Воздушный компрессор: назначение, принцип работы, виды

Компрессор является агрегатом для сжатия и перемещения различных газов, в том числе и воздуха, на различные приборы и пневмоинструменты. Компрессорную технику широко применяют в промышленности, строительстве, медицине и т.д. Существующие виды компрессоров и их классификация определяют критерии эксплуатации данного оборудования.

Классификация компрессоров по принципу действия

По принципу действия компрессоры классифицируются на объемные и динамические.

Объемные

Это агрегаты, имеющие рабочие камеры, в которых происходит процесс сжатия газа. Сжатие происходит за счет периодического изменения объема камер, соединенных с входом (выходом) аппарата. Чтобы предотвратить обратный выход газа из агрегата, в нем устанавливают систему клапанов, которые открываются и закрываются в определенный момент наполнения и опорожнения камеры.

Динамические

В динамических компрессорах повышение давления газа происходит за счет ускорения его движения. В результате кинетическая энергия частиц газа превращается в энергию давления.

Важно! Динамические компрессоры отличаются от объемных открытой проточной частью. То есть, при зафиксированном вале его можно продуть в любом направлении.

Виды объемных компрессоров

Компрессорное оборудование объемного типа подразделяется на 3 группы:

  • мембранные;
  • поршневые;
  • роторные.

Мембранные

Имеют в рабочей камере эластичную мембрану, как правило, полимерную. Благодаря возвратно-поступательным движениям поршня мембрана выгибается в разные стороны. В результате движений мембраны объем рабочей камеры меняется. Клапаны в зависимости от положения мембраны либо впускают воздух в камеру, либо выпускают.

Воздушный компрессор: назначение, принцип работы, виды

Приходить в движение мембрана может от пневматического, мембранно-поршневого, электрического или механического привода.

Важно! В мембранных аппаратах воздух или газ в процессе перемещения через рабочую камеру не контактирует с другими узлами агрегата (кроме мембраны и корпуса). Благодаря этому на выходе получают газ высокой степени чистоты.

Поршневые

Благодаря наличию кривошипно-шатунного механизма поршень совершает возвратно-поступательные движения в рабочей камере, отчего ее объем то уменьшается, то увеличивается.

Воздушный компрессор: назначение, принцип работы, виды

Поршневые компрессоры имеют установленные на рабочей камере односторонние клапаны, перекрывающие движение воздуха в обратном направлении. Несмотря на хорошую производительность, поршневые аппараты имеют и недостатки: достаточно высокий уровень шума и заметная вибрация.

Роторные

В роторных компрессорах сжатие воздуха происходит вращающимися элементами — роторами. Каждый элемент в зависимости длины и шага винта имеет постоянное значение сжатия, которое также зависит и от формы отверстия для выхода газа.

В таких компрессорах клапаны не устанавливаются. Также конструкция агрегата не содержит узлов, способных вызвать разбалансировку. Благодаря этому он может работать с высокой скоростью вращения ротора. При такой конструкции аппарата величина потока газа достигает высоких значений при небольших габаритах самого компрессора.

Роторные компрессоры подразделяются на несколько подвидов.

Безмасляные

Имеют ассиметричный профиль винта, повышающий КПД агрегата благодаря уменьшению утечек при сжатии газа. Для обеспечения синхронного встречного вращения роторов применяют внешнюю зубчатую передачу.

Во время работы роторы не соприкасаются, и смазка им не требуется, поэтому выходящий из агрегата воздух не имеет никаких примесей. Для уменьшения внутренних утечек детали агрегата и корпус изготавливаются с высокой точностью.

Также безмасляные аппараты могут быть многоступенчатыми, чтобы убрать разность температур воздуха на входе и выходе аппарата, которая ограничивает повышение давления.

Винтовые

Состоят из одного или нескольких винтов, которые находятся в зацеплении, установленных в герметичном корпусе.

Воздушный компрессор: назначение, принцип работы, виды

Рабочее пространство создается между корпусом и винтами при их вращении. Данный вид компрессоров отличается хорошей производительностью и беспрерывной подачей воздуха.

Для снижения трения между входящими в зацеп винтами, которое увеличивает износ деталей, применяется смазка. Если требуется получить сжатый воздух (газ) без примесей смазочных материалов, то применяются безмасляные винтовые аппараты.

В последних, чтобы уменьшить силу трения, подвижные детали изготавливаются из антифрикционных материалов.

Зубчатые

Данные компрессоры еще называют шестеренчатыми, поскольку их главными деталями являются шестерни. Они при работе вращаются в противоположных направлениях, создавая между зубьями и стенками корпуса рабочую камеру.

Воздушный компрессор: назначение, принцип работы, виды

При вхождении зубьев в зацепление на стороне выходного отверстия агрегата происходит уменьшение объема камеры, вследствие чего воздух под давлением выходит через патрубок. Компрессоры данного типа нашли широкое применение в ситуациях, когда не требуется подача воздуха или газа под высоким давлением.

Спиральные

Это разновидность безмасляных компрессоров роторного типа. Спиральные аппараты также сжимают газ в объеме, который уменьшается постепенно.

Воздушный компрессор: назначение, принцип работы, виды

Главными элементами данного аппарата являются спирали. Одна спираль закреплена неподвижно в копрусе устройства. Другая подвижная, соединена с приводом. Сдвиг по фазе между спиралями равняется 180°, благодаря чему происходит образование воздушных полостей с изменяемым объемом.

Роторно-пластинчатые

Пластинчатый компрессор имеет ротор с прорезанными пазами. В них вставлено определенное количество подвижных пластин. Как видно из рисунка, приведенного ниже, ось ротора с осью корпуса не совпадает.

Воздушный компрессор: назначение, принцип работы, виды

Пластины при вращении ротора перемещаются центробежной силой от его центра к периферии и прижимаются к внутренней поверхности корпуса. В результате происходит непрерывное создание рабочих камер, ограниченных соседними пластинами и корпусами ротора и аппарата. За счет смещенных осей изменяется объем рабочих камер.

Жидкостно-кольцевые

В данных агрегатах используюется вспомогательная жидкость. В статически закрепленном корпусе аппарата устанавливается ротор с пластинами.

Конструкционные особенности данного аппарата – это смещенные оси ротора и корпуса относительно друг друга.

В корпус заливается жидкость, которая принимает форму кольца, прижимаясь к стенкам аппарата вследствие отбрасывания ее лопастями ротора.

При этом происходит ограничение рабочего пространства, наполненного газом, между жидкостным кольцом, корпусом и лопатками ротора. Объем рабочих камер изменяется посредством вращающегося ротора со смещенной осью.

Воздушный компрессор: назначение, принцип работы, виды

Важно! Чтобы перекачиваемый газ не уносил с собой частички жидкости, в жидкостно-кольцевых аппаратах устанавливают узел сепарации, отсекающий влагу из воздуха. Также на устройствах данного типа устанавливается система, обеспечивающая подпитку рабочей камеры вспомогательной жидкостью.

Виды динамических компрессоров

Аппараты с динамическим принципом действия разделяют на осевые, центробежные и струйные. Различаются они между собой типом рабочего колеса и направлением движения потока воздуха.

На заметку! Также динамические аппараты еще называют турбокомпрессорами, поскольку конструкция их напоминает турбину.

Осевые аппараты

В осевых компрессорах поток газа движется вдоль оси вращения вала через неподвижные направляющие и подвижные рабочие колеса. Скорость потока воздуха в осевом аппарате набирается постепенно, а преобразование энергии происходит в направляющих.

Воздушный компрессор: назначение, принцип работы, виды

Для осевых компрессоров характерны:

  • высокая скорость работы;
  • высокий КПД;
  • высокая подача потока воздуха;
  • компактные размеры.

Центробежные агрегаты

Центробежные компрессоры имеют конструкцию, обеспечивающую радиальный выходной поток воздуха. Поток воздуха, попадая на вращающееся рабочее колесо с радиально расположенными крыльчатками, за счет центробежных сил выбрасывается к стенкам корпуса. Далее, воздух перемещается в диффузор, где и происходит процесс его сжатия.

Воздушный компрессор: назначение, принцип работы, виды

Центробежные аппараты не имеют узлов с возвратно-поступательными движениями, поэтому обеспечивают равномерный поток воздуха, силу которого можно регулировать. Также данный тип агрегатов отличается долговечностью и экономичностью.

Струйные компрессоры

В аппаратах струйного принципа действия для увеличения давления газа (пассивного) используется энергия активного газа.

Для этого к устройству подводится 2 потока газа: один с низким давлением (пассивный), а второй – с высоким (активный). На выходе из устройства образуется газовый поток с давлением выше пассивного, но меньшим, чем у активного газа.

Воздушный компрессор: назначение, принцип работы, виды

Важно! Отличительной особенностью струйных компрессоров является простота конструкции, отсутствие подвижных деталей, высокая надежность.

Классификация компрессоров по другим параметрам

Кроме классификации компрессоров по принципу сжатия, принято разделять данные агрегаты по следующим параметрам:

  1. Тип привода. Компрессоры могут работать как с электродвигателями, так и с двигателями внутреннего сгорания (ДВС). Соответственно, аппараты бывают с прямой передачей (коаксиальные) и с ременным приводом. Как правило, компрессор с прямым приводом – это агрегат бытового назначения. Коаксиальный компрессор привлекает потребителя доступной ценой и широко используются на дачах в гаражах и т.д., поскольку давление воздуха, выдаваемое аппаратом, не превышает 0,8 МПа. Если сравнивать бензиновый и дизельный компрессор, то последний является более надежным в эксплуатации. Также дизель имеет более простое устройство и легок в обслуживании.
  2. Система охлаждения. Аппараты бывают с жидкостным и воздушным охлаждением или вообще без него.
  3. Условия эксплуатации. Аппараты могут быть стационарными, работающими только в помещении от электросети, и передвижными (переносными), работа которых допускается на открытом воздухе и при низких температурах. Например, передвижные компрессоры с двигателем внутреннего сгорания широко используются в местах, где нет централизованного электроснабжения.
  4. Конечное давление. По данному параметру аппараты подразделяют на четыре группы. Агрегаты низкого давления (0,15-1,2 МПа) используются в составе установок для сжатия газов (воздуха). Устройства среднего давления (1,2-10 МПа) применяются для разделения, транспортировки и сжижения газов в нефтеперерабатывающей, газовой и химической промышленности. Аппараты высокого давления (10-100 МПа) и сверхвысокого давления (свыше 100 МПа) используются в установках для синтеза газов.
  5. Производительность. Указывается в единицах объема за определенных промежуток времени (м3/мин). Производительность агрегата напрямую зависит от таких параметров, как скорость вращения вала, диаметр цилиндра, длина хода поршня. По производительности принято разделять аппараты на 3 категории: малая – до 10 м3/мин; средняя – от 10 до 100 м3/мин; большая – свыше 100 м3/мин.

Кроме всего, компрессоры подразделяются в зависимости от области применения на агрегаты общего назначения, нефтехимические, химические, энергетические и т.д.

Источник: http://Tehnika.expert/dlya-sada/kompressor/vidy-i-klassifikaciya-princip-dejstviya.html

Компрессор — это… Виды компрессоров, назначение, устройство и принцип работы :

Новый этап развития в строительстве и производственной сфере переживает компрессорное оборудование. Современная генерация агрегатов данного типа характеризуется высокой мощностью, большими объемами подачи сжатого воздуха и долговечностью. Также наблюдается и процесс активного внедрения компрессоров в бытовую сферу.

Рядовому домашнему пользователю сжатый воздух может помочь в работе с краскопультом и строительным инструментом, требуя минимальных усилий. В то же время компрессор бытовой имеет небольшие размеры и не требует особого внимания в процессе технического обслуживания.

Читайте также:  Полиуретановый клей для резиновой крошки: виды,состав, выбор

Но в любом случае для правильного выбора такого помощника необходимо подробнее разобраться с его устройством и рабочими параметрами.

Воздушный компрессор: назначение, принцип работы, виды

Что такое компрессор?

Под компрессорными установками понимается широкий спектр агрегатов, нагнетающих сжатый воздух. В некотором смысле это генераторы воздушных потоков, которые используются как усилие для выполнения определенных рабочих действий.

К примеру, сжатый воздух является рабочей средой для пневматических строительных инструментов. Станция направляет его к оборудованию, в результате чего выполняется конечная функция. В техническом отношении компрессор – это сложная машина, построенная на механической рабочей группе.

В процессе работы оператор должен учитывать параметры состояния установки, в некоторых случаях регулируя давление подачи воздуха. Также существуют модели, которые в постоянном режиме работают без участия пользователя – ими управляет автоматика.

Обычно это производственные компрессоры, которые входят в конвейерные линии обработки разных материалов.

Конструкция агрегата

Воздушный компрессор: назначение, принцип работы, виды

Устройство компрессоров определяется типом конструкции. Наиболее распространены поршневые воздушные модели. Они могут быть масляными и безмасляными. В обоих случаях непосредственную выработку сжатого воздуха обеспечивает поршень за счет возвратно-поступательных движений. Но и сама поршневая группа нуждается в энергетической поддержке. Функцию привода могут выполнять двигатели разных типов. В частности, компрессор электрический работает на электромоторе. Такие станции выгодны своей бесшумностью, но они же зависимы от сети, что не всегда допустимо при организации рабочего процесса. Существуют и другие варианты энергоснабжения, которые будут рассмотрены отдельно. В обязательный состав практически всех компрессоров входит и емкость с воздухом. Это ресивер, от объема которого напрямую зависит производительность компрессорной установки.

Принцип работы

В поршневых агрегатах работа осуществляется за счет возвратно-поступательного действия в цилиндре. В целях обеспечения максимального эффекта компрессии небольшой промежуток от наружной поверхности поршня до внутренней стены цилиндра уплотняют демпфирующими кольцами. Циркуляция принимаемых и выпускаемых воздушных масс происходит в цилиндре между клапанами.

Действие поршня реализуется за счет работы шатуна, работающего от кривошипного механизма, который активизируется двигателем. Но также распространен и винтовой компрессор. Устройство и принцип работы данного агрегата можно описать через группу валов, которые вращаются друг другу навстречу. Получается эффект динамической машины.

На разных этапах рабочего цикла нарезы и кромки валов могут формировать замкнутое или открытое пространство, управляя, таким образом, потоками воздуха. В обоих механизмах могут использоваться средства для смазки – это касается масляных моделей. Техническая жидкость обволакивает механические элементы, оберегая их от разрушающего воздействия трения.

Для винтовых и для поршневых механизмов применяются разные типы масел, в основном отличающиеся тепловой стойкостью.

Характеристики компрессоров

Воздушный компрессор: назначение, принцип работы, виды

В выборе опытные пользователи компрессорного оборудования учитывают такие параметры, как давление, мощность с производительностью и объем ресивера. Давление в данном случае измеряется в Барах – единица, которая соответствует одному атмосферу. Обычно компрессоры располагают давлением на уровне 10 Бар и это довольно существенная величина, поэтому важно учитывать, что этот же параметр у обслуживаемого инструмента должен быть ниже. Мощность определяет, насколько интенсивным будет вращение тех же винтов, роторов или поршня – соответственно, обусловит и уровень производительности. Силовой потенциал в среднем составляет 1,5-2 кВт. При таких значениях производительность соответствует примерно 150-200 л/мин. Максимально современный компрессорный агрегат способен обеспечивать порядка 500 л/мин. В случае с мощностью, и в расчетах производительности должен быть остаток в 15-20% на случай перегрузок. Емкость ресивера может составлять и 10-20 л в случае с бытовым компрессором, и 500-700 л, если речь идет о промышленном агрегате.

Разновидности поршневых моделей

Принципиальным отличием между разными поршневыми моделями можно назвать потребность в смазке. Масляный компрессор – это агрегат, который требует регулярного и обильного снабжения техническими жидкостями, минимизирующими эффект трения. Своего рода антифрикционная добавка, увеличивающая срок службы элементов.

Воздушный компрессор: назначение, принцип работы, виды

Безмасляные модели выигрывают за счет небольших размеров и возможности подачи чистого воздуха. Но нельзя сказать, что механизмы таких компрессоров полностью избавляются от смазки. Она присутствует, но распространяется по другим каналам, не контактируя с ресивером, в котором циркулирует воздух.

Более того, снабжение маслом обеспечивается в автоматическом режиме специальными раздатчиками. И масляные, и безмасляные виды компрессоров находят свое место в разных сферах.

Для понимания практической разницы между двумя устройствами можно сказать, что первые лучше работают в условиях интенсивного производства, а вторые скорее годятся для обслуживания малогабаритного пневматического инструмента.

Разновидности приводных систем

Тип привода в данном случае – это разновидность двигателя, благодаря которому механическая начинка выполняет свою функцию генерации воздуха.

Уже говорилось, что существует электрический компрессор, который выигрывает у конкурентных моделей за счет тихой работы, но его подключение к сети накладывает определенные ограничения.

К плюсам таких агрегатов относят также экологическую чистоту и скромные размеры.

Если же требуется высокая производительность, то отдавать предпочтение стоит компрессорам на жидком топливе. Как правило, это наиболее мощные генераторы сжатого воздуха, которые можно использовать на производствах.

Промышленные виды компрессоров практически все формируются бензиновыми и дизельными станциями.

Но, важно не забывать, что наличие традиционных ДВС увеличивает габариты компрессора и повышает ответственность техобслуживания.

Расходные материалы и аксессуары

Воздушный компрессор: назначение, принцип работы, виды

В процессе своей работы компрессор взаимодействует с пневматическим оборудованием посредством специальных каналов, передающих сжатый воздух. Простейший бытовой компрессор комплектуется адаптерами, переходниками и фитингами, которые позволяют организовать соединение и с небольшим краскопультом, и с массивной распылительной установкой.

Также в качестве обязательного компонента выступает измерительный прибор – манометр. Он может быть стрелочным, электронным или автоматическим, и его присутствие как таковое крайне рекомендуется специалистами.

Также следует не забывать, что компрессор – это машина, работающая при высоком давлении и напряжении. Причем некоторые модели вместе с воздушной струей могут распылять и абразивные частицы.

Поэтому работать с такими установками желательно в специальной экипировке с очками и рукавицами.

Производители компрессоров

Крупнейшие изготовители промышленного оборудования выпускают компрессоры разных видов. Среди лидеров сегмента можно назвать Fubag, Abac, Metabo и Fini.

Это передовики сегмента, предлагающие, кроме повышенных рабочих характеристик, также и эффективные защитные системы с эргономическими достоинствами конструкции. Именно фирмы Abac и Fubag предлагают высокомощный 500-литровый компрессор.

Промышленный агрегат данного производства, по словам пользователей, приятно удивляет не только эксплуатационными возможностями, но и современным технологичным управлением.

Сферы применения

Воздушный компрессор: назначение, принцип работы, виды

Простейшие задачи, которые выполняют воздушные компрессоры, охватывают весь спектр функций пневматического инструмента. Шлифмашины, гайковерты, долото, пескоструйные аппараты функционально обеспечивает компрессор. Это универсальный источник сжатого воздуха для малогабаритной пневматики как минимум.

Если говорить о более серьезных задачах, то к ним можно отнести накачку надувных изделий, покрасочные работы, а также абразивную зачистку.

Опять же, за счет сжатого воздуха можно формировать довольно активную струю, способную на высокой скорости доставлять инородные частицы.

Этой возможностью можно объяснить производственное назначение компрессора, благодаря которому обслуживаются станочные механизмы, распыляющие песок.

Заключение

Воздушный компрессор: назначение, принцип работы, виды

Принцип работы компрессорного оборудования давно применяется в самых разных сферах. На данном же этапе развития в погоне за потребителем производители стремятся пересматривать и конструкции, и технико-эксплуатационные возможности таких агрегатов. В итоге появляется компрессор промышленный, в перечень задач которого входит обеспечение сложных операций гидроабразивной резки. Это мощные дизельные установки, которые внешне напоминают небольшие электростанции. С другой стороны, не теряет актуальности и малогабаритный компрессор, точечно обслуживающий малогабаритные инструменты – такие модели добавляют в функциональности, эргономике и степени автономности.

Источник: https://www.syl.ru/article/327598/kompressor—eto-vidyi-kompressorov-naznachenie-ustroystvo-i-printsip-rabotyi

Компрессоры: устройство и принцип работы

Воздушный компрессор представляет собой установку, действие которой основано на сжатии воздуха и подачи его под определенным давлением в пневматическое оборудование.

Выбирая компрессорное оборудование для выполнения различных видов работ, необходимо учитывать устройство компрессора, его конструктивные особенности, а также технические и рабочие характеристики установки.

 

Конструктивные особенности, принцип действия и устройство воздушного компрессора зависят от типа установки.

Современные компрессоры имеют несколько классификаций, главной из которых является различие компрессоров по принципу действия.

Сегодня производители компрессорного и пневматического оборудования предлагают большое количество данных установок различного типа, наиболее распространенными среди которых являются винтовые и поршневые установки.

Воздушный компрессор: назначение, принцип работы, виды

Поршневые компрессоры

Воздушный компрессор: назначение, принцип работы, виды

Винтовые компрессоры

Все виды компрессоров имеют, как общие элементы, так и различия в конструкции. Кроме того, в зависимости от типа оборудования могут быть использованы различные материалы при изготовлении тех или иных составляющих компрессоров.

Устройство компрессоров винтового типа

В промышленных отраслях наиболее распространено использование винтовых воздушных компрессоров, которым характерны высокие технические характеристики.

Устройство компрессора воздушного винтового отличается от аналогичных установок наличием винтового блока, в состав которого входят два ротора с ведущим и ведомым типом.

Винтовой блок является основным рабочим элементом данного оборудования.

Воздушный компрессор: назначение, принцип работы, виды

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

Далее воздушно-масляная смесь нагнетается винтовым блоком в пневматическую систему. На следующем этапе смесь поступает в сепаратор, где воздух отделяется от масел и, через систему радиатора, подается в ресивер или же на пневматическое оборудование.

Так как блок, в котором расположены винты, является главным рабочим элементом компрессора, принцип его работы необходимо рассмотреть отдельно. Зубья роторов – ведущего и ведомого, находятся в зацепленном состоянии.

Корпус винтового блока и открытые полости роторов создают объем, в который, при вращении винтов, поступает воздух. Вращение роторов имеет противоположные направления.

При этом происходит закрытие открытых полостей, что приводит к уменьшению объема между ними и увеличению давления нагнетания.

Читайте также:  Сапр: структура, классификация, возможности, применение

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

 

Другим видом компрессорных систем, широко используемых в быту и на небольших предприятиях, является оборудование поршневого типа. Главным отличием такой установки от винтового и других типов оборудование является достаточно простое устройство поршневого компрессора и принцип его работы.

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

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

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

Основу работы данного оборудования составляет движение поршня – поступательные движения приводят к всасыванию воздуха в цилиндр, а при возвратном действии воздух сжимается. Данный процесс и приводит к увеличению силы давления.

В этот момент происходит закрытие клапана всасывающего действия, а нагнетательный клапан подает в магистраль сжатый воздух. Данный цикл повторяется на протяжении всего периода работы оборудования, обеспечивая пневмоинструменты воздухом под давлением необходимого уровня.

Устройство компрессора воздушного поршневого отличается своей сравнительной простотой в сочетании с высокими рабочими и эксплуатационными характеристиками.

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

Источник: https://www.pnevmoteh.ru/Ustrojstvo-vozdushnyh-kompressorov

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

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

Виды компрессоров

Существует классификация такого оборудования по нескольким признакам.

По типу рабочей среды они могут быть:

  • Воздушные. Самый распространенный вид. Такое оборудование сжимает воздух, после чего он применяется для разных целей, например для работы пневмоинстурмента и другого оборудования.
  • Газовые. В этом случае, агрегаты используются для сжатия газов и их смесей, чаще всего они применяются для сжатия водорода и кислорода.
  • Циркуляционные. С их помощью воздух или газ сжимаются, после чего циркулируют по замкнутому контуру.
  • Аппараты многослужебного типа. Они способны одновременно сжимать несколько видов газов.
  • Многоцелевые. Используются для сжатия газов по переменной схеме.

По типу конструкции:

  • Поршневые. Это самая старая модификация, но она до сих пор является популярной и востребованной. Такое оборудование имеет двигатель внутреннего сгорания, в котором есть поршневая группа, и сжатие воздуха выполняется поршнем. Компрессор может приводиться в действие и при помощи электродвигателя. Самыми доступными являются аппараты небольшой мощности с одним поршнем.
  • Мембранные. Они похожи на предыдущий тип, но здесь рабочим элементом является поршневая мембрана. Во время работы агрегата она колеблется и нагнетает воздух. Мембраны делают многослойными, чтобы увеличить их срок службы. Хотя такие приборы имеют производительность меньше, чем поршневые, но на выходе получается воздух без примесей.
  • Роторно-винтовые. В таких конструкциях нет клапанов, поэтому винт имеет максимальные обороты. Чтобы обеспечить необходимое давление, рабочая камера должна быть большой. Мощность таких приборов может быть от 4 до 250 кВт, и они создают давление от 5 до 13 бар.
  • Роторно-пластинчатые. Они имеют прямой приводной механизм, поэтому у них высокая производительность, надежность и большой срок службы. Ротор вращается со сравнительно небольшой частотой, поэтому мощность таких агрегатов в пределах 1-75 кВт, и они могут создавать давление до 10 бар.

Особенности устройства

Самым распространенным является поршневой компрессор:

Винтовые агрегаты имеют немного другое устройство:

  • Основным рабочим элементом является винтовая пара.
  • Всасывающий клапан.
  • Фильтр.
  • Электромотор.

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

Принцип действия

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

В зависимости от типа устройства компрессора, воздух может нагнетаться поршнем, мембраной или винтовой парой.

Лопастные приборы будут подавать сжимаемый воздух в непрерывном режиме, так как увеличивают скорость потока за счет вращения лопастей. В объемных агрегатах воздух подается в пульсирующем режиме.

Есть большой выбор видов, поэтому всегда можно подобрать тот, который соответствует предъявляемым требованиям.

Область применения

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

Области применения компрессоров:

  • Нефтехимическое производство, часто наличие примесей в сжатом воздухе может быть опасным, поэтому к его качеству высокие требования.
  • Пищевая промышленность.
  • Медицина.
  • Строительство.
  • Металлургия.
  • Машиностроение.
  • Сельское хозяйство.

Широкое применение такое оборудование нашло и в быту:

  • Для накачивания шин автомобиля, мячей, матрасов, лодок, бассейнов и т.д.
  • Подключив продувочный пистолет, можно убрать в машине, очистить двигатель или радиатор.
  • При помощи моющего пистолета, можно мыть не только автомобиль, но и любые другие предметы.
  • Во время ремонта, с помощью краскопульта можно красить, белить.
  • Для работы пневмоинструментов: отбойный молоток, шуруповерт, дрель, гвоздезабивной пистолет, пневмопила.
  • С помощью специальной насадки, можно прочищать канализационные, водосточные трубы.
  • На даче пневматическими ножницами можно легко стричь кусты и обрезать деревья.

Как выбрать компрессор

Несмотря на большое разнообразие моделей компрессоров, при совершении выбора, нужно обращать внимание на:

  • Давление воздуха, оно может указываться в барах или атмосферах, для бытового использования достаточно 4-12 атмосфер.
  • Производительность, этот параметр измеряют в литрах за минуту, для использования в быту достаточно 350 л/мин.
  • Мощность силовой установки, этот показатель характеризует мощность двигателя, для бытовой техники достаточно его показателей в пределах 0,8-2,5 кВт.
  • Вес и габариты, в зависимости от мощности, производительности и размеров, такие устройства могут иметь вес от нескольких килограмм, до нескольких сотен килограмм, чем больше агрегат, тем он менее мобильный.
  • Объем ресивера, бак для накопления сжатого воздуха у бытовых приборов обычно не превышает 50 литров, а у профессиональных, он оставляет 100 и более литров.

Чем больше будет размер и объем ресивера, тем стабильнее будет давление воздуха на выходе, особенно это касается поршневых аппаратов, так как они работают в пульсирующем режиме.

Выбирая компрессор, надо покупать тот, мощность и производительность которого будет минимум на 30% больше, чем требуется для выполнения работ.

Плюсы и минусы

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

Плюсы поршневых приборов:

  • Удобны для кратковременной подачи сжатого воздуха.
  • Могут работать в сложных условиях, поэтому используются в таких загрязненных помещениях как угольные, фасовочные склады, места помола зерна и другие сферы.
  • Эффективно используется при необходимости сжатия агрессивных газов.
  • Является оптимальным вариантом, когда надо производительность не более 200 л/мин.
  • В промышленности его выгоднее использовать, чем винтовые аналоги.
  • Доступная стоимость.

Недостатки таких устройств:

  • Высокие энергозатраты.
  • Необходимо часто проводить техническое обслуживание, обычно это делают не реже, чем через 500 часов работы.
  • Во время работы создается много шума и вибрация.

Винтовые устройства являются более современным оборудованием, среди их преимуществ надо отметить следующие:

  • Низкий уровень шума и вибрации.
  • Сравнительно небольшой вес и размеры.
  • Мобильность.
  • Получается более чистый воздух.
  • Могут работать в непрерывном режиме длительное время.
  • Небольшое энергопотребление.
  • Есть возможность плавно регулировать производительность.

Имеет винтовой компрессор и некоторые недостатки:

  • Более сложное устройство.
  • Высокая стоимость.

Интересные факты

  • В документации к отечественному и зарубежному оборудованию, часто производительность указывается по-разному. В зарубежных моделях указывают объем забираемого воздуха, а он на 30% больше, чем на выходе. Приобретая зарубежные аппараты, надо добавлять эту величину, чтобы получить необходимую производительность.
  • Если оборудование должно работать длительный период времени, то лучше покупать винтовые устройства, но включать и выключать их часто нельзя. Для кратковременной подачи сжатого воздуха, лучше установить поршневые компрессорные агрегаты.
  • Учитывайте, к какой сети будет подключаться прибор: одно- или трехфазной и в соответствии с этим, делайте его выбор.
  • Для автосервиса или мебельного производства, лучше приобретать поршневые аппараты с ременной передачей, хотя они и более шумные, но имеют больший срок службы и высокую надежность.

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

Похожие темы:

Источник: https://tehpribory.ru/glavnaia/oborudovanie/kompressor.html

Компрессор

Компрессор
— устройство для сжатия и подачи воздуха
или другого газа под давлением. Степень
повышения давления в компрессоре более
3. Для подачи воздуха с повышением его
давления менее чем в 2-3 раза применяют
воздуходувки, а при напорах до 10 кн/м2
(1000 мм вод. cm.) вентиляторы. Компрессор
впервые стали применяться в России с
начала 20 в.

  • Если
    взять компрессор, привод и дополнительное
    оборудование, то получится компрессорная
    установка.
  • Компрессорная
    установка
    в
    свою очередь — это совокупность
    компрессора, привода и вспомогательного
    оборудования, например: газоохладителя
    или осушителя сжатого воздуха.
  • В
    промышленности компрессоры начали
    применять в середине 19 века, произошло
    это в Европе, в России же, компрессоры
    начали применять позже — в начале 20
    века.
  • Область
    применения компрессорной техники

    — технологические процессы химической,
    нефтехимической, нефтеперерабатывающей,
    газовой, металлургической, пищевой
    промышленности и ряде других отраслей.
Читайте также:  Как снять стопорное кольцо: технология и инструмент: виды, приемы, характеристика

Компрессоры
могут эксплуатироваться в составе
стационарных или передвижных машин или
установок. Соответственно этому различают
стационарные, передвижные, переносные,
прицепные, самоходные, транспортные
(авиационные, автомобильные, судовые,
железнодорожные) компрессоры.

Виды
компрессоров

По применимости в газовой (рабочей) среде компрессоры разделяют на:

  • Газовые — для сжатия любого газа или смеси газов, кроме воздуха; в зависимости от вида газа они называются кислородными, водородными, аммиачными и т. д.;
  • Воздушные -для сжатия воздуха; значительную группу таких компрессоров составляют компрессоры общего назначения, предназначенные для сжатия атмосферного воздуха до давления 0,8 ? 1,5 МПа и выполненные без учета каких-либо специфических требований;
  • Циркуляционные— для обеспечения циркуляции газа в замкнутом технологическом контуре;
  • Многоцелевые (специальные) -для попеременного сжатия различных газов;
  • Многослужебные (специальные) — для одновременного сжатия различных газов.

Компрессоры также подразделяют по создаваемому давлению рн (низкого давления-от 0,3 до 1 Мн/м2, среднего — до 10 Мн/м2 и высокого — выше 10 Мн/м2), по производительности, то есть объёму всасываемого Vвс (или сжатого) газа в единицу времени (обычно в м3/мин) и другим признакам. Компрессоры также характеризуются частотой оборотов n и потребляемой мощностью N. В настоящее время компрессоры выпускаются двух типов: мембранные и поршневые. Различаются они по принципу действия. Чтобы не вдаваться в подробности механики и инженерной мысли, остановимся на следующем.
Поршневые практически бесшумны, но достаточно дороги.
Мембранные при работе гудят, многие довольно сильно. Зато значительно дешевле.

По принципу
действия и основным конструктивным
особенностям различают компрессоры:

  • Поршневые
  • Ротационные
  • Центробежные
  • Осевые
  • Струйные
  • Мембранные

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
компрессоров имеется кривошипно-шатунный
механизм с коленчатым валом.

Поршневые
компрессоры бывают одно- и многоцилиндровые,
с вертикальным, горизонтальным, V-
или W-oбразным и другим расположением
цилиндров, одинарного и двойного
действия (когда поршень работает обеими
сторонами), а также одноступенчатого
или многоступенчатого сжатия.

Ротационные компрессоры
имеют один или несколько роторов, которые
бывают различных конструкций. Значительное
распространение получили ротационные
пластинчатые компрессоры, имеющие ротор
с пазами, в которые свободно входят
пластины.

Принципы
действия ротационного и поршневого
компрессоров 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.

Центробежный компрессор
в основном состоит из корпуса
и ротора, имеющего вал с симметрично
расположенными рабочими колёсами.
Центробежный 6-ступенчатый компрессор
разделён на три секции и оборудован
двумя промежуточными холодильниками,
из которых газ поступает в каналы.

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.

Осевой компрессор
имеет ротор, состоящий обычно из нескольких
рядов рабочих 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.

Между направляющими лопатками происходит
и дополнительное повышение давления
за счёт уменьшения скорости газа.
Осевые компрессоры применяют в составе
азотурбинных 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
наивыгоднейшему 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 компрессор обеспечивают
более высокую степень сжатия, чем
струйные насосы. В качестве рабочей
среды часто используют водяной пар.

Основным
узлом мембранного компрессора
является мембранный блок, в котором
происходит сжатие газа. Мембранный блок
выполняет роль цилиндра в компрессоре.

При работе компрессора мембраны блоков
полностью изолируют сжимаемый газ
от рабочей жидкости, чем обеспечивается
сохранение высокого качества газа, что
является большим преимуществом мембранных
компрессоров над поршневыми. Агрегаты
предназначены для сжатия различных
сухих газов, кроме кислорода, без
загрязнения их маслом и продуктами
износа трущихся частей.

Могут использоваться
в производствах и научных
исследованиях, где к чистоте
перекачиваемого газа и герметичности
компрессора предъявляются жесткие
требования. В случае прорыва мембран
срабатывает автоматическая защита.

Основные
типы компрессоров, их параметры и области
применения показаны в таблице

Типы
компрессоров и их характеристика

Тип компрессора Предельные параметры Область применения
Поршневой VВС = 2-5 м³/мин
РН = 0,3-200 Мн/м² (лабораторно до 7000 Мн/м²)
n = 60-1000 об/мин
N до 5500 квт
Химическая промышленность, холодильные установки, питание пневматических систем, гаражное хозяйство.
Ротационный VВС = 0,5-300 м³/мин
РН = 0,3-1,5 Мн/м²
n = 300-3000 об/мин
N до 1100 квт
Химическая промышленность, дутье в некоторых металлургических печах и др.
Центробежный VВС = 10-2000 м3/мин
РН = 0,2-1,2 Мн/м²
n = 1500-10000 (до 30000) об/мин
N до 4400 квт (для авиационных ? до десятков тысяч квт)
Центральные компрессорные станции в металлургической, машиностроительной, горнорудной, нефтеперерабатывающей промышленности.
Осевой VВС = 100-20000 м³/мин
РН = 0,2-0,6 Мн/м²
n = 2500-20000 об/мин
N до 4400 квт (для авиационных ? до 70000 квт)
Доменные и сталелитейные заводы, наддув поршневых двигателей, газотурбинных установок, авиационных реактивных двигателей и др.
  1. По
    применению можно выделить:
  2. автомобильные
    компрессоры — да, ими накачивают шины
    или камеры;
  3. бытовые
    компрессоры — аквариумные, для аэрографии
    или холодильника;
  4. промышленные
    компрессоры;
  5. и
    медицинские компрессоры.
  6. Компрессоры.
    Типы

Самые
простые — это безмасляныекомпрессоры.
Такое название они получили вследствие
того, что благодаря применению специальных
материалов и узлов (в том числе и
необслуживаемых подшипников) удалось
упростить конструкцию за счет отсутствия
системы смазки.

Это решение позволяет
не только удешевить само оборудование,
но и свести к минимуму его обслуживание,
снизить требования к правильному
размещению (такой агрегат может работать
в наклонном положении или даже на боку),
а также получить на выходе воздух без
малейшей примеси масла (этим грешат его
«старшие братья»).

С другой
стороны, при отсутствии смазки,
естественно, снижается ресурс
контактирующих деталей, к тому же не
стоит надеяться на высокую производительность,
поскольку большие нагрузки приведут к
еще более быстрому выходу из строя
компрессионной головки.

Кроме того,
такие устройства работают в интенсивном
тепловом режиме, поскольку сжатие
воздуха сопровождается солидным
тепловыделением, поэтому они не
приспособлены к продолжительной
эксплуатации.

Тем не менее за счет
невысокой стоимости (от $150 до $350) и
сравнительно малых размеров такие
компрессоры широко используются на тех
предприятиях, потребности которых в
сжатом воздухе невелики, как, впрочем,
и объемы работ. Самые производительные
устройства этой серии способны «выдать»
не более 240 л/мин.

Самые
маленькие и недорогие — необслуживаемые безмасляные
компрессоры

Реальной
альтернативой необслуживаемым
стали масляные
компрессоры с прямой передачей
.
В них предусмотрена полноценная система
смазки, а вращение от привода к
компрессионной головке передается
напрямую, поскольку они связаны единым
валом.

Такая простота решения не позволяет
в полной мере решить проблему теплоотвода,
поскольку одной крыльчатке приходится
охлаждать два агрегата. Отчасти
решить проблему удается использованием
алюминиевых ребристых корпусов.

Такие компрессорыкомплектуются
небольшими ресиверами объемом от 20 до
50 литров, их производительность редко
превышает 200— 250 л/мин, а стоимость
примерно та же, что у агрегатов предыдущей
конструкции.

Компрессоры
с прямой передачей
 не
рассчитаны на продолжительную работу.

Если же
мощности такого «малыша» не хватает,
стоит присмотреться к компрессорам
другой конструкции — с клиноременной
передачей
.
Как следует из их названия, связь между
двигателем и компрессионной головкой
в этом случае осуществляется с помощью
ременной передачи.

Благодаря наличию
двух валов (на каждый из них устанавливается
крыльчатка) проще организовать охлаждение
таких агрегатов, а следовательно,
возможна более длительная непрерывная
эксплуатация.

В основном, с помощью
таких компрессоров на «СТО» делают кузовной
ремонт двери или
капота, в общем красят)). Применение
полноценной системы смазки на ременных
компрессорах позволяет получить более
высокие выходные характеристики
компрессора и увеличить объем ресивера.

Конечно, столь существенное усложнение
конструкции не может не повлечь за собой
ее удорожание.

Средний
компрессор с клиноременной передачей
обойдется в $450—1000. Однако, несмотря на
более высокую стоимость и возросшие по
сравнению с предыдущим вариантом
габариты, именно такие устройства
рекомендует владельцам небольших
сервисных станций большинство
профессиональных продавцов подобной
техники.

Если наблюдается явный дефицит
производственных площадей на СТО,
возможно, следует отдать предпочтение
моделям с вертикально расположенным
ресивером, который при тех же выходных
параметрах занимает меньше места.
 

jpg» width=»300″>Ременной
компрессор
 —
оптимальный
вариант для большинства автосервисов.

Так
устроены наиболее популярные у
«сервисменов» компрессоры.
Есть и другие, позволяющие получить еще
более высокие характеристики.

Винтовые
компрессоры
 отличаются
надежностью и большим ресурсом работы
при гораздо более низком уровне шума и
вибрации, но их высокая стоимость часто
делает подобное приобретение невыгодным.
Тем не менее находятся покупатели и для
такой техники: ее используют на крупных
станциях техобслуживания с разветвленной
сетью пневмомагистралей.

Повышения
производительности иногда добиваются
и усовершенствованием обычных компрессоров
с клиноременной передачей. В частности,
это достигается за счет размещения двух
компрессионных головок, нагнетающих
воздух в один ресивер.

Первая из них
выполняет функцию основной, вторая
подключается в том случае, если ее
«коллега» не справляется со своими
обязанностями.

Существуют
специальные шумозащитные исполнения.
Их применяют в тех случаях, когда
компрессор размещается непосредственно
в рабочем цеху (обычно он «живет» в
специальном отдельном помещении).
Правда, защитные кожухи создают
дополнительные проблемы с теплоотводом,
поэтому такие компрессоры не
рекомендуется использовать при высокой
температуре окружающей среды.

Винтовые
компрессоры
 обладают
хорошими характеристиками, но они по
карману только крупным предприятиям.

Источник: https://studfile.net/preview/2524498/

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector