Устройство поршневого компрессора: Устройство и принцип работы поршневых компрессоров

Содержание

Устройство и принцип работы поршневых компрессоров

К числу востребованных компрессорных установок относится активно используемый в настоящее время поршневой компрессор. Благодаря его рабочим характеристикам и возможности усиленной эксплуатации в любых условиях, его применяют для работы в промышленных масштабах и на небольших производственных участках.

Такие установки имеют разную конструкцию, различие может быть в принципе их действия, зависящего от их типа. Они делятся на одно-, двух- и многоцилиндровые модели, если в них соответственно 1, 2 или большее количество цилиндров. По тому, каким образом цилиндры расположены в компрессоре, их обозначают как V, W-образные или называют рядными.

В зависимости от того, сколько ступеней для сжатия воздуха имеет компрессорная установка, она бывает одноступенчатой или многоступенчатой. Несмотря на эти отличия, все типы установок имеют одинаковое базовое оснащение.

Устройство и работа поршневых компрессоров

Действие такого оборудования основано на получении сжатого воздуха в результате работы поршней. Самой простой считается одноцилиндровая установка. Она состоит из поршня, одного цилиндра и 2-х клапанов, находящихся в цилиндровой крышке. Один из клапанов предназначен для нагнетания воздуха, а другой служит для его всасывания.

Работает такая установка по принципу возвратно-поступательных движений своих элементов. С помощью шатуна, который соединён с коленчатым валом, поршню устройства передаётся поступательное движение по камере ступени сжатия. Это ведёт к тому, что увеличивается воздушный объём, который находится между клапанами и нижней частью поршня. Пружина, закрывающая клапан для всасывания, под действием воздуха ослабляет своё сопротивление, позволяет его открыть и дать атмосферному потоку проникнуть в цилиндр по всасывающему патрубку.  

Во время возвратного движения поршня воздух сжимается, возрастает уровень его давления. Движущийся под высоким давлением сжатый воздух открывает клапан для нагнетания, также удерживаемый пружиной, что позволяет ему попасть в нагнетательный патрубок.

Устройство и принцип работы поршневых компрессоров таковы, что они не только предполагают положительный эффект от работы оборудования, но и обуславливают их основной недостаток — поступление сжатого воздуха из такой установки в виде импульсов вместо необходимого равномерного потока. Чтобы сгладить такую подачу воздуха, а его давление выровнять, в комплекте с этими компрессорами применяют ресиверы, не допускающие перебоев в их работе.

Питается такое поршневое оборудование от электрического двигателя. Возможна подпитка от бензинового или дизельного двигателя.

Особенности компрессоров поршневого типа

Установки с более сложным устройством, в составе которых свыше одного цилиндра и ступени сжатия воздуха, мощнее, их производительность значительно выше. Если рассматривать поршневой компрессор с 2-мя цилиндрами и одной ступенью, то в основе его действия лежит работа в противоположной фазе двух цилиндров, размеры которых одинаковы. За счёт такого действия воздух всасывается по очереди, происходит его сжатие с наибольшим давлением и выталкивание в ту часть компрессора, где он нагнетается.  

Для двухцилиндровой установки, имеющей 2 ступени сжатия, предусматривается оснащение цилиндрами разного размера. Принцип её действия состоит в следующем. Сначала воздушный поток сжимается до определённой величины в цилиндре первой ступени, потом он оказывается в межступенчатом охладителе, где его температура снижается до нужного значения. Уже внутри цилиндра второй ступени он дожимается до  максимальной величины давления воздуха.

Роль межступенчатого охладителя в компрессоре отведена медной трубке, охлаждающей воздух в области между цилиндрами, расположенными на двух ступенях, что позволяет оптимально сжать воздух, повысить качество работы установки.Преимущества поршневых компрессоров

Наибольшими плюсами из установок такого типа обладают двухступенчатые модели. По сравнению с теми, что имеют одну ступень, они затрачивают на сжатие воздушного потока одного объёма значительно меньше энергии, несмотря на одинаковую мощность двигателя в обеих системах. Благодаря этому они признаются более эффективными.

Другое преимущество двухступенчатых установок по сравнению с одноступенчатыми собратьями — более низкая температура в цилиндрах. Это способствует лучшему функционированию всего компрессора в целом и его поршней, в частности. В отличие от других установок этого типа, двухступенчатые устройства работают с более высокой, (примерно на 20%), производительностью.  

Простота конструкции поршневых компрессоров, сочетающаяся с их эффективностью, надёжностью, возможностью использовать их интенсивно в течение долгого времени сделала их очень популярными для применения во многих областях жизни — как в быту, так и в промышленности.

Каталог поршневых компрессоров, реализуемых ООО «Торговый Дом АЭРО»:

Дизельные и бензиновые

 Электрические

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.

Поршневые компрессоры: особенности, устройство, принцип работы

Пневматическое оборудование применяют на производственных предприятиях, строительных площадках, станциях технического обслуживания. Для получения сжатого воздуха используют компрессоры. Широкое распространение получили поршневые модели. Это оборудование отличается высоким КПД, надежностью и низкой ценой. Поршневые компрессоры рекомендуют использовать при рабочем давлении не менее 1 МПа. Один из главных критериев современной техники высокая мощность, поэтому компрессоры, генерирующие сжатый воздух с давлением более 1 МПа пользуются широким спросом.




Устройство поршневого компрессора


 


Простое устройство воздушного поршневого компрессора – гарантия надежной работы оборудования. Выпускают однопоршневые и двухпоршневые модели. Конструктивные особенности наглядно можно рассмотреть на оборудовании с одним поршнем. Главные узлы:


  • поршень;


  • цилиндр;


  • нагнетающий клапан;


  • всасывающий клапан;


  • коленчатый вал;


  • шатун.


Выполняется работа поршневого компрессора при вращении коленчатого вала. Он передает момент вращения шатуну, который производит ограниченные движения поршня в камере сжатия. Объем воздуха между клапанами, расположенными в верхней части камере и поршнем увеличивается. В результате воздух в камере разряжается, это позволяет атмосферному воздуху преодолеть сопротивления пружины клапана. При сжатии поршня, объем камеры уменьшается, а давление увеличивается и воздух попадает в нагнетательный клапан.


 


Такое устройство воздушного поршневого компрессора позволяет эффективно нагнетать воздух в режиме пульсации. Чтобы исключить возможность перебоев, оборудование комплектуется ресиверами. Двухпоршневые модели в них не нуждаются, конструктивные особенности позволяют стабилизировать поток нагнетаемого воздуха. Два поршня работают поочередно: на противофазе воздух сжимается, после этого подается в нагнетающую часть оборудования.


 


Поршни располагаются в чугунном корпусе. В движение поршни приводятся электродвигателем или двигателем внутреннего сгорания. Двухпоршневые модели могут комплектоваться цилиндрами разного размера. При этом устройство и работа поршневого компрессора усложняется. Между камерами поршня устанавливается медная трубка, выполняющая роль охладителя. Из камеры поршня большего диаметра, воздух через охладитель попадает в цилиндр меньшего размера. Здесь воздух дожимается, что позволяет получить максимальное давление.


Виды поршневых компрессоров


 


Поршневые компрессоры классифицируют по типу привода, количеству поршней и ступеней сжатия, расположению цилиндров и установленному двигателю. По типу привода выделяют модели:


  • с прямым приводом – имеют высокий КПД, потребляют меньше энергии, отличаются низким показателем уровня шума;


  • с ременным приводом – характеризуются низким уровнем нагрузки на основные узлы при запуске, что увеличивает срок службы.


 


По уровню давления оборудование классифицируют на три группы:


  • компрессоры низкого давления – рабочий диапазон от 5 до 12 бар;


  • агрегаты среднего давления – работают в диапазоне от 2 до 100 бар;


  • компрессоры высокого давления – максимальный уровень достигает 1000 бар.


 


По расположению цилиндров агрегаты делят на три группы:


В угловых моделях цилиндры расположены под небольшим наклоном, имеют V-образную или W-образную компоновку.


 


По исполнению выделяют стационарные и передвижные компрессоры. Стационарные применяются на производственных предприятиях, модели с низким давлением – на строительных площадках. Мобильные агрегаты высокого и среднего давления используют в дорожном строительстве, на возведении промышленных и муниципальных объектов.


 


В зависимости от типа установленного силового агрегата компрессоры делят на три группы:


  • электрические – комплектуются однофазными или трехфазными электродвигателями. Преимущества – отсутствие вредных выбросов, минимальный уровень шума, регулировка рабочих параметров в широком диапазоне. Компрессоры используют при работе в помещениях;


  • дизельные – комплектуются экономичными двигателями, предназначенными для интенсивной эксплуатации на протяжении рабочего дня. Установка моторов большой мощности позволяет решать сложные производственные задачи, работать с любым пневматическим инструментом;


  • бензиновые – установленные двигатели отличаются пониженным уровнем шума, высокой мощностью, незначительным уровнем вредных выбросов. Агрегаты легко запускаются при отрицательной температуре воздуха.


В каждой категории выпускаются агрегаты разной мощности и комплектации. Это позволяет выбрать компрессор в зависимости от требований производства.


 


Где используются поршневые компрессоры


 


Сфера применения поршневых компрессоров постоянно расширяется. Оборудование используется в автосервисах для накачки шин, раскручивания гаек. В пищевой промышленности агрегаты применяют при упаковке продуктов питания, при производстве напитков. При строительных работах используют гайковерты, дрели и перфораторы. При отделочных работах краскопульты и пескоструйные аппараты, работающие на сжатом воздухе. В дорожном строительстве используют мобильные агрегаты, которые приводят в действие отбойные молотки.


 


Мощные поршневые компрессоры устанавливают на металлургических производствах для подачи сжатого воздуха. Здесь используют бесмасленные модели. Аналогичное оборудование применяют на предприятиях по производству электроники. Предприятия машиностроительной отрасли, мебельные производства используют агрегаты на линиях покраски, сборки.


 


Преимущества поршневых компрессоров


 


Оборудование этого класса используется в разных отраслях промышленности более 70 лет. Это объясняют преимущества поршневых компрессоров:


  • простая конструкция;


  • продолжительный срок службы при регулярном техобслуживании;


  • низкая цена;


  • широкий ассортимент моделей позволяет выбрать технику для любой отрасли;


  • возможность эксплуатации в сложных климатических условиях.


Поршневые компрессоры рассчитаны на интенсивную эксплуатацию. Это делает технику удачным выбором для производственных предприятий и строительных компаний.


