабочих площадках или в разных местах. Например, пожарные машины могут иметь на борту компрессоры воздуха для дыхания, чтобы обеспечить возможность наполнения резервуаров воздухом для пополнения резервуаров воздуха для дыхания для пожарных и служб экстренного реагирования.

Применение в медицине и стоматологии

Компрессоры также находят применение в медицине и стоматологии.

Стоматологические воздушные компрессоры обеспечивают источник чистого сжатого воздуха для помощи в выполнении стоматологических процедур, а также для питания пневматических стоматологических инструментов, таких как сверла или зубные щетки. Выбор правильного стоматологического воздушного компрессора требует нескольких соображений, включая требуемую мощность и давление.

Использование медицинского воздушного компрессора включает в себя производство запаса воздуха для дыхания, который не зависит от других газов, хранящихся в газовых баллонах, и может использоваться в качестве опции, например, для пациентов, которые могут быть чувствительны к токсичности кислорода. Компрессоры медицинского воздуха для дыхания могут быть переносными или стационарными системами в больнице или медицинском учреждении. Другое использование медицинского воздушного компрессора может включать подачу воздуха к специализированному оборудованию пациента, такому как компрессионные манжеты, где сжатый воздух необходим для оказания давления на конечности пациента, чтобы предотвратить скопление жидкости в конечностях в результате ослабленной сердечной функции.

Лабораторное и специальное сжатие газа

Лабораторные воздушные компрессоры и воздушные компрессоры для других специализированных промышленных применений используются для обработки и производства запасов специальных газов, таких как водород, кислород, аргон, гелий, азот или газовые смеси (например, компрессоры аммиака) или двуокись углерода, где он может использоваться в пищевой промышленности и производстве напитков. Компрессоры с гелием будут подавать газ в резервуары для хранения для использования в лабораторных целях, таких как точное обнаружение утечек, в то время как другие газовые компрессоры, такие как кислородные компрессоры, могут использоваться для хранения резервуаров с кислородом для использования в больницах и медицинских учреждениях.

Применение в пищевой промышленности и производстве напитков

Пищевые воздушные компрессоры играют важную роль в пищевой промышленности и производстве напитков. Находя применение на протяжении всего производственного цикла, эти компрессоры могут использоваться для облегчения технологических операций, таких как сортировка, подготовка, распределение, упаковка и консервация. Кроме того, сжатый воздух можно использовать для поддержания санитарных условий, необходимых при производстве расходных материалов.

Применение в нефтегазовой отрасли

Использование компрессоров также широко распространено в нефтегазовой промышленности, где компрессоры природного газа используются для производства сжатого природного газа для хранения и транспортировки. Некоторые из этих операций по сжатию газа требуют использования компрессоров высокого давления, где давление нагнетания может составлять от 1000 до 3000 фунтов на квадратный дюйм и выше, с возможным диапазоном от 10 000 до 60 000 фунтов на квадратный дюйм, в зависимости от применения.

Краткий обзор компрессоров

В этом руководстве представлены основные сведения о разновидностях компрессоров, вариантах мощности, соображениях по выбору, областях применения и промышленном использовании. Для получения дополнительной информации о сопутствующих продуктах ознакомьтесь с другими нашими статьями и руководствами или посетите платформу поиска поставщиков Thomas, чтобы найти потенциальные источники или просмотреть сведения о конкретных продуктах.

Источники

1. http://www.cagi.org
2. https://www.federalregister.gov/documents/2016/05/19/2016-11337/energy-conservation-program-energy-conservation-standards-for-compressors
3. https://www.dft-valves. com/blog/common-problems-with-pumps-and-compressors/
4. https://airmaticcompressor.com/compressed-air-gas-treatment/
5. https://www.energymachinery.com/blog/oil-vs-oil-free-air-compressor/
6. https://airmaticcompressor.com/air-compressors/

Другие сопутствующие статьи

• Общие сведения об оборудовании для контроля загрязнения воздуха
• Типы фильтров — Руководство для покупателей ThomasNet
• Различные типы воздушных фильтров
• Ведущие поставщики воздушных компрессоров
• Типы фильтров для воды
• О гидравлических фильтрах
• О фильтрах с активированным углем
• О картриджных фильтрах
• Лучшие производители и поставщики фильтров HEPA
• Что такое фильтрующий материал и как он работает?

