Адрес: 105678, г. Москва, Шоссе Энтузиастов, д. 55 (Карта проезда)
Время работы: ПН-ПТ: с 9.00 до 18.00, СБ: с 9.00 до 14.00

Устройство компрессора воздушного поршневого: Воздушные компрессоры: устройство, принцип работы, назначение

Содержание

Воздушные компрессоры: устройство, принцип работы, назначение

Воздушный компрессор представляет собой установку, действие которой основано на сжатии воздуха и подачи его под определенным давлением в пневматическое оборудование. Выбирая компрессорное оборудование для выполнения различных видов работ, необходимо учитывать устройство компрессора, его конструктивные особенности, а также технические и рабочие характеристики установки.

 

Конструктивные особенности, принцип действия и устройство воздушного компрессора зависят от типа установки. Современные компрессоры имеют несколько классификаций, главной из которых является различие компрессоров по принципу действия. Сегодня производители компрессорного и пневматического оборудования предлагают большое количество данных установок различного типа, наиболее распространенными среди которых являются винтовые и поршневые установки.

Поршневые компрессоры

Винтовые компрессоры

Все виды компрессоров имеют, как общие элементы, так и различия в конструкции.

Кроме того, в зависимости от типа оборудования могут быть использованы различные материалы при изготовлении тех или иных составляющих компрессоров.

Устройство компрессоров винтового типа

В промышленных отраслях наиболее распространено использование винтовых воздушных компрессоров, которым характерны высокие технические характеристики. Устройство компрессора воздушного винтового отличается от аналогичных установок наличием винтового блока, в состав которого входят два ротора с ведущим и ведомым типом. Винтовой блок является основным рабочим элементом данного оборудования.

 

 

В момент работы данного компрессора, воздух, который проходит через систему фильтрации и клапан, поступает блок с винтами, где происходит смешивание воздуха с маслом. Использование масла необходимо для устранения пузырей воздуха и уплотнения пространства.

Далее воздушно-масляная смесь нагнетается винтовым блоком в пневматическую систему.

На следующем этапе смесь поступает в сепаратор, где воздух отделяется от масел и, через систему радиатора, подается в ресивер или же на пневматическое оборудование.

Так как блок, в котором расположены винты, является главным рабочим элементом компрессора, принцип его работы необходимо рассмотреть отдельно. Зубья роторов – ведущего и ведомого, находятся в зацепленном состоянии. Корпус винтового блока и открытые полости роторов создают объем, в который, при вращении винтов, поступает воздух. Вращение роторов имеет противоположные направления. При этом происходит закрытие открытых полостей, что приводит к уменьшению объема между ними и увеличению давления нагнетания.

Подобное устройство винтового компрессора и его принцип действия обеспечивает высокую эффективность работы всей установки, бесперебойную подачу сжатого воздуха на пневмооборудование и возможность интенсивной эксплуатации данной системы на протяжении длительного времени.

Устройство поршневого компрессора и принцип его действия  

Другим видом компрессорных систем, широко используемых в быту и на небольших предприятиях, является оборудование поршневого типа.

Главным отличием такой установки от винтового и других типов оборудование является достаточно простое устройство поршневого компрессора и принцип его работы.

Основные элементы данной установки можно разделить на группы в зависимости от выполняемых функций:

  • цилиндровая группа;
  • поршневая группа;
  • механизмы движения;
  • системы регулирования, представляющие собой элементы, регулирующие производительность оборудования – трубопроводы, вспомогательные клапаны;
  • системы смазки;
  • элементы охлаждения;
  • детали для установки оборудования.

 

 

Конструктивно поршневой компрессор представляет собой корпус, выполненный из чугуна, алюминия или же другого материала и оснащенный цилиндром, расположение которого может быть как вертикальным, так и горизонтальным. Основную подвижную и рабочую часть компрессора составляет сам поршень и два клапана, выполняющие всасывающие и нагнетательные функции.

Основу работы данного оборудования составляет движение поршня – поступательные движения приводят к всасыванию воздуха в цилиндр, а при возвратном действии воздух сжимается. Данный процесс и приводит к увеличению силы давления. В этот момент происходит закрытие клапана всасывающего действия, а нагнетательный клапан подает в магистраль сжатый воздух. Данный цикл повторяется на протяжении всего периода работы оборудования, обеспечивая пневмоинструменты воздухом под давлением необходимого уровня. Устройство компрессора воздушного поршневого отличается своей сравнительной простотой в сочетании с высокими рабочими и эксплуатационными характеристиками.

Учитывая устройство компрессоров поршневых и винтовых, их конструктивные, технические и эксплуатационные особенности, можно легко выбрать наиболее подходящий тип оборудования в соответствии с предъявляемыми к ним требованиями и для использования с различными пневмоинструментами при проведении как промышленных, так и бытовых работ.

Устройство и принцип работы поршневого компрессора

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

 

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

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

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

 

Поршневые компрессоры и их устройство

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


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


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

Возвратное действие поршня приводит к сжиманию воздуха и возрастанию его давления. Нагнетательный клапан, который также удерживается пружиной, открывается потоком воздуха, находящегося под высоким давлением, после чего сжатый воздух попадает в нагнетательный патрубок.

При этом питание оборудование может осуществляться от электродвигателя или же автономного двигателя, который может быть дизельным или бензиновым.

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

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

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

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

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

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

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

Устройство, работа поршневого компрессора

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

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

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

д.

Устройство поршневого компрессора

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

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

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

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

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

Другим важным элементом в устройстве и работе поршневого компрессора является ресивер, который представляет собой стальную емкость и предназначен для поддержания постоянного давления и равномерного расхода воздуха. В ресивере также установлен клапан для сброса давления в случае если будет превышено его допустимое значение.

Для обеспечения работы поршневого компрессора в автоматическом режиме в устройстве поршневого компрессора находится прессостат (реле давления), который при достижении заданного давления размыкает контакты и останавливает двигатель, а при снижении давления ниже некоторого значения замыкает контакты и запускает компрессор.

Работа поршневого компрессора

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

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

Для достижения более высоких давлений в работе поршневых компрессоров применяют многоступенчатый принцип, в котором воздух поочередно сжимается в каждой ступени до определенного значения, после чего охлаждается в холодильнике и подается в цилиндр следующей ступени, где сжимается до более высокого давления. В качестве холодильника в устройстве поршневого компрессора используют медную трубку с ребрами охлаждения.

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

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

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

Устройство воздушного компрессора и его особенности

Компрессоры — это устройства, предназначенные для сжатия разнообразных рабочих сред до определенного давления. В современной промышленности применяют кислородные, азотные, фреоновые и другие агрегаты. Но наибольшее распространение получило оборудование, которое производит сжатый воздух. Такие установки применяют во всех отраслях промышленности, а также в энергетике, строительстве, авторемонте, фармакологии, медицине и других направлениях деятельности.

Важно отметить, что эффективность агрегата напрямую зависит от того, насколько он соответствует конкретным условиям эксплуатации. А это значит, что перед покупкой следует изучить устройство компрессора и его характеристики. Это позволит сделать правильный выбор и приобрести ту установку, которая максимально полно отвечает потребностям того или иного предприятия.

Особенности оборудования

Современные производители предлагают потребителям широчайший модельный ряд техники. Поэтому прежде чем говорить о том, как устроен воздушный компрессор, отметим, что установки значительно различаются по конструкции, техническим характеристикам, принципу действия и другим особенностям. Так, к примеру, агрегаты можно классифицировать по таким признакам, как:

  • Тип привода. Наиболее распространены дизельные и электрические устройства, причем последние также делятся на два вида — с питанием от сети 220 и 380 вольт.
  • Конструкция блока, в котором происходит сжатие воздуха. По данному признаку различают поршневые и винтовые компрессоры.
  • Давление в системе. В зависимости от мощности и устройства, компрессоры могут сжимать воздух как до 8-10, так и до 100 и более атмосфер.

Что касается других отличий, то к их числу стоит отнести тип охлаждения, производительность, область применения и т.д. Логично предположить, что в каждом случае конструкция агрегата будет различаться. А это значит, что без уточнения деталей нельзя ответить на вопрос о том, как устроен воздушный компрессор. Именно поэтому ниже мы приводим только базовое строение механизма, которое в зависимости от модели может быть дополнено теми или иными деталями и узлами.

Конструкция оборудования для производства сжатого воздуха

Итак, основными конструкционными элементами компрессора являются:

  • Двигатель. Как мы уже отмечали выше, агрегаты оснащают электродвигателями и ДВС (бензиновыми и дизельными). Среди бытовых и полупрофессиональных моделей широко распространены установки, работающие от сети напряжением 220 вольт. Если же говорить о промышленном применении, то здесь наиболее востребовано дизельное оборудование, а также компрессоры, предназначенные для подключения к сети 380 вольт. И только в ограниченном числе случаев используют турбины, которые работают на газе или паре.
  • Блок сжатия воздуха. Данный узел может быть как поршневым, так и винтовым. Кроме того, для некоторых отраслей промышленности можно купить компрессоры мембранного, роторно-пластинчатого, шестеренчатого и других типов. Но поскольку их используют довольно редко, мы остановимся подробнее только на двух разновидностях:
    1. Устройство поршневого компрессора предлагает наличие одного или нескольких цилиндров, в которых происходит сжатие воздуха. При движении поршня по направлению от впускного клапана создается разряжение, вследствие которого воздух наполняет цилиндр. При обратном движении происходит сжатие рабочей среды. Когда давление достигает заданного значения, воздух преодолевает усилие пружины нагнетательного клапана и попадает в ресивер.
    2. Если поршневые агрегаты сжимают рабочую среду за счет возвратно-поступательного движения, то винтовые машины для этой цели используют вращение ведущего и ведомого ротора. Плоскости винтов и внутренняя поверхность корпуса создают воздушные камеры, объем которых попеременно увеличивается и уменьшается. За счет этого происходит наполнение камер воздухом, а затем его сжатие.
  • Ресивер. Это металлический сосуд, который оснащен входным и выходным патрубком, а также предохранительным клапаном для защиты от перегрузок. Применение воздухосборников позволяет одновременно решить несколько задач. Во-первых, с их помощью устраняют пульсацию сжатого воздуха, которая возникает вследствие особенностей устройства и принципа работы поршневых компрессоров. Во-вторых, ресивер служит для дополнительного охлаждения рабочей среды, а также ее очистки от конденсата. И наконец, резервуары используют для накопления сжатого воздуха. Небольшой запас позволяет справиться с пиковыми нагрузками на предприятии и обеспечивает работу пневмооборудования в моменты кратковременных отключений агрегатов.

Остались вопросы по устройству компрессоров, предназначенных для сжатия воздуха? Специалисты нашей компании готовы подробно рассказать обо всех особенностях бытовых и промышленных установок. Чтобы получить консультацию, достаточно связаться с нами по телефону, указанному на сайте.

Подготовлено: Елизавета Семёнова

принцип работы, ремонт, замена масла

Воздушный компрессор является универсальным и экономичным аппаратом, без которого невозможна работа различного пневматического оборудования, применяемого на производстве и в быту. Компрессоры могут быть как стационарными, так и передвижными, благодаря чему расширяется сфера использования данных агрегатов.

Область применения воздушных компрессоров

Воздушные компрессоры широко используются во многих областях деятельности человека. Данные аппараты незаменимы при проведении монтажных, столярных, строительных и ремонтных работ. Также воздушные аппараты с успехом применяются и в быту. Например, бытовой агрегат может использоваться для подкачки шин, проведения покрасочных работ, аэрографии и т.д. Как правило, это компрессор, имеющий электрический двигатель, работающий от сети 220 В. Для профессионального использования лучше подойдет роторный масляный агрегат, имеющий повышенный срок службы и не требовательный к частому обслуживанию.

Высока востребованность воздушных компрессоров и в промышленной сфере, в отраслях, где требуется использование сжатого воздуха.

Существуют аппараты с высокой степенью очистки воздуха. Их применяют на “чистых” производствах, например, в химической, фармацевтической и пищевой промышленности, а также в сфере производства электроники.

Кроме всего, воздушные компрессоры нашли применение в нефте- и газодобывающих отраслях, в горнодобывающей промышленности, при добыче угля и камня.

Как устроен и работает воздушный компрессор

Устройство агрегата для сжатия воздуха определяется типом конструкции. Компрессоры бывают поршневые, роторные и мембранные. Наиболее широко распространены поршневые воздушные агрегаты, в которых воздух сжимается в цилиндре благодаря возвратно-поступательным движениям поршня внутри него.

Схема устройства

Устройство воздушного поршневого компрессора достаточно простое. Основной его элемент – это компрессорная головка. По своей конструкции она схожа с цилиндром двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Ниже приведена схема поршневого агрегата, на которой хорошо показано устройство последнего.

В состав компрессорного узла входят следующие элементы.

  1. Цилиндр. Это объем, в котором сжимается воздух.
  2. Поршень. Возвратно-поступательными движениями всасывает воздух в цилиндр либо сжимает его.
  3. Поршневые кольца. Устанавливаются на поршне и предназначены для повышения компрессии.
  4. Шатун. Связывает поршень с коленчатым валом, передавая ему возвратно-поступательные движения.
  5. Коленчатый вал. Благодаря своей конструкции обеспечивает ход шатуна вверх и вниз.
  6. Впускной и нагнетательный клапаны. Предназначены для впуска и выпуска воздуха из цилиндра. Но компрессорные клапаны отличаются от клапанов ДВС. Они изготовлены в виде пластин, прижимаемых пружиной. Открытие клапанов происходит не принудительно, как в ДВС, а вследствие перепада давлений в цилиндре.

Для уменьшения силы трения между кольцами поршня и цилиндром в компрессорную головку поступает масло. Но в таком случае на выходе из компрессора воздух имеет примеси смазки. Для их устранения на поршневом аппарате устанавливают сепаратор, в котором происходит разделение смеси на масло и воздух.

Если требуется особая чистота сжатого воздуха, например, в медицине или на производстве электроники, то конструкция поршневого агрегата не подразумевает использование масла. В таких аппаратах поршневые кольца выполнены из полимеров, а для уменьшения силы трения применяется графитовая смазка.

Поршневые агрегаты могут иметь 2 или больше цилиндров, расположенных V-образно. За счет этого повышается производительность оборудования.

Коленчатый вал приводится в движение от электродвигателя посредством ременного или прямого привода. При ременном приводе в конструкцию аппарата входят 2 шкива, один из которых устанавливается на валу двигателя, а второй — на валу поршневого блока. Второй шкив оснащается лопастями для охлаждения агрегата. В случае прямого привода валы двигателя и поршневого блока соединяются напрямую и находятся на одной оси.

Также в конструкцию поршневого компрессора входит еще один очень важный элемент – ресивер, представляющий собой металлическую емкость. Предназначен он для устранения пульсаций воздуха, выходящего из поршневого блока, и работает как накопительная емкость.

Благодаря ресиверу можно поддерживать давление на одном уровне и равномерно расходовать воздух. Для безопасности на ресивере устанавливают аварийный клапан сброса, срабатывающий при повышении давления в емкости до критических значений.

Чтобы компрессор мог работать в автоматическом режиме, на нем устанавливается реле давления (прессостат). Когда давление в ресивере достигает требуемых значений, реле размыкает контакт, и двигатель останавливается. И наоборот, при снижении давления в ресивере до установленного нижнего предела, прессостат замыкает контакты, и агрегат возобновляет работу.

