Как работает воздушный компрессор

Компрессор. Виды и устройство. Работа и применение. Как выбрать

Компрессор – оборудование, которое служит для сжатия воздуха и подачи его для дальнейшего использования. Такая техника используется практически во всех отраслях промышленности и народного хозяйства. Появление компактных и мобильных устройств, позволило применять их в быту, и сейчас такой агрегат есть в хозяйстве у большинства домашних мастеров.

Виды компрессоров

Существует классификация такого оборудования по нескольким признакам.

По типу рабочей среды они могут быть:
  • Воздушные. Самый распространенный вид. Такое оборудование сжимает воздух, после чего он применяется для разных целей, например для работы пневмоинстурмента и другого оборудования.

  • Газовые. В этом случае, агрегаты используются для сжатия газов и их смесей, чаще всего они применяются для сжатия водорода и кислорода.

  • Циркуляционные. С их помощью воздух или газ сжимаются, после чего циркулируют по замкнутому контуру.

  • Аппараты многослужебного типа. Они способны одновременно сжимать несколько видов газов.
  • Многоцелевые. Используются для сжатия газов по переменной схеме.
По типу конструкции:
  • Поршневые. Это самая старая модификация, но она до сих пор является популярной и востребованной. Такое оборудование имеет двигатель внутреннего сгорания, в котором есть поршневая группа, и сжатие воздуха выполняется поршнем. Компрессор может приводиться в действие и при помощи электродвигателя. Самыми доступными являются аппараты небольшой мощности с одним поршнем.

  • Мембранные. Они похожи на предыдущий тип, но здесь рабочим элементом является поршневая мембрана. Во время работы агрегата она колеблется и нагнетает воздух. Мембраны делают многослойными, чтобы увеличить их срок службы. Хотя такие приборы имеют производительность меньше, чем поршневые, но на выходе получается воздух без примесей.

  • Роторно-винтовые. В таких конструкциях нет клапанов, поэтому винт имеет максимальные обороты. Чтобы обеспечить необходимое давление, рабочая камера должна быть большой. Мощность таких приборов может быть от 4 до 250 кВт, и они создают давление от 5 до 13 бар.

  • Роторно-пластинчатые. Они имеют прямой приводной механизм, поэтому у них высокая производительность, надежность и большой срок службы. Ротор вращается со сравнительно небольшой частотой, поэтому мощность таких агрегатов в пределах 1-75 кВт, и они могут создавать давление до 10 бар.

Особенности устройства
Самым распространенным является поршневой компрессор:

Винтовые агрегаты имеют немного другое устройство:
  • Основным рабочим элементом является винтовая пара.
  • Всасывающий клапан.
  • Фильтр.
  • Электромотор.

Для того чтобы оборудование меньше нагревалось во время работы, на любых его типах дополнительно устанавливаются охлаждающие радиаторы. Для накопления сжатого воздуха, могут быть встроенные ресиверы или они устанавливаются отдельно.

Принцип действия

Независимо от типа конструкции, любой компрессор имеет одинаковый принцип действия: воздух засасывается в рабочую камеру, где он сжимается до определенного давления, после чего открывается выпускной клапан и сжатый воздух подается напрямую к потребителю или накапливается в ресивере.

В зависимости от типа устройства компрессора, воздух может нагнетаться поршнем, мембраной или винтовой парой. Лопастные приборы будут подавать сжимаемый воздух в непрерывном режиме, так как увеличивают скорость потока за счет вращения лопастей. В объемных агрегатах воздух подается в пульсирующем режиме. Есть большой выбор видов, поэтому всегда можно подобрать тот, который соответствует предъявляемым требованиям.

Область применения

Сжатый воздух необходим для многих технологических процессов, поэтому такое оборудование используется на разных предприятиях. В зависимости от того, для чего используется воздух, к его качеству предъявляются разные требования. Приборы, применяемые в медицине, электронной промышленности, должны подавать воздух без примесей.