 


Среди недостатков оборудования – повышенный уровень шума. Это компенсируется установкой мощных компрессоров в отдельных помещениях. При использовании на улице персонал использует индивидуальные средства защиты.


 


Производители поршневых компрессоров


 


При покупке оборудования для пневматической техники эксперты рекомендуют остановить выбор на поршневых компрессорах. Среди агрегатов этого класса можно подобрать модель для всех видов работ. Поршневые компрессоры используют в различных сферах – от аэрографии до металлургических производств. Везде это оборудование демонстрирует надежность и удобное обслуживание. Доступная стоимость техники и продолжительный срок эксплуатации сделали применение компрессоров рентабельным на производственных предприятиях.


 


Технику выпускают отечественные и зарубежные машиностроительные предприятия. Популярные производители поршневых компрессоров:


  • FUBAG – немецкая компания, предлагающая широкий выбор техники для небольших производственных предприятий, строительных компаний и частного использования. Оборудование используют для покраски стен, аэрографии, на станциях техобслуживания и в кузовных цехах;


  • FIAC – итальянская компания, выпускающая компрессоры разной конструкции и производительности. Продукция привлекает качеством сборки, продолжительным интервалом между плановыми техническими обслуживаниями;


  • KRONVUZ – чешская компания, предлагающая качественную технику по доступной цене;


  • REMEZA – белорусский бренд, привлекающий качеством оборудования, доступностью расходных материалов, легким обслуживанием моделей;


  • KRAFTMAN – немецкая компания, предлагающая компрессоры со сроком службы 20-25 лет. В модельном ряду техника для разных отраслей промышленности;


  • ABAC – итальянский производитель, имеющий 70-летний опыт выпуска компрессоров, признанных одними из лучших в мире с момента своего появления. Среди преимуществ – доступная цена, надежность, высокая производительность.


На вершине профессионального рейтинга машиностроительные компании Италии и Германии. Эти производители постоянно совершенствуют модельный ряд и тщательно следят за требованиями, пожеланиями потребителей.


 

«Пневматическое оборудование применяют на производственных предприятиях, строительных площадках, станциях технического обслуживания. Для получения сжатого воздуха используют компрессоры. Широкое распространение получили поршневые модели. Это оборудование отличается высоким КПД, надежностью и низкой ценой. Поршневые компрессоры рекомендуют использовать при рабочем давлении не менее 1 МПа. Один из главных критериев современной техники высокая мощность, поэтому компрессоры, генерирующие сжатый воздух с давлением более 1 МПа пользуются широким спросом.

«



Устройство поршневого компрессора


 



Простое устройство воздушного поршневого компрессора – гарантия надежной работы оборудования. Выпускают однопоршневые и двухпоршневые модели. Конструктивные особенности наглядно можно рассмотреть на оборудовании с одним поршнем. Главные узлы:



  • поршень;


  • цилиндр;


  • нагнетающий клапан;


  • всасывающий клапан;


  • коленчатый вал;


  • шатун.


Выполняется работа поршневого компрессора при вращении коленчатого вала. Он передает момент вращения шатуну, который производит ограниченные движения поршня в камере сжатия. Объем воздуха между клапанами, расположенными в верхней части камере и поршнем увеличивается. В результате воздух в камере разряжается, это позволяет атмосферному воздуху преодолеть сопротивления пружины клапана. При сжатии поршня, объем камеры уменьшается, а давление увеличивается и воздух попадает в нагнетательный клапан.


 


Такое устройство воздушного поршневого компрессора позволяет эффективно нагнетать воздух в режиме пульсации. Чтобы исключить возможность перебоев, оборудование комплектуется ресиверами. Двухпоршневые модели в них не нуждаются, конструктивные особенности позволяют стабилизировать поток нагнетаемого воздуха. Два поршня работают поочередно: на противофазе воздух сжимается, после этого подается в нагнетающую часть оборудования.


 


Поршни располагаются в чугунном корпусе. В движение поршни приводятся электродвигателем или двигателем внутреннего сгорания. Двухпоршневые модели могут комплектоваться цилиндрами разного размера. При этом устройство и работа поршневого компрессора усложняется. Между камерами поршня устанавливается медная трубка, выполняющая роль охладителя. Из камеры поршня большего диаметра, воздух через охладитель попадает в цилиндр меньшего размера. Здесь воздух дожимается, что позволяет получить максимальное давление.



Виды поршневых компрессоров


 


Поршневые компрессоры классифицируют по типу привода, количеству поршней и ступеней сжатия, расположению цилиндров и установленному двигателю. По типу привода выделяют модели:



  • с прямым приводом – имеют высокий КПД, потребляют меньше энергии, отличаются низким показателем уровня шума;


  • с ременным приводом – характеризуются низким уровнем нагрузки на основные узлы при запуске, что увеличивает срок службы.


 


По уровню давления оборудование классифицируют на три группы:



  • компрессоры низкого давления – рабочий диапазон от 5 до 12 бар;


  • агрегаты среднего давления – работают в диапазоне от 2 до 100 бар;


  • компрессоры высокого давления – максимальный уровень достигает 1000 бар.


 


По расположению цилиндров агрегаты делят на три группы:




В угловых моделях цилиндры расположены под небольшим наклоном, имеют V-образную или W-образную компоновку.


 


По исполнению выделяют стационарные и передвижные компрессоры. Стационарные применяются на производственных предприятиях, модели с низким давлением – на строительных площадках. Мобильные агрегаты высокого и среднего давления используют в дорожном строительстве, на возведении промышленных и муниципальных объектов.


 


В зависимости от типа установленного силового агрегата компрессоры делят на три группы:


  • электрические – комплектуются однофазными или трехфазными электродвигателями. Преимущества – отсутствие вредных выбросов, минимальный уровень шума, регулировка рабочих параметров в широком диапазоне. Компрессоры используют при работе в помещениях;


  • дизельные – комплектуются экономичными двигателями, предназначенными для интенсивной эксплуатации на протяжении рабочего дня. Установка моторов большой мощности позволяет решать сложные производственные задачи, работать с любым пневматическим инструментом;


  • бензиновые – установленные двигатели отличаются пониженным уровнем шума, высокой мощностью, незначительным уровнем вредных выбросов. Агрегаты легко запускаются при отрицательной температуре воздуха.


В каждой категории выпускаются агрегаты разной мощности и комплектации. Это позволяет выбрать компрессор в зависимости от требований производства.


 


Где используются поршневые компрессоры


 


Сфера применения поршневых компрессоров постоянно расширяется. Оборудование используется в автосервисах для накачки шин, раскручивания гаек. В пищевой промышленности агрегаты применяют при упаковке продуктов питания, при производстве напитков. При строительных работах используют гайковерты, дрели и перфораторы. При отделочных работах краскопульты и пескоструйные аппараты, работающие на сжатом воздухе. В дорожном строительстве используют мобильные агрегаты, которые приводят в действие отбойные молотки.


 


Мощные поршневые компрессоры устанавливают на металлургических производствах для подачи сжатого воздуха. Здесь используют бесмасленные модели. Аналогичное оборудование применяют на предприятиях по производству электроники. Предприятия машиностроительной отрасли, мебельные производства используют агрегаты на линиях покраски, сборки.


 


Преимущества поршневых компрессоров


 


Оборудование этого класса используется в разных отраслях промышленности более 70 лет. Это объясняют преимущества поршневых компрессоров:



  • простая конструкция;


  • продолжительный срок службы при регулярном техобслуживании;


  • низкая цена;


  • широкий ассортимент моделей позволяет выбрать технику для любой отрасли;


  • возможность эксплуатации в сложных климатических условиях.


Поршневые компрессоры рассчитаны на интенсивную эксплуатацию. Это делает технику удачным выбором для производственных предприятий и строительных компаний.


 


Среди недостатков оборудования – повышенный уровень шума. Это компенсируется установкой мощных компрессоров в отдельных помещениях. При использовании на улице персонал использует индивидуальные средства защиты.


 


Производители поршневых компрессоров


 


При покупке оборудования для пневматической техники эксперты рекомендуют остановить выбор на поршневых компрессорах. Среди агрегатов этого класса можно подобрать модель для всех видов работ. Поршневые компрессоры используют в различных сферах – от аэрографии до металлургических производств. Везде это оборудование демонстрирует надежность и удобное обслуживание. Доступная стоимость техники и продолжительный срок эксплуатации сделали применение компрессоров рентабельным на производственных предприятиях.


 


Технику выпускают отечественные и зарубежные машиностроительные предприятия. Популярные производители поршневых компрессоров:



  • FUBAG – немецкая компания, предлагающая широкий выбор техники для небольших производственных предприятий, строительных компаний и частного использования. Оборудование используют для покраски стен, аэрографии, на станциях техобслуживания и в кузовных цехах;


  • FIAC – итальянская компания, выпускающая компрессоры разной конструкции и производительности. Продукция привлекает качеством сборки, продолжительным интервалом между плановыми техническими обслуживаниями;


  • KRONVUZ – чешская компания, предлагающая качественную технику по доступной цене;


  • REMEZA – белорусский бренд, привлекающий качеством оборудования, доступностью расходных материалов, легким обслуживанием моделей;


  • KRAFTMAN – немецкая компания, предлагающая компрессоры со сроком службы 20-25 лет. В модельном ряду техника для разных отраслей промышленности;


  • ABAC – итальянский производитель, имеющий 70-летний опыт выпуска компрессоров, признанных одними из лучших в мире с момента своего появления. Среди преимуществ – доступная цена, надежность, высокая производительность.


На вершине профессионального рейтинга машиностроительные компании Италии и Германии. Эти производители постоянно совершенствуют модельный ряд и тщательно следят за требованиями, пожеланиями потребителей.




 

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

Устройство, правила и принцип работы поршневого компрессора

Этот тип компрессора берет за основу своей работы использование механического прибора поршневого типа с целью увеличения давления газа или жидкости посредством компрессии, то есть – уменьшения объема. Такие компрессоры используются чуть ли не во всех сферах жизни: химическая промышленность, медицина, автомобилестроение, холодильной технике, а также для бытовых и полупрофессиональных нужд.

Иногда при помощи поршневых компрессоров осушают воздух. Это связано с технологическими особенностями сжатия воздуха. Они отличаются:

  • Недорогой ценой по сравнению с остальными типами компрессоров;
  • Простым технологическим процессом их производства;
  • Легкостью в ремонте и доступностью деталей.

Какие бывают поршневые компрессоры

Поршневые компрессоры бывают нескольких типов, опишем их ниже.

Воздушный

Едва ли не номер один в мире компрессорных установок, которые начал использовать человек – поршневой воздушный компрессор. Его популярность обусловлена простотой строения как механизма, так и принципа действия. Работа с ним также проста и не требует особых навыков. Его официальное название – компрессорная установка объемного сжатия.

За многие десятилетия его базовая конструкция не претерпела особых изменений. Это корпус из чугуна, а внутри него находится цилиндр. В механизме также есть собственно поршень, сделанный таким образом, чтобы оставался маленький зазор и два клапана. Каждый из них имеет свое назначение: один из них всасывающий, второй предназначен для питания.

Судовой

Компрессоры с поршневой системой нередко применяются на больших двухтактных дизелях на судах. Их используют для наддува и продувки. Дело в том, что двухтактный дизель сам по себе не способен завестись и функционировать. Для полноценной работы ему нужна дополнительная подача воздуха, под давлением больше, чем атмосфера.

Присоединенный к мотору и работающий в такт с ним, поршневой компрессор подает дополнительные объемы воздуха.

Безмасляный

Этот вид компрессора используют там, где необходима подача чистого, без примеси смазочных материалов, воздуха или другого газа. Этот воздух будет без следов масляной эмульсии. Это не означает, что устройство поршневого компрессора работает совсем без смазки, просто масло не пересекается с воздушными потками. Под них обычно берут двигатель мощностью 1,1 кВт. Он имеет дополнительные позитивные характеристики:

  • Малый размер;
  • Не нуждается в частом обслуживании;
  • Возможна транспортировка и перемещение в любом положении.

Также на таких компрессорах устанавливают дополнительную очистку для лучшего качества воздуха.

Винтовой

Винтовой компрессор используют для снижения давления путем вращательных движений роторов. Это устройство изобрели в 30х годах. Отличается способностью работать в автоматическом режиме и экономичностью.

По сути своей, это устройство призвано преобразовывать электрическую энергию в энергию газа или простого воздуха. Это происходит посредством электродвигателя. Винтовой блок имеет конструкцию, состоящую из корпуса и двух больших винтов. Винты между собой не соприкасаются – между ними есть небольшой зазор, который просто уплотняется пленкой из масла. Собственно, принцип устройства состоит в том, что никакие узлы между собой не трутся.

Это также означает, что мелкий сор, если даже и попадет вовнутрь устройства, не повредит его, так как элементов, которые терлись бы, нет. Максимум, придется заменить масло. Еще один плюс – винтовой компрессор в разных скоростных режимах, то есть, существует возможность регулировать его производительность и тем самым экономить электроэнергию.

Как он работает

Вышеперечисленные виды компрессоров с поршневой системой имеют несколько разные принципы работы.

Воздушный

Принцип работы прост. Цикл его работы состоит всего на всего из двух движений поршня. Когда происходит поступательное движение, газ всасывается в рабочий цилиндр. Когда поршень совершает движение назад, газ сжимается, и происходит это в цилиндре. Таким образом, сила давления нарастает.

Пока это все совершается, всасывающий клапан закрывается, и к работе подключается клапан нагнетания. Он выталкивает сжатый газ в магистраль. Вот весь цикл работы воздушного поршневого компрессора. Как видно, схема действия несложная.

Судовой

Поршень компрессора имеет такой механизм привода, что движение компрессорного поршня синхронно к движению поршня дизеля. У судовых дизелей с таким приспособлением вращаются с совсем небольшой частотой. Как правило, она не превышает 180-200 об/мин. По этой причине компрессор достигает высокого значения КПД.

Интересно, что зачастую размеры обоих аппаратов схожи. Получается, что верхняя часть всего устройства направлена на работу двигателя внутреннего сгорания, а нижняя часть сжимает и нагнетает заряд в цилиндр и в мотор.

Безмасляный

Основные особенности безмасляного поршневого компрессора – чистота газа на выходе и немного меньший ресурс работы, чем у его собратьев. Название не означает, что узлы устройства без смазки. Просто она находится отдельно и в картер не заливается. Плюс, установлена дополнительная система очистки.

Винтовой

Воздух попадает в роторный механизм посредством клапана, проходя предварительную очистку. Потом воздух смешивается с маслом. Смесь направляется в емкость, где сжимается. Параллельно выполняются такие цели, как устранение зазоров между винтами и стенками корпуса.

Это делает появление протечек практически невозможным даже при том, что оба ротора не соприкасаются и, плюс ко всему, отводит тепло, появившееся при сжатии. Смесь, уже сжатая, направляется в маслоотделитель, где, собственно, и разделяется на смазочный материал и воздух. Масло, после прохождения сквозь фильтр и охлаждения, течет обратно в блок. Воздух тоже охлаждается и выводится из компрессора.

Принцип работы поршневых компрессоров показан на видео

За и против

Аппараты имеют несколько заметных минусов:

  1. Принцип работы вышеописанных устройств, кроме винтового, таит в себе один минус. Сжатый воздух или другой газ выходят из аппарата в виде импульсов, а не ровным потоком. Чтобы предотвратить это ненужное явление, используют дополнительный компонент, который называется ресивер. Ресивер сглаживает пульсацию, а также выравнивает давление газа.
  2. При работе поршневой компрессор создает много шума. Это происходит из-за особенностей его строения. Не шумят только установки, где положение цилиндров оппозитное.
  3. Также аппараты сильно вибрируют. Если у них большие габариты, приходится помещать их на прочный фундамент из бетона.

Но существует и множество положительных моментов:

  1. Легко ремонтируются.
  2. Просты в использовании.
  3. Могут иметь совсем небольшие габариты.
  4. Многофункциональны – используются практически во всех сферах жизни.

Правила устройства и безопасной эксплуатации поршневых компрессоров

Самые важные из правил безопасности при работе с поршневыми компрессорами. Нужно проводить постоянное наблюдение за тем, чтобы герметичность сборочных единиц была соблюдена, при том абсолютно всех единиц. Особенное внимание следует уделять тем сборочным элементам, которые вынуждены переносить сильное давление.

Каждую смену необходимо осматривать предохранительные клапаны, и приборы, с помощью которых проводят замеры, а также и автоматику на предмет дефектов и неисправностей. Это важный принцип безопасности персонала и техники.

Вспоминать чистить фильтры для масла в системе смазочной циркуляции, равно как и приемную стенку насоса. Для этого нужно установить сроки, руководствуясь предписаниями в инструкции, но как минимум раз в 50 дней.

В видео рассказывается про эксплуатацию поршневого компрессора

Что делать при поломке?

  • Разорвался маслопровод – придется попотеть и исправить маслопровод.
  • Произошло повреждение перепускного клапана масляного насоса – чинить его нет смысла, надо купить новый.
  • Отсутствует масло – влить фильтрованное масло обязательно той же марки, что уже есть в картере.
  • Засорилась сетка, в функционал которой входит прием смазки в масляном насосе – как только компрессор остановится, приемную сетку нужно снять, почистить и установить назад.
  • При засорении фильтра для смазочных материалов его достаточно просто почистить.
  • Износились шатунные е подшипники – их надо подтянуть, если не получается, то заменить вкладыши. Нужно помнить, что их следует подогнать по валу.
  • В масло попала вода – придется заменить масло, затем в обязательном порядке просушить систему.

На видео показан один из случаев ремонта

Принцип работы поршневого компрессора достаточно прост даже для того, что бы его оператором был человек без специальной технической подготовки. Легко поддающиеся ремонту, они при этом имеют большой рабочий ресурс. Устройства используются повсеместно – начиная от научных лабораторий и медицины, заканчивая полупрофессиональным строительством.

И пока не придумано ничего лучшего, поршневые компрессоры остаются лидерами среди устройств, которые увеличивают давление газов и жидкостей.

Компрессор. Принцип действия, устройство, виды компрессоров.

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.

Устройство поршневого компрессора | Статьи

Поршневые компрессоры являются одним из самых распространенных приборов данного типа. Устройства используются в различных сферах, начиная от текстильной отрасли и заканчивая химической промышленностью.

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

  • по тиру расположения цилиндров в установке — рядные, а также V-, W-образные;
  • числу цилиндров — одно-, двух- и многоцилиндровые;
  • числу ступеней для сжатия воздуха — много- или одноступенчатые.

При этом поршневые установки имеют базовое оснащение, которое характерно для всех типов установок.

В состав поршневых установок входит ряд элементов:

  • поршень;
  • цилиндр;
  • два клапана (для всасывания и нагнетания воздуха), расположенные в крышке цилиндра.

В процессе работы устройства шатун, соединенный с коленчатым валом, осуществляет передачу ограниченного движения по камере сжатия на поршень. При этом происходит увеличение объема, находящегося между нижней частью поршня и клапанами, приводящее к разрежению. С постепенным повышением сопротивления пружины, закрывающей клапан, воздух открывает его и поступает в цилиндр через всасывающий патрубок.

Возвратное действие поршня приводит к тому, что воздух сжимается и возрастает его давление. При этом нагнетательный клапан, удерживаемый пружиной, открывается потоком воздуха, находящимся под давлением и попадающим в нагнетательный патрубок. Питание оборудования может происходить от электродвигателя или автономного двигателя, который, в свою очередь, может быть бензиновым или дизельным.

Такой принцип работы поршневых компрессоров позволяет достичь максимальной эффективности устройств. Однако существует и незначительный минус — сжатый воздух, который подается этой установкой, поступает не ровным потоком, а в виде импульсов. Для выравнивания пульсации и давления сжатого воздуха поршневые компрессоры дополняются ресиверами, которые позволяют минимизироваться риск перебоев как в давлении подаваемого воздуха, так и в работе устройства.

Основы поршневого компрессора

Поршневой компрессор — это объемная машина, в которой поршень используется для сжатия газа и подачи его под высоким давлением.

Часто они являются одними из самых важных и дорогих систем на производстве и заслуживают особого внимания. От этого типа оборудования зависят газопроводы, нефтехимические заводы, нефтеперерабатывающие заводы и многие другие отрасли промышленности.

Из-за множества факторов, включая, но не ограничиваясь, качеством исходной спецификации / дизайна, адекватностью методов технического обслуживания и эксплуатационными факторами, промышленные предприятия могут ожидать от своих собственных установок сильно различающихся затрат на жизненный цикл и надежности.

Различные компрессоры есть практически на каждом промышленном объекте. Типы сжатых газов включают следующие:

  • Воздух для сжатого инструмента и систем сжатого воздуха

  • Водород, кислород и др. Для химической обработки

  • Фракции легких углеводородов в нефтепереработке

  • Различные газы для хранения или передачи

  • Другие приложения

Существуют две основные классификации промышленных компрессоров: прерывистые (объемные), включая поршневые и роторные; и непрерывный поток, включая центробежный и осевой типы потока.

Поршневые компрессоры обычно используются там, где требуются высокие степени сжатия (отношение давления нагнетания к давлению всасывания) на ступень без высоких скоростей потока, а технологическая жидкость относительно сухая.

Компрессоры влажного газа обычно бывают центробежными. Для применений с высоким расходом и низкой степенью сжатия лучше всего подходят осевые компрессоры. Роторные типы в первую очередь используются в системах со сжатым воздухом, хотя другие типы компрессоров также используются в пневматических системах.

Базовая конструкция

Основные компоненты типичной поршневой компрессорной системы можно увидеть на рисунках 1 и 2. Следует отметить, что автор никогда не видел «типовой» компрессорной установки и признает существование многих исключений.

Цилиндры сжатия (рис. 1), также известные как ступени, которых в конкретной конструкции может быть от одной до шести или более, обеспечивают удержание технологического газа во время сжатия.

Поршень совершает возвратно-поступательное движение для сжатия газа.Устройства могут быть одностороннего или двойного действия. (В конструкции двойного действия сжатие происходит с обеих сторон поршня как при движении вперед, так и назад.)

Некоторые цилиндры двойного действия в системах высокого давления будут иметь поршневой шток с обеих сторон поршня, чтобы обеспечить равную площадь поверхности и уравновесить нагрузки. Тандемное расположение цилиндров помогает минимизировать динамические нагрузки за счет размещения цилиндров попарно, соединенных с общим коленчатым валом, так, чтобы движения поршней противодействовали друг другу.

Давление газа ограничено, а износ дорогих компонентов сведен к минимуму за счет использования одноразовых поршневых колец и направляющих лент соответственно. Они изготовлены из сравнительно мягких металлов по сравнению с металлами поршней и цилиндров / гильз или из таких материалов, как политетрафторэтилен (ПТФЭ).

Рис. 2 A. Рама и ходовая часть HSE с двухходовой опорой

Рисунок 2 B. Двухходовая рама HSE и ходовая часть

Большинство конструкций оборудования включает блочные системы смазки с принудительной подачей; однако при нулевом допуске технологического процесса на унос масла используются конструкции без смазки.

Цилиндры для более крупных применений (типичное значение отсечки составляет 300 л.с.) оснащены каналами для охлаждающей жидкости для термосифонных или циркуляционных систем типа охлаждающей жидкости, тогда как некоторые небольшие домашние и производственные компрессоры обычно имеют воздушное охлаждение. Цилиндры большого диаметра обычно снабжены сменными гильзами, которые запрессовываются в отверстие и могут включать стопорный штифт.

Технологический газ втягивается в цилиндр, сжимается, удерживается и затем выпускается механическими клапанами, которые обычно работают автоматически за счет перепада давления.В зависимости от конструкции системы цилиндры могут иметь один или несколько всасывающих и нагнетательных клапанов.

Разгрузочные устройства и зазоры представляют собой специальные клапаны, которые регулируют процент полной нагрузки, которую несет компрессор при заданной скорости вращения его привода. Разгрузчики управляют работой всасывающих клапанов, позволяя газу рециркулировать.

Клапаны с зазором в кармане изменяют пространство головки блока цилиндров (зазор). Они могут быть фиксированного или переменного объема. Эти устройства выходят за рамки данной статьи.

Распорка (иногда называемая собачьей будкой) представляет собой конструктивный элемент, соединяющий раму компрессора с цилиндром. Следует избегать перемешивания жидкостей между цилиндром и распорной втулкой. Сальниковые кольца сдерживают давление газа внутри цилиндра и предотвращают попадание масла в цилиндр, вытирая масло со штока поршня по его ходу.

Через проставку обычно удаляется воздух из наиболее опасного материала в системе, которым часто является газ, сжатый в баллоне.Уплотнительные кольца предназначены для удержания газа внутри цилиндра, но при высоком давлении возможно, что часть сжатого газа выйдет за уплотнительные кольца.

Ходовая часть, размещенная в раме компрессора (рис. 2), состоит из крейцкопфа и шатуна, которые соединяют шток поршня с коленчатым валом, преобразуя его вращательное движение в возвратно-поступательное линейное движение.

Коленчатый вал оснащен противовесами для уравновешивания динамических сил, создаваемых движением тяжелых поршней.Он поддерживается в раме компрессора подшипниками скольжения на нескольких шейках. Также предусмотрен маховик для сохранения инерции вращения и обеспечения механического преимущества для ручного вращения узла.

Некоторые компрессоры смазывают ходовую часть своей рамы с помощью встроенного масляного насоса с приводом от вала, в то время как другие снабжены более обширными системами смазки, смонтированными на салазках. Все правильно спроектированные системы будут обеспечивать не только циркуляцию масла к критическим трибоповерхностям оборудования, но также контроль температуры смазочного материала, фильтрацию и некоторую контрольно-измерительную аппаратуру и резервирование.

Всасываемые газы обычно проходят через всасывающие сетчатые фильтры и сепараторы для удаления уносимых частиц, влаги и жидкой фазы технологической жидкости, которые могут вызвать серьезное повреждение клапанов компрессора и других критических компонентов и даже поставить под угрозу целостность цилиндра с катастрофическими последствиями.

Газ также может быть предварительно нагрет для перевода жидкого технологического газа в паровую фазу. Интеркулеры обеспечивают возможность отвода тепла от технологического газа между ступенями сжатия.(См. Следующий раздел: Термодинамический цикл.) Эти теплообменники могут быть частью системы (систем) охлаждения масла и / или цилиндра компрессора, или они могут быть подключены к системе охлаждающей воды установки.

На стороне нагнетания сосуды высокого давления служат гасителями пульсаций, обеспечивая емкость системы для выравнивания пульсаций потока и давления, соответствующих тактам сжатия поршня.

Обычно поршневые компрессоры представляют собой относительно низкоскоростные устройства и приводятся в действие прямым или ременным приводом от электродвигателя, с регулятором привода с регулируемой скоростью или без него.

Часто двигатель изготавливается как единое целое с компрессором, а вал двигателя и коленчатый вал компрессора представляют собой одно целое, что устраняет необходимость в муфте. Редукторы редукторного типа используются в различных установках.

Иногда, хотя и реже, они приводятся в действие паровыми турбинами или другими источниками энергии, такими как природный газ или дизельные двигатели. Общая конструкция системы и выбранный тип привода будут влиять на смазку этих периферийных систем.

Термодинамический цикл

Для понимания науки о поршневых компрессорах необходимо объяснение нескольких основных термодинамических принципов. Сжатие происходит внутри цилиндра в виде цикла из четырех частей, который происходит при каждом продвижении и отступлении поршня (два хода за цикл).

Четыре части цикла — это сжатие, нагнетание, расширение и впуск. Они показаны графически, причем давление в зависимости от объема отображается на так называемой диаграмме P-V (Рисунок 3).


Рисунок 3. Впуск

По завершении предыдущего цикла поршень полностью перемещается в цилиндр в точке V1, объем которого заполнен технологическим газом при условиях всасывания (давление, P1 и температура, T1), а всасывающий и нагнетательный клапаны закрыты. .

Это представлено точкой 1 (нулем) на диаграмме P-V. По мере продвижения поршня объем цилиндра уменьшается. Это вызывает повышение давления и температуры газа до тех пор, пока давление в цилиндре не достигнет давления в нагнетательном коллекторе.В это время начинают открываться нагнетательные клапаны, отмеченные на схеме точкой 2.

При открытии выпускных клапанов давление остается фиксированным на уровне P2 в течение оставшейся части рабочего хода, поскольку объем продолжает уменьшаться для нагнетательной части цикла. Поршень на мгновение останавливается в точке V2 перед изменением направления.

Обратите внимание, что остается некоторый минимальный объем, известный как объем зазора. Это пространство, остающееся внутри цилиндра, когда поршень находится в наиболее продвинутом положении во время своего хода.Некоторый минимальный зазор необходим для предотвращения контакта поршня с головкой, и изменение этого объема является основным параметром производительности компрессора. Цикл сейчас в точке 3.

Затем происходит расширение, когда небольшой объем газа в зазоре расширяется до давления чуть ниже давления всасывания, чему способствует закрытие выпускных клапанов и отступление поршня. Это пункт 4.

Когда достигается P1, впускные клапаны открываются, позволяя свежей заправке поступать в цилиндр для впуска и последней стадии цикла.Еще раз, давление остается постоянным при изменении объема. Это знаменует возврат к точке 1.

Понимание этого цикла является ключом к диагностике проблем компрессора, а также к пониманию эффективности компрессора, требований к мощности, работы клапана и т. Д. Эти знания можно получить, анализируя информацию о процессе и отслеживая влияние этих элементов на цикл.

Поршневые воздушные компрессоры | Компания Titus

Что такое поршневой компрессор?

В поршневых компрессорах

используются цилиндры с поршнями внутри.Каждый цилиндр имеет закрытый конец рядом с головкой блока цилиндров, а другой конец завершается подвижным поршнем. Клапаны цилиндров расположены внизу клапанных карманов компрессора. Во время первой стадии сжатия воздух поступает в цилиндр через всасывающий клапан, запускаемый движением поршня. Это создает вакуум.

Затем поршень меняет свое движение, выполняя «возвратно-поступательное движение» в названии, и при этом начинает сжимать воздух.Когда внутреннее давление цилиндра превышает давление в выпускных трубопроводах, клапаны открываются и выпускают воздух из цилиндра.

Как работает поршневой компрессор?

Поршневые компрессоры обычно получают энергию от дизельного двигателя. Это может быть система с прямым или ременным приводом, каждая из которых будет работать в непрерывном режиме, пока включен двигатель. Весь цикл облегчается механизмом разгрузки, а в некоторых системах есть регулятор, который обычно устанавливается непосредственно на компрессор.Когда присутствует регулятор, он работает для обеспечения определенного давления на входе и выключении. Давайте взглянем на некоторые основы поршневого компрессора.

Цикл впуска

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

Затем поршень движется назад вверх, заставляя впускные клапаны закрыться, так что воздух остается внутри цилиндра. По мере того как поршень продолжает двигаться вверх, площадь, занимаемая воздухом в цилиндре, уменьшается, в результате чего создается сжатый воздух. Давление воздуха внутри цилиндра быстро превысит сопротивление пружины выпускного клапана, открыв клапан и позволив новому сжатому воздуху выйти из системы до того, как цикл повторится. Закрытый нагнетательный клапан служит для предотвращения попадания воздуха обратно в часть цилиндра с низким давлением после того, как он находится под давлением.

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

Процесс разгрузки

Как только регулятор или устройство контроля давления обнаруживает, что воздух в приемном баке достиг порога отключения по высокому давлению, оно подает сигнал компрессору на разгрузку. Разгрузка может быть полной или частичной, в зависимости от конструкции поршневого компрессора.

Поскольку оборудование, находящееся ниже по потоку, использует только что сжатый воздух, уровень давления в резервуаре будет постепенно снижаться.Как только он упадет до заданной точки нагрузки, устройство управления подает сигнал компрессору, чтобы он перезапустил цикл сжатия и снова повысил давление в резервуаре.

Рабочий цикл

Одна из важных составляющих поршневого компрессора, о которой необходимо знать, — это рабочий цикл. Рабочий цикл определяется путем сравнения времени, в течение которого компрессор находится под нагрузкой, с временем работы машины в полностью разгруженном или выключенном состоянии. Поршневые компрессоры рассчитаны только на время полной нагрузки от 20 до 30%, в остальное время их следует разгружать.

Обеспечение того, чтобы ваш компрессор работал в пределах рабочего цикла, необходимо для максимального продления срока его службы. Выбор компрессора меньшего размера для вашего приложения или искусственное увеличение нагрузки за счет игнорирования утечки воздуха приведет к выходу системы за пределы ее возможностей и приведет к дорогостоящему преждевременному износу нескольких компонентов компрессора.

Смазка

Не все поршневые компрессоры работают таким образом, но насос приводного двигателя может делить часть своей смазки с компрессором.В этой конструкции подача из поддона необходима для поддержания смазки и правильного функционирования всей системы.

В этой конфигурации вам нужно будет изменить интервалы замены смазочного материала, рекомендованные поставщиком двигателя, поскольку они не будут учитывать дополнительные потребности компрессора. В новом графике необходимо учитывать тепловую нагрузку, которую компрессор добавляет смазке, если вы хотите получить точную оценку уменьшенного ожидаемого срока службы смазки.

Охлаждение

Для большинства воздушных компрессоров, приводимых в действие двигателями, основным источником охлаждения системы является смазка.Охладитель моторного масла охлаждает эту смазку, которая затем возвращается через компрессор. Поток воздуха от вентилятора в охладителе моторного масла также может устранить небольшую часть тепла, выделяемого корпусом компрессора, удаляя его из системы вместе с выпускаемым отработанным воздухом.

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

Когда смазка становится слишком горячей и температура превышает рекомендацию производителя, смазка может преждевременно выйти из строя. Это означает, что в лучшем случае придется менять смазку чаще, а в худшем — преждевременный выход из строя компонентов компрессора и двигателя.

Поршневой воздушный компрессор

Предприятия любого размера используют поршневые воздушные компрессоры. Некоторые отрасли промышленности, которые широко используют этот тип компрессора, включают, например, автосервис, стоматологические услуги и различные развлекательные услуги.Вот краткий обзор некоторых из наиболее распространенных применений компрессоров на предприятиях от малого до среднего:

  • Пескоструйные аппараты в механических цехах или на заводах
  • Шлифование кузова по дереву или кузову
  • Распылительная окраска автомобилей
  • Производство снега для катания на лыжах или других развлекательных целей
  • Стоматологические и некоторые медицинские инструменты
  • Пневматические пистолеты для гвоздей, молотки и дрели в строительстве
  • Пистолеты пневматические для уборочной техники

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

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

Сжатый воздух также является важным источником энергии для крупных предприятий в обрабатывающей промышленности.Производственные, сборочные, нефтеперерабатывающие заводы и другие предприятия используют сжатый воздух для питания:

  • Пневматические инструменты и автоматизированное оборудование
  • Сварочное или режущее оборудование
  • Выталкивание деталей из форм
  • Приборы производственного контроля
  • Регулировка подающего и роликового механизмов
  • Формовочные газовые баллоны и пластиковые баллоны
  • Позиционеры, воздушные ножи, зажимы и воздушные патроны
  • Пневматические устройства для отделки и упаковки

С точки зрения повседневного применения воздушные компрессоры важнее, чем думает большинство людей.В холодильниках и морозильниках используются воздушные компрессоры для охлаждения воздуха внутри блока, а в кондиционерах они используются в качестве основного источника энергии для охлаждения. Даже такие развлекательные мероприятия, как пейнтбол и подводное плавание с аквалангом, используют сжатие воздуха.

Типы поршневых компрессоров

Поршневые воздушные компрессоры предлагают несколько вариантов в зависимости от области применения.

одностороннего действия

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

Поршневые компрессоры одностороннего действия имеют только один цикл сжатия для каждого поворота коленчатого вала, поскольку клапаны находятся только в верхней части цилиндра. Компрессоры одностороннего действия чаще всего используются по разным причинам. По сравнению с другими типами компрессионных технологий, такими как винтовые компрессоры, поршневые компрессоры одностороннего действия очень доступны.

двойного действия

Поршневой компрессор двойного действия имеет нагнетательный и впускной клапаны на обоих концах цилиндра, что приводит к двум циклам сжатия, на каждом из которых завершается оборот коленчатого вала.

Такая конструкция делает поршневые поршневые машины двустороннего действия невероятно эффективными, поэтому они так популярны в обрабатывающей промышленности. Редко можно найти компрессор двойного действия мощностью менее 100 лошадиных сил. Однако их мощность имеет чрезвычайно большую площадь основания, что не всегда практично, когда важна занимаемая площадь.Они также имеют тенденцию производить сильную вибрацию, что требует виброизоляции и обеспечения того, чтобы система была установлена ​​на достаточно прочном основании.

Сравнение одноступенчатых компрессоров и двухступенчатых компрессоров

Двухступенчатый компрессор работает очень похоже на одноступенчатую систему, но сжатый воздух не попадает в резервуар для хранения после его первоначального сжатия. Вместо этого он проходит через второй поршень меньшего размера, который снова сжимается с другим ходом. Только после второго сжатия воздух с двойным давлением проходит через систему охлаждения и направляется в накопительный бак.

Двухступенчатый компрессор будет производить значительно больше энергии, поэтому они чаще встречаются в крупных промышленных установках, где необходима непрерывная работа. Соответственно, большая мощность означает более высокие первоначальные затраты и потребности в постоянном техническом обслуживании, поэтому вы не найдете их в настройках, где операции могут работать с меньшим энергопотреблением.

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

Мембрана

Мембранные компрессоры также называют мембранными компрессорами. Они используют вращающуюся мембрану для втягивания воздуха в систему сжатия. Мембранный поршневой компрессор использует две системы — гидравлическую систему и систему давления воздуха с гибкой металлической диафрагмой, действующей как защитный барьер между ними. Мембрана и компрессорная коробка — единственные компоненты, которые контактируют с перекачиваемым газом, поэтому эти компрессоры чаще используются для сжатия токсичных или взрывоопасных газов, а не только воздуха.

Поршневые компрессоры в сравнении с другими воздушными компрессорами

Чем поршневые воздушные компрессоры соответствуют ротационным винтовым и центробежным компрессорам, и какие плюсы и минусы вам следует учитывать?

Компоненты и обслуживание

Поршневые воздушные компрессоры

требуют особого внимания к поршням, но они также имеют ряд других компонентов, износ которых необходимо контролировать. Клапаны, шатуны, коленчатые валы и многое другое должны работать в гармонии, чтобы обеспечить минимальный износ, но количество компонентов затрудняет эффективный контроль.Однако эти детали менее дорогие и сложные, чем у ротационных винтовых и центробежных компрессоров, что снижает общие затраты на техническое обслуживание.

Производство тепла

Тепло, выделяемое при работе компрессора, оказывает ощутимое влияние на долговечность и долговечность оборудования. В ротационном винтовом компрессоре используются винты, которые вращаются друг вокруг друга, не касаясь друг друга, и, следовательно, создают меньшее трение. Однако поршневые компрессоры создают значительное внутреннее трение между движением поршней и другими внутренними компонентами.Работа в более жаркой среде — еще одна причина, по которой поршневые компрессоры требуют более высоких требований к техническому обслуживанию.

Давление

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

Шум

Шум не всегда является важным фактором, но в условиях, когда рабочим необходимо четко общаться, шум поршневого компрессора двустороннего действия может отвлекать.Ротационный винтовой компрессор производит меньше всего шума, а центробежный компрессор — больше всего. Поршневой компрессор одностороннего действия, как правило, является лучшим выбором при сопоставлении потребности в мощности с уровнем шума и эффективности.

Стоимость

Начальная стоимость компрессора является основным фактором для большинства покупателей. Поршневой компрессор обеспечивает большую мощность при меньших затратах по сравнению с роторными и центробежными компрессорами. Однако ожидаемый срок службы поршневого компрессора ниже, чем у любого из его конкурентов.Как ротационные, так и центробежные компрессоры имеют меньше движущихся частей, которые страдают от трения, поэтому они дешевле с точки зрения замены деталей, простоев и ремонта. Однако при регулярном профилактическом обслуживании эти расходы можно несколько снизить.

Доверьте компании Titus свои потребности в сжатии воздуха

Когда дело доходит до ваших потребностей в воздушном компрессоре, работа с компанией, которой вы можете доверять, сэкономит ваши деньги и принесет вам большее душевное спокойствие. Компания Titus с 1986 года обеспечивает клиентов компрессоров воздуха продажами и обслуживанием мирового класса, и мы с гордостью делимся своим опытом с компаниями любого размера в Делавэре, Нью-Джерси и Восточной Пенсильвании.

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

Мы также умеем проектировать и изготавливать уникальные системы в соответствии с вашими требованиями. Мы устанавливаем систему, а также обеспечиваем техническое обслуживание, чтобы ваше оборудование работало надежно. Чтобы узнать больше о компании Titus и о том, что мы можем для вас сделать, свяжитесь с нами через Интернет или позвоните по телефону 610.913.9100.

Что такое поршневой компрессор?

Energy Machinery, Inc. |

Компрессоры — это механические устройства, которые преднамеренно увеличивают давление воздуха. Они работают, «сжимая» воздух в меньший объем, тем самым вызывая накопление накопленной потенциальной энергии, которая может использоваться при необходимости. Хотя существует много типов компрессоров, большинство из них обычно делятся на две классификации: динамические и объемные.

Поршневые компрессоры относятся к категории компрессоров прямого вытеснения. Компрессоры этого типа работают за счет втягивания жидкости в камеру фиксированного объема через механический компонент, который физически вытесняет воздух. Другие типы компрессоров прямого вытеснения включают поршневые, винтовые, роторно-лопастные и диафрагменные компрессоры.

Поршневые воздушные компрессоры

Поршневые воздушные компрессоры состоят из поршня, приводимого в действие коленчатым валом, заключенного в цилиндр.Типичный поршневой воздушный компрессор также состоит из всасывающего и нагнетательного клапанов.

Сжатие осуществляется посредством цикла операций. Сначала поршень получает мощность от главного вала через вращающийся коленчатый вал. Во время такта всасывания поршня объем внутри цилиндра увеличивается, а его давление уменьшается. Это позволяет внешнему воздуху с относительно более высоким давлением открывать входное отверстие и попадать в цилиндрическую камеру.

На такте сжатия поршня объем внутри цилиндра уменьшается, повышая давление собранного воздуха.Это повышение давления открывает выпускной клапан, в результате чего сжатый воздух под высоким давлением выходит из цилиндра в резервуар для хранения.

Поршневые воздушные компрессоры отличаются от других типов компрессорных механизмов тем, что поток хорошо контролируется. Объемный расход — это просто объем цилиндрической камеры, умноженный на скорость хода поршня. Другими словами, производительность поршневого компрессора зависит исключительно от механизма смещения (поршня, вала и коленчатого вала).Эта характеристика чрезвычайно полезна с точки зрения автоматизации и управления.

Общие вопросы о поршневых компрессорах

Может ли поршневой компрессор вращаться в обратном направлении?

Обычно, если направление поршневого компрессора меняется на противоположное, не будет отрицательного воздействия на коэффициент сжимаемости и производительность нагнетания / всасывания воздуха. Однако смазка может стать проблемой. Для насосов со смазкой разбрызгиванием положительное давление будет просто создаваться на входном фильтре, в то время как вакуум создается на выходе.

Можно ли заменить поршневой компрессор спиральным?

Спиральный компрессор, также известный как спиральный насос, использует две переплетенные спиральные лопатки для сжатия и повышения давления жидкости. Один свиток остается неподвижным, в то время как другой вращается внутри него эксцентрично, захватывая и сжимая карманы жидкости между свитками. Как правило, спиральные и поршневые компрессоры взаимозаменяемы. Однако специальные трубки, монтаж и другие модификации должны быть выполнены профессионалом.

Какой компрессор лучше? Роторный или возвратно-поступательный?

С точки зрения эффективности сжатия поршневые компрессоры несколько более эффективны, чем роторные. При одинаковом количестве воздуха поршневой насос может потреблять на 5-10% меньше энергии, чем его роторный аналог. С другой стороны, поршневые насосы могут быть более дорогими и требовать большего обслуживания.

Поршневые компрессоры от Energy Machinery

Поршневые компрессоры

— простые, но очень эффективные устройства.Их можно найти в нескольких отраслях промышленности, включая производство, производство продуктов питания, сельское хозяйство, фармацевтику и строительство.

Компания Energy Machinery предлагает широкий выбор поршневых компрессоров для широкого спектра применений. Если вы хотите узнать больше о нашем компрессорном оборудовании, запросите у нас предложение сегодня!

Поршневой компрессор

— обзор

Типы компрессоров

Как и гидравлические насосы, воздушные компрессоры можно разделить на устройства прямого вытеснения (где фиксированный объем воздуха подается при каждом обороте вала компрессора) и динамические устройства, такие как центробежные или осевые. воздуходувки.Подавляющее большинство воздушных компрессоров являются компрессорами объемного типа.

Компрессор выбирается по давлению, при котором он должен работать, и по объему подаваемого газа. Как объяснялось в предыдущем разделе, давление в ресивере обычно выше, чем требуется в рабочем положении, при этом используется местное регулирование давления. Давление на выходе компрессора (которое для практических целей будет таким же, как и в ресивере) называется рабочим давлением и используется для обозначения компрессора.Давление в рабочей точке, что неудивительно, называется рабочим давлением и используется для определения клапанов, приводов и других рабочих устройств.

Следует проявлять осторожность при указании объема газа, который компрессор должен подавать. Выражение 3.1 показывает, что объем данной массы газа сильно зависит от давления и температуры. Объем поставки компрессора определяется по газу при нормальных атмосферных условиях. Обычно используются два стандарта, известные как стандарт температуры и давление (STP), хотя для промышленных пользователей различия между ними невелики.

Техническое нормальное состояние:

P = 0,98 бар абс., ​​T = 20 ° C

и физическое нормальное состояние:

P = 1,01 бар абс., ​​T = 0 ° C

Термин нормальная температура и давление (NTP) также используется.

Требуемый объем нагнетания компрессора (в M 3 мин −1 или фут 3 мин −1 , в зависимости от используемых единиц) можно рассчитать для приводов в различных рабочих положениях (при нормальном запасы безопасности, чтобы учесть утечку), но необходимо позаботиться о том, чтобы этот общий объем был преобразован в состояние STP, прежде чем указывать требуемый объем подачи компрессора.

Производительный объем компрессора может быть указан в терминах его теоретического объема (рабочий объем, умноженный на скорость вращения) или эффективного объема, который включает потери. Соотношение этих двух объемов и есть КПД. Очевидно, что при выборе компрессора следует использовать эффективный объем (опять же, с запасом прочности на утечку). Требуемая мощность двигателя, приводящего в движение компрессор, зависит от рабочего давления и объема нагнетания и может быть определена из выражений 2.2 и 2.5. Необходимо сделать поправку на циклическое включение / выключение компрессора с двигателем, рассчитанным на работу под нагрузкой, а не усреднением за период времени.

Поршневые компрессоры

Поршневые компрессоры на сегодняшний день являются наиболее распространенным типом компрессоров, и их базовая одноцилиндровая форма показана на рисунке 3.3. Когда поршень опускается во время хода впуска (рис. 3.3a), впускной клапан открывается, и воздух втягивается в цилиндр. Когда поршень проходит нижнюю часть хода, впускной клапан закрывается, а выпускной клапан открывается, позволяя вытеснять воздух по мере подъема поршня (Рисунок 3.3б).

Рисунок 3.3. Одноцилиндровый компрессор

Из рисунка 3.3 видно, что клапаны аналогичны клапанам в двигателе внутреннего сгорания. На практике используются подпружиненные клапаны, которые открываются и закрываются под действием проходящего через них давления воздуха. В одном из распространенных типов используется «перо» из пружинной стали, которое движется над впускным или выпускным отверстием, как показано на рисунке 3.3c.

Одноцилиндровый компрессор дает значительные импульсы давления на выпускном отверстии. В некоторой степени это можно преодолеть за счет использования большого ресивера, но чаще используется многоцилиндровый компрессор.Их обычно классифицируют как вертикальные или горизонтальные, расположенные в линию, а также на более компактные конструкции V, Y или W.

Компрессор, производящий один импульс воздуха за один ход поршня (для которого типичен пример на рис. 3.3), называется компрессором одностороннего действия. Более равномерная подача воздуха может быть получена за счет действия компрессора двойного действия, показанного на рис. 3.4, в котором используются два набора клапанов и крейцкопф для постоянного сохранения прямоугольности штока поршня. Компрессоры двойного действия можно найти во всех конфигурациях, описанных ранее.

Рисунок 3.4. Компрессор двойного действия

Поршневые компрессоры, описанные выше, переходят от атмосферного к требуемому давлению за одну операцию. Это называется одноступенчатым компрессором. Общий газовый закон (выражение 1.19) показал, что сжатие газа сопровождается значительным повышением температуры газа. Если давление на выходе компрессора одностороннего действия превышает примерно 5 бар, температура сжатого воздуха может подняться до более 200 ° C, и мощность двигателя, необходимая для приведения в действие компрессора, соответственно возрастет.

Для давлений выше нескольких бар гораздо экономичнее использовать многоступенчатый компрессор с охлаждением между ступенями. На рис. 3.5 показан пример. Поскольку охлаждение (осуществляемое устройством, называемым промежуточным охладителем) уменьшает объем газа, подлежащего сжатию на второй стадии, происходит значительная экономия энергии. Обычно используются две ступени для пневматического давления 10–15 бар, но доступны многоступенчатые компрессоры для давления примерно до 50 бар.

Рисунок 3.5. Двухступенчатый компрессор

Многоступенчатые компрессоры могут изготавливаться с многоцилиндровыми двигателями, как показано на рисунке 3.5 или, что более компактно, с одним цилиндром и поршнем двойного диаметра, как показано на рисунке 3.6.

Рисунок 3.6. Комбинированный двухступенчатый компрессор

В стандартных поршневых компрессорах поршни контактируют с воздухом, что может привести к попаданию небольшого количества смазочного масла из стенок поршня в воздух.

Это очень небольшое загрязнение может быть нежелательным в пищевой и химической промышленности. На рис. 3.7 показан общий способ обеспечения абсолютно чистой подачи за счет установки гибкой диафрагмы между поршнем и воздухом.

Рисунок 3.7. Мембранный компрессор, используемый там, где воздух не должен быть загрязнен

Винтовые компрессоры

Поршневые компрессоры используются там, где необходимы высокое давление (> 20 бар) и относительно малые объемы (<10,000 м 3 h -1 ), но они необходимы. механически относительно сложный, с множеством движущихся частей. Для многих приложений требуется только среднее давление (<10 бар) и средний расход (около 10 000 м 3 ч -1 ). Для этих применений роторные компрессоры имеют преимущество простоты, с меньшим количеством движущихся частей, вращающихся с постоянной скоростью, и стабильной подачей воздуха без импульсов давления.

Один роторный компрессор, известный как сухой винтовой компрессор, показан на Рисунке 3.8 и состоит из двух вращающихся винтов с минимальным (около 0,05 мм) зазором. Когда винты вращаются, воздух втягивается в корпус, удерживается между винтами и переносится к выпускному отверстию, где он подается постоянным безимпульсным потоком.

Рисунок 3.8. Сухой винтовой ротационный компрессор

Винты в этом компрессоре могут синхронизироваться с помощью внешних распределительных шестерен.В качестве альтернативы можно использовать один винт, а второй винт вращается за счет контакта с ведущим винтом. Этот подход требует распыления масляной смазки во входящий воздух для уменьшения трения между винтами и, следовательно, известен как мокрый роторный винтовой компрессор. Однако мокрая конструкция шнека, очевидно, приводит к загрязнению воздуха маслом, которое необходимо удалить с помощью более поздних маслоотделительных установок.

Ротационные компрессоры

Пластинчатый компрессор, показанный на рисунке 3.9, работает по принципу, аналогичному гидравлическому пластинчатому насосу, описанному в главе 2, хотя воздушные компрессоры обычно больше по размеру, чем гидравлические насосы.Показана несбалансированная конструкция; Также могут быть построены сбалансированные версии. Лопатки могут быть вытеснены пружинами или, чаще, центробежной силой.

Рисунок 3.9. Пластинчатый компрессор

Одноступенчатый пластинчатый компрессор может подавать воздух под давлением до 3 бар, что намного ниже давления, чем у винтового или поршневого компрессора. Двухступенчатый пластинчатый компрессор с большими секциями низкого давления и меньшими секциями высокого давления, соединенными промежуточным охладителем, позволяет получить давление до 10 бар.

На рисунке 3.10 показан вариант лопастного компрессора, называемый жидкостным кольцевым компрессором. В устройстве используется множество лопастей, вращающихся внутри эксцентрикового корпуса, и в нем содержится жидкость (обычно вода), которая выбрасывается центробежной силой и образует жидкое кольцо, повторяющее контур корпуса, обеспечивая уплотнение без утечек и с минимальным трением. Скорость вращения должна быть высокой (обычно 3000 об / мин) для создания кольца. Давление подачи относительно низкое и составляет около 5 бар.

Рисунок 3.10. Компрессор с жидкостным кольцом

Лопастной компрессор, показанный на рис. 3.11 (часто называемый нагнетателем Рутса), часто используется, когда требуется компрессор прямого вытеснения с большим объемом подачи, но низким давлением (обычно 1-2 бара). Рабочее давление в основном ограничивается утечкой между роторами и корпусом. Для эффективной работы зазоры должны быть очень маленькими, а износ приводит к быстрому падению эффективности.

Рисунок 3.11. Лопастной компрессор

Динамические компрессоры

Большой объем воздуха (до 5000 м 3 мин -1 ) часто требуется для таких применений, как пневматическая транспортировка (где порошок переносится воздушным потоком), вентиляция или где сам по себе воздух является одним из компонентов процесса (например,г. воздух для горения для газовых / масляных горелок). Давление в этих приложениях низкое (самое большее несколько бар), и нет необходимости в компрессоре прямого вытеснения.

Воздух низкого давления большого объема обычно подается с помощью динамических компрессоров, известных как нагнетатели. Их можно разделить на центробежные и осевые, как показано на рисунке 3.12. Центробежные нагнетатели (рис. 3.12а) всасывают воздух, а затем выбрасывают его за счет центробежной силы. Требуется высокая скорость вращения вала, а отношение объема к входной мощности ниже, чем у компрессоров любого другого типа.

Рисунок 3.12. Компрессоры непрямого действия (нагнетатели)

Осевой компрессор состоит из набора вращающихся лопастей вентилятора, как показано на Рисунке 3.12b. Они производят очень большие объемы воздуха, но при низком давлении (менее одного бара). В основном они используются для вентиляции, горения и технологического воздуха.

Выходные давления обоих типов динамических компрессоров могут быть увеличены с помощью многоступенчатых компрессоров с промежуточными охладителями между ступенями. Секции диффузора уменьшают скорость поступления воздуха на последующие ступени, тем самым преобразуя кинетическую энергию воздуха в энергию давления.

Компрессоры прямого вытеснения используют масло для смазки близко обработанных деталей и для поддержания воздушного уплотнения. В динамических компрессорах нет такой необходимости, и, следовательно, они обеспечивают очень чистый воздух.

4 основных компонента поршневого компрессора

Четыре основных компонента поршневого компрессора

Компрессоры, которые используются в газовых, химических и нефтехимических промышленных процессах, состоят из нескольких компонентов, каждый из которых стремится обеспечить определенный уровень поддержки для машины.

Эти компоненты играют роль в управлении теплом, содействии вращению, повышении долговечности машины, сужении потока газа и даже позволяют другим частям эффективно выполнять свою задачу.

Хотя эти компоненты могут быть похожи в центробежных процессорах, их установка однозначно отличается от таковых в поршневых компрессорах.

Но тогда каковы основные компоненты поршневых компрессоров?

Читайте дальше, чтобы узнать!

Что такое поршневой компрессор?

Поршневой компрессор также известен как поршневой компрессор, поскольку в нем используются поршни, которым помогает коленчатый вал для повышения уровня давления в газах.

В этом случае газ сначала должен пройти через всасывающий коллектор, прежде чем попасть в цилиндр сжатия, где он сжимается.

Сжатие вызывается возвратно-поступательным движением поршня перед выпуском газа.

Основные компоненты поршневого компрессора

Основные компоненты поршневого компрессора и их функции придают машине ее уровень функциональности. Детали этой объемной машины включают:

  1. Рама
  2. Цилиндры
  3. Распорка
  4. Поршень
  5. Кольца поршневые
  6. Крестовина
  7. Коленчатый вал
  8. Шатун
  9. Клапан
  10. Подшипники

1.Рама

Первое, что вы заметите в компрессоре, — это его тяжелая и прочная рама, в которой заключены все вращающиеся компоненты, такие как цилиндр и направляющая крейцкопфа.

Рама, также называемая картером, имеет квадратную или прямоугольную форму. Его роль заключается в поддержке коленчатого вала.

Тем не менее, вы можете найти раздельные компрессоры или встроенные компрессоры, и в случае последних компрессор и силовые цилиндры двигателя установлены на одной раме и приводятся в действие одним коленчатым валом.

2. Цилиндры

Баллоны — это сосуды под давлением, в которых содержится сжимаемый газ, и поэтому они являются одними из наиболее важных компонентов поршневого компрессора.

В больших цилиндрах низкого давления эти детали изготовлены из чугуна и снимаются с основной рамы.

Они также соединяются с рамой через промежуточный элемент, известный как распорка.

В качестве альтернативы небольшие стальные цилиндрические компрессоры высокого давления крепятся непосредственно к основному корпусу компрессора.

Цилиндры поддерживают пластины нагнетательного клапана и всасывающий патрубок и иногда имеют заменяемые гильзы или втулки, которые придают изнашиваемой части цилиндра возобновляемую поверхность.

Лайнеры не соскальзывают с поверхности. Поэтому они гарантируют, что в случае износа или повреждения цилиндра его можно будет легко заменить, вместо того, чтобы покупать новую систему, которая стоит дороже.

Цилиндры поршневых компрессоров предназначены для охлаждения машины во время ее цикла сжатия, который имеет тенденцию выделять тепло.

Это стало возможным благодаря использованию водяной рубашки или ребер в цилиндре, которые обеспечивают охлаждающий воздух.

3. Распорка

Распорка отделяет цилиндр компрессора от рамы. Он может иметь одинарное, двойное или даже очень длинное расположение отсеков.

  • В одинарной конструкции используется конструкция, в которой расстояние между диафрагмой и набивкой цилиндра увеличено, чтобы предотвратить попадание любой части штока в картер и сальник цилиндра.
  • В двойной конструкции также используется та же конструкция, в которой часть штока не входит в отсек, а картер двигателя находится рядом с газовым баллоном.

Длинная распорка, с другой стороны, помогает отделить часть штока поршня, которая входит в картер. Другая часть штока, которая входит в цилиндр, отправляет смазку на длинную распорную деталь.

Таким образом, смазка не может попасть в цилиндр и загрязнить сжатый газ.

Существует четыре основных классификации проставок: тип A, тип B, тип C, тип D.

4. Поршень

Режим работы компрессора во многом зависит от поршня. Это потому, что поршень — это компонент, который на самом деле сжимает воздух.

Поршень должен иметь вес, прочность и быть совместимым с сжимаемым газом.

Он также передает энергию из картера в газ, содержащийся в цилиндре, чтобы предотвратить утечку хладагента через зазор.Между стенками поршня и цилиндра этот компонент обычно закрыт поршневыми кольцами.

Кроме того, поршень поршневого компрессора может быть изготовлен из алюминия или чугуна и перемещаться в цилиндре вверх и вниз.

Его движение вызывает всасывание и сжатие хладагента.

5. Поршень

Кольца

Поршневые кольца наматываются на поршень, и когда поршень движется вверх и вниз по цилиндру, поршневые кольца соприкасаются со стенками цилиндра.

Из-за большого трения, создаваемого во время этого возвратно-поступательного движения, кольца необходимо часто заменять, чтобы поддерживать бесперебойную работу компрессора.

В некоторых случаях в качестве дополнительного поршневого кольца используется изнашиваемая полоса или направляющее кольцо.

Функция направляющего кольца в поршневом компрессоре заключается в уменьшении вероятности износа между цилиндром и поршнем.

Хотя кольца должны быть мягче, чем стенка гильзы и цилиндр, для поршня могут использоваться различные типы колец, в том числе металлические кольца и неметаллические кольца.

  • Неметаллические кольца, состоящие, например, из фторуглеродных соединений, в основном используются без смазки. Они также весят меньше металлических колец и поэтому получили более широкое распространение, чем последние.
  • Металлические кольца, такие как бронза или чугун, в качестве альтернативы, используются для смазывания.

6. Крестовина

Крейцкопф позволяет вставить поршень в отверстие цилиндра.

Использование крейцкопфа позволяет компрессору использовать узкий поршень, что обеспечивает более длинный ход и более высокую эффективность.

7. Коленчатый вал

Коленчатый вал — это главный вал компрессора, второй вал двигателя.

Вал вращается вокруг оси рамы и приводит в движение поршень, шток поршня и шатун.

  • Этот компонент представляет собой коленчатый вал из кованой стали. Он есть в больших компрессорах, которые работают более 150 кВт (200 л.с.).
  • Для машин, которые работают с агрегатами мощностью менее или равной 150 кВт, используется коленчатый вал из ковкого чугуна.

Кроме того, коленчатый вал поршневого компрессора напрямую или косвенно соединен с электродвигателем с помощью ремня и шкива.

Когда вал двигателя вращается, коленчатый вал также совершает вращательное движение, которое дает поршню возможность совершать возвратно-поступательное движение внутри цилиндра.

Но сначала шток должен быть соединен с коленчатым валом и штоком, чтобы поршень мог совершать движение вверх и вниз.

8. Шатун

Что касается коленчатого вала и поршня, то между ними соединен шатун.

В зависимости от мощности, с которой работает машина, может использоваться шатун из кованой стали или ковкого чугуна.

Первый используется в компрессорах мощностью более 150 кВт (200 л.с.), а второй находит применение в компрессорах мощностью около 150 кВт или меньше.

Физическое соединение имеет одну сторону штока, соединенную с поршнем с помощью поршневого пальца.

В качестве альтернативы другая сторона штока соединяется с коленчатым валом с помощью шатуна с крышкой.

Хотя соединение может показаться простым, это то, что требуется для придания коленчатому валу вращательного движения, которое также помогает поршню перемещаться внутри цилиндра.

Следовательно, шатун меняет вращательное движение на возвратно-поступательное.

9. Клапан

Функция клапана компрессора заключается в том, чтобы позволить газу течь в правильном направлении, одновременно блокируя те, которые могут иметь тенденцию течь в нежелательном направлении.

Соответственно, эти клапаны размещаются на каждом рабочем конце цилиндра. На одном конце будет набор впускных клапанов, позволяющих газу попадать в цилиндр, а на другом конце — два выпускных клапана.

Клапаны поршневого компрессора также имеют различную конфигурацию. К ним относятся:

  • Клапан кольцевой
  • Тарельчатый клапан
  • Клапан пластинчатый

— Клапан кольцевого типа

В клапанах этого типа используется одно или несколько круглых колец, в которые встроен узкий канал.Затем их можно разместить на центральной линии седла клапана через шпильку.

Их преимущество в том, что у них низкий уровень напряжений , так как у нет точек концентрации напряжений.

В качестве альтернативы, сложность поддержания равномерного управления потоком в каждом из колец имеет обратную сторону.

Клапаны кольцевого типа

также имеют рекомендуемый перепад давления нагнетания 30 МПа или 60 МПа и скорость вращения 600 об / мин.

— Клапан тарельчатого типа

Этот тип клапана состоит из нескольких уплотнительных элементов и портов одинакового размера и используется в поршневых компрессорах, работающих в диапазоне среднего давления.

Преимущество — высокая эффективность потока. Это связано с обтекаемой формой уплотнительного элемента и высокой подъемной силой.

Его недостатком, напротив, является неспособность выдерживать неравномерное распределение потока.

Поэтому они рекомендуются при перепаде давления до 15 МПа или 30 МПа при давлении нагнетания и 600 об / мин.

— Клапан пластинчатого типа

Пластинчатые клапаны имеют такую ​​же концентрическую конструкцию, что и кольцевые клапаны, хотя на этот раз кольца соединены вместе.

Рекомендуемый перепад составляет 20 МПа, а давление нагнетания — 40 МПа.

10. Подшипники

Подшипники — не последний компонент, учитывая, что их можно найти по всей раме компрессора.

Они обеспечивают правильное радиальное и осевое расположение других компонентов компрессора.

Примером могут служить основные подшипники, которые закреплены в раме для обеспечения правильной установки коленчатого вала.

Также имеется подшипник шатунной шейки, который расположен между шатуном и коленчатым валом.

Другие подшипники, которые можно найти, — это подшипники крейцкопфа и подшипники пальца.

Заключение

Это основные компоненты поршневого компрессора, каждый из которых работает рука об руку, чтобы обеспечить его высокий уровень производительности.

Также стоит отметить, что, хотя эти машины могут быть изготовлены разными производителями, их компоненты схожи.

Тем не менее, на этот раз качество материала будет определять уровень функциональности, которую он может обеспечить.

Многоступенчатые компрессоры | Сопутствующий компрессор и оборудование

В поршневых компрессорах

используется цилиндр для нагнетания воздуха в камеру, где он сжимается. Простейшие конструкции компрессоров имеют расположение один цилиндр / камера. Несмотря на простоту, эта установка ограничена по своей эффективности и способности подавать большие объемы сжатого воздуха.

Вот тут и пригодятся многоступенчатые компрессоры. Увеличивая количество ступеней цилиндра, эти машины работают более эффективно и могут обрабатывать больше инструментов одновременно.


Как работают многоступенчатые компрессоры

Многоступенчатые компрессоры состоят из нескольких цилиндров разного диаметра. Между каждой ступенью сжатия воздух проходит через теплообменник, где охлаждается. Охлаждение воздуха сокращает объем работы, необходимой для его дальнейшего сжатия.

В двухступенчатом компрессоре воздух затем нагнетается в дополнительную камеру, где он сжимается до требуемой степени. В трехступенчатом компрессоре перед этим происходит дополнительный цикл сжатия и охлаждения.


Преимущества многоступенчатого сжатия

Как одноступенчатые, так и многоступенчатые компрессоры имеют свои преимущества. Правильный выбор для вашего приложения будет зависеть от ряда факторов. К особым преимуществам конструкции трех- или двухступенчатого компрессора можно отнести:

  • Повышенная эффективность. Двухступенчатые компрессоры выполняют меньше работы по сжатию воздуха до заданного давления, а это означает, что ваши эксплуатационные расходы ниже.
  • Лучшая надежность. Стадия промежуточного охлаждения при двухступенчатом сжатии снижает вероятность перегрева, что, в свою очередь, означает больше времени безотказной работы и лучшую производительность.
  • Меньше накопления влаги. Более холодный воздух имеет более низкое содержание влаги. Влага в сжатом воздухе может привести к отказу оборудования и преждевременному износу. Использование двух- или трехступенчатого компрессора потенциально может избавить вас от необходимости покупать отдельный осушитель воздуха.
  • Меньшая занимаемая площадь. Для тяжелых условий эксплуатации многоступенчатые компрессоры обеспечивают большее давление воздуха (PSI) при более высокой производительности (CFM), чем одноступенчатые машины сопоставимого размера.
  • Мало требований к техническому обслуживанию. Благодаря более мелким компонентам и более низким температурам изнашиваемые компоненты не так быстро изнашиваются. В результате рекомендуемые интервалы обслуживания увеличиваются.

Приложения

Очевидно, что выбор многоступенчатой ​​машины имеет свои преимущества; однако их более высокая стоимость означает, что они не обязательно подходят для каждого приложения. Вообще говоря, одноступенчатые компрессоры лучше всего подходят для легких, непостоянных применений, в которых требования к давлению не превышают 100 фунтов на квадратный дюйм.С другой стороны, двух- или трехступенчатые компрессоры предлагают лучшую стоимость и надежность для приложений непрерывного использования, таких как ремонт автомобилей и производство.

Многоступенчатые машины от компрессора Quincy

Quincy Compressor является ведущим производителем компрессоров на протяжении почти 100 лет. У нас есть полный ассортимент продукции, в том числе двух- и трехступенчатые воздушные компрессоры, предназначенные для промышленного использования в тяжелых условиях. В наших продуктах используются передовые технологии для повышения эффективности, снижения шума и сведения требований к техническому обслуживанию до минимума.Лучшие программы гарантии в отрасли обеспечивают поддержку всех наших продуктов, и мы предлагаем расширенное покрытие на определенные компоненты в течение 10 лет и более.

Флагманский продукт QR-25 доступен в конфигурации с двухступенчатым воздушным компрессором мощностью 5 л.с. Associated Compressor & Equipment также продает винтовые и трехступенчатые поршневые машины. Чтобы узнать больше, свяжитесь с нами.

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 объемного типа. Их размер может варьироваться от перчаточного ящика, который накачивает шины, до гигантских поршневых машин или турбокомпрессоров, используемых на трубопроводе.Компрессоры прямого вытеснения можно разделить на возвратно-поступательные типы, в которых преобладает поршневой тип, и роторные типы, такие как винтовые и роторные.

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
  • Лопатка выдвижная
  • 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 резервуар 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 в зависимости от требуемого давления (фунт / кв. Дюйм) и расхода (стандартных кубических 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 тепле, 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.Ротационный винтовой компрессор делает его тише, чем поршневой компрессор, благодаря пониженной вибрации. Еще одно преимущество винтового компрессора перед поршневым — это отсутствие пульсации нагнетаемого воздуха. Эти агрегаты могут смазываться маслом или водой, или они могут быть спроектированы 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

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, захваченный в пространстве. Лопатки скользят по масляной пленке, которая образуется на стенке эксцентриковой полости, обеспечивая уплотнение. Пластинчатые компрессоры не могут быть изготовлены для подачи безмасляного воздуха, но они способны обеспечивать 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 для отвода тепла сжатия не используется масло, 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, похожие на насос, которые сообщают газам скорость, вызывая повышение давления. В основном они используются в больших объемах, 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. Футов в минуту. Почти идентичные по конструкции центробежным насосам, центробежные компрессоры увеличивают скорость газа, выбрасывая его наружу под действием вращающейся крыльчатки.Газ расширяется в улитке корпуса, где его скорость замедляется, а давление 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 максимальные объемы 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 обычно 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 мастерских 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% покоя 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 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 ли воздух или сбрасывается.

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, а для очень больших объемов сжатия — кинетические.

Дополнительные рекомендации 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 действия — скажем, 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 указывает нормы расхода для отдельных машин, но в противном случае расход воздуха в цилиндрах легко оценить, зная диаметр диаметра, ход и частота вращения каждого пневматического устройства.

Очень большие 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 и позволяет конденсировать часть содержащейся в нем влаги. Приемные баки воздушного компрессора обычно имеют либо ручные, либо 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, золотниковый клапан, автоматическое двойное управление, привод с регулируемой скоростью и, для установок с несколькими агрегатами, 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, поступающего 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 основано на потребностях оборудования, с которым будет работать сжатый воздух. Хотя многие пневмоинструменты предназначены для работы при нормальном давлении воздуха в цехе, 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 определяться этими соображениями объема и давления. Специалисту также необходимо учитывать потери в системе при определении производительности компрессора: потери в трубопроводе, падение давления в осушителях и фильтрах и т. Д.Покупатели компрессоров также могут принять решения по приводам, например, с ременным или прямым приводом, с бензиновым или дизельным двигателем и т. Д.

Производители компрессоров

часто публикуют кривые производительности компрессоров, чтобы дать возможность специалистам по спецификациям оценить производительность компрессора в 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. Поскольку 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

Компрессоры, устанавливаемые на грузовиках и автомобилях

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 автомобилей 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 в различных местах. Например, пожарные машины могут включать в себя компрессоры пригодного для дыхания воздуха на борту, чтобы обеспечить возможность 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 служить для хранения резервуаров 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.

Краткое 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.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.