Принцип действия

Принцип работы поршневого компрессора можно описать следующим образом.

  1. При запуске двигателя начинает вращаться коленчатый вал, передавая возвратно-поступательные движения посредством шатуна поршню.
  2. Поршень, двигаясь вниз, создает в цилиндре разрежение, под воздействием которого открывается впускной клапан. По причине разности давлений воздуха, он начинает засасываться в цилиндр. Но перед попаданием в камеру сжатия воздух проходит через фильтр очистки.
  3. Далее, поршень начинает движение вверх. При этом оба клапана находятся в закрытом состоянии. В момент сжатия в цилиндре начинает повышаться давление, и когда оно достигает определенного уровня, происходит открытие выпускного клапана.
  4. После открытия выпускного клапана сжатый воздух направляется в ресивер.
  5. При достижении определенного давления в ресивере срабатывает прессостат, и сжатие воздуха приостанавливается.
  6. Когда давление в ресивере снижается до установленных значений, прессостат снова запускает двигатель.

Распространенные неисправности и их устранение

Рассмотрим основные неисправности в работе воздушного компрессора, которые можно устранить своими руками.

Двигатель агрегата не запускается

Прежде всего, при отказе двигателя агрегата следует убедиться в наличии напряжения в сети. Также не лишним будет проверить кабель питания на предмет повреждений. Далее, проверяются предохранители, которые могут перегорать при скачке напряжения в сети. При обнаружении неисправности кабеля или предохранителей их следует заменить.

Также на запуск двигателя влияет реле давления. Если оно неправильно настроено, то агрегат перестает включаться. Чтобы проверить работу реле, необходимо выпустить воздух из ресивера и снова включить аппарат. Если двигатель заработал, то проведите правильную (согласно инструкции) регулировку реле давления.

В некоторых случаях, двигатель может не запускаться по причине срабатывания теплового реле. Обычно это происходит, если агрегат работает в интенсивном режиме, практически без остановок. Чтобы оборудование снова начало работать, необходимо дать ему немного времени для остывания.

Двигатель гудит, но не запускается

Гудение двигателя без вращения его ротора может быть по причине низкого напряжения в сети, из-за чего ему не хватает мощности для запуска. В таком случае проблему можно решить установкой стабилизатора напряжения.

Совет! Если сеть “проседает” по причине работы какого-либо аппарата, например, сварочного, то его следует отключить на время пользования компрессором.

Также двигатель не в силах провернуть коленчатый вал, если давление в ресивере слишком велико, и происходит сопротивление нагнетанию. Если это так, то необходимо немного стравить воздух из ресивера, после чего настроить или заменить реле давления. Повышенное давление в ресивере может возникать и при неисправном клапане сброса. Его нужно снять и прочистить, а в случае его разрушения – заменить.

Воздух на выходе имеет частицы воды

Если в выходящем из ресивера воздухе содержится влага, то качественно произвести покраску какой-либо поверхности не получится. Частицы воды могут присутствовать в сжатом воздухе в следующих случаях.

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

Падение производительности агрегата

Производительность аппарата может снижаться, если прогорают или изнашиваются поршневые кольца. В результате снижается уровень компрессии, и аппарат не может работать в стандартном режиме. Если этот факт подтвердится при разборке цилиндра, то изношенные кольца следует заменить.

Падение производительности могут вызвать и клапанные пластины, если они сломались или зависли. Неисправные пластины следует заменить, а засорившиеся – промыть. Но самая частая причина, вызывающая потерю мощности агрегата – это засорение воздушного фильтра, который следует промывать регулярно.

Перегрев компрессорной головки

Поршневая головка может перегреваться при несвоевременной замене масла или при использовании смазочного материала, который не соответствует указанному в паспорте. В обоих случаях масло следует заменить на специальное компрессорное, с вязкостью, значение которой указано в паспорте к агрегату.

Также перегрев поршневой головки может вызываться чрезмерной затяжкой болтов шатуна, из-за чего масло плохо поступает на вкладыши. Неисправность устраняется ослаблением болтов шатуна.

Перегрев агрегата

В норме, агрегат может перегреваться при работе в интенсивном режиме или при повышенной температуре окружающего воздуха в помещении. Если при стандартном режиме работы и нормальной температуре в помещении агрегат все равно перегревается, то виновником неисправности может служить засорившийся воздушный фильтр. Его следует снять и промыть, после чего хорошо высушить.

Совет! Данную процедуру рекомендуется проводить регулярно. Если агрегат используется интенсивно, то фильтр следует промывать ежедневно.

Стук в цилиндре

Вызывается поломкой или износом поршневых колец по причине образования нагара. Обычно он появляется, если использовать некачественное масло.

Также стук в цилиндре может вызываться износом втулки головки шатуна или поршневого пальца. Чтобы устранить проблему, данные детали следует заменить на новые. При износе цилиндра и поршня ремонт воздушного компрессора заключается в растачивании цилиндра и замене поршня.

Стук в картере

Появление стука в картере при работе агрегата вызывается следующими поломками.

  1. Ослабли шатунные болты. Необходимо подтянуть болты с требуемым усилием.
  2. Вышли из строя подшипники коленчатого вала. Требуется поменять подшипники.
  3. Износились шатунные шейки коленвала и вкладышей шатуна. Устранение данных неисправностей заключается в обработке шатунных шеек до ремонтного размера. Вкладыши также меняются на аналогичные детали ремонтного размера.

Снижение давления в системе при отключении питания

Проблема возникает чаще всего из-за утечек в одном или сразу нескольких элементах системы. В первую очередь, стоит проверить выпускной кран с поршневым клапаном, а также осмотреть всю магистраль, где нагнетается и удерживается давление.

На вооружение можно взять старый проверенный метод: смазать проблемные участки мыльным раствором. Утечка воздуха сразу даст о себе знать появлением пузырей. Появившиеся щели заделывают любым герметизирующим материалом: лучше в желеобразной консистенции, чтобы исключить отслоение.

Выпускной кран проверяется аналогичным образом. Если при фиксации в выключенном состоянии раствор пузырится, то деталь подлежит замене. При этом особое внимание необходимо уделить герметизации: монтируя новый кран, в обязательном порядке наматываем на резьбу сантехническую фум-ленту.

Важно! Перед тем как проводить ремонтные работы воздушной магистрали, необходимо стравить весь имеющийся в системе воздух. Иначе можно не только получить серьёзные ожоги, но и повредить шланги с клапанами.

Иногда для нормализации давления достаточно почистить все подвижные элементы – краны и заслонки от скопившейся грязи.

Периодическое срабатывание датчиков термозащиты

Очевидная причина возникновения подобного эффекта – сильно завышенная температура в помещении или работа устройства под прямыми солнечными лучами. Если же с климатическими условиями всё в порядке, то дело может быть в недостаточном напряжении в сети.

Воздушное охлаждение компрессора

Выявить неисправности такого плана поможет мультиметр. Когда показатели при прозвоне значительно ниже установленных производителем техники норм (указаны в инструкции к устройству), то дополняем цепь стабилизатором напряжения.

Двигатели в классических компрессорах имеют воздушное охлаждение. Если помещение плохо проветривается, то устройство будет быстро нагреваться, и в результате сработают датчики термозащиты. В этом случае необходимо перенести оборудование в место с достаточной вентиляцией. Также нелишним будет проверить воздушный фильтр: почистить его от скопившейся грязи или вовсе заменить.

Нестабильная работа двигателя

Проблема может проявляться из-за слишком интенсивной отдачи воздуха или неисправности датчика контроля давления. Если потребляемая строительным оборудованием мощность не соответствует производительности компрессора, то существенная разница всегда скажется на работе двигателя.

Поэтому обязательно нужно учитывать характеристики пневматического инструмента, а именно, потребляемый объём воздуха за единицу времени, и соотносить их с возможностями агрегата. Расход воздуха для оборудования не должен превышать 70% отдачи компрессора.

Реле давления для компрессора

Если же технические характеристики обоих устройств соответствуют нормам, то значит, дело в реле давления. Датчик можно отремонтировать, но практичнее заменить: благо, стоит он недорого и продаётся практически в каждом специализированном магазине.

Увеличенный расход воздуха

В первую очередь, нужно проверить воздушный фильтр: при необходимости почистить или заменить. Следующая причина – утечка газа в системе. Проверяем каждый сантиметр магистрали, а особенно места стыков и соединений. Последние обрабатываем герметизирующим материалом и фум-лентой.

Некоторые пользователи после очистки ресивера от конденсата забывают зафиксировать выпускной кран. Иногда в результате повышенного давления он сам сходит на пару миллиметров: подтягиваем до упора и проверяем давление в системе.

Обслуживание компрессора

Периодическая профилактика и следование простым правилам, которые указаны в инструкции по эксплуатации к устройству, заметно увеличат срок службы оборудования. В момент покупки компрессора обязательно нужно удостовериться в наличии паспорта, гарантийного талона и заводской описи комплектующих. Иначе сервисный центр может отказать в обслуживании.


Общие рекомендации производителей техники и специалистов сервисных центров звучат таким образом.
  1. Запуская агрегат в первый раз, в обязательном порядке проверяем масло посредством измерительного щупа. Смазку (технический состав) выбирать с оглядкой на инструкцию по эксплуатации. После запуска даём поработать двигателю 10-15 минут вхолостую.
  2. Масло меняется на новое после 500 часов работы (ведём книгу учёта). После слива отработки ёмкость очищается от скопившейся грязи.
  3. Перед использованием инструмента необходимо понизить давление до нормы, если оно сильно завышено.
  4. Воздушный фильтр нужно чистить как минимум 1 раз в неделю. Многие производители рекомендуют менять его каждый квартал, особенно при активной эксплуатации оборудования.
  5. В конце каждого рабочего дня необходимо сливать скопившуюся воду из ресивера.
  6. По окончании работ воздух стравливается, а оборудование полностью обесточивается.
  7. При длительном простое компрессора площадку и подвижные детали воздушного клапана нужно смазать.
  8. Содержать устройство в чистоте. Попадание грязи в систему чревато не только потерей давления, но и выходом из строя основных элементов компрессора.

Особое внимание следует уделить заземлению оборудования для всех нетоковедущих элементов из металла. В доброй половине случаев производители выводят соответствующий проводник на вилку. Остаётся только заземлить саму розетку, куда будет подключаться устройство.

Как заменить масло в воздушном компрессоре

Просчитать отработанные агрегатом моточасы достаточно сложно. Но все же рекомендуется, хотя бы приблизительно, вести их учет, поскольку своевременная замена масла в аппарате значительно продлевает срок его службы. В среднем, для нового устройства первая замена масла должна быть не позже, чем через 50 моточасов. Следующее обслуживание компрессора по замене смазки уже проводят через количество моточасов, указанное в инструкции к компрессору. В каждом случае, в зависимости от модели устройства, этот показатель будет отличаться.

Масло для воздушного компрессора лучше использовать фирменное, предназначенное именно для данного оборудования. Если фирменное масло найти сложно, то можно его заменить любым компрессорным маслом необходимой вязкости.

Важно! Простое машинное масло заливать в агрегат запрещается!

Итак, замена масла в аппарате для сжатия воздуха происходит следующим образом.

  1. Прежде всего, требуется отключить устройство от электросети, и полностью спустить воздух из ресивера. Стрелки на всех манометрах должны находиться на нуле.
  2. Изготовьте из пластиковой бутылки емкость, в которую будет сливаться смазка.
  3. Подставьте емкость под отверстие для слива смазки и открутите гайку-заглушку, закрывающую его. В норме, смазка не должна быть слишком осветленной или темной. Светлая смазка говорит о том, что в нее попадает влага. Слишком темное масло – результат перегрева агрегата.
  4. После того, как смазка перестанет вытекать из картера, закрутите гайку обратно.
  5. Далее, открутите и снимите сапун из заливного отверстия картера.
  6. Залейте смазку в картер. Заливать масло удобнее через лейку, чтобы исключить его проливание. Залейте такое количество смазки, чтобы она достигла контрольной отметки в смотровом окне.

В дальнейшем, следует постоянно контролировать уровень масла в картере, и, при необходимости, доливать его.

Поршневой компрессор устройство и принцип работы

Содержание

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

Устройство и предназначение поршневого компрессора

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

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

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


Устройство поршневого компрессора: основные узлы

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

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

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

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

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

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


Двигатель

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

Передача

Клиноременная передача состоит из двух шкивов. На двигателе установлен ведущий, на поршневой головке – ведомый. Ремни соединяют обе детали в один узел. На ведомом шкиве установлен храповик, который служит для сохранения плавности хода передачи, а также играет роль элемента охлаждения.
В маломощных компактных компрессорах реализован механизм прямой или коаксиальной передачи. Крутящий момент от двигателя передается непосредственно на коленвал цилиндропоршневой головки. Достоинство решения только одно – компактность. Прямая передача уступает ременной по эксплуатационным и рабочим характеристикам.


Блок цилиндров

В этом узле происходит непосредственное сжатие воздуха или газа. Условно можно сказать, что кинематика поршня схожа с движением аналогичной детали двигателя внутреннего сгорания. В четырехтактном моторе во втором такте происходит сжатие воздушно-топливной смеси, в компрессоре аналогично протекает процесс нагнетания воздуха. Когда поршень опускается, в освобождающееся пространство через впускной клапан всасывается воздух из атмосферы.
В результате вращения коленвала поршень проходит точку возврата и начинает движение вверх. Впускной клапан затворяется. Шатун продолжает двигать поршень, объем уменьшается, давление растет. Когда уровень компрессии достигает определенного значения, открывается нагнетательный клапан. Рабочая среда под давлением вытесняется в пневмомагистраль.

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


Ресивер

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

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

Вторая функция – обеспечение кратковременно-повторного режима работы.

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


Различия конструктива

Альтернативы конструкций, применяемые при производстве поршневых компрессоров:

с ременной либо коаксиальной передачей

маслозаполненные и безмасляные.

Каждое конструктивное решение направлено на достижение определенной цели.


Прямая передача

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

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

Клиноременная передача

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

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

Дополнительное охлаждение – второй плюс.

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


Маслозаполненные и безмасляные

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

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

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

смазывает детали для уменьшения трения

охлаждает механизмы

уплотняет технологические зазоры

удаляет продукты износа компонентов цилиндропоршневой группы

защищает от коррозии.

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

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


Устройство компрессора воздушного поршневого схема

Компрессор (от латинского слова compressio – сжатие) – энергетическая машина или устройство для повышения давления (сжатия) и перемещения газообразных веществ.

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

Общепринятая классификация механических компрессоров по принципу действия, под принципом действия понимают основную особенность процесса повышения давления, зависящую от конструкции компрессора. По принципу действия все компрессоры можно разделить на две большие группы: динамические и объёмные.

Объёмные компрессоры

В компрессорах объёмного принципа действия рабочий процесс осуществляется в результате изменения объёма рабочей камеры. Номенклатура компрессоров данного типа разнообразна (более десятка видов), основные из которых: поршневые, винтовые, роторно-шесте-рён- чатые, мембранные, жидкостно-кольцевые, воздуходувки Рутса, спиральные, компрессор с катящимся ротором.

Рис. 1. Классификация объемных компрессоров

Поршневые компрессоры (рис. 2-3) могут быть одностороннего или двухстороннего действия, крейцкопфные и бескрейцкопфные, смазываемые и без применения смазки (сухого трения или сухого сжатия), при высоких давлениях сжатия применяются также плунжерные.