Области применения компрессоров:
  • Нефтехимическое производство, часто наличие примесей в сжатом воздухе может быть опасным, поэтому к его качеству высокие требования.
  • Пищевая промышленность.
  • Медицина.
  • Строительство.
  • Металлургия.
  • Машиностроение.
  • Сельское хозяйство.
Широкое применение такое оборудование нашло и в быту:
  • Для накачивания шин автомобиля, мячей, матрасов, лодок, бассейнов и т.д.
  • Подключив продувочный пистолет, можно убрать в машине, очистить двигатель или радиатор.
  • При помощи моющего пистолета, можно мыть не только автомобиль, но и любые другие предметы.
  • Во время ремонта, с помощью краскопульта можно красить, белить.
  • Для работы пневмоинструментов: отбойный молоток, шуруповерт, дрель, гвоздезабивной пистолет, пневмопила.
  • С помощью специальной насадки, можно прочищать канализационные, водосточные трубы.
  • На даче пневматическими ножницами можно легко стричь кусты и обрезать деревья.
Как выбрать компрессор
Несмотря на большое разнообразие моделей компрессоров, при совершении выбора, нужно обращать внимание на:
  • Давление воздуха, оно может указываться в барах или атмосферах, для бытового использования достаточно 4-12 атмосфер.
  • Производительность, этот параметр измеряют в литрах за минуту, для использования в быту достаточно 350 л/мин.
  • Мощность силовой установки, этот показатель характеризует мощность двигателя, для бытовой техники достаточно его показателей в пределах 0,8-2,5 кВт.
  • Вес и габариты, в зависимости от мощности, производительности и размеров, такие устройства могут иметь вес от нескольких килограмм, до нескольких сотен килограмм, чем больше агрегат, тем он менее мобильный.
  • Объем ресивера, бак для накопления сжатого воздуха у бытовых приборов обычно не превышает 50 литров, а у профессиональных, он оставляет 100 и более литров.

Чем больше будет размер и объем ресивера, тем стабильнее будет давление воздуха на выходе, особенно это касается поршневых аппаратов, так как они работают в пульсирующем режиме. Выбирая компрессор, надо покупать тот, мощность и производительность которого будет минимум на 30% больше, чем требуется для выполнения работ.

Плюсы и минусы

Так как существует два основных типа компрессоров: винтовые и поршневые, рассмотрим преимущества и недостатки каждого вида.

Плюсы поршневых приборов:
  • Удобны для кратковременной подачи сжатого воздуха.
  • Могут работать в сложных условиях, поэтому используются в таких загрязненных помещениях как угольные, фасовочные склады, места помола зерна и другие сферы.
  • Эффективно используется при необходимости сжатия агрессивных газов.
  • Является оптимальным вариантом, когда надо производительность не более 200 л/мин.
  • В промышленности его выгоднее использовать, чем винтовые аналоги.
  • Доступная стоимость.
Недостатки таких устройств:
  • Высокие энергозатраты.
  • Необходимо часто проводить техническое обслуживание, обычно это делают не реже, чем через 500 часов работы.
  • Во время работы создается много шума и вибрация.
Винтовые устройства являются более современным оборудованием, среди их преимуществ надо отметить следующие:
  • Низкий уровень шума и вибрации.
  • Сравнительно небольшой вес и размеры.
  • Мобильность.
  • Получается более чистый воздух.
  • Могут работать в непрерывном режиме длительное время.
  • Небольшое энергопотребление.
  • Есть возможность плавно регулировать производительность.
Имеет винтовой компрессор и некоторые недостатки:
  • Более сложное устройство.
  • Высокая стоимость.
Интересные факты
  • В документации к отечественному и зарубежному оборудованию, часто производительность указывается по-разному. В зарубежных моделях указывают объем забираемого воздуха, а он на 30% больше, чем на выходе. Приобретая зарубежные аппараты, надо добавлять эту величину, чтобы получить необходимую производительность.
  • Если оборудование должно работать длительный период времени, то лучше покупать винтовые устройства, но включать и выключать их часто нельзя. Для кратковременной подачи сжатого воздуха, лучше установить поршневые компрессорные агрегаты.
  • Учитывайте, к какой сети будет подключаться прибор: одно- или трехфазной и в соответствии с этим, делайте его выбор.
  • Для автосервиса или мебельного производства, лучше приобретать поршневые аппараты с ременной передачей, хотя они и более шумные, но имеют больший срок службы и высокую надежность.

Компрессор является таким оборудованием, которое используется в самых различных промышленных сферах и в народном хозяйстве.

Компрессор в доме и гараже

Компрессор — что это такое и что он умеет

Начнем с принципа действия компрессора: задача этого шумного аппарата — накачать воздух (или любой другой газ) до определенного давления и предоставить эту силу в распоряжение владельца. Осуществляется этот процесс насосом, баком для сбора сжатого воздуха (такой бак называется «ресивер») и системой обеспечения передачи сжатого воздуха потребителю (шланги, клапаны, переходники). Как правило, бытовые компрессоры имеют вид мотора, насаженного на цилиндрический бак на колесиках, от которого тянутся скрученные спиралью шланги. К окончанию шланга через переходник можно подсоединять разнообразные устройства, работающие от сжатого воздуха.

Стандартный набор насадок к бытовому компрессору

Перечислим наиболее распространенные варианты использования компрессора в быту.

  1. Подкачка автомобильных и велосипедных шин, мячей, камер, матрацев, горок, других надувных изделий осуществляется с помощью специальных насадок-насосов с манометром (для контроля максимального давления при накачивании).
  2. Покраска разнообразных поверхностей может быть произведена через насадку-пульверизатор (краскопульт). Такая насадка состоит из специальной емкости для краски или лака, сопла для разбрызгивания и ручки.
  3. С помощью продувочного пистолета можно выдувать грязь и воду из скрытых полостей и труб, сушить труднодоступные места после мойки (например, без компрессора личинки замков на дверях автомобиля гарантированно замерзнут после зимней мойки).
  4. К компрессору подключается также разнообразный пневмоинструмент: гайко- и шуруповерты, отбойные молотки и дрели, отрезная и шлифмашинка — практически весь арсенал домашнего мастера доступен в пневмоисполнении. Кроме аналогов электроинструмента, к компрессору можно подключить насадку для забивания скоб (степлер) и гвоздей или дюбелей.
  5. Пневматический домкрат стоит гораздо дешевле гидравлического, а поднимает машину в разы быстрее.
  6. Моющий пистолет позволяет путем подачи воды вместе со струей сжатого воздуха превратить компрессор в мини-мойку.

Виды компрессоров

По конструкции все компрессоры можно поделить на поршневые, центробежные, винтовые и роторные. По виду двигателя компрессоры могут быть с такими «приводами»: внутреннего сгорания, газовый или электродвигатель. По габаритам и условиям эксплуатации компрессоры могут быть переносными, передвижными или стационарными.

Компрессоры различных типов

В свою очередь, поршневые компрессоры разделяются по количеству цилиндров (одно-, двух- и многоцилиндровые), по количеству ступеней сжатия (одно- и двухступенчатые), по расположению цилиндров (рядные, V- и W-образные).

Бытовыми компрессорами принято считать передвижные поршневые устройства с электродвигателями (реже — с ДВС) мощностью 1,5-3 кВт, обеспечивающие давление сжатого воздуха не выше 10-20 атмосфер и производительностью до 50 кубических метров в час. Принцип работы таких механизмов заключается в работе поршня, который нагнетает воздух в результате циклического возвратно-поступательного движения, при этом двигатель с муфтой расположен обычно на одной оси. Альтернативой такой конструкции является расположение двигателя, соединенного с валом поршневой группы ременной передачей.

Еще одной особенностью бытовых компрессоров является наличие или отсутствие смазочного масла в конструкции. Безмасляные компрессоры подходят для аэрографии и прочих «чистых» работ, так как гарантируют отсутствие даже мелких капель масла в струе воздуха, но ресурс работы таких аппаратов в целом ниже, чем у их масляных собратьев (обычное моторное масло служит для смазки цилиндро-поршневой группы).

Объем ресивера (накопительного бака) компрессора обеспечивает не постоянное, а периодическое включение мотора — чем больший объем бака, тем реже будет включаться двигатель и тем дольше он будет работать для нагнетания нужного давления в баке. Объем бытовых ресиверов колеблется от 5 до 100 литров, оптимальным считается объем 20-50 литров.

Ресиверы различной емкости

Штатное оснащение бытового компрессора включает также ручки и колеса для удобства транспортировки, а группа защиты состоит из реле и защитного клапана. По достижении максимально разрешенного рабочего давления в ресивере реле (прессостат) размыкает электрическую цепь и останавливает электродвигатель компрессора, что приводит к прекращению нагнетания воздуха. При падении рабочего давления до нижнего порога реле повторно включает двигатель до тех пор, пока не будет достигнуто верхнее рабочее давление. Защитный клапан необходим для предотвращения взрыва устройства, он не дает давлению воздуха превысить опасный предел.

Бытовые модели компрессоров не оснащаются практически никакими системами шумозащиты и шумоподавления, поэтому они довольно громко работают («тарахтение» работающего компрессора достигает уровня в 60-70 дБ).

Советы по работе с компрессором

Работа с перерывами. Бытовые модели не рассчитаны на длительное, а тем более непрерывное использование, поэтому у них есть максимально допустимая продолжительность непрерывной работы. Для большинства недорогих моделей она составляет 15-20 минут, после чего аппарату необходимо дать «остыть» и «отдохнуть». Использование ресивера большей емкости частично может решить проблему увеличения непрерывной работы (чем больше ресивер, тем реже будут включаться мотор и насос), однако для рационального и бережного использования компрессора стоит прислушиваться к рекомендациям производителей и не работать с компрессором непрерывно свыше указанных в паспортной документации периодов.

Техническое обслуживание компрессора. Как и любой другой механизм с подвижными частями, компрессор требует периодического обслуживания и ремонта. Прежде всего это касается масляных моделей — периодичность замены масла и фильтров в них необходима так же, как и, например, для автомобильных двигателей (через определенный промежуток работы). Кроме масляного фильтра, нередко требуется замена или чистка фильтра воздушного — при условии, что данная модель компрессора им оборудована. Следующий блок, который требует внимания, — поршневая группа. Со временем поршень и кольца в цилиндре могут потребовать ремонта или даже замены. Важным элементом технического обслуживания компрессора являются также периодическая проверка и регулировка узлов, подвергающихся воздействию высокого давления, — бака ресивера, пневмошлангов, манометра и клапанов. Ну и также не следует пренебрегать правилами обслуживания электродвигателя: осмотр состояния изоляции на контактах, целостность кожуха и проверка общей работоспособности сердца компрессора должны проводиться согласно регламенту сервисных работ.

Спецодежда и средства индивидуальной защиты. При покраске с помощью компрессора взвесь воздуха и краски (лака) легко может попасть в лицо, глаза и легкие человека, поэтому использование очков для глаз и маски или респиратора для дыхательных путей в данном случае является необходимостью. Другие насадки и инструменты также требуют наличия защитной одежды и перчаток, а в некоторых случаях — спецобуви и других средств индивидуальной защиты.

Техника безопасности. Конечно же, нельзя не вспомнить о правилах безопасного использования бытовых инструментов. Из основных правил для компрессора можно выделить такие:

  • не оставляйте без присмотра работающий компрессор;
  • не допускается эксплуатация компрессора с поврежденными агрегатами, с нарушением требований по безопасной эксплуатации электрооборудования (оголенные контакты, работа аппарата в воде, другая опасность поражения электрическим током);
  • категорически запрещено использовать компрессор с неработающим или неисправным манометром либо с показателями давления, превышающими максимальное паспортное значение;
  • работа с компрессором должна проводиться с соблюдением общих норм пожарной безопасности, особенно при работе краскопультом (не допускается окраска вблизи открытых источников огня, рядом с легковоспламеняемыми предметами и жидкостями), при появлении дыма или огня из компрессора необходимо отключить и обесточить прибор и принять меры к тушению очага пожара подручными средствами.

Пневмо или электро?

Как правило, при приобретении компрессора одним из основных его преимуществ является возможность покупки насадок-пневмоинструментов, которые могут заменить практически любой бытовой электроинструмент — от шуруповерта до болгарки. Так все же, что выгоднее?

Набор инструментальных пневмонасадок для компрессора

Основная выгода — экономическая: приобретение компрессора и набора пневмоинструментов на круг обойдется дешевле, чем покупка всего ассортимента электроинструмента, ведь в пневматике не будет электродвигателей, да и сам принцип действия «воздушных» насадок проще.

Выгода вторая: надежность. Простота конструкции и отсутствие электродвигателя значительно повышают надежность «пневмиков». Так, перфоратор или отбойный молоток с воздушным приводом имеют в разы больший ресурс, чем аналогичные электрические инструменты.

Выгода третья: безопасность. Отсутствие электродвигателя приводит к минимизации искрообразования. При работе с пневмоинструментом и использовании достаточно длинных шлангов подачи воздуха можно не опасаться случайного возгорания от искры или поражения электротоком.

Выгода четвертая: уникальность некоторых насадок. Как мы уже говорили, окраску, забивание скоб и дюбелей, накачку шин и некоторые другие работы просто невозможно осуществлять электричеством при отсутствии сжатого воздуха.

Ценовой диапазон и советы по выбору

Бытовые компрессоры для домашнего использования представлены на рынке в достаточно широком ассортименте, при этом цены на них колеблются от 3-4 тыс. руб. за бюджетные модели (марки «Калибр», FUBAG, Etalon) до полупрофессиональных компрессоров известных фирм за 30-50 тыс. руб. (Metabo, F.I.A.C., Newco).

Конечно же, для шиномонтажа в гараже два раза в году, подкачки колес раз в месяц и покраски деталей и стен в период ремонта покупка дорогой модели нецелесообразна. Оптимальным выбором для таких целей может быть одноцилиндровый поршневой компрессор с электроприводом мощностью 2-2,5 кВт и ресивером объемом 50-100 л, оборудованный колесами и ручками, весом 40-80 кг. Этим характеристикам вполне соответствуют модели компрессоров в ценовом диапазоне от 11 до 20 тыс. руб., к примеру: FUBAG Auto Master Kit, Abac D 4 50 NEW, Metabo MEGA 490/50W, Fiac AB-100/360.

Чем компрессоры отличаются друг от друга и как они работают

Содержание:

  1. 1. Компрессоры на все случаи жизни: разновидности оборудования
  2. 2. Объем имеет значение
  3. 3. «Внутренности» и работа поршневого компрессора
  4. 4. На все инструменты мастер
  5. 5. Винтовые или роторные компрессоры
  6. 6. Принцип работы оборудования
  7. 7. Компрессоры и компрессорные станции

Перекрасить фасад дома можно будет без срочной эвакуации домочадцев — краскопульт справится с этим заданием быстро и качественно. И запах краски не будет донимать неделями, как во время работы с кистями и валиками. Используя пневмогвоздезабивной пистолет при укладке пола, можно быть уверенным – в процессе работы материал не будет поврежден. Никаких вмятин и сколов, при этом работа с пневмоинструментом идет намного быстрее, чем с обычным молотком или электрическим инструментом. Но работа пневмоинструмента не возможна без сжатого воздуха, тут-то и понадобится компрессор. Ведь именно компрессорное оборудование сжимает и подает воздух (или другой газ).

Компрессоры на все случаи жизни: разновидности оборудования

Существует обширная система классификации компрессоров по многим признакам, но из всего этого многообразия можно выделить несколько основных видов компрессорного оборудования.

Все компрессоры можно разделить по типу принципа действия:

  • объемные;
  • лопастные;
  • термокомпрессоры.

Лопастные компрессоры сжимают воздух за счет его взаимодействия с подвижными и неподвижными лопастями (или лопатками). Оборудование относится к классу динамических машин, подобные компрессоры устраняют вибрацию потока воздуха и часто используются в авиации. Термокомпрессоры сжимают жидкость и используют выделяющееся от сжатия тепло и энергию. Чаще всего эта техника пользуются спросом в пищевой и химической перерабатывающей промышленности, а впервые были использованы в США в молочной промышленности.

Самыми распространенными на сегодняшний день являются объемные компрессоры. Такое оборудование нашло применение, как в быту, так и на производстве (мебельном, деревообрабатывающем, пищевом, химическом). Эти компрессоры повышают давление, уменьшая запасенный объем газа. К такому компрессорному оборудованию относятся

  • поршневые;
  • винтовые (роторные);
  • мембранные компрессоры.

Объем имеет значение

Основную работу в мембранных компрессорах выполняет мембранный блок. Обоюдовогнутая камера, в которой и находится мембрана, обеспечивает полную герметизацию газовой камеры. Воздух сжимается благодаря колебаниям мембраны, приводимой в действие поршнем гидропривода. Главный плюс этого оборудования – способность работать при повышенных и пониженных температурах. Эти компрессоры показывают отличные результаты по производительности на станциях, расположенных за Полярным кругом, а так же в жарком климате тропической зоны.

Самыми популярными являются поршневые компрессоры. Они просты в использовании, удобны на небольших производствах и по праву заслужили общественное доверие. В среднем время работы коаксиального поршневого компрессора – 20 минут в час. Этого достаточно, чтобы за короткий срок уложить черновой пол, покрасить корпус автомобиля или произвести развал-схождение колес.

Часто такое компрессорное оборудование используется для ремонтных работ по дому: небольшие размеры и вес делают эти компрессоры идеальным источником сжатого газа для пневматических краскопультов, пневматических шлифмашин, гайковертов и любой другой пневматической техники.

Винтовые и мембранные компрессоры обладают большим ресурсом, по сравнению с поршневыми, поэтому чаще встречаются на крупных предприятиях, где необходима длительная бесперебойная работа компрессора. Но при этом, зачастую, они обладают большими габаритами, вибрацией и уровнем шума, так что их нужно помещать в отдельное помещение.

Помимо прочего, поршневые компрессоры обладают оптимальным соотношением цены и качества, что так же влияет на их популярность.

«Внутренности» и работа поршневого компрессора

Поршень в компрессорной головке создает давление за счет возвратно-поступательных движений. Кстати, самый простой поршневой компрессор — только поршень и цилиндр — велосипедный насос.

Основные части поршневого компрессора:

  • компрессорная головка;
  • ресивер;
  • двигатель (электро-, бензо- или дизельный).

Основная работа происходит именно в компрессорной головке. Она состоит из:

  • цилиндра с поршнем;
  • шатуна;
  • коленчатого вала;
  • впускного и выпускного клапанов;
  • маховика;
  • сальника.

Через впускной клапан воздух всасывается в цилиндр, там поршень сжимает его, и уже сжатый газ выходит через выпускной клапан, попадая в «резервуар для хранения» – ресивер.

На все инструменты мастер

К поршневым компрессорам относятся:

  • масляные;
  • безмасляные;
  • ременные.

Понятие «коаксиальный» имеет отношение к устройству поршневого компрессора и его рабочему ресурсу. В компрессорах этого типа двигательный вал и вал компрессорной головки объединены общей осью, от чего вращаются с одинаковым количеством оборотов. То есть головка компрессора и двигатель работают на одинаковой скорости. С таким оборудованием, во-первых, можно выиграть в компактности, а во-вторых, в действии, ведь ременной привод замедляет вращение двигателя.

При необходимости увеличения производительности на компрессоры устанавливают двойные поршни с V-образным расположением цилиндров. При этом если в компрессоре уставлены два цилиндра, работающие одновременно на одном валу, это многоцилиндровый одноступенчатый компрессор: воздух, сжимаясь в цилиндрах, поступает в ресивер. В многоступенчатом компрессоре, сжатый воздух поступает последовательно из одного цилиндра в другой. Эта техника мощнее, и производительность ее больше, так что перфоратор или шлифмашинку с легкостью обеспечит сжатым воздухом.

Чаще всего, как в производстве, так и в быту, используют масляные коаксиальные компрессоры. В картер, где расположен коленчатый вал, заливают масло. Для многих пневматических инструментов наличие смазки является обязательным, поэтому масляные компрессоры лучше всего подходят для работы с пневмодрелями, гайковертами и подобными инструментами. Но масляное компрессорное оборудование не рекомендуется для использования в работе краскопультов. Частички масла попадают в воздух и могут значительно ухудшить качество покраски.

В этом случае лучше использовать безмасляные компрессоры. Это оборудование гарантирует высокое качество и чистоту сжатого воздуха. Название «безмасляный» не значит, что этот компрессор работает без смазки вообще, просто воздушные и масляные потоки проходят по разным каналам, не соприкасаясь. То есть масло не заливается в картер. Как и в масляном компрессоре, воздух проходит через систему очистки, но только более сильную. К сожалению, рабочий ресурс у таких компрессоров меньше, чем у масляных.

У компрессоров с ременным приводом чуть снижена скорость вращения двигателя, но увеличена производительность (за счет улучшенной системы охлаждения). А благодаря этой системе, ременные компрессоры являются более износостойкими. Это делает компрессорное оборудование такого типа «долгожителем» даже в условиях непрерывной работы. Ременные компрессоры не капризны и могут работать при высоких температурах, просты в обслуживании (достаточно своевременно менять масло в кратере). Аппараты с ременной передачей и в ремонте проще: при заклинивании поршня ремень проскальзывает, предотвращая повреждения электродвигателя.

В каталоге интернет-магазина «ВсеИнструменты.ру» можно найти практически любую модель поршневых компрессоров, например, двухцилиндровый одноступенчатый компрессор с ременным приводом Fubag VCF/50 CM 3 (подойдет для длительных работ на небольших предприятиях) или безмасляный Fiac ECU 200 (хорош для покраски и мойки).

Винтовые или роторные компрессоры

Роторные или винтовые компрессоры относятся к классу профессионального оборудования и используются чаще всего в промышленности. Такой компрессор тише, нежели поршневой. Учитывая, что винтовое компрессорное оборудование может работать круглосуточно, низкий уровень шума создает удовлетворительные условия для обслуживающего персонала.

Основные части винтового компрессора:

  • всасывающий воздушный фильтр;
  • всасывающий клапан;
  • винтовой блок;
  • ременная передача;
  • электродвигатель;
  • масляный фильтр;
  • маслоотделитель (сепаратор);
  • термостат;
  • маслоохладитель;
  • концевой воздухоохладитель (радиатор);
  • предохранительный клапан;
  • система трубопроводов;
  • вентилятор.

Принцип работы оборудования

Главным «работником» в этих компрессоров является винтовой блок. Попадая в него из всасывающего клапана, воздух смешивается с маслом. Винтовая пара нагнетает эту смесь в пневмосистему. В сепараторе воздух отделяется от масла, и, уже очищенный, выходит из компрессора, проходя через охлаждающий радиатор. Горячее масло возвращается в винтовой блок, так же проходя систему охлаждения.

Винтовые компрессоры востребованы на крупных предприятиях, специализирующихся на обработке дерева, сборке автомобилей и инструментов. Чаще всего выпускается в вибропоглощающем кожухе, но без колес и рукояток для транспортировки. Главным отличием от поршневого оборудования является поразительная работоспособность этих компрессоров. На многих предприятиях необходима бесперебойная работа компрессорного оборудования в течение нескольких рабочих смен. Поршневой компрессор для этих задач не приспособлен, а вот винтовой справится «на ура». К тому же роторные компрессоры потребляют в разы меньше электроэнергии, нежели коаксиальные и ременные. Так же винтовые компрессоры проще в ремонте: не нужно заменять «отжившие свое» клапаны и поршневые кольца.

Существует множество моделей винтовых компрессоров с различной мощностью, производительностью, габаритами. Исходя из целей работы, можно подобрать как небольшой компрессор, например, Abac Spinn 5.510-270, так и более «масштабное» оборудование, Fiac Airblok 1252 SD.

Компрессоры и компрессорные станции

Многие источники представляют компрессор как синоним компрессорной станции или компрессорной установке. На самом деле это не так. Компрессорная станция это комплект из, собственно, компрессора и дополнительного оборудования. В качестве вспомогательных элементов обычно выступают осушители, фильтры (они нужны для очищения воздуха от примесей и твердых частиц), частотные регуляторы (для регулировки числа оборотов двигателя).

Чаще всего это дополнительное оборудование требуется винтовым компрессорам и многие производители сразу дополняют компрессор всем необходимым. Например, компрессоры фирмы Abac, выпущенные в сериях Spinn, Genesis и Formula, имеют все комплектующие, установленные в корпус компрессора. Это экономит место, да и деньги покупателя – ведь не нужно заказывать необходимое оборудование отдельно. Хотя, это возможно: итальянцы Abac предлагают широкий выбор осушителей и фильтров.

Компрессорное оборудование, а так же компрессорные станции представлены в каталоге интернет-магазина «ВсеИнструменты.ру» более чем пятью сотнями моделей для любых строительных нужд. Выбор помогут сделать грамотные менеджеры, которые ответят на вопросы о комплектации, технических характеристиках, условиях гарантии и сроках доставки.

Устройство воздушного компрессора

Воздушный компрессор – это установка, работа которой заключается в сжатии газа и передачи его под определенным давлением в пневматическое оборудование.

Агрегаты этого типа используются как в быту, например для подкачки шин, так и в промышленности. Используемые в современной промышленности конструкции воздушных компрессоров значительно различаются по подаче и давлению. Кроме того они выпускаются как в стационарном исполнении, так и на шасси.

Содержание статьи

Ознакомившись, что включает в себя конструкция компрессора и узнав принцип его работы Вам будет значительно проще сохранять оборудование в постоянной работоспособности, а в случае неисправности легко её устранить.

Принцип работы компрессора

Работа компрессора описывается простым циклом, состоящим из 6 этапов:

Этап 1 – после подачи энергии на электродвигатель, последний приводит в движение коленчатый вал.

Этап 2 – поршень движется влево и создает в цилиндре пониженное давление. При этом открывается впускной клапан. Воздух начинает заполнять область пониженного давления и втягивается в цилиндр.

Этап 3 – Затем поршень движется вправо и закрывает впускной клапан. Поршень сжимает находящийся в цилиндре воздух и повышает давление.

Этап 4 — Когда давление в камере достигает определенного значения — открывается выпускной (напорный) клапан.

Этап 5 – Через открытый выпускной клапан сжатый воздух попадает в ресивер – специальный сосуд для хранения газа.

Этап 6 – Когда давление в ресивере достигает определенного значения, автоматика останавливает работу компрессора.

Если давление в ресивере падает, автоматика подает сигнал на двигатель. Работа воздушного компрессора в этом случае заключается в поддержании давления в ресивере на требуемом уровне.

Устройство компрессора

Устройство воздушного компрессора включает в себя несколько элементов. Это:
цилиндр и поршень;
шатун;
маховик и сальник;
коленчатый вал и подшипники;
впускной и напорный клапаны с головкой цилиндра.

После подачи энергии на электродвигатель, последний через ременную передачу начинает вращать маховик и приводит в работу компрессор.

Кроме непосредственного узла создания давления конструкция компрессора включает ещё один узел – ресивер. Это своеобразный сосуд в котором хранится до востребования сжатый воздух.

Преимуществом ресивера является устранения пульсаций при работе компрессора и равномерная подача сжатого воздуха.

Работу компрессора регулирует автоматика, в состав которой входит регулятор давления. Работа такого регулятора заключается во включении и выключении оборудования для поддержания постоянного давления в ресивере. Когда давление в ресивере падает автоматика посылает сигнал и начинается работа компрессора.

Для обеспечения безопасности на ресивере установлен аварийный клапан, который открывается когда давление в сосуде достигает критического значения.

Устройство многоступенчатого компрессора

Многоступенчатые поршневые компрессоры выполнятся с вертикальным и горизонтальным расположением цилиндров. Первое создает экономию в площади компрессорной станции, а так же удобство эксплуатации и монтажа, однако применимо только в компрессорах с одной или двумя ступенями сжатия в одном цилиндре.

Компрессоры с дифференциальными поршнями, осуществляющие многоступенчатое сжатие в одном цилиндровом блоке, выполняются по необходимости горизонтальными.

Ступени сжатия могут осуществляться в отдельных цилиндрах; в этом случае применяют рядное расположение цилиндров с приводом от общего коленчатого вала.

С конструктивной точки зрения различают бескрейцкопфные и крейцкопфные компрессоры.

В бескрейцкопфных компрессорах роль крейцкопфа (ползуна) выполняет сам поршень, обладающий в этом случае удлиненной цилиндрической поверхностью. Обычно они являются компрессорами низкого давления с одной или двумя ступенями сжатия. Крейцкопфные конструкции применяются при любых давлениях, но характерны для высоких давлений при многоступенчатом сжатии. Это объясняется высокими значениями поперечных сил, восприятие которых поверхностью поршня оказывается недопустимым.

Рассмотрим для примера конструкцию вертикального поршневого компрессора. Конечное давление 22 МПа осуществляется в пяти ступенях. В правом блоке цилиндров расположены первая и четвертая, в левом – вторая, третья и пятая ступени сжатия. Это компрессор крейцкопфного типа с вильчатым шатуном.

Компрессор снабжен масляным шестеренным насосом, подающим масло из картера к подшипникам. Масло для смазки в цилиндры подается специальным устройством – лубрикатором. Охлаждение воздуха в холодильниках осуществляется после каждой ступени.

Цилиндры компрессоров с давлением до 8 МПа обычно отливают из чугуна; более высокое давление требует применение стального литья и стальных поковок. Цилиндры снабжаются лапами, опирающимися на плиты, залитые в бетонный фундамент.

В многоступенчатых компрессорах с дифференциальными поршнями блок цилиндров состоит из отдельных частей, жестко и надежно скрепляемых болтами и шпильками.

В компрессорах высокого давления применяют сальниковые уплотнения в виде конических разрезных чугунных колец. Сальники выполняются почти всегда с охлаждением.

Конструкция центробежного компрессора

Центробежные компрессоры в большинстве случаев имеют несколько ступеней. При небольшой подаче они изготавливаются секционными с разделением ступеней на отдельные секции с разъемом в плоскостях, нормальных к оси машины.

Конструкции центробежного компрессора средней и высокой подач, как правило, изготавливают с разъемом корпуса в горизонтальной плоскости аналогично современным паровым турбинам. В этом случае прямой и обратный направляющие аппараты составляют одно целое с половинами корпуса или же, что встречается чаще, размещаются на диафрагмах, плотно вставленных в корпус. Диафрагмы имеют разъем в горизонтальной плоскости.

Охлаждение корпуса компрессора, желательное энергетической точки зрения, усложняет конструкцию корпуса. Поэтому компрессоры строят с подразделением ступеней на группы в отдельных корпусах и расположением промежуточных охладителей между корпусами. Таким образом, бывают компрессоры одно-, двух- и трехкорпусные.

Промежуточные охладители могут располагаться и между группами ступеней, заключенных в одном корпусе.

Всё это можно увидеть на продольном разрезе второго корпуса шестиколесного турбокомпрессора с подачей 9000 м 3 /ч при давлении 0,7 МПа, частота вращения 10 200 об/мин при мощности на валу 1200 кВт.

Первый корпус этого компрессора имеет одно колесо с двухсторонним подводом. Воздух, сжатый в первой ступени, проходит через трубчатый охладитель и поступает в приемный штуцер 1 второго корпуса, в котором размещено пять колес, составляющих ступень конечного сжатия.

Воздух проходит последовательно через колесо 2 и диффузор и поступает в колесо 3. Замет, пройдя через прямой и обратный направляющие аппараты, он попадает в колесо 4, откуда направляется через промежуточный охладитель и канал в пятую 5 и шестую 6 ступени.

Основными элементами конструкции здесь являются: литой чугунный корпус 7, замыкающие крышки 8 и 9 корпуса, несущие штуцера 1 и 1’ и коробки подшипников.

Внутри корпуса располагаются диафрагмы, несущие лопасти обратного направляющего аппарата.

Уравновешивание осевой силы достигается, с одной стороны, обратным расположением пятой и шестой ступени и, с другой – упорным сегментным подшипником, находящимся между корпусами компрессора.

Между ступенями располагаются гребенчатые уплотнения.

Область применения

Воздушный компрессор – это самое популярное пневматические оборудование.

Принцип работы компрессора достаточно прост и поэтому такие агрегаты нашли широкое применения практически во всех областях. Они используются в монтажных, ремонтных и строительных работах.

Бытовой воздушный компрессор работает от сети в 220 Вольт и имеет самую широкую область применения. Такие машины используются для проведения покраски или аэрографии.

Для удовлетворения требований промышленности конструкция компрессора, выпускаемого на заводе, соответствует стандартизированному номенклатурному ряду.

Этот ряд построен на основе унификации деталей компрессоров, что позволяет создавать машины различных подач и давлений с применением одинаковых конструкций основных элементов (рам, цилиндров, валов и т.д.). Это значительно удешевляет производство и снижает стоимость компрессоров.

Воздушные компрессоры получили широкое применение в нефтедобывающей отрасли и добыче газа. Их используют при добыче угля и в горнодобывающих комплексах.

Компрессор. Виды и устройство. Работа и применение. Как выбрать

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

Конструкция и разновидности по строению

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

По принципу действия самого насоса, устройство может быть:
  • Винтовым.
  • Поршневым.
  • Мембранным.

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

Винтовой

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Целевая разновидность компрессоров

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

  • Газовые.
  • Воздушные.
  • Циркуляционные.

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

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

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

Какой компрессор выбрать для дома или работы

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

Выбирая поршневой, или другой бытовой компрессор, следует обратить внимание на его рабочие характеристики:
  • Объем ресивера.
  • Производительность.
  • Мощность.
  • Давление.
  • Уровень шума.

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

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

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

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

Как продлить жизнь компрессора

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

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

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

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий
Adblock
detector