Больше из Машины, инструменты и расходные материалы

Машины, инструменты и расходные материалы

Машины, инструменты и расходные материалы

Машины, инструменты и расходные материалы

Машины, инструменты и расходные материалы

Машины, инструменты и расходные материалы

Машины, инструменты и расходные материалы

Воздушные компрессоры | Питание и движение

Скачать эту статью в формате . PDF Этот тип файла включает в себя графику и схемы высокого разрешения, если это применимо.

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

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

Поршневые компрессоры

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

При выборе поршневых компрессоров необходимо принять три основных решения:

• одно- или двухстороннего действия,
• одноступенчатая или многоступенчатая конфигурация и
• воздушное или водяное охлаждение.

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

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

В компрессорах с воздушным охлаждением окружающий воздух циркулирует вокруг цилиндров компрессора и ребристых головок для обеспечения охлаждения. Тепло передается через металл воздуху. Агрегаты с воздушным охлаждением обычно рассчитаны на рабочие циклы от 50% до 75%, в зависимости от конкретных агрегатов и их применения. В 9Компрессоры 0801 с водяным охлаждением , встроенные водяные рубашки окружают цилиндры и головки. Тепло передается через металл к воде — более эффективно, чем через металл к воздуху. Таким образом, поршневые агрегаты с водяным охлаждением снижают внутреннюю температуру более эффективно, чем сопоставимые агрегаты с воздушным охлаждением.

Большинство производителей воздушных компрессоров продвигают двухступенчатый компрессор как оптимальную машину для производства воздуха класса 100 фунтов на квадратный дюйм (базовый уровень давления на большинстве промышленных установок), обеспечивающего наилучшую эффективность на доллар затрат при достаточной надежности внутренних рабочих частей. Поршневой компрессор относится к категории 9.0801 для непрерывного режима работы , общепринято, что он должен быть двойного действия и с водяным охлаждением. Поршневые компрессоры двойного действия с водяным охлаждением предлагаются в различных исполнениях, сочетающих эффективное сжатие воздуха с долговечностью и надежностью. Однако они также тяжелые и громоздкие, что делает их относительно дорогими в установке. Как правило, они имеют более значительные неуравновешенные силы, что в сочетании с их размером требует специального основания и поддержки.

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

Винтовые компрессоры с масляным охлаждением

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

Ротационно-винтовой компрессор — еще одна машина объемного типа. По аналогии с поршневым компрессором, рис. 1, охватываемый ротор подобен поршню, толкающему воздух вдоль охватывающего ротора, который подобен цилиндру. Уплотнительные планки подобны поршневым кольцам, а воздух прижимается к неподвижной торцевой пластине, похожей на дно цилиндра. Этот дизайн существует уже около 50 лет. Однако до середины 19 в.70-х годов он считался пригодным только для переносных моторных транспортных средств и маломощных электродвигателей из-за низкого КПД (отношение подачи сжатого воздуха к затратам на электроэнергию).

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

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

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

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

Непрерывная работа

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

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

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

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

Несмазываемые ротационные винтовые и кулачковые компрессоры

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

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

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

Поскольку это вращающиеся устройства, они обладают всеми преимуществами вращающихся устройств по сравнению с возвратно-поступательными устройствами аналогичного размера без смазки:

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

Имеют и некоторые недостатки, в зависимости от конкретного типа компрессора и его рабочего цикла:

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

Пластинчато-роторные компрессоры

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

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

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

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

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

---

Со смазкой или без?

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

Компрессоры, не требующие смазки, не используют масло в винтовом блоке и, таким образом, не добавляют масла в производимый ими сжатый воздух.

---

Мощность и эффективность

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

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

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

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

---

Вращающиеся винты с водяным охлаждением

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

Динамические воздушные компрессоры

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

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

Поскольку центробежный компрессор представляет собой массовый расход , он имеет ограниченный стабильный рабочий диапазон. Это оказывает большое влияние на экономичность эксплуатации или мощность в л.с./100 кубических футов в минуту при частичной нагрузке. Минимальные динамические характеристики центробежных двигателей могут варьироваться от 20 до 30 % от полной нагрузки в зависимости от конструкции рабочего колеса, количества ступеней и т. д. компрессор — из-за физических и экономических ограничений — поэтому строятся двух-четырехступенчатые агрегаты, включающие от одного до трех промежуточных охладителей с водяным охлаждением. Охлаждение воздуха между ступенями снижает мощность, необходимую для дальнейшего сжатия воздуха, что повышает эффективность работы. На самом деле промежуточное охлаждение может позволить достичь желаемого сжатия за меньшее количество ступеней.