Роторные компрессоры – это машины с вращающим сжимающим элементом, конструктивно подразделяются на винтовые, ротационнопластинчатые, жидкостно-кольцевые, бывают и другие конструкции.

Рис. 2. Схема работы поршневого компрессора

Рис. 3. Поршневой компрессор: 1 – коленчатый вал; 2 – шатун; 3 – поршень; 4 – рабочий цилиндр; 5 – крышка цилиндра; 6 – нагнетательный трубопровод; 7 – нагнетательный клапан; 8 – воздухозаборник; 9 – всасывающий клапан; 10 – труба для подвода охлаждающей воды

Рис. 4. Одноступенчатый поршневой компрессор одинарного действия

Поршневой компрессор в основном состоит из рабочего цилиндра и поршня; имеет всасывающий и нагнетательный клапаны, расположенные обычно в крышке цилиндра. Для сообщения поршню возвратно-поступательного движения в большинстве поршневых компрессорах имеется кривошипно-шатунный механизм с коленчатым валом. Поршневые компрессоры бывают одно и многоцилиндровые, с вертикальным, горизонтальным, V или W – образным и другим расположением цилиндров, одинарного и двойного действия (когда поршень работает обеими сторонами), а также одноступенчатого или многоступенчатого сжатия.

Действие одноступенчатого воздушного поршневого компрессора (рис. 3) заключается в следующем. При вращении коленчатого вала 1 соединённый с ним шатун 2 сообщает поршню 3 возвратные движения. При этом в рабочем цилиндре 4 из-за, увеличения объёма, заключённого между днищем поршня и крышкой цилиндра 5, возникает разрежение и атмосферный воздух, преодолев своим давлением сопротивление пружины, удерживающей всасывающий клапан 9, открывает его и через воздухозаборник (с фильтром) 8 поступает в рабочий цилиндр. При обратном ходе поршня воздух будет сжиматься, а затем, когда его давление станет больше давления в нагнетательном патрубке на величину, способную преодолеть сопротивление пружины, прижимающей к седлу нагнетательный клапан 7, воздух открывает последний и поступает в трубопровод 6. При сжатии газа в компрессоре его температура значительно повышается.

Для предотвращения самовозгорания смазки компрессоры оборудуются водяным (труба 10 для подвода воды) или воздушным охлаждением. При этом процесс сжатия воздуха будет приближаться к изотермическому (с постоянной температурой), который является теоретически самым выгодным. Одноступенчатый компрессор, исходя из условий безопасности и экономичности его работы, целесообразно применять со степенью повышения давления при сжатии до b = 7 – 8. При больших сжатиях применяются многоступенчатые компрессоры, в которых, чередуя сжатие с промежуточным охлаждением, можно получать газ очень высоких давлений – выше 10 Мн/м2. В поршневых компрессорах обычно предусматривается автоматическое регулирование производительности в зависимости от расхода сжатого газа для обеспечения постоянного давления в нагнетательном трубопроводе. Существует несколько способов регулирования. Простейший из них – регулирование изменением частоты вращения вала.

Принципы действия ротационного и поршневого компрессора в основном аналогичны и отличаются лишь тем, что в поршневом все процессы происходят в одном и том же месте (рабочем цилиндре), но в разное время (из-за чего и потребовалось предусмотреть клапаны), а в ротационном компрессоре всасывание и нагнетание осуществляются одновременно, но в различных местах, разделенных пластинами ротора. Известны другие конструкции ротационного компрессора, в том числе винтовые, с двумя роторами в виде винтов. Для удаления воздуха с целью создания разрежения в каком-либо пространстве применяют роторные водокольцевые вакуумнасосы. Регулирование производительности ротационного компрессора осуществляется обычно изменением частоты вращения их ротора.

Ротационные компрессоры имеют один или несколько роторов, которые бывают различных конструкций. Значительное распространение получили ротационные пластинчатые компрессоры (рис. 5), имеющие ротор 2 с пазами, в которые свободно входят пластины 3, ротор расположен в цилиндре корпуса 4 эксцентрично. При его вращении по часовой стрелке пространства, ограниченные пластинами, а также поверхностями ротора и цилиндра возрастать корпуса, в левой части компрессора будут возрастать, что обеспечит всасывание газа через отверстие 1. В правой части компрессора объёмы этих пространств уменьшаются, находящийся в них газ сжимается и затем подаётся из компрессора в холодильник 5 или непосредственно в нагнетательный трубопровод. Корпус ротационного компрессора охлаждается водой, для подвода и отвода которой предусмотрены трубы 6 и 7. Степень повышения давления в одной ступени пластинчатого ротационного компрессора обычно бывает от 3 до 6.

Рис. 5. Ротационный пластинчатый компрессор: 1 – отверстие для всасывания воздуха; 2 – ротор; 3 – пластина; 4 – корпус; 5 – холодильник; 6 и 7 – трубы для отвода и подвода охлаждающей воды

Винтовые компрессоры

Конструкция винтового блока состоит из двух массивных винтов и корпуса. При этом винты во время работы находятся на некотором расстоянии друг от друга, и этот зазор уплотняется масляной пленкой. Трущихся элементов нет.

Таким образом, ресурс винтового блока практически неограничен и достигает более чем 200-300 тысяч часов. Регламентной замене подлежат лишь подшипники винтового блока.

Пластинчато-роторные компрессоры

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

Так как масляная пленка нормализуется и становится равномерной и достаточной лишь после нескольких минут работы компрессора, то во время стартов и остановов идет трение пластин о статор и соответственно повышенный их износ и выработка.

Чем большее давление должен нагнетать такой блок, тем большая разницы давлений в соседних камерах сжатия, и тем большая должна быть центробежная сила для недопущения перетоков сжимаемого воздуха из камеры с большим давлением в камеру с меньшим. В свою очередь, чем больше центробежная сила, тем больше и сила трения в моменты пуска и остановки и тем тоньше масляная пленка во время работы – это является основной причиной, почему данная технология получила широкое распространение в области вакуума (то есть давление до 1 бара) и в области нагнетания давления до 0,3-0,4 МПа.

Так как масляная пленка между пластинами и статором имеет толщину всего несколько микрон, то любая пыль, тем более твердые частички крупнее размеров, выступают как абразив, который царапает статор и делает выработку по пластинам. Это приводит к тому, что возникают перепуски сжимаемого воздуха из одной камеры сжатия в другую и производительность заметно падает.

В отличие от небольших вакуумных насосов, где широко применяется пластинчато-роторная технология, в компрессорах большой производительности и давлением выше 0,5 МПа со временем необходимо будет менять весь блок в сборе, так как замена отдельно пластин эффективна лишь в случае восстановления геометрии статора, а такие большие статоры восстановлению (шлифовке) не подлежат.

Производители обычно не дают никаких данных по ресурсу пластинчато-роторного блока, так как он очень сильно зависит от качества воздуха и режима работы компрессора. Для газовых компрессоров, качающих газ практически не останавливаясь круглый год, ресурс может действительно достигать и более 100 тысяч часов потому, что масляная пленка равномерна и достаточна все время работы без остановок.

А при промышленном использовании, где разбор воздуха крайне неравномерен и компрессор запускают и останавливают десятки раз в день, большую часть времени нормальной для работы масляной пленки внутри блока нет, что является причиной агрессивного износа пластин. В таком случае ресурс блока не более 25 тысяч часов.

Динамические компрессоры

В компрессорах динамического принципа действия газ сжимается в результате подвода механической энергии от вала, и дальнейшего взаимодействия рабочего вещества с лопатками ротора. В зависимости от направления движения потока и типа рабочего колеса такие компрессоры бывают центробежные (рис. 6) и осевые (рис. 7).

Рис. 6. Центробежный компрессор: 1 – вал; 2, 6, 8, 9, 10 и 11 – рабочие колёса; 3 и 7 – кольцевые диффузоры; 4 – обратный направляющий канал; 5 – направляющий аппарат; 12 и 13 – каналы для подвода газа из холодильников; 14 – канал для всасывания газа

Центробежный компрессор в основном состоит из корпуса и ротора, имеющего вал 1 с симметрично расположенными рабочими колёсами. Центробежный 6-ступенчатый компрессор разделён на три секции и оборудован двумя промежуточными холодильниками, из которых газ поступает в каналы 12 и 13. Во время работы центробежного компрессора частицам газа, находящимся между лопатками рабочего колеса, сообщается вращательное движение, благодаря чему на них действуют центробежные силы. Под действием этих сил газ перемещается от оси компрессора к периферии рабочего колеса, претерпевает сжатие и приобретает скорость. Сжатие продолжается в кольцевом диффузоре из-за снижения скорости газа, то есть преобразования кинетической энергии в потенциальную. После этого газ по обратному направляющему каналу поступает в другую ступень компрессор и т.д.

Получение больших степеней повышения давления газа в одной ступени (более 25-30, а у промышленных компрессоров – 8-12) ограничено главным образом пределом прочности рабочих колёс, допускающих окружные скорости до 280-500 м/сек. Важная особенность центробежных компрессоров (а также осевых) – зависимость давления сжатого газа, потребляемой мощности, а также КПД от его производительности. Характер этой зависимости для каждой марки компрессоров отражается на графиках, называемых рабочими характеристиками.

Регулирование работы центробежных компрессоров осуществляет различными способами, в том числе изменением частоты вращения ротора, дросселированием газа на стороне всасывания и другими.

Рис. 7. Осевой компрессор: 1 – канал для подачи сжатого газа; 2 – корпус; 3 – канал для всасывания газа; 4 – ротор; 5 – направляющие лопатки; 6 – рабочие лопатки

Осевой компрессор (рис. 7) имеет ротор 4, состоящий обычно из нескольких рядов рабочих лопаток 6, на внутренней стенке корпуса 2 располагаются ряды направляющих лопаток 5, всасывание газа происходит через канал 3, а нагнетание через канал 1. Одну ступень осевого компрессора составляет ряд рабочих и ряд направляющих лопаток. При работе осевого компрессора вращающиеся рабочие лопатки оказывают на находящиеся между ними частицы газа силовое воздействие, заставляя их сжиматься, а также перемещаться параллельно оси компрессора (откуда его название) и вращаться. Решётка из неподвижных направляющих лопаток обеспечивает главным образом изменение направления скорости частиц газа, необходимое для эффективного действия следующей ступени. В некоторых конструкциях осевых компрессорах между направляющими лопатками происходит и дополнительное повышение давления за счёт уменьшения скорости газа. Степень повышения давления для одной ступени осевого компрессора обычно равна 1,2-1,3, то есть значительно ниже, чем у центробежных компрессоров, но КПД у них достигнут самый высокий из всех разновидностей компрессоров.

Зависимость давления, потребляемой мощности и кпд от производительности для нескольких постоянных частот вращения ротора при одинаковой температуре всасываемого газа представляют в виде рабочих характеристик. Регулирование осевых компрессоров осуществляется так же, как и центробежных. Осевые компрессоры применяют в составе газотурбинных установок.

Техническое совершенство осевых, а также ротационных, центробежных и поршневых компрессоров оценивают по их механическому КПД и некоторым относительным параметрам, показывающим, в какой мере действительный процесс сжатия газа приближается к теоретически самому выгодному в данных условиях.

Струйные компрессоры по устройству и принципу действия аналогичны струйным насосам. К ним относят струйные аппараты для отсасывания или нагнетания газа или парогазовой смеси. Струйные компрессоры обеспечивают более высокую степень сжатия, чем струйные насосы. В качестве рабочей среды часто используют водяной пар.

Турбокомпрессоры – это динамические машины, в которых сжатие газа происходит в результате взаимодействия потока с вращающейся и неподвижной решётками лопастей.

Прочие классификации

По назначению компрессоры классифицируются по отрасли производства, для которых они предназначены (химические, холодильные, энергетические, общего назначения и т. д.). По роду сжимаемого газа (воздушный, кислородный, хлорный, азотный, гелиевый, фреоновый, углекислотный и т. д.). По способу отвода теплоты – с жидкостным или воздушным охлаждением.

По типу приводного двигателя они бывают с приводом от электродвигателя, двигателя внутреннего сгорания, паровой или газовой турбины. Дизельные газовые компрессоры широко используются в отдаленных районах с проблемами подачи электроэнергии. Они шумные и требуют вентиляции для выхлопных газов. С электрическим приводом компрессоры широко используются в производстве, мастерских и гаражах с постоянным доступом к электричеству. Такие изделия требуют наличия электрического тока, напряжением 110-120 Вольт (или 230-240 Вольт). В зависимости от размера и назначения, компрессоры могут быть стационарными или портативными. По устройству компрессоры могут быть одноступенчатыми и многоступенчатыми.

По конечному давлению различают:

– вакуум-компрессоры, газодувки – машины, которые отсасывают газ из пространства с давлением ниже атмосферного или выше. Воздуходувки и газодувки подобно вентиляторам создают поток газа, однако, обеспечивая возможность достижения избыточного давления от 10 до 100 кПа (0,01-0,1 МПа), в некоторых специальных исполнениях – до 200 кПа (0,2 МПа). В режиме всасывания воздуходувки могут создавать разрежение, как правило, 10-50 кПа, а в отдельных случаях – до 90 кПа и работать как вакуумный насос низкого вакуума;

– компрессоры низкого давления, предназначенные для нагнетания газа при давлении от 0,15 до 1,2 МПа;

– компрессоры среднего давления – от 1,2 до 10 МПа;

– компрессоры высокого давления – от 10 до 100 МПа.

– компрессоры сверхвысокого давления, предназначенные для сжатия газа выше 100 МПа.

Рис. 8. Пример чертежей компрессора

Производительность компрессоров

Производительность компрессоров обычно выражают в единицах объёма газа сжатого в единицу времени (м3/мин, м3/час). Производительность обычно считают по показателям, приведённым к нормальным условиям. При этом различают производительность по входу и по выходу, эти величины практически равны при маленькой разнице давлений между входом и выходом, но при большой разнице, например, у поршневых компрессоров, выходная производительность может при тех же оборотах падать более чем в 2 раза по сравнению с входной производительностью, измеренной при нулевом перепаде давления между входом и выходом. Компрессоры называются дожимающими, если давление всасываемого газа заметно превышает атмосферное.

Агрегатирование компрессоров

Агрегатирование представляет собой процесс установки компрессора и двигателя на раму. В связи с тем, что компрессоры поршневого типа характеризуются неравномерной тряской, результатом которой при отсутствии соответствующего основания или опоры становится чрезмерная вибрация, агрегатирование должно выполняться с учетом качественно спроектированного фундамента.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Устройство и предназначение поршневого компрессора

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

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

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

Устройство поршневого компрессора: основные узлы

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

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

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

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

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

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

Двигатель

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

Передача

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

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

Блок цилиндров

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

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

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

Ресивер

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

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

Вторая функция – обеспечение кратковременно-повторного режима работы.

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

Различия конструктива

Альтернативы конструкций, применяемые при производстве поршневых компрессоров:

с ременной либо коаксиальной передачей

маслозаполненные и безмасляные.

Каждое конструктивное решение направлено на достижение определенной цели.

Прямая передача

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

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

Клиноременная передача

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

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

Дополнительное охлаждение – второй плюс.

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

Маслозаполненные и безмасляные

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

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

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

смазывает детали для уменьшения трения

охлаждает механизмы

уплотняет технологические зазоры

удаляет продукты износа компонентов цилиндропоршневой группы

защищает от коррозии.

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

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

Пневматическое устройство | инструмент | Britannica

Основные типы пневматических устройств

Воздушные компрессоры и пневматические инструменты составляют основные классы пневматических устройств. Другие виды аппаратов, в которых используется сжатый воздух, - это окрасочное оборудование, пневматические трубки для транспортировки материалов и тормозные системы поездов.

Воздушный компрессор - это машина с механическим приводом для сжатия воздуха от некоторого начального давления на входе (обычно атмосферного) до более высокого давления.Компрессоры (а также другие гидравлические машины) можно разделить на два основных типа, в зависимости от действия воздуха или жидкости: (1) компрессоры прямого вытеснения и (2) скоростные или динамические типы.

В типах с принудительным вытеснением или статическим давлением характерным действием является изменение объема или действие смещения. Последовательные объемы воздуха удерживаются в замкнутом пространстве, а давление увеличивается за счет уменьшения объема пространства. В простом ручном шиномонтажном насосе давление создается за счет перемещения поршня в цилиндре.Компрессоры прямого вытеснения подразделяются на поршневые (прямолинейное возвратно-поступательное движение) и роторные (движение по круговой траектории). В объемной машине, если пренебречь утечкой, объемная скорость потока (кубические футы в секунду) через компрессор по существу постоянна в широком диапазоне давлений нагнетания.

Компрессор динамического типа можно подразделить на центробежный тип (с потоком через вращающийся бегунок или ротор преимущественно в радиальном направлении), осевой тип (с потоком через бегунок преимущественно в направлении, параллельном оси вращения). ), и струйного типа.

Пневматические инструменты можно разделить на две большие категории в зависимости от способа привода: роторные и поршневые. Оба типа известны как пневмодвигатели. Вращающийся компрессор, работающий в обратном направлении, служит одним из типов двигателей. Сжатый воздух входит в корпус, толкает лопатки и вращает центральный вал или шпиндель. К шпинделю крепится дрель, шлифовальный круг или другое приспособление. Поршневой компрессор, работающий в обратном направлении, также работает как двигатель.Сжатый воздух входит в цилиндр, расширяется и заставляет поршень двигаться. Обратный ход может быть вызван сжатым воздухом с другой стороны поршня или пружиной. К поршню, совершающему возвратно-поступательное движение, может быть присоединен инструмент, например, клепальный молоток. Пневматические инструменты обычно снабжаются сжатым воздухом под давлением около 90 фунтов на квадратный дюйм (фунтов на квадратный дюйм).

Используя сжатый воздух в качестве источника энергии, были разработаны инструменты, которые являются относительно легкими, компактными, портативными, простыми в эксплуатации и не подвержены опасности поражения электрическим током и искр.При подводных операциях сжатый воздух предотвращает попадание воды в пневмодвигатель.

Пневматические инструменты также можно разделить на две группы по типу инструментов: переносные инструменты и перфораторы. Переносные пневматические инструменты включают абразивные устройства (например, шлифовальные станки, буферы и шлифовальные машины), сверла, развертки, пробуксовщики, установщики шпилек, отвертки, гаечные ключи, ножницы, гаечные ключи и ударные инструменты. Обычно они приводятся в движение лопастным пневмодвигателем. Рабочие скорости можно регулировать путем дросселирования воздуха, подаваемого к двигателю.Пневматические двигатели не нагреваются при перегрузке; они без повреждений выдержат многократные срывы и резкие повороты. В шлифовальных машинах установлены пневмодвигатели, типичные для этого класса устройств.

Переносные инструменты также включают отбойные молотки и пневмоподъемники. Пневматические отбойные молотки содержат поршень с пневматическим приводом, который наносит последовательные удары по долоту или формовочному инструменту на конце молотка. Инструмент клапанного типа имеет отдельный механизм для управления потоком воздуха к поршню, что позволяет оператору контролировать скорость и силу ударов.В компрессионных заклепочниках сжатие или сжатие заклепки обеспечивается воздушным поршнем, соединенным с кулачком, клином или рычагом. Заклепочник с ярмом имеет пневматический зажим или тиски, которые удерживают работу на месте; вилка поглощает удары и, таким образом, снижает утомляемость оператора. Подъемники, работающие на сжатом воздухе, используются в операциях, требующих точного контроля скорости подъема или опускания. В большинстве случаев они используются на открытом воздухе и в условиях присутствия коррозионных паров, взрывоопасных газов или легковоспламеняющихся жидкостей.

Существуют также различные портативные специальные инструменты, такие как вибраторы для бетона, инструменты для зенковки, шипованные насадки, миксеры для краски, воздушные пусковые двигатели, трамбовки железнодорожного полотна, заточные машины для клапанов, поршневые опилочные машины и станки для шлифования хвостовиков.

Перфораторы используются для горных работ и выемки горных пород. Примером такого пневматического инструмента является перфоратор или ударный молот, который состоит из поршня и дрели из высокоуглеродистой стали. Сверло свободно удерживается в патроне на конце цилиндра, и его быстро наносит удар свободно движущийся поршень.Для наклонных вниз скважин необходимо предусмотреть средства для удаления бурового шлама, пыли и шлама. Обычно используется полое сверло, через которое пропускают воду или воздух, чтобы удалить стружку и охладить сверло. Другой вид перфоратора, называемый перфоратором, используется для горизонтальных скважин при горных работах и ​​проходке туннелей. Он устанавливается на какой-либо тип установки или рамы и механически вводится в работу. Стопорные сверла используются в основном при бурении вверх или над головой из-за характеристик автоматической подачи.Обычный стопор - это перфоратор с самовращающейся буровой коронкой и автоматической подачей с помощью воздушного поршня. Большие землеройные буровые установки с пневматическим приводом, устанавливаемые на грузовые автомобили на прицепах, используются для рытья колодцев на воду и взрывных работ в карьерах. Компрессор большой мощности подает воздух не только для питания бурового инструмента, но и для подъема инструментов в скважине и удаления бурового шлама из скважины. Такие машины используются с преимуществом в областях, где поверхностные водные ресурсы недостаточны для обеспечения бурового раствора, необходимого для стандартных роторных машин и машин для бурения скважин с тросом.

Пневматические отбойные молотки с ручным приводом обычно используют цельностальные сверла и не оборудованы для автоматического вращения. Один тип инструмента с клапаном, другой - без клапана. Тяжелые машины весом около 80 фунтов (36 кг) используются для разрушения бетонного покрытия, фундамента и валунов. Средние отбойные молотки весом от 50 до 70 фунтов (от 23 до 32 кг) используются при взломе легких бетонных полов, щебня и мерзлого грунта. Легкие инструменты, весом менее 50 фунтов, используются для взлома полов, мощения и кирпичной кладки стен.Отбойные молотки тяжелой и средней тяжести могут быть адаптированы для работы на шипах.

Сжатый воздух - хорошее средство для подачи аэрозольной краски. В пистолете-распылителе краска (например, лак, эмаль или пластиковое покрытие) распыляется и смешивается со сжатым воздухом. Принцип работы аналогичен принципу действия струйного компрессора, при этом сжатый воздух используется в качестве рабочей жидкости для втягивания краски в зону смешивания. Покраска распылением обычно подразумевает покрытие относительно больших поверхностей, например, здания.Термин «аэрограф», напротив, означает устройство для нанесения тонкого распылителя краски небольшого диаметра, защитного покрытия или жидкого красителя. Аэрограф может представлять собой распылитель в форме карандаша, используемый для множества более детальных действий, таких как затенение рисунков и ретушь фотографий.

Пневматические конвейеры используются в различных приложениях для перемещения материалов. В системе давления на выходе из компрессора приводит во входное отверстие конвейерной системы. В вакуумной системе вход компрессора находится в конце системы.Перепад давления воздуха в системе зависит от обрабатываемого материала. Во многих местах почта переносится с одного места на другое с помощью пневмотранспорта в тубах. С помощью пневматических систем можно транспортировать все виды материалов, от золы и цемента до замороженных продуктов, минералов, орехов и семян. Пневматическое манипулирование безопасным, быстрым, чистым, автоматическим и гибким.

Некоторые недавно разработанные автомобили поддерживаются воздушной подушкой. Самым успешным из этих транспортных средств на воздушной подушке (ББП) является судно на воздушной подушке британского производства.Он используется в коммерческих целях как паром для перевозки пассажиров и автомобилей; некоторые из них курсируют по Ла-Маншу. Экспериментальные «гусеничные скиммеры» (поезда на воздушной подушке) находятся в стадии разработки в ряде стран, но еще не получили широкого коммерческого использования. При планировании многих городских транспортных систем учитываются транспортные средства на воздушной подушке, способные развивать скорость до 300 миль (480 км) в час. Другие специализированные формы транспортных средств на воздушной подушке были разработаны для использования на пересеченной местности - например, в арктических регионах - и для других необычных применений.

Тормоза поездов и большинства автобусов и больших грузовиков работают под давлением воздуха. Шток поршня пневмоцилиндра воздействует на тормозное устройство. На железнодорожных вагонах пневматическая тормозная система включает компрессор, пневмоклапаны, регуляторы, трубопроводы, резервуар и другие аксессуары. Существуют рычаги, цилиндры и другие приспособления для приложения усилий к тормозной колодке, которые опираются непосредственно на обод колеса. Различные меры безопасности с автоматическим управлением обеспечивают определенное тормозное действие в случае возникновения какой-либо неисправности.

Понимание компрессоров - типы, применения и критерии выбора

Компрессоры - это механические устройства, используемые для повышения давления в различных сжимаемых жидкостях или газах, наиболее распространенным из которых является воздух. Компрессоры используются в промышленности для подачи воздуха в цех или КИП; к электроинструментам, краскораспылителям и абразивно-струйному оборудованию; для фазового сдвига хладагентов для кондиционирования воздуха и охлаждения; для транспортировки газа по трубопроводам; и т. д. Как и насосы, компрессоры делятся на центробежные (динамические или кинетические) и поршневые; но там, где насосы преимущественно представлены центробежными разновидностями, компрессоры чаще бывают поршневого типа. Они могут быть по размеру от перчаточного ящика, который накачивает шины, до гигантских поршневых машин или турбокомпрессоров, используемых на трубопроводе. Компрессоры прямого вытеснения можно разделить на возвратно-поступательные типы, где преобладает поршневой тип, и роторные типы, такие как винтовой винтовой и роторно-лопастной.

Большой поршневой компрессор в газовой среде

Изображение предоставлено: нефтегазовый фотограф / Shutterstock.com

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

Типы воздушных компрессоров

Компрессоры

можно охарактеризовать по-разному, но обычно их можно разделить на типы в зависимости от функционального метода, используемого для выработки сжатого воздуха или газа. В следующих разделах мы кратко описываем и представляем общие типы компрессоров. Охватываемые типы включают:

  • Поршень
  • Диафрагма
  • Винт со спиральной головкой
  • Скользящая лопасть
  • Свиток
  • Лепесток вращения
  • Центробежный
  • Осевой

В связи с особенностями конструкции компрессоров, существует также рынок для восстановления воздушных компрессоров, и восстановленные воздушные компрессоры могут быть доступны в качестве опции вместо недавно приобретенного компрессора.

Поршневые компрессоры

Поршневые компрессоры

или поршневые компрессоры основаны на возвратно-поступательном движении одного или нескольких поршней для сжатия газа внутри цилиндра (или цилиндров) и выпуска его через клапаны в приемные резервуары высокого давления. Во многих случаях бак и компрессор монтируются на общей раме или салазке как так называемый комплектный блок. В то время как основное применение поршневых компрессоров - обеспечение сжатым воздухом в качестве источника энергии, поршневые компрессоры также используются операторами трубопроводов для транспортировки природного газа. Поршневые компрессоры обычно выбираются по требуемому давлению (фунт / кв. Дюйм) и расходу (ст. Куб. Футов в минуту). Типичная система заводского воздуха обеспечивает сжатый воздух в диапазоне 90–110 фунтов на квадратный дюйм с объемами от 30 до 2500 кубических футов в минуту; эти диапазоны, как правило, достигаются с помощью готовых коммерческих единиц. Системы заводского воздуха могут быть рассчитаны на единицу или могут быть основаны на нескольких более мелких установках, которые расположены по всему предприятию.

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 во вторую ступень, обычно предварительно проходит через промежуточный охладитель, чтобы отвести часть тепла, выделяемого во время цикла первой ступени.

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

Поршневые компрессоры

доступны как в масляной, так и в безмасляной конструкции. Для некоторых применений, где требуется безмасляный воздух высочайшего качества, лучше подходят другие конструкции.

Мембранные компрессоры

Мембранный компрессор представляет собой несколько специализированную возвратно-поступательную конструкцию, в которой установлен концентрический двигатель, приводящий в движение гибкий диск, который попеременно расширяется и сжимает объем камеры сжатия. Как и в случае с диафрагменным насосом, привод изолирован от технологической жидкости гибким диском, что исключает возможность контакта смазки с каким-либо газом.Мембранные воздушные компрессоры - это машины с относительно небольшой производительностью, которые используются там, где требуется очень чистый воздух, например, во многих лабораторных 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 мобильных приложений, таких как строительство или дорожное строительство. Используя зубчатые, зацепляющиеся штыревые и охватывающие роторы, эти блоки втягивают газ на приводном конце, сжимают его, когда роторы образуют ячейку, и газ перемещается по их длине в осевом направлении, и выпускают сжатый газ через выпускное отверстие на неприводной стороне. корпуса компрессора.Работа винтового компрессора делает его тише, чем поршневой компрессор, за счет уменьшения вибрации. Еще одно преимущество винтового компрессора перед поршневым - это отсутствие пульсации нагнетаемого воздуха. Эти агрегаты могут смазываться маслом или водой, или они могут быть сконструированы так, чтобы воздух не содержал масла. Эти конструкции могут удовлетворить требования критически важных безмасляных сервисов.

Показанный винтовой компрессор в разрезе показывает один из сдвоенных, вращающихся в противоположных направлениях винта.

Изображение предоставлено: Сергей Рыжов / Shutterstock.ком

Пластинчато-пластинчатые компрессоры

Шиберный компрессор основан на серии лопаток, установленных в роторе, которые перемещаются вдоль внутренней стенки эксцентриковой полости. Лопатки, вращаясь от стороны всасывания к стороне нагнетания эксцентриковой полости, уменьшают объем пространства, мимо которого они проносятся, сжимая газ, застрявший в этом пространстве. Лопатки скользят по масляной пленке, которая образуется на стенке эксцентриковой полости, обеспечивая уплотнение. Пластинчатые компрессоры нельзя сделать так, чтобы они обеспечивали безмасляный воздух, но они способны подавать сжатый воздух без пульсаций.Они также не допускают попадания загрязняющих веществ в окружающую среду благодаря использованию втулок, а не подшипников, и их относительно медленной работе по сравнению с винтовыми компрессорами. Они относительно тихие, надежные и способны работать со 100% -ным рабочим циклом. Некоторые источники утверждают, что роторно-пластинчатые компрессоры в основном вытеснили винтовые компрессоры в системах воздушных компрессоров. Они используются во многих безвоздушных применениях в нефтегазовой и других обрабатывающих отраслях.

