компрессор поршневой что это такое
Поршневые компрессоры
Согласно ГОСТ 28567-90 «Компрессоры. Термины и определения» поршневым называют компрессор, в котором изменение объема рабочих камер осуществляется поршнями, совершающими линейное возвратно-поступательное движение.
Принцип работы поршневого компрессора
Типы поршневых компрессоров
По типу кривошипно-шатунного механизма
По количеству ступеней повышения давления различают:
По расположению цилиндров различают поршневые компрессоры:
Вертикальные поршневые компрессоры
Схемы вертикальных поршневых компрессоров показаны на рисунке.
По причине вертикальной установке поршня, силы инерции на фундамент и элементы конструкции компрессора действуют вертикально. Износ поршня, меньше чем у горизонтальных машин, и равномерен по окружности. Отсутствие износа уплотнений и фторопластовых колец, вызванного влиянием силы тяжести поршня, позволяет использовать вертикальные компрессоры без смазки маслом. Поэтому для поршневых безмасляных компрессоров используют вертикальную схему установки поршня.
Горизонтальные поршневые компрессоры
Горизонтальные компрессоры, чаще всего изготавливаются с крейцкопфом. Наиболее распространены однорядные Г-образные и двухрядные П-образные схемы компрессоров.
Среди достоинств горизонтальных поршневых компрессоров следует отметить простоту обслуживания, и возможность уравновешивания качающих узлов при выборе оппозитной схемы.
Угловые компрессоры
Наиболее распространенными являются угловые V-образные, W-образные, звездообразные, веерообразные бескрейцкопфные поршневые компрессоры.
Одним из главных достоинств угловых компрессоров является возможность уравновешивания инерционных сил. Кроме того, угловая компоновка делает компрессор более компактным.
Угловую схему расположения поршней часто используют на компрессорах малой производительности.
Оппозитные компрессоры
Индикаторная диаграмма поршневого компрессора
Мертвый объем компрессора – это пространство в рабочей камере, из которого поршнем не может быть вытеснен газ. Мертвый объем, складывается из объемов каналов, зазоров между поршнем и крышкой, клапанами и корпусом. Скачкообразные изменения давления в начале процессов всасывания и нагнетания связаны с динамическими процессами, происходящими во время открытия клапанов.
Расчет производительности
Объемную производительность при теоретическом процессе можно вычислить по формуле:
Учитывая сжимаемость газа, при расчетах часто используют понятие массового расхода. Массовую производительность при теоретическом цикле можно вычислить по формуле:
Многоступенчатые компрессоры
Схема многоступенчатого компрессора показана на рисунке.
После сжатия в первом цилиндре воздух поступает в охладитель, а затем на вторую ступень сжатия.
Многоступенчатые компрессоры имеют следующие преимущества:
В многоступенчатом компрессоре, газ после сжатия охлаждается до первоначальной температуры. Поэтому работа многоступенчатого сжатия будет равна сумме работ в одноступенчатых циклах. На рисунке показана P-V диаграмма многоступенчатого компрессора.
P-V диаграмма одноступенчатого компрессора показана на рисунке.
Сравнив две диаграммы можно сделать вывод об экономичности многоступенчатого сжатия.
Применение поршневых компрессоров
Производительность поршневых компрессоров может достигать 200 кубометров в минуту, дальнейшее увеличение производительности ограничено чрезмерным возрастанием массы и размеров подвижных элементов компрессора.
Степень повышения давления одной ступенью поршневого компрессора обычно находится в интервале от 3 до 5, при использовании многоступенчатых компрессоров, степень повышения давления может увеличиваться в десятки раз, например в шестиступенчатом компрессоре можно получить степень сжатия до 10000.
Основные характеристики компрессоров
Компрессор — это устройство, служащее для сжатия и последующей подачи воздуха (иногда жидкости или масла, хладагента) под давлением на пневмоинструменты. В настоящее время существует несколько видов таких установок, среди которых получили широкое распространение поршневые компрессоры. Это тип компрессоров возвратно-поступательного действия, у которых эффект компрессии наступает благодаря уменьшению объема воздуха за счет движения поршня в цилиндре.
Применение поршневого компрессора
Основное предназначение поршневого компрессора — это обеспечение сжатым воздухом пневматических машин и устройств, как в промышленных отраслях, так и в быту. Его можно использовать для работы таких инструментов, как пневматические гайковерты, краскопульты, а также для подкачки шин автомобилей на техсервисах. В промышленной сфере компрессоры нашли применение в химической, пищевой, машиностроительной отраслях.
Высокие технические характеристики компрессоров этой разновидности и возможность интенсивной эксплуатации обеспечили им широкую популярность. Например, они создают на выходе высокое давление, до 30 атмосфер — это важный показатель.
Конструкция и принцип действия
Устройство поршневого компрессора и его принцип действия у разных модификаций может отличаться. Но если говорить о классической модели, то она представляет собой чугунный корпус, рабочий цилиндр, (который может быть расположен горизонтально или вертикально, а также под наклоном), поршень и клапаны — нагнетательный и всасывающий, — находящиеся в крышке цилиндра.
Кривошипно-шатунный механизм, приводящийся в движение электрическим или бензиновым мотором, воздействует на поршень, который сжимает воздух, достигая определенного давления, и выталкивает его в подсоединенную магистраль.
Виды поршневых компрессоров
По типу соединения коленвала с электроприводом поршневые компрессоры делятся на коаксиальные (соединение посредством муфты), то есть, с прямым приводом, и ременные (соединение с помощью ременной передачи).
Коаксиальные поршневые компрессоры экономят электроэнергию, производят более низкий уровень шума относительно компрессоров с ременным приводом, и имеют более высокий показатель КПД. В зависимости от вида смазки они могут быть масляными и безмасляными (сухого сжатия). В качестве смазки применяется минеральное компрессорное масло, и смазанный механизм обладает значительным ресурсом работы.
Безмасляные не имеют такого ресурса, но зато в полученном сжатом воздухе нет масляных примесей, поэтому компрессор даже без фильтрации может использоваться в медицине, фармацевтике, пищевой промышленности. У коаксиальных компрессоров небольшой вес и стоимость, рабочее давление равно 8 бар, мощность около 2,25 кВт, а производительность 200 л/мин.
Ременные поршневые компрессоры характеризуются длительностью эксплуатации, высокой производительностью, надежностью, меньшим шумом. В отличие от коаксиальных, для которых надо делать перерывы в работе, они работают несколько часов подряд непрерывно. Используются в профессиональной деятельности — на строительстве, СТО, мастерских шиномонтажа. Мощность достигает 5,5 кВт, рабочее давление 16 бар, а производительность 500 л/мин.
Еще некоторые положительные моменты ременного компрессора:
¨ вращение электродвигателя с меньшей частотой;
¨ диаметр маховика по сравнению с диаметром шкива двигателя больше;
¨ система воздушного охлаждения более надежная.
На появление множества разновидностей поршневых компрессоров повлияла необходимость применять их в различных сферах деятельности. Так ременные поршневые компрессоры делятся на вертикальные, горизонтальные и угловые в зависимости от расположения поршней.
Это основные разновидности, но кроме них есть и другие модификации, отличающиеся:
¨ по количеству цилиндров;
¨ по количеству ступеней сжатия (одно- и многоступенчатые ременные компрессоры);
¨ по виду охлаждения;
¨ по виду исполнения: стационарные, передвижные.
А также бывают крейцкопфные модели компрессоров — с двухсторонним всасыванием и бескрейцкопфные — одностороннего всасывания.
Если уровень давления на выходе находится в диапазоне 5-12 бар — это компрессор низкого давления, 2-100 бар — среднего, 0-1000 бар — высокого.
В агрегатах многоступенчатого сжатия главное не допускать повышения температуры более 180 о С, чтобы не возникла опасность возгорания или взрыва.
Важные характеристики выбора поршневого компрессора
Если вы приобретаете компрессор для бытовых нужд, например, для работы в гараже или для ремонта, то лучший вариант — это масляный поршневой компрессор. Следовательно, важными характеристиками выбора будут:
¨ потребляемая мощность (измеряется в киловаттах);
¨ электропитание (может быть, как 220-230 В, так и 380 В, а также смешанный тип — 220/380 В;
¨ максимальное давление, нагнетаемое в ресивер (атм);
¨ производительность или количество выдаваемого воздуха в л/мин.;
¨ оптимальный объем ресивера (л).
Параметры потребляемой мощности компрессора могут повлиять на состояние вашей электросети. При высокой нагрузке в старой сети с проводами недостаточного сечения может произойти перегрев и даже пожар. Поэтому, предварительно подготовьте сеть к эксплуатации компрессора.
Электропитание в гараже или в мастерской должно соответствовать питанию прибора: если подведена трехфазная сеть, то вполне можно приобрести компрессор рассчитанный на напряжение 380 В.
Максимальное давление, нагнетаемое в ресивер, у поршневых компрессоров составляет 8-12 атм. Нужное для вас значение можно отрегулировать на выходе специальным регулятором выходного давления и отследить на манометре.
Производительность компрессора — это показатель, отражающий количество полученного сжатого воздуха, измеряемого в л/мин. Приобретая поршневой компрессор для определенной цели, следует знать, какой расход воздуха потребуется. Например, для краскопультов он весьма значителен — 170-550 л/мин. в зависимости от модели. Поэтому, всегда соотносите возможности компрессора с требованиями устройства, для которого он покупается.
Оптимальный объем ресивера (л): для гаражных или ремонтных покрасочных работ лучше приобрести компрессор с ресивером не более 50 л. Объем ресивера и показатели производительности компрессора должны соответствовать. Слишком большой ресивер не нужен, поскольку он будет долго заполняться, особенно при небольших значениях мощности мотора и невысоких параметрах компрессионной группы. При этом, у агрегата период работы в режиме нагнетания увеличится, то есть снизится производительность.
Ресивер небольшого объема наполниться быстро, но количество включений увеличится, повышая износ деталей и сокращая срок эксплуатации компрессора. Оптимальным считается время от момента включения до момента выключения 3-4 минуты.
В связи с этим, лучше выбирать поршневые компрессоры проверенных производителей, обеспечивающих все необходимые оптимальные параметры своей продукции. Например, компрессоры FUBAG отлично зарекомендовали себя в работе с пневматическими строительными инструментами, они комплектуются на заводах Китая и европейских стран. Продукция итальянских производителей FIAC также пользуется спросом в нашей стране, благодаря качеству комплектующих и обширному модельному ряду, впрочем, как и отечественная техника производства компаний «Ударник», «Калибр» и многих других.
Таким образом, можно сделать вывод, что испытанная конструкция поршневых компрессоров — это удачный выбор, в том числе, по соотношению эффективность-стоимость, особенно для бытового использования при производительности около 100 л/мин. и нерегулярности работы.
Поскольку от правильности выбора поршневого компрессора, а также от соблюдения правил по его эксплуатации зависит его долговечность и надежность, опытные менеджеры интернет-магазина стройматериалов Кузьмич24 помогут вам выбрать агрегат по выгодной цене и подробно расскажут о дальнейшем его использовании.
Чем компрессоры отличаются друг от друга и как они работают
Содержание:
Компрессоры на все случаи жизни: разновидности оборудования
Существует обширная система классификации компрессоров по многим признакам, но из всего этого многообразия можно выделить несколько основных видов компрессорного оборудования.
Все компрессоры можно разделить по типу принципа действия:
Лопастные компрессоры сжимают воздух за счет его взаимодействия с подвижными и неподвижными лопастями (или лопатками). Оборудование относится к классу динамических машин, подобные компрессоры устраняют вибрацию потока воздуха и часто используются в авиации. Термокомпрессоры сжимают жидкость и используют выделяющееся от сжатия тепло и энергию. Чаще всего эта техника пользуются спросом в пищевой и химической перерабатывающей промышленности, а впервые были использованы в США в молочной промышленности.
Самыми распространенными на сегодняшний день являются объемные компрессоры. Такое оборудование нашло применение, как в быту, так и на производстве (мебельном, деревообрабатывающем, пищевом, химическом). Эти компрессоры повышают давление, уменьшая запасенный объем газа. К такому компрессорному оборудованию относятся
Объем имеет значение
Основную работу в мембранных компрессорах выполняет мембранный блок. Обоюдовогнутая камера, в которой и находится мембрана, обеспечивает полную герметизацию газовой камеры. Воздух сжимается благодаря колебаниям мембраны, приводимой в действие поршнем гидропривода. Главный плюс этого оборудования – способность работать при повышенных и пониженных температурах. Эти компрессоры показывают отличные результаты по производительности на станциях, расположенных за Полярным кругом, а так же в жарком климате тропической зоны.
Самыми популярными являются поршневые компрессоры. Они просты в использовании, удобны на небольших производствах и по праву заслужили общественное доверие. В среднем время работы коаксиального поршневого компрессора – 20 минут в час. Этого достаточно, чтобы за короткий срок уложить черновой пол, покрасить корпус автомобиля или произвести развал-схождение колес.
Часто такое компрессорное оборудование используется для ремонтных работ по дому: небольшие размеры и вес делают эти компрессоры идеальным источником сжатого газа для пневматических краскопультов, пневматических шлифмашин, гайковертов и любой другой пневматической техники.
Винтовые и мембранные компрессоры обладают большим ресурсом, по сравнению с поршневыми, поэтому чаще встречаются на крупных предприятиях, где необходима длительная бесперебойная работа компрессора. Но при этом, зачастую, они обладают большими габаритами, вибрацией и уровнем шума, так что их нужно помещать в отдельное помещение.
Помимо прочего, поршневые компрессоры обладают оптимальным соотношением цены и качества, что так же влияет на их популярность.
«Внутренности» и работа поршневого компрессора
Основные части поршневого компрессора:
Основная работа происходит именно в компрессорной головке. Она состоит из:
Через впускной клапан воздух всасывается в цилиндр, там поршень сжимает его, и уже сжатый газ выходит через выпускной клапан, попадая в «резервуар для хранения» – ресивер.
На все инструменты мастер
К поршневым компрессорам относятся:
Понятие «коаксиальный» имеет отношение к устройству поршневого компрессора и его рабочему ресурсу. В компрессорах этого типа двигательный вал и вал компрессорной головки объединены общей осью, от чего вращаются с одинаковым количеством оборотов. То есть головка компрессора и двигатель работают на одинаковой скорости. С таким оборудованием, во-первых, можно выиграть в компактности, а во-вторых, в действии, ведь ременной привод замедляет вращение двигателя.
При необходимости увеличения производительности на компрессоры устанавливают двойные поршни с V-образным расположением цилиндров. При этом если в компрессоре уставлены два цилиндра, работающие одновременно на одном валу, это многоцилиндровый одноступенчатый компрессор: воздух, сжимаясь в цилиндрах, поступает в ресивер. В многоступенчатом компрессоре, сжатый воздух поступает последовательно из одного цилиндра в другой. Эта техника мощнее, и производительность ее больше, так что перфоратор или шлифмашинку с легкостью обеспечит сжатым воздухом.
Чаще всего, как в производстве, так и в быту, используют масляные коаксиальные компрессоры. В картер, где расположен коленчатый вал, заливают масло. Для многих пневматических инструментов наличие смазки является обязательным, поэтому масляные компрессоры лучше всего подходят для работы с пневмодрелями, гайковертами и подобными инструментами. Но масляное компрессорное оборудование не рекомендуется для использования в работе краскопультов. Частички масла попадают в воздух и могут значительно ухудшить качество покраски.
В этом случае лучше использовать безмасляные компрессоры. Это оборудование гарантирует высокое качество и чистоту сжатого воздуха. Название «безмасляный» не значит, что этот компрессор работает без смазки вообще, просто воздушные и масляные потоки проходят по разным каналам, не соприкасаясь. То есть масло не заливается в картер. Как и в масляном компрессоре, воздух проходит через систему очистки, но только более сильную. К сожалению, рабочий ресурс у таких компрессоров меньше, чем у масляных.
У компрессоров с ременным приводом чуть снижена скорость вращения двигателя, но увеличена производительность (за счет улучшенной системы охлаждения). А благодаря этой системе, ременные компрессоры являются более износостойкими. Это делает компрессорное оборудование такого типа «долгожителем» даже в условиях непрерывной работы. Ременные компрессоры не капризны и могут работать при высоких температурах, просты в обслуживании (достаточно своевременно менять масло в кратере). Аппараты с ременной передачей и в ремонте проще: при заклинивании поршня ремень проскальзывает, предотвращая повреждения электродвигателя.
В каталоге интернет-магазина «ВсеИнструменты.ру» можно найти практически любую модель поршневых компрессоров, например, двухцилиндровый одноступенчатый компрессор с ременным приводом Fubag VCF/50 CM 3 (подойдет для длительных работ на небольших предприятиях) или безмасляный Fiac ECU 200 (хорош для покраски и мойки).
Винтовые или роторные компрессоры
Роторные или винтовые компрессоры относятся к классу профессионального оборудования и используются чаще всего в промышленности. Такой компрессор тише, нежели поршневой. Учитывая, что винтовое компрессорное оборудование может работать круглосуточно, низкий уровень шума создает удовлетворительные условия для обслуживающего персонала.
Основные части винтового компрессора:
Принцип работы оборудования
Главным «работником» в этих компрессоров является винтовой блок. Попадая в него из всасывающего клапана, воздух смешивается с маслом. Винтовая пара нагнетает эту смесь в пневмосистему. В сепараторе воздух отделяется от масла, и, уже очищенный, выходит из компрессора, проходя через охлаждающий радиатор. Горячее масло возвращается в винтовой блок, так же проходя систему охлаждения.
Винтовые компрессоры востребованы на крупных предприятиях, специализирующихся на обработке дерева, сборке автомобилей и инструментов. Чаще всего выпускается в вибропоглощающем кожухе, но без колес и рукояток для транспортировки. Главным отличием от поршневого оборудования является поразительная работоспособность этих компрессоров. На многих предприятиях необходима бесперебойная работа компрессорного оборудования в течение нескольких рабочих смен. Поршневой компрессор для этих задач не приспособлен, а вот винтовой справится «на ура». К тому же роторные компрессоры потребляют в разы меньше электроэнергии, нежели коаксиальные и ременные. Так же винтовые компрессоры проще в ремонте: не нужно заменять «отжившие свое» клапаны и поршневые кольца.
Существует множество моделей винтовых компрессоров с различной мощностью, производительностью, габаритами. Исходя из целей работы, можно подобрать как небольшой компрессор, например, Abac Spinn 5.510-270, так и более «масштабное» оборудование, Fiac Airblok 1252 SD.
Компрессоры и компрессорные станции
Многие источники представляют компрессор как синоним компрессорной станции или компрессорной установке. На самом деле это не так. Компрессорная станция это комплект из, собственно, компрессора и дополнительного оборудования. В качестве вспомогательных элементов обычно выступают осушители, фильтры (они нужны для очищения воздуха от примесей и твердых частиц), частотные регуляторы (для регулировки числа оборотов двигателя).
Чаще всего это дополнительное оборудование требуется винтовым компрессорам и многие производители сразу дополняют компрессор всем необходимым. Например, компрессоры фирмы Abac, выпущенные в сериях Spinn, Genesis и Formula, имеют все комплектующие, установленные в корпус компрессора. Это экономит место, да и деньги покупателя – ведь не нужно заказывать необходимое оборудование отдельно. Хотя, это возможно: итальянцы Abac предлагают широкий выбор осушителей и фильтров.
Компрессорное оборудование, а так же компрессорные станции представлены в каталоге интернет-магазина «ВсеИнструменты.ру» более чем пятью сотнями моделей для любых строительных нужд. Выбор помогут сделать грамотные менеджеры, которые ответят на вопросы о комплектации, технических характеристиках, условиях гарантии и сроках доставки.
Что такое поршневой компрессор
Поршневой компрессор – мощное промышленное оборудование. Сжатие воздуха в нем совершается благодаря поршню, который движется сверху вниз. Данный тип установок обычно состоит из ресивера, электропривода, компрессорной головки и прессостата, (благодаря ему происходит автоматическое регулирование давления). Такие компрессоры используются для разных целей:
Поршневые пневмоагрегаты производительностью до 2 м3/мин весьма удобны в мелких производствах, для которых воздух нужно сжимать до 16 атм.
Есть установки, которые обладают производительностью 0,25 м3/мин. Они применяются для окраски, для снабжения сжатым воздухом пневмоинструментов, прессования труб (газовых, водяных) и т.д.
Для строительных работ используются компрессоры производительностью до 0,6 м3/.
Поршневые компрессоры других мощностей могут быть применены для различных целей в гаражах, на предприятиях с дорожным, строительным и другим производством.
Подобные установки применяют при изготовлении продукции из пластика.
Поршневые пневмосистемы более высокой мощности применяются даже в кузнечном деле.
Некоторые разновидности поршневых компрессорных установок употребляют и в дорожных работах (при реализации транспортных, аварийных работ). Компрессоры устанавливают на шасси, что позволяет им стать подвижными.
Принцип работы поршневого компрессора
Принцип работы поршневого компрессора заключается в следующем: в пазы, находящиеся на роторе, встроены пластины. Благодаря вращению ротора и уменьшению объема рабочей поверхности между пластинами и корпусом-статором воздух сжимается.
Также необходимо отметить, что шиберные пневмосистемы могут быть одно- или двухступенчатыми.
Виды компрессоров
Центробежные компрессорные установки используются тогда, когда нужно снабжение значительными объемами воздуха. Они действуют по принципу образования невысокого давления в камере приема. Турбинные колеса – это один из главных элементов данного устройства. Их вращение позволяет воздуху попадать из приемной трубы в специализированный охладитель. Такие компрессоры, как правило, рассчитаны на несколько степеней сжатия: две или четыре.
Существует и еще один тип компрессоров – спиральные. Они действуют, благодаря двум спиралям, которые и обеспечивают сжатие воздуха. Суть их работы заключается в том, что одна из спиралей всегда неподвижна, другая – вращается. Таким образом, и достигается сжатие воздуха. Однако данные компрессорные установки, чаще всего, не очень мощные (создаваемое ими давление – не более 10 МПа) и почти не используются в промышленном производстве.
При выборе компрессоров, необходимо учесть все специфические свойства пневмоустановки и предпочесть именно ту, которая подойдет лучше всего для выполнения поставленных Вами задач.