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

Когда объекту требуется непрерывная подача большого объема (от 2000 до 25000 кубических футов в минуту) несмазанного воздуха, центробежный компрессор является одним из лучших вариантов. Фактически, это единственный выбор для двигателей мощностью более 1000 л.с. Подходит ли он лучше всего для установки — это еще один вопрос, на который нужно ответить после анализа условий работы. В любом случае, при правильном применении, установке и обслуживании центробежный компрессор является надежным и непрерывным источником сжатого воздуха.

Преимущества и недостатки

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

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

Маслозаполненный одноступенчатый вращающийся винт — Преимущества: низкая начальная стоимость, низкие затраты на техническое обслуживание, компактная конструкция. Недостаток: низкая эффективность.

Маслонаполненный двухступенчатый вращающийся винт — Преимущества: более высокая эффективность, простая компоновочная конструкция, такие же низкие затраты на техническое обслуживание. Недостаток: более высокая начальная стоимость.

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

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

Важность контроля производительности

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

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

При успешном завершении этих программ часто обнаруживается, что объект потребляет меньше сжатого воздуха для производства, но потребление электроэнергии не снижается пропорционально. Причина: без надлежащего контроля производительности, работающего на компрессорах, невозможно эффективно преобразовать меньшее потребление воздуха в меньшее потребление электроэнергии.

При эффективной работе средства управления разгрузкой компрессора должны:

• при необходимости приводить подачу воздуха в соответствие с потребностью,
• устранить или свести к минимуму избыточное давление в системе,
• поддерживать необходимое минимально допустимое давление в рабочей системе,
• снизить стоимость входной мощности до оптимальной точки, пропорциональной потребности в воздушном потоке, а
• отключите ненужные воздушные компрессоры и снова включите их, когда это необходимо.

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

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

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

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

Против: компрессор должен работать выше минимального давления в системе, чтобы поддерживать это давление.

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

Регуляторы непрерывной работы (ступенчатого типа) — С помощью этих регуляторов привод или электродвигатель работают непрерывно, в то время как воздушный компрессор каким-то образом разгружается, чтобы согласовать подачу с потребностью. Давление в системе обычно управляет устройством разгрузки. Регуляторы непрерывного действия можно разделить на ступенчатые или модулирующие.

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

Pro: компрессор работает в двух наиболее эффективных режимах — при полной нагрузке и при полном холостом ходе, — что обеспечивает минимально возможную потребляемую мощность. Полный холостой ход при минимальной входной мощности достигается почти сразу, за исключением винтовых компрессоров со смазкой или охлаждением смазкой.

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

Минусы: при неправильном применении двухступенчатого управления не только мало или совсем нет экономии затрат на электроэнергию, но и короткие циклы (т. части.

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

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

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

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

Pro: более эффективен при высоких нагрузках.

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

Pro: эффективная работа не зависит от емкости хранилища.

Против: обычно менее эффективен при низких нагрузках.

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

Органы управления для винтовых винтов

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

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

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

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

Pro: цикл не будет коротким, независимо от емкости хранилища и/или трубопровода.

Pro: прост в эксплуатации и обслуживании.

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

Con: относительно неэффективен при нагрузках ниже 60%.

Против: необходимо преодолеть противодавление, чтобы достичь полной производительности.

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

Против: чувствительность и быстрота реакции делают правильное управление трубопроводом и противодавлением необходимым для оптимальной работы. (Примечание: это верно для всех типов управления разгрузкой.)

Регуляторы с переменным рабочим объемом

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

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

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

Приводы с регулируемой скоростью

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

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

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

Реактивно-реактивные преобразователи частоты

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

Истинное применение для любой компрессор с частотным преобразователем должен быть в качестве подстроечной машины, а не в качестве блока базовой нагрузки воздушной системы предприятия.

Куда поставить

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

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

 

 

Частичная сводка факторов выбора воздушного компрессора — рабочее давление 100 фунтов на кв. дюйм
Тип	Вместимость в станд.куб.футах в минуту	лошадиных сил	Охлаждающая среда	Смазка
Поршневой	< от 1 до 3018	<1 до 600	<100 л.с. - Пневмо >75 л.с. — Вода	Для некоторых моделей
Одноступенчатый, смазываемый поворотный	от 14 до 3000	от 5 до 700	Воздух или вода	Да
Двухступенчатый, смазываемый поворотный	от 560 до 3100	от 100 до 600	Воздух или вода	Да
Сухой ротор	от 75 до 4 200	от 40 до 900	Воздух или вода	№
Центробежный	от 400 до 25 000	от 125 до 6000	Только вода	№

 

 

 

Применимость регуляторов разгрузки воздушного компрессора
Тип контроль	Смазочное охлаждение поворотный винт	Безмасляный поворотный винт	Поршневой (одностороннего действия)	Поршневой (двойного действия)	Центробежный
Автоматический старт-стоп	Да	Да	Да	Да	Да
Двухступенчатый Трех- и пятиступенчатая	Да №	Да №	Да №	Да Да	Да (двойной) №
Дроссельный вход Переменный рабочий объем	Да Да	№ №	№ №	№ №	Да н/д
Переменная скорость	Да	№	№	№	№

 

 

---

Эту информацию предоставил Хэнк ван Ормер, президент Air Power USA, Пикерингтон, Огайо.

Для получения дополнительной информации нажмите здесь.

Скачать эту статью в формате .PDF Этот тип файла включает в себя графику и схемы высокого разрешения, если это применимо.

Типы воздушных компрессоров и элементы управления

Существует два основных типа воздушных компрессоров:

• Объемный объем и
• Динамический.

Прямое смещение.
В поршневых типах определенное количество воздуха задерживается в камере сжатия, а объем, который он занимает, механически уменьшается, вызывая соответствующее повышение давления перед выпуском. Винтовые, лопастные и поршневые воздушные компрессоры являются тремя наиболее распространенными типами объемных воздушных компрессоров, используемых в малых и средних отраслях промышленности.

Динамический.
Динамические воздушные компрессоры включают центробежные и осевые машины и используются на очень крупных производственных предприятиях. Эти единицы выходят за рамки данного документа.

а. Винтовые компрессоры

Винтовые компрессоры завоевали популярность и долю рынка (по сравнению с поршневыми компрессорами) с 1980-х годов. Эти агрегаты чаще всего используются в размерах от 5 до 900 л.с. Наиболее распространенным типом ротационного компрессора является спиральный двойной винтовой компрессор. Два сопряженных ротора зацепляются друг с другом, задерживая воздух и уменьшая объем воздуха вдоль роторов. В зависимости от требований к чистоте воздуха винтовые компрессоры бывают масляными или сухими (безмасляными).

Текстовая версия

Рис. 6. Поперечное сечение винтового компрессора
в разрезе, на котором показаны синхронизирующие шестерни ротора, уплотнения, водяная рубашка, безмасляный вращающийся узел и подшипники.

 

Рис. 6. Поперечное сечение типового винтового компрессора

Самое большое преимущество винтовых компрессоров перед небольшими поршневыми агрегатами с воздушным охлаждением заключается в том, что они могут непрерывно работать при полной нагрузке, в то время как поршневые компрессоры должны использоваться при нагрузке 60 %. цикла или ниже. Вращающиеся винты также намного тише и производят более прохладный воздух, который легче сушить. Имейте в виду, что винтовые компрессоры могут быть не самым эффективным выбором по сравнению с поршневыми компрессорами с пуском/остановкой. Пожалуйста, обратитесь к Случай 3: On/Off vs. Load/No Load Control на стр. 101 в качестве примера.

Вращающийся винт со смазкой.
Винтовой компрессор с впрыском смазочного материала является доминирующим типом промышленных компрессоров для определенного набора применений. Для винтовых компрессоров с впрыском смазки смазка может представлять собой углеводородную композицию или синтетический продукт. Обычно смесь сжатого воздуха и впрыскиваемой смазки выходит из нагнетательной части и направляется в отстойник, где смазка удаляется из сжатого воздуха. Изменения направления и скорости используются для отделения большей части жидкости. Затем оставшиеся аэрозоли в сжатом воздухе отделяются с помощью сепаратора в поддоне, что приводит к переносу нескольких частей на миллион (ppm) смазочного материала в сжатый воздух. В двухступенчатых компрессорах межступенчатое охлаждение и уменьшенные внутренние потери из-за более низкого давления на каждой ступени повышают эффективность сжатия. Следовательно, для сжатия воздуха до конечного давления требуется меньше энергии.

Вращающийся винт сухого типа.
В сухом типе зацепляющиеся роторы не соприкасаются друг с другом, а их относительные зазоры поддерживаются с очень жесткими допусками с помощью внешних смазываемых синхронизирующих шестерен. В большинстве конструкций используются две ступени сжатия с промежуточным и доохладителем. Бессмазочные винтовые компрессоры имеют мощность от 25 до 1200 л.с. или от 90 до 5200 кубических футов в минуту.

б. Поршневые компрессоры

Поршневые компрессоры имеют поршень, который приводится в движение коленчатым валом и электродвигателем. Поршневые компрессоры общего назначения имеются в продаже в размерах от менее 1 л.с. до примерно 30 л.с. Поршневые компрессоры часто используются для подачи воздуха в системы управления и автоматизации зданий.

Большие поршневые компрессоры все еще используются в промышленности, но в настоящее время они больше не доступны в продаже, за исключением использования в специализированных процессах, таких как приложения высокого давления.

в. Пластинчатые компрессоры

Ротационно-пластинчатый компрессор использует ротор с эллиптическими прорезями, расположенный внутри цилиндра. Ротор имеет прорези по всей своей длине, в каждой прорези находится лопасть. Лопасти выталкиваются наружу под действием центробежной силы при вращении компрессора, а лопатки перемещаются внутрь и наружу паза, поскольку ротор эксцентричен по отношению к корпусу. Лопасти охватывают цилиндр, всасывая воздух с одной стороны и выбрасывая его с другой. Как правило, лопастные компрессоры используются в небольших приложениях, где не хватает места; однако они не так эффективны, как винтовые компрессоры.

д. Двигатели компрессоров

Электродвигатели широко используются для обеспечения мощности для привода компрессоров. В качестве первичного двигателя двигатель должен обеспечивать достаточную мощность для запуска компрессора, разгона его до полной скорости и поддержания работы агрегата в различных расчетных условиях. В большинстве воздушных компрессоров используются стандартные трехфазные асинхронные двигатели.

Для новых или заменяемых воздушных компрессоров высокоэффективный двигатель премиум-класса должен быть указан вместо стандартных двигателей. Дополнительные затраты на высокоэффективный двигатель премиум-класса обычно быстро окупаются за счет последующей экономии энергии.

Дополнительную информацию об энергоэффективных двигателях см. в Справочном руководстве по энергоэффективности электродвигателей , опубликованном CEATI.

эл. Управление компрессором и производительность системы

Поскольку воздушные системы редко постоянно работают с полной нагрузкой, очень важно иметь возможность эффективно управлять потоком при частичных нагрузках.

Следует уделить внимание выбору управления как компрессором, так и системой, поскольку они являются важными факторами, влияющими на производительность системы и энергоэффективность.

Существуют различные стратегии управления отдельными компрессорами, включая следующие:

• Пуск/Стоп. Это самая простая и эффективная стратегия управления. Может применяться как в поршневых, так и в винтовых компрессорах. По сути, двигатель, приводящий в движение компрессор, включается или выключается в зависимости от давления нагнетания машины. Для этой стратегии реле давления подает сигнал пуска/останова двигателя. Стратегии запуска/остановки обычно подходят для компрессоров мощностью менее 30 лошадиных сил.

Многократные пуски могут привести к перегреву двигателя и увеличению требований к техническому обслуживанию компонентов компрессора. По этой причине следует соблюдать осторожность при выборе размеров накопительных ресиверов и поддержании широких диапазонов рабочего давления, чтобы запуск двигателя оставался в допустимых пределах.

• Загрузка/выгрузка. Этот режим управления иногда называют оперативным/автономным управлением. Он поддерживает непрерывную работу двигателя, но разгружает компрессор, когда давление нагнетания становится достаточным. Ненагруженные винтовые компрессоры обычно потребляют 15-35% потребляемой ими мощности при полной нагрузке, не производя при этом полезной мощности сжатого воздуха. Доступны дополнительные таймеры разгрузки, которые позволяют экономить энергию, автоматически отключая компрессор и переводя его в режим ожидания, если блок работает без нагрузки в течение определенного периода времени (обычно 15 минут).

Стратегии управления загрузкой/разгрузкой требуют значительной емкости приемника управляющей памяти для эффективной работы при частичной нагрузке.

Текстовая версия

Рис. 7. Средняя мощность и производительность винтового компрессора

Потребляемая мощность в процентах кВт	Производительность в процентах (загрузка/выгрузка 1 галлон/куб. фут/мин)	Производительность в процентах (загрузка/выгрузка 10 галлонов/куб. фут/мин)
0%	25%	25%
20%	55%	40%
40%	70%	58%
60%	85%	75%
80%	95%	90%
100%	100%	100%

 

Рис. 7. Средняя мощность в зависимости от производительности для винтового компрессора

• Модулирующее управление . Этот режим управления изменяет выходную мощность компрессора в соответствии с требованиями к расходу путем регулировки впускного клапана, что приводит к ограничениям поступления воздуха в компрессор. Даже полностью модулированные винтовые компрессоры с нулевым расходом обычно потребляют около 70% потребляемой мощности при полной нагрузке. Использование средств управления разгрузкой, активируемых реле давления, может снизить потребление энергии без нагрузки на 15–35 %. Модулирующее управление уникально для винтовых компрессоров со смазкой и является наименее эффективным способом эксплуатации этих агрегатов.

Средства управления компрессором оказывают значительное влияние на потребление энергии, особенно при низких расходах, где средства управления пуском/остановом обычно являются наиболее энергоэффективными.

На рис. 8 показаны типичные кривые производительности для компрессоров, в которых используется модуляция впускного клапана с разгрузкой компрессора и без нее.

Текстовая версия

Рис. 8. Винтовой компрессор с регулятором модуляции на входе

Потребляемая мощность в процентах кВт	Производительность в процентах (модуляция впускного клапана — без продувки)	Производительность в процентах (модуляция впускного клапана — с продувкой)
0%	25%	70%
20%	55%	75%
40%	82%	82%
60%	90%	90%
80%	95%	95%
100%	100%	100%

 

Рис. 8. Винтовой компрессор с регулятором модуляции на входе

• Переменный рабочий объем.
  Некоторые винтовые компрессоры со смазкой изменяют свою выходную мощность с помощью специальных регулирующих клапанов, также называемых спиральными, поворотными или тарельчатыми клапанами. С помощью схемы управления переменным рабочим объемом можно точно контролировать выходное давление и потребляемую мощность компрессора без необходимости запуска/остановки или загрузки/разгрузки компрессора. Этот метод управления имеет хорошую эффективность в точках загрузки выше 60%. Использование средств управления разгрузкой, активируемых реле давления, при расходах ниже 40% производительности может значительно снизить энергопотребление при более низких расходах.

Текстовая версия

Рис. 9. Винтовой компрессор с регулируемым рабочим объемом

Потребляемая мощность в процентах кВт	Процентная емкость
0%	25%
20%	40%
40%	60%
60%	70%
80%	80%
100%	100%

 

Рис. 9. Винтовой компрессор с регулируемым рабочим объемом
(любезно предоставлено Compressed Air Challenge)

• Привод с регулируемой скоростью (ЧРП).
  Этот метод управления изменяет скорость компрессора в соответствии с изменениями потребности в воздухе. Как смазываемые, так и безмасляные винтовые компрессоры можно приобрести с регуляторами привода с регулируемой скоростью, которые непрерывно регулируют скорость приводного двигателя в соответствии с изменяющимися требованиями и поддерживают постоянное давление. Эти компрессоры обычно работают в режимах включения/выключения или управления нагрузкой/разгрузкой, когда нагрузка по воздуху падает ниже минимальной скорости привода.

В большинстве случаев компрессоры с регулируемой скоростью обеспечивают наиболее эффективную работу при частичной нагрузке. В идеале, когда на объекте имеется несколько воздушных компрессоров. Один или несколько компрессоров с фиксированной скоростью будут снабжать сжатым воздухом базовую нагрузку, а компрессор с регулируемой скоростью будет использоваться для подачи колеблющейся или регулируемой нагрузки.

Текстовая версия

Рис. 10. Кривая мощности винтового винта с регулируемой скоростью

Потребляемая мощность в процентах кВт	Процентная емкость (переменная скорость — с выгрузкой)	Производительность в процентах (переменная скорость — с остановкой)
0%	15%	0%
20%	30%	25%
40%	42%	42%
60%	60%	60%
80%	85%	85%
100%	105%	105%

 

Рис. 10. Кривая мощности винтового компрессора с регулируемой скоростью

Чтобы извлечь выгоду из компрессоров с регулируемой скоростью, необходимо оценить соответствующий объем воздушного ресивера для различных сценариев потока и управления.

Компрессоры с частотно-регулируемым приводом (VSD) следует рассматривать для режима балансировки (или поворота), поскольку они, как правило, являются наиболее эффективными агрегатами для обеспечения частичных нагрузок. Способный обеспечивать постоянное давление в широком диапазоне регулирования, потребление энергии и производительность компрессора VSD почти прямо пропорциональны скорости. Это может привести к экономии энергии по сравнению с сопоставимыми блоками с фиксированной скоростью, когда компрессоры частично загружены. Однако имейте в виду, что при полных нагрузках преобразователь частоты будет потреблять несколько больше энергии по сравнению с электроприводом с постоянной скоростью аналогичного размера.

Сравнение эксплуатационных расходов при различных режимах управления

Режим управления компрессором может иметь большое влияние на эксплуатационные расходы. В модулирующем режиме компрессор будет использовать 90% мощности полной нагрузки. При загрузке/разгрузке с минимальным запасом воздуха (1 галлон США на куб. фут/мин) компрессор будет использовать около 92% полной мощности. При увеличении запаса воздуха до 10 галлонов США на куб. фут в минуту компрессор нагрузки/разгрузки будет использовать около 77% полной мощности. При управлении приводом с переменной скоростью компрессор того же размера будет потреблять около 66% полной мощности.

Рис. 11. Приблизительные годовые затраты на компрессор мощностью 100 л.с. при различных режимах управления*

% нагрузки	Модулирующий	Загрузка/разгрузка с ресивером 1 галлон/куб. фут/мин	Загрузка/разгрузка с ресивером 10 галлонов/куб. футов в минуту	Переменная Скорость привода
100	$36 130	$36 130	$36 130	$36 850
75	33 420 долл. США	34 680 долларов США	29 350 долларов США	27 090 долларов США
65	32 330 долл. США	33 240 долларов США	27 820 долларов США	23 480 долларов США
50	30 710 долл. США	$31 070	24 200 долларов США	18 060 долларов США
25	28 000 долларов США	24 930 долларов США	16 800 долларов США	9030 долларов
10	26 370 долларов США	16 620 долларов США	11 740 долларов США	$3610

*На основе 10 центов за кВтч и 4250 часов в год.

ф. Органы управления системой с несколькими компрессорами

Целью управления несколькими компрессорами является автоматическое поддержание самого низкого и наиболее постоянного давления при всех условиях потока, при этом все работающие компрессоры, кроме одного, либо работают с полной нагрузкой, либо выключены. Оставшийся компрессор (подстроечный блок) должен быть наиболее эффективным при частичных нагрузках.

Местное управление компрессором независимо уравновешивает мощность компрессора с потребностью системы и всегда включено в комплект поставки компрессора. Для достижения заявленных целей системам с несколькими компрессорами требуются более совершенные элементы управления или стратегии управления (каскадные диапазоны давления, сетевые или системные главные элементы управления) для координации работы компрессора и подачи воздуха в систему.

Надлежащая координация требуется для поддержания надлежащего давления в системе и повышения эффективности всякий раз, когда в системе сжатого воздуха требуется более одного компрессора.

Поскольку размеры компрессорных систем, как правило, рассчитаны на удовлетворение максимальных потребностей объекта, но обычно они работают при частичной нагрузке, требуется метод управления, обеспечивающий максимальную эффективность работающих компрессоров.