Спиральные компрессоры

В спиральных воздушных компрессорах

используются стационарные и вращающиеся спирали, которые уменьшают объем пространства между ними, поскольку вращающиеся спирали отслеживают путь неподвижных спиралей.Впуск газа происходит на внешнем крае спиралей, а выпуск сжатого газа - ближе к центру. Поскольку спирали не соприкасаются, смазочное масло не требуется, что делает компрессор практически безмасляным. Однако, поскольку масло не используется для отвода тепла сжатия, как в других конструкциях, производительность спиральных компрессоров несколько ограничена. Они часто используются в компрессорах низкого уровня и компрессорах домашних систем кондиционирования воздуха.

Роторно-лопастные компрессоры

Роторные компрессоры - это крупногабаритные устройства низкого давления, которые более целесообразно классифицировать как воздуходувки. Чтобы узнать больше о воздуходувках, загрузите бесплатное руководство по покупке Thomas Blowers.

Центробежные компрессоры

В центробежных компрессорах

используются высокоскоростные лопастные колеса, подобные насосу, которые сообщают газам скорость и повышают давление. Они используются в основном в крупномасштабных приложениях, таких как коммерческие холодильные установки мощностью 100+ л.с. и на крупных перерабатывающих предприятиях, где они могут достигать 20 000 л.с. и обеспечивать объемы в диапазоне 200 000 куб. 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 повышается.

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

Стандартный одноступенчатый центробежный компрессор подает большое количество сжатого воздуха.

Изображение предоставлено: wattana / Shutterstock.com

Осевые компрессоры

Осевой компрессор обеспечивает максимальный объем подаваемого воздуха: от 8000 до 13 миллионов кубических футов в минуту в промышленных машинах. В реактивных двигателях используются компрессоры такого типа для производства объемов в еще более широком диапазоне. Осевые компрессоры в большей степени, чем центробежные компрессоры, имеют тенденцию к многоступенчатой ​​конструкции из-за их относительно низких степеней сжатия. Как и в центробежных установках, осевые компрессоры увеличивают 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, обычно это воздушные компрессоры на 12 В постоянного тока или воздушные компрессоры на 24 В постоянного тока. Также доступны компрессоры, которые работают от стандартных уровней переменного напряжения, таких как 120 В, 220 В или 440 В.

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

Кроме того, некоторые воздушные компрессоры могут иметь гидравлический привод, что также позволяет избежать использования источников горючего 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 обычно сводится к поршневому компрессору или винтовой компрессор. Поршневые компрессоры обычно дешевле винтовых, требуют менее сложного обслуживания и хорошо выдерживают грязные рабочие условия.Однако они намного шумнее, чем винтовые компрессоры, и более подвержены попаданию масла в систему подачи сжатого воздуха, явление, известное как «унос». Поскольку поршневые компрессоры при работе выделяют много тепла, их размеры должны соответствовать рабочему циклу - практическое 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 их размера с целью увеличения его мощности может привести к проблемам, поскольку они не особенно подходят для частого запуска и остановки. Тесный допуск между роторами означает, что компрессор должен оставаться при рабочей температуре для достижения эффективного сжатия. При выборе размера нужно уделять немного больше внимания использованию воздуха; Поршневой компрессор может быть увеличен без подобных опасений.

Автомастерская, которая постоянно использует воздух для окраски, может найти радиально-винтовой компрессор с его более низкой скоростью уноса и желанием постоянно эксплуатировать актив; Обычный ремонт автомобилей с более редким использованием воздуха и низким уровнем заботы о чистоте подаваемого воздуха может быть лучше обслуживаться поршневым компрессором.

Независимо от типа компрессора, сжатый воздух обычно охлаждается, осушается и фильтруется перед его распределением по трубам. Специалистам систем заводского воздуха необходимо будет выбрать эти компоненты в зависимости от размера системы, которую они проектируют. Кроме того, им необходимо будет рассмотреть возможность установки фильтров-регуляторов-лубрикаторов на точках подачи.

Компрессоры для крупных строительных площадок, установленные на прицепах, обычно представляют собой винтовые компрессоры с приводом от двигателя. Они предназначены для непрерывной работы независимо от того, используется или сбрасывается воздух.

Несмотря на то, что спиральные компрессоры доминируют в низкопроизводительных 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 помещений. Производители предлагают агрегаты мощностью до 40 л.с., которые обеспечивают почти 100 кубических футов в минуту при давлении 145 фунтов на кв. Дюйм. Агрегаты большей мощности обычно включают в себя несколько спиральных компрессоров, так как технология не масштабируется после 3-5 л.с.

Если приложение включает сжатие опасных газов, разработчики часто рассматривают диафрагменные или пластинчатые компрессоры, или, для очень больших объемов сжатия, кинетические типы.

Дополнительные соображения по выбору

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

  • Масло по сравнению с маслом за вычетом
  • Расчет компрессора
  • Качество воздуха
  • Органы управления

Масло по сравнению с маслом за вычетом

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 пальца, а также боковины цилиндра. Как и в поршневых двигателях, кольца на поршне обеспечивают герметизацию камеры сжатия и регулируют поступление в нее масла. Винтовые компрессоры впрыскивают масло в корпус компрессора, чтобы герметизировать два бесконтактных ротора и, опять же, отводить часть тепла процесса сжатия. Роторно-лопастные компрессоры используют масло для герметизации мельчайшего пространства между кончиками лопастей и отверстием корпуса. Спиральные компрессоры обычно не используют масло, поэтому их меньше называют масляными, но, конечно, их мощность несколько ограничена. Центробежные компрессоры не вводят масло в поток сжатия, но они находятся в другой лиге, чем их братья с прямым вытеснением.

При создании безмасляных компрессоров производители используют ряд тактик. Производители поршневых компрессоров могут использовать цельные узлы поршень-кривошип, которые устанавливают коленчатый вал на эксцентриковые подшипники. Когда эти поршни совершают возвратно-поступательное движение в цилиндрах, они качаются внутри них.Эта конструкция исключает наличие подшипника пальца кисти на поршне. Производители поршневых компрессоров также используют различные самосмазывающиеся материалы для уплотнительных колец и гильз цилиндров. Производители винтовых компрессоров уменьшают зазоры между винтами, устраняя необходимость в масляном герметике.

Однако есть компромиссы с любой из этих схем. Повышенный износ, проблемы с отводом тепла, снижение производительности и более частое техническое обслуживание - это лишь некоторые из недостатков безмасляных воздушных компрессоров. Очевидно, что определенные отрасли промышленности готовы пойти на такие уступки, потому что безмасляный воздух является обязательным условием. Но там, где допустимо фильтровать масло или просто жить с ним, имеет смысл использовать обычный масляный компрессор.

Примеры безмасляных воздушных компрессоров.

Изображение предоставлено: Energy Machinery, Inc.

Расчет компрессора

Если вы работаете с отбойными молотками весь день, выбрать компрессор несложно: сложите количество операторов, которые будут использовать компрессор, определите кубические футы в минуту их инструментов и купите винто-винтовой компрессор непрерывного действия, который может удовлетворить спрос и который проработает 8 часов на одном баке.Конечно, на самом деле это не так просто - могут быть ограничения окружающей среды, которые следует учитывать, - но идею вы поняли.

Если вы пытаетесь обеспечить сжатым воздухом небольшой магазин, все становится немного сложнее. Пневматические инструменты можно разделить по использованию: либо прерывистого (например, гаечного ключа с трещоткой), либо непрерывного - распылителя краски. Диаграммы доступны, чтобы помочь в оценке потребления различных инструментов магазина. После того, как они определены и рассчитано использование на основе среднего и непрерывного использования, можно приблизительно определить общую мощность воздушного компрессора.

Типовой винтовой компрессор на строительной площадке.

Изображение предоставлено: Baloncici / Shutterstock.com

Определение мощностей компрессоров для производственных мощностей происходит примерно так же. Например, упаковочная линия, вероятно, будет использовать сжатый воздух для приведения в действие цилиндров, продувочных устройств и т. Д. Обычно производитель оборудования предоставляет нормы расхода для отдельных машин, но если нет, расход воздуха в цилиндрах легко оценить, зная диаметр цилиндра, ход и частота вращения каждого пневматического устройства.

Очень крупные производственные предприятия и перерабатывающие предприятия, вероятно, будут иметь столь же большие потребности в сжатом воздухе, который может обслуживаться резервированными системами. Для таких операций постоянное наличие воздуха оправдывает затраты на несколько систем сжатого воздуха, чтобы избежать дорогостоящих остановок или остановок линий. Даже небольшие операции могут выиграть от некоторого уровня резервирования. Это вопрос, который необходимо задать при определении размеров небольшой производственной воздушной системы: лучше ли выполнять операцию с помощью одного компрессора (меньше обслуживания, меньше сложности) или несколько компрессоров меньшего размера (избыточность, возможности для роста) обеспечат лучшее соответствие ?

Качество воздуха

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

Сжатый воздух обычно довольно горячий, и первый шаг к уменьшению этого тепла - собрать воздух в резервуаре. Этот шаг не только позволяет воздуху остыть, но также позволяет конденсироваться некоторой части влаги в нем. Приемные баки воздушного компрессора обычно имеют ручные или автоматические клапаны, позволяющие слить скопившуюся воду.Дальнейшее тепло можно отвести, пропустив воздух через доохладитель. В трубопровод подачи воздуха можно добавить осушители на основе хладагента и адсорбционные осушители, чтобы улучшить удаление влаги. Наконец, может быть установлена ​​фильтрация для удаления любой увлеченной смазки из приточного воздуха, а также любых твердых частиц, которые могли попасть в результате какой-либо фильтрации на впуске.

Сжатый воздух обычно распределяется по нескольким каплям. При каждом падении стандартная передовая практика заключается в установке FRL (фильтр, регулятор, лубрикатор), которые регулируют воздух в соответствии с потребностями конкретного инструмента и позволяют смазке течь к любым инструментам, которые в этом нуждаются.

Органы управления

Когда дело доходит до управления поршневым компрессором, не так уж много вариантов. Наиболее распространено управление пуском / остановом: компрессор питает бак с верхним и нижним порогами. Когда достигается нижняя уставка, компрессор включается и работает до достижения верхней уставки. Вариант этого метода, получивший название управления постоянной скоростью, позволяет компрессору работать в течение некоторого времени после достижения верхнего заданного значения, нагнетаемого в атмосферу, в случае, если накопленный воздух используется с более высокой, чем обычно, скоростью.Этот процесс сводит к минимуму количество запусков двигателя в периоды высокой нагрузки. Выбираемая система двойного управления, обычно доступная только в системах мощностью 10+ л.с., позволяет пользователю переключаться между этими двумя режимами управления.

Для винтовых компрессоров доступны дополнительные опции. В дополнение к управлению пуском / остановом и постоянной скоростью винтовые компрессоры могут использовать управление нагрузкой / разгрузкой, модуляцию впускного клапана, скользящий клапан, автоматическое двойное управление, привод с регулируемой скоростью, а также, для многоблочных установок, последовательность компрессоров. Для управления нагрузкой / разгрузкой используется клапан на стороне нагнетания и клапан на стороне впуска, которые соответственно открываются и закрываются, чтобы уменьшить поток через систему. (Это очень распространенная система на безмасляных винтовых компрессорах.) Модуляция впускного клапана использует пропорциональное управление для регулирования массового расхода воздуха, подаваемого в компрессор. Управление с помощью скользящего клапана эффективно сокращает длину винтов, задерживая начало сжатия и позволяя некоторому количеству всасываемого воздуха обходить сжатие, чтобы лучше соответствовать потребностям.Автоматическое двойное управление переключает между пуском / остановом и управлением с постоянной скоростью в зависимости от характеристик нагрузки. Привод с регулируемой скоростью замедляет или увеличивает частоту вращения ротора за счет электронного изменения частоты сигнала переменного тока, вращающего двигатель. Последовательность работы компрессоров позволяет распределять нагрузку между несколькими компрессорами, назначая, например, один блок для непрерывной работы для обработки базовой нагрузки и варьируя запуск двух дополнительных блоков, чтобы минимизировать штраф за перезапуск.

При выборе любой из этих схем управления идея состоит в том, чтобы найти наилучший баланс между удовлетворением спроса и стоимостью холостого хода по сравнению со стоимостью ускоренного износа оборудования.

Технические характеристики

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

  • объем
  • допустимое давление
  • мощность станка

Хотя компрессоры обычно оцениваются в лошадиных силах или киловаттах, эти меры не обязательно дают представление о том, сколько будет стоить эксплуатация оборудования, поскольку это зависит от эффективности машины, ее рабочего цикла и т. Д.

Объем

Объемная производительность определяет, сколько воздуха машина может подавать в единицу времени. Кубические футы в минуту - наиболее распространенная единица измерения этого показателя, хотя то, что это такое, может варьироваться в зависимости от производителя. Попытка стандартизировать эту меру, так называемый scfm, похоже, зависит от того, чьим стандартам вы следуете. Институт сжатого воздуха и газа принял определение стандартного кубического фута в минуту (стандарт ISO) как сухой воздух (относительная влажность 0%) при давлении 14,5 фунт / кв.дюйм и 68 ° F.Фактический кубический метр в минуту - еще одна мера объемной емкости. Он относится к количеству сжатого воздуха, подаваемого к выпускному отверстию компрессора, которое всегда будет меньше рабочего объема машины из-за потерь от прорыва через компрессор.

Максимальное давление

Допустимое давление в фунтах на квадратный дюйм в значительной степени зависит от потребностей оборудования, с которым будет работать сжатый воздух. Хотя многие пневмоинструменты предназначены для работы при нормальном давлении воздуха в цеху, для специальных применений, таких как запуск двигателя, требуется более высокое давление.Таким образом, при выборе поршневого компрессора, например, покупатель найдет одноступенчатый агрегат, который обеспечивает давление до 135 фунтов на квадратный дюйм, достаточный для питания повседневных инструментов, но хотел бы рассмотреть двухступенчатый агрегат для специальных применений с более высоким давлением.

Мощность станка

Мощность, необходимая для привода компрессора, будет зависеть от объема и давления. Специалисту также необходимо учитывать потери в системе при определении производительности компрессора: потери в трубопроводах, перепады давления в осушителях и фильтрах и т. Д.Покупатели компрессоров также могут принять решения по приводам, например, с ременным или прямым приводом двигателя, с бензиновым или дизельным двигателем и т. Д.

Производители компрессоров

часто публикуют кривые производительности компрессора, чтобы дать возможность специалистам по спецификациям оценить производительность компрессора в широком диапазоне рабочих условий. Это особенно верно для центробежных компрессоров, которые, как и центробежные насосы, могут быть рассчитаны на выдачу различных объемов и давлений в зависимости от скорости вала и размера рабочего колеса.

The Dept.of Energy 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 будет легче разбираться в потреблении энергии сопоставимыми компрессорами.

Приложения и отрасли

Компрессоры

находят применение в различных отраслях промышленности, а также широко используются в установках, знакомых обычным потребителям. Например, портативный электрический воздушный компрессор 12 В постоянного тока, который часто переносится в бардачке или багажнике автомобиля, является типичным примером простой версии воздушного компрессора, который находит применение среди потребителей для накачивания шин до нужного давления.

Некоторые из наиболее распространенных областей применения и отраслей, в которых используются компрессоры, включают следующее:

  • Компрессоры, устанавливаемые на грузовиках и автомобилях
  • Применение в медицине и стоматологии
  • Сжатие лабораторных и специальных газов
  • Приложения для производства продуктов питания и напитков
  • Нефтегазовая промышленность

Автомобильные компрессоры

Использование воздушных компрессоров в транспортных средствах и общие автомобильные приложения включают электрические воздушные компрессоры, установленные на грузовиках, дизельные воздушные компрессоры или другие воздушные компрессоры, устанавливаемые на транспортных средствах. Например, пневматические тормозные системы на грузовиках используют для работы сжатый воздух, поэтому для перезарядки тормозной системы требуется встроенный воздушный компрессор. Для служебных транспортных средств могут потребоваться бортовые воздушные компрессоры для выполнения необходимых функций или для обеспечения мобильности компрессора и возможности развертывания по мере необходимости на различных рабочих площадках или местах. Например, пожарные машины могут включать в себя бортовые компрессоры пригодного для дыхания воздуха для обеспечения возможности наполнения резервуаров воздухом для пополнения резервуаров пригодного для дыхания воздуха для пожарных и служб быстрого реагирования.

Применение в медицине и стоматологии

Компрессоры

находят применение также в медицине и стоматологии.

Стоматологические воздушные компрессоры

являются источником чистого сжатого воздуха для облегчения выполнения стоматологических процедур, а также для питания стоматологических инструментов с пневматическим приводом, таких как дрели или зубные щетки. Выбор правильного стоматологического воздушного компрессора требует нескольких соображений, включая требуемую мощность и давление.

Применение компрессора

в медицинских целях включает в себя создание источника воздуха для дыхания, который не зависит от других газов, хранящихся в газовых баллонах, и может использоваться, например, в качестве опции для пациентов, которые могут быть чувствительны к кислородному отравлению.Медицинские компрессоры воздуха для дыхания могут быть портативными или стационарными в больнице или медицинском учреждении. Другое использование медицинского воздушного компрессора может включать подачу воздуха в специализированное оборудование пациента, такое как компрессионные манжеты, где сжатый воздух необходим для оказания давления на конечности пациента, чтобы предотвратить скопление жидкости в конечностях в результате ослабленной сердечной функции.

Компрессия лабораторных и специальных газов

Лабораторные воздушные компрессоры и воздушные компрессоры для других специализированных промышленных применений используются для обработки и выработки запасов специальных газов, таких как водород, кислород, аргон, гелий, азот или газовые смеси (например, аммиачные компрессоры) или диоксид углерода, если его можно использовать в пищевой промышленности и производстве напитков. Гелиевые компрессоры 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 удовлетворять потребности в резервуарах с кислородом для использования в больницах и медицинских учреждениях.

Приложения для производства продуктов питания и напитков

Пищевые воздушные компрессоры играют важную роль в пищевой промышленности и производстве напитков. Эти компрессоры находят применение на протяжении всего производственного цикла, они 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.

Нефтегазовая промышленность

Использование компрессоров также широко распространено в нефтегазовой промышленности, где компрессоры природного газа используются для выработки сжатого природного газа для хранения и транспортировки. Некоторые из этих операций сжатия 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 10000 до 60000 фунтов на квадратный дюйм, в зависимости от области применения.

Описание компрессорной машины

Это руководство дает общее представление о разновидностях компрессоров, вариантах мощности, особенностях выбора, областях применения и промышленном использовании. Для получения дополнительной информации о сопутствующих продуктах обратитесь к другим нашим статьям и руководствам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, чтобы найти потенциальные источники или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.

Источники
  1. http://www.cagi.org
  2. https://www.federalregister.gov/documents/2016/05/19/2016-11337/energy-conservation-program- стандарты энергосбережения для компрессоров
  3. https: // www. dft-valves.com/blog/common-problems-with-pumps-and-compressors/

Больше от Machinery, Tools & Supplies

Как работают воздушные компрессоры?


Последнее обновление: 21 августа 2020 г., 10:40

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

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

Для чего используются воздушные компрессоры?

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

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

От сверл до блоков переменного тока, многих универсальных пневматических инструментов и машины несут ответственность за комфорт, укрытие, автоматизацию и эффективность повседневной жизни.Сами компрессоры более компактны и легки, чем другие централизованные источники питания. Они также долговечны, требуют меньшего обслуживания и их легче перемещать, чем другое старомодное оборудование.

Функциональность поршневого воздушного компрессора

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

В воздушном компрессоре обычно используются:

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

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

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

Что такое вытеснение воздуха?

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

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


Типы объемных воздушных компрессоров

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

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

Механика воздушного компрессора

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

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


Как работает регулятор воздушного компрессора?

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

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

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

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

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

Что такое поршневой поршень?

Поршень возвратно-поступательного действия состоит из следующих частей:

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

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

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

Винтовой воздушный компрессор

Во многих промышленных приложениях, работающих в тяжелых условиях, поршневой компрессор просто не справляется. Для более высоких давлений, необходимых для сложных пневматических и мощных инструментов, профессионалы обычно выбирают ротационные винтовые воздушные компрессоры.

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

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

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

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

Как работает смазка в воздушных компрессорах: маслозаполненные или безмасляные

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

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

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

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

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

Номинальная мощность воздушного компрессора: что такое CFM?

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

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

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

Насосы и компрессоры: два инструмента для удержания воздуха

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

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

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

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

Воздушные насосы обычно делятся на две категории:

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

Сжатый воздух в повседневной жизни

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

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

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

Как работает воздушный компрессор

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

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

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

Типы воздушных компрессоров

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

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

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

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

Компрессоры

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

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

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

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

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

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

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

Вы также можете встретить рейтинг под названием displacement cfm. Эта цифра является произведением рабочего объема цилиндра и числа оборотов двигателя. По сравнению с scfm, он обеспечивает показатель эффективности компрессорного насоса.

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

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

Воздушные компрессоры | Гидравлика и пневматика

Каждая система сжатого воздуха начинается с компрессора - источника воздушного потока для всего последующего оборудования и процессов. Основными параметрами любого воздушного компрессора являются мощность, давление, мощность и рабочий цикл. Важно помнить, что емкостью выполняет свою работу; Давление влияет на скорость выполнения работы. Регулировка давления нагнетания воздушного компрессора не влияет на производительность компрессора, хотя многие люди, кажется, так считают.

Сегодня на рынке представлен ряд базовых конструкций воздушных компрессоров и их вариаций. Все они делятся на две основные категории: , , динамическое смещение, , динамическое, . Хотя рабочие характеристики двух различных типов воздушных компрессоров могут быть очень похожими на поверхности, другие факторы установки и производительности могут сделать одну конструкцию лучше другой в реальном применении. Давайте рассмотрим некоторые основные конструкции и терминологию.

Компрессоры поршневые

Поршневые компрессоры

- это поршневые компрессоры прямого вытеснения, которые улавливают заряд воздуха, а затем физически сокращают его пространство, вызывая повышение его давления. Поршневые агрегаты, обычно называемые поршневыми компрессорами , используют поршневое, цилиндровое и клапанное устройство. Их работа очень похожа на привычный двигатель внутреннего сгорания, но они просто улавливают и сжимают воздух, не добавляя топлива, чтобы взорвать его. Обратите внимание, что всякий раз, когда воздух сжимается, выделяется тепло.Правильное охлаждение внутренних частей любого воздушного компрессора является важной частью его конструкции.

При выборе поршневых компрессоров необходимо принять три основных решения:

  • одностороннего или двойного действия,
  • одно- или многоступенчатая конфигурация и
  • с воздушным или водяным охлаждением.

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 хода выполняют работу, компрессор двойного действия более эффективен (в перемещении объема воздуха на входную мощность в л.с.), чем агрегат одностороннего действия сопоставимого размера.

Одноступенчатый агрегат сжимает воздух от входного до выходного давления за одну операцию. Многоступенчатый блок сжимает давление от входа до давления нагнетания за две или более операций - как правило, пропуская воздух через промежуточный охладитель, чтобы удалить часть 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 рабочий цикл от 50% до 75%, в зависимости от конкретных агрегатов и их применения. В компрессорах с водяным охлаждением встроенные водные рубашки окружают цилиндры и головки.Тепло передается через металл воде - более эффективно, чем через металл в воздух. 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 предприятий), обеспечивающий наилучшую эффективность в расчете на доллар затрат при адекватной надежности внутренних рабочих частей.Для того чтобы поршневой компрессор был отнесен к категории , непрерывного действия, , по общему мнению, он должен быть двойного действия и с водяным охлаждением. Поршневые компрессоры двойного действия с водяным охлаждением предлагаются в различных стилях, которые сочетают в себе эффективное сжатие воздуха с долговечностью и надежностью. Однако они также тяжелые и громоздкие, что делает их относительно дорогими в установке. Как правило, они обладают более значительными неуравновешенными силами, что в сочетании с их размером требует специального основания и опоры.

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

Винтовые компрессоры с масляным охлаждением

Рис. 1. При вращении охватываемого и охватывающего роторов внутри корпуса (вверху) темно-серый атмосферный воздух заполняет корень пилота от впускного отверстия до конца корпуса.При дальнейшем вращении охватывающий наконечник проходит через входное отверстие, герметизируя ротор, одновременно вступая в контакт с наконечником охватываемого ротора для начала сжатия. Подобно тому, как зацепляющийся охватываемый наконечник скатился достаточно глубоко вниз охватывающего корня, чтобы создать заданное давление, дальний конец охватывающего корня открывает выпускное отверстие.

Винтовой компрессор - еще одна объемная машина. По аналогии с поршневым компрессором, рис. 1, охватываемый ротор похож на поршень, проталкивающий воздух вдоль охватывающего ротора, который подобен цилиндру.Уплотнительные полосы похожи на поршневые кольца, и воздух сжимается к неподвижной концевой пластине, которая похожа на нижнюю часть цилиндра. Этому дизайну уже около 50 лет. Однако до середины 1970-х годов он считался подходящим только для портативных машин с приводом от двигателя и маломощных электродвигателей из-за низкого КПД (отношения подачи сжатого воздуха к стоимости электроэнергии).

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

Затем произошел значительный прорыв в конструкции воздухораспределительной головки. Введение несимметричного профиля привело к повышению эффективности примерно на 15%. Это улучшение было достаточно значительным, чтобы сделать роторно-винтовой компрессор с масляным охлаждением конкурентоспособным в более мощных двигателях для непрерывной работы. Он имеет почти такую ​​же эффективность, как одноступенчатые агрегаты двустороннего действия и центробежные компрессоры меньшего размера.

Двухступенчатые винтовые компрессоры могут приближаться к производительности при полной нагрузке двухступенчатых поршневых агрегатов, а иногда и сравняться с ними при работе в классе 100 фунтов на кв. Дюйм, ман. Сегодня двухступенчатые винтовые компрессоры с масляным охлаждением часто используются в диапазоне давления от 150 до 400 фунтов на квадратный дюйм. Они также используются для работы при давлении 100 фунтов на кв. Дюйм со значительной экономией энергии. Две ступени дают преимущества, связанные с более низкой степенью сжатия на ступень.Пониженный перепад давления на роторах сводит к минимуму прорыв и значительно снижает нагрузки на упорные подшипники. (Очевидно, для двухступенчатых агрегатов требуются две воздушные секции, что увеличивает начальную стоимость.)

Уникальной характеристикой этого компрессора является то, что он охлаждается маслом. Масло, впрыскиваемое в воздушный поток, поглощает тепло сжатия, пока оно генерируется. Затем нагретое масло направляется в теплообменник с воздушным или водяным охлаждением для охлаждения. Поскольку охлаждение происходит прямо внутри компрессора, рабочие части никогда не подвергаются экстремальным рабочим температурам.Охлаждающее масло никогда не трескается и не сгорает. Независимо от нагрузки на компрессор, внутри компрессорного 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 24 часа в сутки, семь дней в неделю. Срок службы этого компрессора в часах работы и стоимость его обслуживания в час будут такими же, как и при любых других условиях нагрузки.

Непрерывный режим

Наличие компрессоров с воздушным охлаждением непрерывного действия (особенно больших размеров) обеспечивает большую гибкость при их установке. Такие компрессоры можно устанавливать на любой поверхности, которая выдержит их статический вес. На многих предприятиях также возможна значительная экономия на стоимости трубопроводов по сравнению с другими типами систем. Эти компрессоры подходят для концепции централизованной или ведомственной компрессорной системы. Доступны агрегаты с электродвигателем и приводом от двигателя - на базе, на салазках, на колесах и т. Д.

По сравнению с другими типами воздушных компрессоров непрерывного действия, винтовые компрессоры с масляным охлаждением обладают рядом 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 на выходе чистый - без пригоревшего масла или нагара.
  • Поворотная конструкция позволяет работать с более высокими скоростями, особенно в больших типоразмерах. Следовательно, компрессоры с физически меньшими габаритами обеспечивают большую пропускную способность, что обеспечивает значительную экономию занимаемой площади и требований к фундаменту.
  • Из-за их компактных размеров и присущих им характеристик бесшумности подавить шум относительно легко.В соответствии с Кодексом испытаний CAGI Pneurop, коммерчески доступны модели с приводом от электродвигателя с номинальной мощностью от 75 до 85 дБ на расстоянии одного метра.
  • 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 поворотных конструкций, и машины легче работают.

Таким образом, винтовые компрессоры с масляным охлаждением предлагают пользователям непрерывный источник сжатого воздуха в аккуратном и компактном корпусе, который имеет низкую начальную стоимость, максимальную гибкость установки и простоту обслуживания.

Винт и кулачок без смазки

В дополнение к несмазываемым поршневым компрессорам, которые стали настолько распространенными за последние годы, существует несколько версий несмазываемых поршневых компрессоров прямого вытеснения или винтовых ротационных компрессоров. Эти агрегаты называются компрессорами с зазором, потому что внутренние части не контактируют друг с другом, поэтому они не требуют смазки в камере сжатия. Охлаждение осуществляется через стенки цилиндра через водяные рубашки.

Лепестки или винты также не смещаются друг с другом; вместо этого они приводятся в движение каким-либо типом зубчатой ​​передачи. Эта система привода также действует как синхронизирующий механизм для точного поддержания соотношения профиля ротора или лопастей. 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 выступами ротора и между внешним диаметром ротора и внутренним диаметром цилиндра.Эти зазоры в сочетании с отсутствием нагнетаемого масла для обеспечения герметичности 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 роторные агрегаты, они обладают всеми преимуществами роторных агрегатов по сравнению с поршневыми агрегатами аналогичного размера без смазки:

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

У них также есть некоторые недостатки, в зависимости от конкретного типа компрессора и его рабочего цикла:

  • более чувствителен к грязному входящему воздуху,
  • более низкий КПД, что приводит к увеличению затрат на электроэнергию, а
  • любые ремонтные работы являются более сложными и требуют специальной подготовки, которую пользователь может не проходить или не желать.Это означает, что ремонтные работы, вероятно, должны будут выполняться дистрибьютором или производителем.

Пластинчато-роторные компрессоры

Рис. 2. В типичном пластинчато-роторном компрессоре во время цикла сжатия впрыскивается масло для поглощения некоторого тепла сжатия. Воздух, выходящий из лопастных (и винтовых) компрессоров, обычно попадает в сепаратор, где удаляется жидкое масло.

Пластинчато-пластинчатые компрессоры с масляным охлаждением, рис. 2, работают так же, как и другие компрессоры прямого вытеснения, улавливая заряд всасываемого воздуха - в данном случае между лопатками.Когда эксцентриковый ротор вращается, лопатки вдавливаются в пазы ротора, уменьшая размер ячейки, содержащей захваченный воздух. Когда воздух достигает выпускного отверстия, он сжимается до полного давления нагнетания. Теплота сжатия удаляется охлаждающим маслом, разбрызгиваемым прямо в воздух во время его сжатия. Это же масло помогает герметизировать кончики лопаток.

На протяжении десятилетий пластинчатые роторные компрессоры с масляным охлаждением были популярны для непрерывного режима работы. Их конструкция имеет ряд уникальных характеристик:

  • легкий вес - но постоянный рейтинг,
  • интегрированная и компактная конфигурация,
  • эффективное производство сжатого воздуха при относительно низких оборотах,
  • плавная работа с небольшой вибрацией,
  • очень тихая работа,
  • максимально холодный нагнетаемый воздух и
  • несколько быстроизнашивающихся деталей, что делает ремонт машины простым и экономичным.

Однако конструкция с масляным охлаждением роторно-лопастной конструкции в одноступенчатой ​​конфигурации имеет ограниченную производительность. Изгибающее напряжение, приложенное к лопаткам, является проблемой. Скорость, размер и вес лопаток должны быть ограничены, чтобы машина была долговечной. Из-за этого роторно-пластинчатые компрессоры с масляным охлаждением обычно применяются только в диапазоне мощности от 2 до 100 л.с.


Со смазкой или без смазки?

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

Компрессоры без смазки не используют масло в компрессорном 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.

Двигатель Мощность двигателя или л.с. - это номинальная мощность первичного двигателя.

Сервисный коэффициент - это дополнительная мощность, встроенная в электродвигатель, сверх его номинальной мощности, выраженная в процентах. В пределах эксплуатационного коэффициента тормозная мощность воздушного компрессора может быть выше номинальной мощности двигателя.

Энергоэффективность компрессора - это соотношение воздуха, подаваемого компрессором, и его входных электрических требований.Эффективность обычно выражается в тормозной мощности на 100 кубических футов в минуту подаваемого воздуха.


Винтовые шнеки с водяным охлаждением

Другая версия безмасляных винтовых компрессоров представляет собой одноступенчатую конструкцию, в которой используется впрыск воды для охлаждения и герметизации роторов во время сжатия. Подшипники и ведущие шестерни смазаны маслом и изолированы от камеры сжатия. Эти устройства предназначены для избранного рынка и имеют особую конструкцию. В некоторых случаях необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать скопления бактерий в воде.

Воздушные компрессоры Dynamic

Рис. 3. Одноступенчатый односторонний центробежный компрессор с рабочим колесом закрытого типа в разрезе. Слева по центру виден электродвигатель привода.

Динамические, или центробежные компрессоры, рис. 3, не похожи на уже обсужденные объемные машины, поскольку они повышают давление воздуха, преобразуя энергию его скорости в давление. Во-первых, быстро вращающиеся крыльчатки (похожие на вентиляторы) ускоряют воздух. Затем быстро протекающий воздух проходит через секцию диффузора, которая преобразует свой скоростной напор в давление, направляя его в спиральную камеру.

Поскольку центробежный компрессор с массовым расходом имеет ограниченный стабильный рабочий диапазон. Это имеет большое влияние на экономичность эксплуатации или на подачу л.с. / 100 куб. Футов в минуту при частичной нагрузке. Минимальная производительность центрифуг может варьироваться от 20% до 30% полной нагрузки, в зависимости от конструкции рабочего колеса, количества ступеней и т. Д.

Существуют пределы повышения давления, которое может быть достигнуто в одноступенчатом центробежном компрессоре - из-за физических и экономических ограничений - поэтому строятся двух- или четырехступенчатые агрегаты, включающие от одного до трех промежуточных охладителей с водяным охлаждением.Охлаждение воздуха между ступенями снижает мощность, необходимую для дальнейшего сжатия воздуха, что приводит к более эффективной работе. Промежуточное охлаждение фактически может позволить достичь желаемого сжатия за меньшее количество стадий.

Центробежный компрессор определенно предназначен для непрерывного режима работы, поскольку на его срок службы не влияет работа при полной нагрузке. Однако это также относительно чувствительная машина, поскольку она работает на высоких скоростях - часто до 50 000 об / мин. Факторы окружающей среды, влияющие на поток, - это 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, попадающих в агрегат на входе, а также качеством охлаждающей воды. Как и в случае с любым другим оборудованием, правильная установка и обслуживание имеют решающее значение для эффективного производства сжатого воздуха и достижения удовлетворительного срока службы.

Когда предприятию требуется непрерывная подача большого объема (от 2 000 до 25 000 кубических футов в минуту) несмазанного воздуха, центробежный компрессор является одним из лучших вариантов.Фактически, это единственный выбор для двигателей мощностью более 1000 л.с. Подходит ли он для установки лучше всего - 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, можно сделать довольно очевидный вывод: каждая конструкция имеет преимущества и недостатки, которые должны соответствовать конкретному применению.В таблице на этой странице приведены некоторые факторы выбора наиболее распространенных базовых конструкций. Другие факторы, такие как качество воздуха и требования к установке, трудно определить количественно. Неизбежный фактор затрат - начальный, эксплуатационный и ремонтный - отмечен вместе с ними в следующем тексте.

Поршневой механизм двустороннего действия - Преимущества: высочайший КПД, длительный срок службы, удобство эксплуатации в полевых условиях. Недостатки: высокая начальная стоимость, высокая стоимость установки, высокая стоимость обслуживания.

Маслозаполненный одноступенчатый винтовой шнек - Преимущества: низкая начальная стоимость, низкие затраты на техническое обслуживание, компактная конструкция. Недостаток: низкая эффективность.

Маслозаполненный двухступенчатый винтовой шнек - Преимущества: более высокая эффективность, простая компактная конструкция, такие же низкие затраты на техническое обслуживание. Недостаток: более высокая начальная стоимость.

Безмасляный винтовой винт - Преимущества: качественный воздух, умеренный КПД, простая компактная конструкция. Недостаток: более высокая начальная стоимость.

Центробежный - Преимущества: единственный доступный тип мощностью более 600 л.с., высококачественный воздух, умеренный КПД, более длительный срок службы по сравнению с другими роторными механизмами. Недостатки: более высокая начальная стоимость, необходимо водяное охлаждение, расход воздуха чувствителен к изменениям окружающих условий.

Важность контроля производственных мощностей

Многие программы экономии сжатого воздуха на стороне спроса нацелены на такие проблемы, как:

  • выявление и устранение утечек воздуха,
  • исключающий открытый обдув,
  • исправляет неисправные отводы конденсата и
  • управление всеми потенциально несоответствующими использованиями.

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

При эффективной работе устройства управления разгрузкой компрессора должны:

  • при необходимости согласовать подачу воздуха со спросом,
  • устранить или минимизировать избыточное давление в системе,
  • поддерживать необходимое минимально допустимое давление в операционной системе,
  • снижает затраты на входную мощность до оптимальной точки, пропорциональной потребности в потоке воздуха, а
  • выключите ненужные воздушные компрессоры и снова включите их при необходимости.

Независимо от типа воздушного компрессора, принципы работы регуляторов производительности можно сгруппировать в несколько основных категорий. (Обратите внимание, что некоторые из них работают только с определенными типами компрессоров.) Вот описания этих категорий с некоторыми из плюсов и минусов каждой.

Автоматическое управление пуском-остановом - 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 загрузке, и при выключенном состоянии .

Минус: большинство электродвигателей переменного тока могут выдержать лишь ограниченное количество запусков в течение заданного периода времени, в первую очередь из-за нагрева. Это ограничивает применение автоматического управления пуском-остановом - особенно для двигателей мощностью от 10 до 25 л.с.

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

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

Регуляторы непрерывного хода (ступенчатого типа) - С этими элементами управления привод или электродвигатель работает непрерывно, в то время как воздушный компрессор каким-либо образом разгружается, чтобы соответствовать спросу и предложению. Системное давление обычно управляет разгрузкой. Регуляторы непрерывного действия можно разделить на ступенчатые или регулирующие.

Наиболее распространенным является двухступенчатое управление, которое удерживает вход компрессора либо полностью открытым, либо полностью закрытым. В течение всего рабочего диапазона компрессор работает с полной нагрузкой (или с полным потоком) от предварительно установленного минимального давления (или точки нагрузки ) до предварительно установленного максимального давления (или точки без нагрузки ).В последнем случае управление полностью перекрывает поток воздуха. Затем агрегат работает без потока и на холостом ходу, пока давление в системе не упадет до точки нагрузки. Затем управление сразу же переходит на полную пропускную способность. Реле давления обычно приводит в действие двухступенчатое управление, которое может быть либо основным, либо частью системы двойного управления практически для каждого типа 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 на полном холостом ходу - что приводит к минимально возможным затратам на потребляемую мощность.Полный холостой ход при минимальной потребляемой мощности достигается практически сразу, за исключением винтовых компрессоров со смазкой или смазочным охлаждением.

Недостаток: необходимы как правильные трубопроводы, так и достаточный запас воздуха, чтобы обеспечить достаточное время простоя в диапазоне рабочего давления, чтобы обеспечить значительную экономию энергии.

Недостаток: при неправильном применении двухступенчатого управления экономия электроэнергии не только незначительна или отсутствует, но и короткое переключение (например: 20 секунд включения / 20 секунд выключения) может повредить оборудование и сократить срок службы обычных изнашиваемых деталей. .

Con: слишком большое противодавление в соединительной системе может вызвать короткие циклы или неэффективную разгрузку.

Con: при нагрузках от 85% до 95% ступенчатые регуляторы потребляют некоторую дополнительную мощность, потому что они должны сжиматься на полной мощности до более высокого давления только для того, чтобы поддерживать более низкое расчетное давление в системе.

Регуляторы непрерывного действия (плавные) - Эти регуляторы очень точно соответствуют предложению и спросу во всем диапазоне давления рабочего диапазона. Большинство из них включает какой-либо тип регулятора, который фактически преобразует диапазон регулирования рабочего давления в диапазон пропорциональности.Если давление в системе колеблется всего на 1 фунт / кв. Дюйм, модулирующее управление немедленно уменьшает или увеличивает пропорционально расход в зависимости от сигнала. (Этот регулятор обычно устанавливается только на винтовых и центробежных компрессорах с масляным охлаждением. )

Pro: минимальное установленное давление в системе потребляет наибольшую мощность. По мере того, как потребность в системе падает, давление повышается, поток сокращается, а потребление энергии также падает. Это приводит к экономии при более высоком потреблении (и является противоположностью двухэтапной разгрузки, когда потребляемая мощность фактически увеличивается по мере того, как потребность системы падает).

Pro: более эффективен при высоких нагрузках.

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

Pro: эффективная работа не зависит от емкости хранилища.

Con: обычно более неэффективен при более низких нагрузках.

Минус: слишком большое противодавление в соединительном трубопроводе может заставить несколько агрегатов работать с частичной нагрузкой, когда один или несколько могут быть отключены.

Органы управления винтами

Наиболее часто используемый в отрасли воздушный компрессор мощностью более 30 л. с. сегодня - это винтовой компрессор с масляным охлаждением.Значительное количество (от 80% до 85%) этих компрессоров используют ту или иную форму модулирующего управления в качестве основного управления разгрузкой или верхней части двойного управления. Два типа этих регуляторов для винтовых компрессоров с впрыском масла: с дросселированием на входе и с регулируемым рабочим объемом .

При регулировании впуска с дросселированием впускной клапан компрессора открывается или закрывается для согласования предложения и спроса, измеряемых регулятором давления. Впускной клапан непрерывно регулируется и немедленно реагирует на любое изменение измеренного давления в системе.Фактически, пропускная способность регулируется ограничением притока воздуха. Устройство управления поддерживает постоянное давление в системе с минимальным перемещением клапана при любой заданной постоянной потребности системы.

Pro: для силовой передачи и большинства других компонентов упрощается плавный, нециклический контроль давления в системе.

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

Pro: не будет короткого цикла, независимо от емкости хранилища и / или трубопроводов.

Pro: прост в эксплуатации и обслуживании.

Pro: обычно приводит к меньшему уносу смазочного материала в смазываемых узлах.

Con: относительно неэффективен при нагрузках ниже 60%.

Con: для выхода на полную мощность необходимо преодолеть противодавление.

Минус: мгновенный отклик может привести к остановке машины и ее разгрузке, даже если поток необходим для базовой нагрузки.

Con: чувствительность и быстрая реакция делают правильный контроль трубопроводов и противодавления необходимыми для оптимальной работы. (Примечание: это верно для всех типов управления разгрузкой.)

Регуляторы переменного рабочего объема

Эти регуляторы для роторно-винтовых компрессоров обеспечивают соответствие производительности требованиям путем изменения или регулирования эффективной длины компрессионного объема ротора. Давление на входе остается неизменным на протяжении всего диапазона изменения, а степень сжатия остается относительно стабильной. Этот метод уменьшения потока без увеличения степени сжатия имеет преимущество по мощности по сравнению с модулирующим и / или двухступенчатым управлением в рабочем диапазоне от 50% до полной нагрузки.

Двумя наиболее распространенными из этих средств управления разгрузкой являются спиральный клапан с высоким ходом и тарельчатый клапан. Оба метода открывают или закрывают выбранные порты в цилиндре компрессора, тем самым изменяя точки отсечки. Эти порты расположены в начале цикла сжатия, когда давление очень низкое. Открытие их даже на небольшую величину предотвращает сжатие до тех пор, пока кончик ротора не пройдет через кожух цилиндра, разделяющий отверстия. Это эффективно уменьшает захваченный объем сжатого воздуха и, следовательно, мощность, необходимую для его сжатия.

Pro: очень эффективная работа при частичной нагрузке от 50% до 100%.
Плюс: поддерживает установленное давление на минимальном уровне давления в системе. Плюсы: очень отзывчивый.
Минусы: при более высоких нагрузках некоторые агрегаты теряют эффективность из-за повышенной утечки.
Минусы: механизм сложный.
Против: по-прежнему должен работать 2-тактный режим или модуляция в более низком рабочем диапазоне.

Частотно-регулируемые приводы

Приводы с регулируемой скоростью (VSD) регулируют скорость первичного двигателя. Теоретически кривая разгрузки производительности компрессоров с преобразователями частоты очень привлекательна.В зависимости от типа компрессора, модели, условий и т. Д. Разгрузка может быть почти оптимальной в диапазоне от 50% или 60% до 90% нагрузки, то есть: 75% мощности может обеспечить поток, близкий к 75%. Регулируемые турбины и двигатели годами доказали свою эффективность на всех типах компрессоров. Эти приводы поддерживают давление в системе на минимальном заданном уровне и будут регулировать его обратно, как только измеренное давление в системе возрастет.

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

Многие частотно-регулируемые приводы были успешно установлены на роторно-винтовых компрессорных установках с масляным охлаждением, но есть некоторые проблемы, которые ограничивают их экономию по сравнению с затратами и общей производительностью, особенно при модернизации.Во-первых, конструкция некоторых винтовых компрессоров приводит к падению эффективности при частоте вращения, меньшей, чем при полной нагрузке. Во-вторых, изменение скорости может вызвать проблемы с усилением гармоник, которые не учитывались при исходной проектной скорости. В-третьих, у самого двигателя могут быть проблемы с эффективностью на нижнем конце диапазона скоростей, возможно, из-за недостаточного отвода тепла и охлаждающей способности. Компрессоры с воздушными блоками, разработанными специально для частотно-регулируемых приводов, устранят или минимизируют многие из этих потенциальных проблем.

Импульсные преобразователи с регулируемым сопротивлением

Другой предлагаемый тип VSD - это система с переключаемым сопротивлением. Этот электрический регулятор преобразует стандартную трехфазную мощность переменного тока в двухфазную постоянную. Выпрямленное переменное напряжение передается в 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 неотъемлемой способностью выдерживать неограниченное количество пусков и остановок в час, поскольку отсутствие скачков пускового тока поддерживает низкую рабочую температуру.

Настоящее применение для любого компрессора с VSD должно быть в качестве механизма подстройки, а не в качестве блока базовой нагрузки системы сжатого воздуха.

Где поставить

Промышленные воздушные компрессоры - это прочные машины, которые будут работать в неблагоприятных условиях, но всегда рекомендуется обеспечивать надлежащие рабочие условия, чтобы максимизировать надежность при минимальных эксплуатационных расходах. Традиционно компрессоры располагались в отдельных помещениях, чтобы изолировать их шум. Такие места сегодня почти обязательны, чтобы соответствовать требованиям OSHA.Тем не менее, по-прежнему важно, чтобы в компрессорном помещении имелся надлежащий фундамент (особенно для поршневых машин), а также достаточно места, чтобы машина была легко доступна для осмотра и обслуживания. Лестницы и переходы могут помочь в выполнении этих процедур на более крупных компрессорах.

В идеале компрессорная должна быть чистой и сухой. Вспомогательное оборудование, трубопроводы и электропроводку следует располагать так, чтобы они не мешали обычным проверкам. Инструменты должны располагаться в пределах видимости для операторов.

Частичная сводка факторов выбора воздушного компрессора - обслуживание 100 фунтов на кв. Дюйм (ман.)
Тип Емкость, куб. Фут. / Мин. Мощность Охлаждающая жидкость Смазка
Поршневой > 75 л.с. - Вода Для некоторых моделей
Одноступенчатый,
вращающийся со смазкой
от 14 до 3000 5 до 700 Воздух или вода Есть
Двухступенчатая,
вращающийся со смазкой
560 до 3100 от 100 до 600 Воздух или вода Есть
Сухой ротационный от 75 до 4200 от 40 до 900 Воздух или вода
Центробежный от 400 до 25000 от 125 до 6000 Только вода

Применимость управления разгрузкой воздушного компрессора
Тип
контроль
с масляным охлаждением
вращающийся винт
Без масла
вращающийся винт
Поршневой
(одностороннего действия)
Поршневой
(двойного действия)
Центробежный
Автоматический старт-стоп Есть Есть Есть Есть Есть
Двухступенчатый
Три и пять ступеней
Есть
Есть
Есть
Есть
Есть
Да (двойной)
Дроссельный вход
Переменный рабочий объем
Есть
Есть



Есть
N / A
Регулируемая скорость Есть


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

Для получения дополнительной информации щелкните здесь.

Основы пневматики: воздушные компрессоры | Гидравлика и пневматика

Пневматика - технология, использующая энергию сжатых газов, ежедневно затрагивает жизнь каждого. По данным Министерства энергетики, 18% всей промышленной энергии используется для сжатия воздуха и газов. Это очень важно для производства цемента и муки, а также для выдувания пластиковых бутылок.

Пневматика имеет несколько преимуществ: это наименее дорогая передающая среда - воздух или, в некоторых случаях, отделенные или инертные газы; он также имеет более низкую стоимость установки в целом.Но давление воздуха обычно ниже 250 фунтов на квадратный дюйм, что затрудняет обнаружение и устранение утечек. Он также менее эффективен, чем гидравлика, при передаче гидравлической энергии.

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

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

Основы работы с компрессорами

Компрессоры превращают газ в энергию. Есть две основные категории воздушных компрессоров:

Dynamic. Эти компрессоры повышают давление воздуха за счет преобразования скорости воздуха в давление (центробежное).

Вытяжной. Эти компрессоры улавливают заряд воздуха и физически сжимают пространство для увеличения давления (скользящая лопасть, винтовой, возвратно-поступательный, поворотный кулачок).

Есть также много типов компрессоров:

Пара центробежных компрессоров.Hydrotex

Центробежный. Используйте большой поток воздуха под низким давлением и без добавления масла в воздух (динамический).

Пластинчато-лопаточные компрессоры. Toyota Industries

Пластинчато-лопастные. Компактные агрегаты действуют как компрессоры, а при реверсировании - как вакуумные насосы (объемного вытеснения).

Винтовой компрессор Atlas Copco

Винтовой компрессор. Наиболее распространенный (прямое вытеснение).

Роторные воздуходувки. Воздушный поток низкого давления, используемый для перемещения материалов. Масла в воздухе не используются (объемное вытеснение).

Поршневые компрессоры. Hydrotex

Поршневые. Поршневые компрессоры сжимают воздух поршнями (объемного действия).

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

Центробежные компрессоры

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

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

Пластинчатые компрессоры

Пластинчато-пластинчатые компрессоры имеют много преимуществ. Они легкие, компактные, работают тихо, с минимальными вибрациями, состоят из небольшого количества деталей и выпускают максимально холодный воздух.

Компрессоры со скользящими лопастями смазываются на подшипниках вала, пазах лопастей, концах лопастей и поверхностях камер.Прорези и наконечники лопастей, а также внутренняя часть цилиндрической камеры компрессора смазываются маслом; таким образом, эти компрессоры подают воздушно-масляную смесь.

Если воздух не должен содержать масла, подаваемый воздух должен пройти через расположенный ниже по потоку воздушно-масляный сепаратор. В сепараторах используется фильтр, который заставляет масляный туман превращаться в более крупные капли для облегчения отделения и возврата в систему подачи масла компрессора.

Вязкость лопастного компрессорного масла определяется рабочей температурой и скоростью вращения.Потребность в противоизносных присадках в масле обычно определяется нагрузкой.

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

Лопастные компрессоры обычно ограничиваются применениями значительно ниже 100 л.с. из-за изгибающих напряжений, прикладываемых к лопаткам. Масла ISO 68 и 100 являются наиболее распространенными классами вязкости. Пользователи должны всегда обращаться к руководству изготовителя комплектного оборудования для получения правильной вязкости и рекомендаций относительно противоизносных (AW) или антикоррозионных и окислительных (R&O) масел.

Винтовые компрессоры

За последние 60 лет винтовые компрессоры с впрыском масла стали самым популярным типом компрессоров в мире. Он работает, удерживая некоторый объем воздуха в зоне всасывания между двумя вращающимися в противоположных направлениях винтами и уменьшая его объем по мере того, как винты перемещают его к выпускному отверстию. Пленка смазочного и охлаждающего масла на поверхностях винта изолирует воздух в пределах винтов, чтобы предотвратить утечки. Некоторые допуски настолько жесткие, что в масляной пленке нет необходимости.

Необходимо решить ряд проблем со смазкой, чтобы гарантировать надежность работы винтовых компрессоров:

  • Необходимо использовать стойкие к окислению смазочные материалы, чтобы предотвратить образование лака на винте. Лак уменьшает зазор и значительно увеличивает рабочую температуру, что приводит к еще большему образованию лака и возможному выходу компрессора из строя.
  • Всасываемый воздух и масло должны быть чистыми, чтобы твердые частицы не повредили поверхности винта.
  • Вспенивание масла снижает эффективность компрессора, поскольку не может обеспечить надлежащую герметизацию поверхностей винта.
  • Масло должно обладать хорошей деэмульгирующей способностью, чтобы эмульсии не мешали удалению масла в воздушно-масляном сепараторе. (Деэмульгируемость - это мера способности масла выделять воду.)

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

Роторно-лопастные компрессоры

Эти компрессоры состоят из двух симметричных лопастных роторов, установленных на отдельных валах параллельно, которые вращаются в противоположных направлениях друг к другу с высокой скоростью.Зубчатые шестерни синхронизируют вращение лепестков, чтобы поддерживать постоянный зазор между ними. Компрессоры эффективно производят значительный воздушный поток.

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

Бесконтактные роторные воздуходувки относятся к группе компрессоров прямого вытеснения с сухим ходом. Это означает, что масло в камере сжатия не требуется. Смазываются только редуктор и подшипники, которые отделены от насосной камеры.

Эти компрессоры имеют низкую степень сжатия при давлении до 25 фунтов на кв. Дюйм и высокую производительность до 30 000 кубических футов в минуту.

Роторные воздуходувки / компрессоры имеют тенденцию к работе в горячем состоянии (с вытяжным воздухом до 350 ° F). Поэтому вязкость смазочного материала обычно составляет 150 или 220 единиц ISO, чтобы справиться с температурным истончением масляной пленки в коробке передач. Синтетические масла обычно выдерживают высокие температуры и лучше сопротивляются окислению.

На стороне шестерни зубья распределительной шестерни смазываются путем частичного погружения в масло невысокого давления (EP) или противоизносное масло.Зубья шестерни также смазывают подшипники шестерни. Со стороны привода (или со стороны ремня) подшипники обычно смазываются консистентной смазкой. Пользователи должны всегда проверять спецификации OEM на предмет правильных характеристик жидкости и / или смазки.

Поршневые компрессоры

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

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

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

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

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

Для больших поршневых компрессоров с горизонтальной крейцкопфной головкой выбор цилиндровых масел зависит от растворимости газа и степени предотвращения смывания смазки с гильз цилиндров. Сложные эфиры и диэфиры заменили составные масла, содержащие животные жиры или растительные масла - натуральные сложные эфиры, - которые впервые были использованы много лет назад.

Смазочные материалы для компрессоров

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

Нагрузка . Входная мощность и подаваемое давление газа в фунтах на квадратный дюйм, одноступенчатое сжатие в сравнении с многоступенчатым.

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

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

Скорость . об / мин вращающихся компонентов.

Смазка должна обладать некоторыми из следующих качеств:

  • Стабильное базовое масло, которое сопротивляется окислению, но вступает в реакцию с другими сжатыми газами, предотвращая образование отложений и продлевая или продлевая срок службы масла.
  • Хорошая деэмульгирующая способность для снижения влажности и предотвращения образования водно-масляных эмульсий в воздушно-масляном сепараторе.
  • Антикоррозийная защита от ржавчины, а также от любой газовой коррозии.
  • Непенящийся для обеспечения надлежащего уплотнения между вращающимися винтами и лопастью и скользящими поршнями.Вспенивание также вызывает серьезные проблемы в последующих воздушно-масляных сепараторах.
  • Сбалансирован и совместим с пакетом присадок для компрессора и типа сжимаемого газа.

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

  1. Перед заменой масла проанализируйте его.
  2. При изменении марки / типа жидкости получите информацию о текущих и новых смазочных материалах. Многие смазочные материалы для компрессоров несовместимы друг с другом или с некоторыми материалами уплотнений.
  3. Промойте систему с использованием утвержденных смесителей и процедур.
  4. Ежедневно проверяйте смотровое стекло на предмет склонности к пенообразованию.
  5. Возьмите и проанализируйте образец через неделю после смены жидкости.
  6. Выполняйте ежеквартальный анализ масла / подсчет твердых частиц.

Эффективность и срок службы компрессора напрямую зависят от используемого в нем смазочного материала, поэтому логично проводить регулярный анализ масла, включая подсчет частиц, в компрессорной жидкости, чтобы предотвратить выход из строя.

Из-за высокой окислительной среды, а также влажности и высоких температур программа анализа масла рекомендуется для любого компрессора, критически важного для работы завода.Программы анализа масла позволяют менять жидкости в самый подходящий момент и помогают выявить проблемы с оборудованием до того, как они станут серьезными.

По своей природе воздушные компрессоры поглощают переносимые по воздуху загрязнители каждую секунду своей работы. Загрязненные смазочные материалы больше всего ухудшают качество сжатого воздуха. Простое сжатие атмосферного воздуха до 125 фунтов на квадратный дюйм приводит к увеличению концентрации загрязняющих веществ на 800%.

Самая большая проблема при техническом обслуживании - это фильтрация воздуха.Пользователи должны поддерживать чистоту входящего воздушного потока. В противном случае пневматические инструменты изнашиваются быстрее. Забор воздуха из жарких, влажных и грязных помещений затрудняет снижение эксплуатационных расходов.

Джон Камминс - вице-президент по технологиям производства и инвестиционный партнер Hydrotex . Эта статья основана на материалах, которые он представил на веб-семинаре, организованном Сообществом трибологов и инженеров по смазке, международным профессиональным некоммерческим обществом, базирующимся в Парк-Ридж, штат Иллинойс. Жанна Ван Ренесслар - писатель-фрилансер из Чикаго.

Поршневой воздушный компрессор - Chicago Pneumatic

С чугунным блоком

Ищете надежный высокопроизводительный поршневой воздушный компрессор?

Перед вами новый чугунный поршневой компрессор - серия надежных и надежных, изготовленных из высококачественных компонентов для тяжелых промышленных условий эксплуатации.

Полное решение с пакетом очистки воздуха, гарантирующим сухой и чистый воздух, подходящее для очень требовательных приложений. Полностью новый чугунный поршневой компрессор CPV выпускается в диапазоне от 3 до 10 л.с.

Почему выбирают чугунные поршневые компрессоры Chicago Pneumatic?

Прочные и надежные компоненты
Панель стартера для легкого подключения

Прочная, надежная и проверенная технология

Что такое поршневой компрессор?

Поршневой воздушный компрессор - это объемный компрессор, в котором для сжатия воздуха используются поршень и цилиндр с приводом от коленчатого вала.Двухступенчатый компрессор включает дополнительную ступень, на которой воздух сжимается на секунду.

Как работает поршневой компрессор?

Как и небольшой двигатель внутреннего сгорания, обычный поршневой компрессор имеет коленчатый вал, шатун и поршень, цилиндр и головку клапана.По мере того, как поршень движется вниз, над ним создается разрежение. Это позволяет наружному воздуху при атмосферном давлении открыть впускной клапан и заполнить область над поршнем.


Преимущества:-

• Насосы работают с оптимальной скоростью, чтобы обеспечить более низкий уровень шума и увеличенный срок службы, гарантируя более высокую производительность. Они идеально подходят для более требовательных и интенсивных применений.Непрерывная работа в экстремальных климатических условиях • Лучшее охлаждение и лучший отвод тепла • Низкий унос масла и увеличенный срок службы поршневых колец. • Более высокий объемный КПД. • Маленький след

Что такое рабочий цикл поршня?

При покупке поршневого компрессора основное внимание уделяется расходу на куб. Фут / мин или литрам в минуту.Обычно мы думаем: «Мне нужно столько воздуха», а затем находим поршневой компрессор, который может подавать такое количество воздуха. Но о чем часто забывают, так это о регулярности использования, о рабочем цикле. Все поршневые компрессоры имеют рабочий цикл, некоторые до 25%, а некоторые до 100%.

Как узнать рабочий цикл поршневых компрессоров?

Вы можете рассчитать рабочий цикл вашей машины, считывая табличку двигателя вашего воздушного компрессора.

Может ли поршневой компрессор работать на 100%?

Да, есть поршневые компрессоры со 100% -ным рабочим циклом. Рабочий цикл - это часть периода, когда машина находится в рабочем режиме. Это цикл работы компрессора, когда он работает нерегулярно (не постоянно).

Наш новый поршневой компрессор CPV имеет 100% рабочий цикл.

Где обычно используются поршневые воздушные компрессоры?

.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *