Компрессор воздушный принцип работы: Что делает компрессор? Принцип работы воздушных компрессоров |

Содержание

Что делает компрессор? Принцип работы воздушных компрессоров

Воздушные компрессоры являются незаменимым инструментом во многих (промышленных) отраслях. В этой статье мы хотим рассказать вам о принципе работы воздушных компрессоров. Что именно делает компрессор? И почему сжатый воздух является таким хорошим источником энергии? Мы объясним это.

Очевидно, что в качестве источника питания можно использовать баллон со сжатым воздухом. Он имеет много преимуществ. Сжатый воздух абсолютно безвреден и чист, например. Он также имеет множество различных областей применения: Сжатый воздух может использовать инструменты и машины, в то же время он может сушить материалы или перемещать элементы. Именно благодаря своей чистоте и множественному использованию сжатый воздух является таким популярным источником энергии в различных промышленных областях.

Но для использования сжатого воздуха необходим внешний источник питания . Сжатие воздуха требует фиксированного объема внешней энергии, поскольку это чисто физический процесс. Большинство компрессоров работают от электрических двигателей или двигателей внутреннего сгорания. Вопрос: Как это работает?

Чтобы объяснить принцип работы воздушных компрессоров, нам придется различать различные типы компрессоров: Поршневые (поршневые) и ротационные (винтовые) компрессоры.

Что делает компрессор: Поршневые компрессоры

Поршневые (или поршневые) компрессоры сжимают воздух с помощью цилиндров, поршней и кривошипов. Эти элементы приводятся в действие электрическим двигателем или двигателем внутреннего сгорания. Воздух подается в цилиндр, а затем сжимается поршнями. Сжатие может быть выполнено в один или несколько этапов до достижения нужного рабочего давления. При сжатии воздуха он проходит через охладитель в воздушный резервуар.

Поскольку поршневые компрессоры имеют много движущихся частей, смазка необходима. Поршневые компрессоры Mark смазаны маслом. Это также означает, что сжатый воздух, поступающей из компрессора, содержит остатки масла, обычно от 10 до 15 мг/м3. В некоторых случаях загрязнение масла является проблемой. Таким образом, компрессоры Mark могут быть оснащены масляным фильтром для удаления всех частиц масла из сжатого воздуха.

Хотите узнать больше о масляных фильтрах и осушителях воздуха? Подробнее см. в статье: «Важность осушителя сжатого воздуха и фильтра в (промышленных) воздушных компрессорах».

Поршневые (или поршневые) компрессоры используются как для самостоятельной сборки, так и для промышленного производства. Большой разницей является их размер. Промышленные поршневые компрессоры обычно используются в следующих отраслях:

газовая промышленность;
химические заводы;
нефтеперерабатывающие заводы и нефтебазы;
технология охлаждения.

Что делает компрессор: Ротационные (винтовые) компрессоры

Ротационные (или винтовые) компрессоры имеют иной принцип работы, чем поршневые компрессоры. Вместо сжатия воздуха с помощью поршней и цилиндров, в ротационных компрессорах для начала сжатия используются поворотные винты. Воздух вытесняется между двумя винтовыми элементами и выпускается в сжатом состоянии.

Так как при сжатии воздуха образуется тепло, между винтами (компрессионная камера) впрыскивается охлаждающая жидкость. Эта охлаждающая жидкость (в большинстве случаев: Масло) перемещается между камерой охлаждения, баками для жидкости и охладителями, чтобы поддерживать рабочую температуру около 80°C. После сжатия охлаждающая жидкость отделяется от сжатого воздуха в маслоотделителе. После прохождения через промежуточный охладитель сжатый воздух подается в воздушный резервуар.

Ротационные (винтовые) компрессоры полезны в тех случаях, когда необходим постоянный поток сжатого воздуха. Некоторые типичные отрасли промышленности:

Обработка продуктов питания
Упаковка
автомобильная промышленность;
автоматизированное производство.

Теперь, когда вы знаете больше о принципе работы воздушных компрессоров, вы можете узнать больше о том, какой компрессор выбрать. В этой статье о различных типах воздушных компрессоров вы найдете дополнительную информацию.

У вас есть вопросы для нас?

Хотите узнать больше о предлагаемых нами воздушных компрессорах? У вас есть вопросы о наших услугах? Мы рады быть в обслуживании. Просто сообщите нам, и мы вернемся к вам Как можно скорее.

Обратитесь к нашей команде!

⇪ К началу ⇪

Какой воздушный компрессор мне нужен?

Если вы по-прежнему не уверены в том, какой тип воздушного компрессора вам нужен, вы можете обратиться к нашим специалистам за персональным советом. Мы оценим вашу ситуацию и поможем подобрать подходящий компрессор.

Винтовые компрессоры

Форма обратной связи

Продажи и поддержка

АктуальностьДата (по убыванию)Дата (по возрастанию)

Отфильтровать статьи по тегам
Topic
- Винтовой компрессор
- Винтовой компрессор
- Поршневой компрессор
- ??????????? ????????? ?????????
- Маслосмазываемый воздушный компрессор
- Типы компрессоров
- Воздушный компрессор
- Размер воздушных компрессоров
- Промышленный воздушный компрессор
- ????????? ?????????
- использование масла в винтовом компрессоре
- Рекуперация тепла

Повысьте эффективность, модернизируйте поршневой воздушный компрессор

31 января 2023 г.

Если вы работаете с поршневым воздушным компрессором для ваших целей, вы можете заменить его на ротационное винтовое оборудование из-за их эффективности и технологии.

Инновационная ротационная винтовая компрессорная технология и особенности

28 ноября 2022 г.

Благодаря различным характеристикам и составу двигателей, существует множество возможностей для развития технологий воздушных компрессоров.

Передовые преимущества роторного винтового воздушного компрессора

28 ноября 2022 г.

Независимо от области применения, существует множество преимуществ использования ротационного винтового воздушного компрессора в процессе производства.

Какой размер (промышленного) воздушного компрессора мне нужен?

29 июля 2022 г.

Еще один вопрос, который может вас волновать: насколько большим должен быть воздушный компрессор? Поскольку компрессоры поставляются в любых формах и размерах, важно знать, какой размер идеально подойдет для вас.

Guide to piston compressors

26 июля 2022 г.

This guide will explain you more about our piston compressor technology. A piston compressor is one of the most common forms of air compressors on the market. Learn more about pistons in this article.

Системы рекуперации тепла для воздушных компрессоров: Правильный выбор

26 июля 2022 г.

Рекуперация тепла — это лишь один из многих способов экономичного управления воздушными компрессорами. Читайте все об этом в этой статье.

Рекуперация тепла в воздушных компрессорах: Снижение затрат на электроэнергию и уменьшение выбросов углекислого газа

26 июля 2022 г.

Учитывая, что затраты на электроэнергию постоянно высоки, необходимо сделать правильный выбор. Рекуперация отработанного тепла — это идеальный способ минимизировать затраты и сократить выбросы углекислого газа.

Выбор системы воздушного компрессора: На что обратить внимание

26 июля 2022 г.

Выбирая промышленную компрессорную систему для вашего бизнеса, вы должны учитывать различные факторы. Эта статья будет охватывать все, что вам нужно знать.

Зачем в винтовых компрессорах используется масло?

18 апреля 2022 г.

Из этой статьи вы узнаете, почему винтовому компрессору требуется масло для работы, а также узнаете больше об использовании масляных фильтров.

Oil-free and oil-lubricated compressors

6 апреля 2022 г.

This article covers an important difference between oil-free and oil lubricated compressors. We’ll discuss both topics in this article.

Guide to screw compressors

19 февраля 2022 г.

Everything you need to know about rotary-screw compressors

Принцип работы смазываемого винтового компрессора

4 августа 2022 г.

Когда-нибудь задумывались о том, как работают ротационные винтовые компрессоры? В этой статье мы объясним принцип работы винтовых компрессоров.

Что делает компрессор? Принцип работы воздушных компрессоров

4 августа 2022 г.

Что именно делает компрессор? В этой статье мы объясним вам, как работают различные типы воздушных компрессоров.

Затраты на воздушный компрессор: 5 наконечников для их снижения

4 августа 2022 г.

Расходы на воздушный компрессор могут быть высокими, если вы не соблюдаете несколько правил. Узнайте все об этом в этой статье.

Компрессоры с частотным приводом: Почему они хороши?

4 августа 2022 г.

Компрессоры с частотным приводом регулируют требования к давлению и энергопотреблению. Таким образом, вы можете сэкономить много на счетах за электроэнергию! Читайте все об этом в этой статье.

Что такое сжатый воздух? Как это может быть полезно?

4 августа 2022 г.

Возможно, вам интересно: Что такое сжатый воздух? И почему он так полезен как источник энергии? Мы объясним это в этой статье.

принцип работы, ремонт, замена масла

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

Содержание

Область применения воздушных компрессоров

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

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

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

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

Как устроен и работает воздушный компрессор

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

Схема устройства

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

В состав компрессорного узла входят следующие элементы.

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

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

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

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

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

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

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

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

Принцип действия

Принцип работы поршневого компрессора можно описать следующим образом.

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

Распространенные неисправности и их устранение

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

Двигатель агрегата не запускается

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

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

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

Двигатель гудит, но не запускается

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

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

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

Воздух на выходе имеет частицы воды

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

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

Падение производительности агрегата

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

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

Перегрев компрессорной головки

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

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

Перегрев агрегата

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

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

Стук в цилиндре

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

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

Стук в картере

Появление стука в картере при работе агрегата вызывается следующими поломками.

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

Снижение давления в системе при отключении питания

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

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

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

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

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

Периодическое срабатывание датчиков термозащиты

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

Воздушное охлаждение компрессора

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

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

Нестабильная работа двигателя

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

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

Реле давления для компрессора

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

Увеличенный расход воздуха

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

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

Обслуживание компрессора

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

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

Как заменить масло в воздушном компрессоре

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

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

Важно! Простое машинное масло заливать в агрегат запрещается!

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

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

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

Как работает воздушный компрессор?

13 февраля 2023 г.

Peter Sawochka-Dalton

Хотя существует несколько типов компрессоров — спиральные, поршневые, винтовые, центробежные и другие, — все воздушные компрессоры выполняют одну функцию: сжимают воздух.

Но как воздушные компрессоры сжимают воздух? Сжимают ли разные типы компрессоров воздух по-разному, и если да, то как? И вообще, почему это важно?

Давайте сначала ответим на последний вопрос.

Различные виды использования сжатого воздуха требуют, чтобы воздушный поток имел разные размеры. ^[1] Наиболее важными из этих параметров являются давление воздуха, расход воздуха и качество воздуха. Хотя все типы компрессоров следуют одному и тому же основному процессу сжатия воздуха, некоторые этапы этого процесса различаются для каждого типа. Эти различия могут ограничивать практические значения некоторых размеров воздушного потока, который они создают, поэтому тип необходимого вам компрессора в некоторой степени зависит от того, для чего вы используете сжатый воздух.

Теперь, когда мы знаем, почему тип компрессора может иметь значение, мы можем вернуться к первому вопросу и посмотреть на процесс сжатия воздуха в целом. Но еще до того, как мы поговорим о процессе сжатия, давайте кратко рассмотрим, как воздушные компрессоры могут получить свою мощность.

Источники питания для воздушных компрессоров

В то время как сжатый воздух является источником питания для пневматических инструментов, инструментов и т. д., сам компрессор требует питания. Ниже приведены наиболее распространенные источники питания для компрессоров:

Переносной дизельный воздушный компрессор Sullair 185 на строительной площадке

Бензиновые двигатели обычно приводят в действие небольшие наружные компрессоры. Обычно они обеспечивают поток воздуха 50 кубических футов в минуту (кубических футов в минуту) / 1,4 м³/мин (кубических метров в минуту) или меньше. Их перемещают вручную (часто на колесиках, как большой чемодан).
Дизельные двигатели обычно приводят в действие более крупные наружные компрессоры, используемые в таких проектах, как коммерческое строительство. Сюда входят не только портативные буксируемые компрессоры, но и стационарные компрессоры, которые не могут находиться рядом с источником электроэнергии. Дизельное топливо имеет больше энергии, чем бензин по объему, поэтому дизельные двигатели более экономичны, чем бензиновые.
Электродвигатели силовые компрессоры, используемые внутри помещений, от домашних проектов до промышленных процессов, таких как производство на крупных производственных предприятиях. Компрессоры для дома и небольшого магазина часто используют однофазное питание, в то время как компрессоры для крупных магазинов и промышленных процессов используют трехфазное питание.

Сжатие воздуха — основы

Основными этапами процесса сжатия воздуха являются всасывание, сжатие, встроенное хранение, встроенное охлаждение и выпуск, хотя не всем компрессорам требуется встроенное хранение или охлаждение.

1. Впуск

Чтобы создать сжатый воздух, вам нужен, ну, воздух, поэтому первая часть процесса сжатия — это впуск воздуха. Во время впуска воздух всасывается в компрессор через впускной клапан.

Воздушному впускному клапану часто предшествует фильтр, который защищает компрессор, уменьшая попадание в него загрязняющих веществ.

2. Сжатие

Внутри одноступенчатого винтового компрессора Sullair LS90

Затем воздух поступает в камеру сжатия, где он сжимается.

Сжатие — преобразование кинетической энергии источника энергии в потенциальную энергию в виде сжатого воздуха.

Мы более подробно рассмотрим, как каждый тип компрессора делает это, когда будем рассматривать типы компрессоров, но ко всем компрессорам применимы две основные концепции.

Поршневой

Компрессоры сжимают воздух за счет прямого вытеснения или динамического вытеснения (также известного как непосильное вытеснение).

Компрессоры прямого вытеснения увеличивают давление воздуха за счет уменьшения объема воздуха.
Компрессоры с динамическим рабочим объемом (иногда называемые объемными) увеличивают давление воздуха, сначала увеличивая скорость воздуха (непосредственно увеличивая кинетическую энергию воздуха), а затем уменьшая скорость воздуха.

Маслосмазываемые и безмасляные компрессоры

Какими бы ни были способы сжатия, все компрессоры либо смазываются маслом, либо безмасляные.

Компрессоры с масляной смазкой (иногда называемые масляными компрессорами) используют масло в камере сжатия в качестве смазки, герметика или хладагента, а часто и всех трех одновременно.
- Одним из последствий этого является введение небольшого количества масла в сам воздушный поток во время сжатия. Это может быть нежелательно, в зависимости от того, как используется сжатый воздух.
Безмасляные компрессоры (иногда называемые безмасляными компрессорами) не используют масло в камере сжатия, поэтому масло не попадает в воздушный поток.
- Это не обязательно означает, что в компрессионном механизме не используется масло (например, такие детали, как подшипники, нуждаются в масле для правильной работы).

3. Встроенное хранилище

В зависимости от типа компрессора воздух после сжатия может поступать во встроенный приемный резервуар (иногда называемый резервуаром для хранения или воздушным резервуаром).

Многие варианты использования встроенного хранилища связаны с типом компрессора и будут рассмотрены здесь. Тем не менее, две общие причины являются общими для нескольких типов.

Компрессоры с ограниченным рабочим циклом , т. е. компрессоры, не предназначенные для непрерывной работы, используют встроенное хранилище, чтобы воздух был доступен даже во время простоя.
Модулирующие компрессоры , т. е. компрессоры с органами управления, позволяющими им работать ниже полной мощности, используют встроенное хранилище, чтобы воздух был доступен при работе ниже полной мощности.

Обратите внимание на разницу между компрессорами с ограниченным рабочим циклом и модуляционными компрессорами.

Компрессоры с ограниченным рабочим циклом по своей конструкции не могут работать непрерывно. (Хотя это и не характерно для строительных и промышленных компрессоров, небольшие личные и заводские компрессоры часто работают таким образом.)
Модулирующие компрессоры могут работать непрерывно, если это необходимо, но могут работать ниже своей мощности для повышения энергоэффективности при низком спросе.

4. Встроенное охлаждение

Сжатие воздуха создает тепло. Хотя воздух не нужно охлаждать перед выходом из компрессора, большинство трехфазных электрических компрессоров и некоторые дизельные компрессоры (независимо от типа) оснащены встроенными доохладителями для снижения температуры воздуха перед выпуском.

Компрессоры с доохладителями также будут иметь водоотделители для удаления избыточной влаги, выпадающей из воздушного потока во время охлаждения.

5. Выпуск

Наконец, воздух проходит через выпускной клапан либо непосредственно к месту использования (например, отбойный молоток на переносном дизельном компрессоре), либо сначала к ряду осушителей и фильтров (например, для приборного воздуха на производственном предприятии).

Сжатие воздуха типом компрессора

Все типы воздушных компрессоров следуют описанному выше основному процессу, но детали могут существенно различаться. Давайте кратко рассмотрим, как работают четыре распространенных типа сжатия и как это влияет на ключевые этапы.

Спиральные компрессоры

Спиральные компрессоры представляют собой объемные безмасляные компрессоры.

Сжатие

Установка спирального компрессора SRL

В спиральных компрессорах для сжатия воздуха используются две чередующиеся спиральные компрессоры. В зависимости от конструкции один свиток может быть зафиксирован, а другой вращаться или оба могут вращаться вместе. Поскольку шнеки никогда не соприкасаются, смазка не требуется.

Плавное, непрерывное движение спиральных компрессоров также означает, что спиральные компрессоры работают тихо, имеют минимальную вибрацию и обеспечивают беспульсирующий поток воздуха.

Одним из существенных ограничений спиральных компрессоров является максимальный расход воздуха. Хотя теоретически спиральный компрессор может масштабироваться бесконечно, постоянно увеличивающийся диаметр необходимых спиралей устанавливает практический предел (по крайней мере, для эффективного создания воздуха). У них самый низкий максимальный расход среди всех описанных здесь компрессоров.

Интегральный накопитель

Поскольку они создают воздух без импульсов и масла, спиральным компрессорам не требуется встроенный накопитель, если только они не используют модуляцию.

Поршневые компрессоры

Поршневые компрессоры (иногда называемые поршневыми компрессорами) представляют собой объемные компрессоры и могут быть как масляными, так и безмасляными.

Компрессия

Поршневые компрессоры работают аналогично камерам сжатия в автомобильных двигателях. При движении вверх поршень создает вакуум, который позволяет воздуху поступать в камеру сжатия. При движении вниз воздух сжимается и вытесняется из камеры. Для эффективного достижения более высокого давления и больших объемов в некоторых конструкциях используются две ступени сжатия, то есть воздух, сжатый на первой ступени, дополнительно сжимается на второй ступени.

Также, как и автомобильный двигатель, поршневые компрессоры громкие; на самом деле, они, как правило, самые громкие из описанных здесь типов компрессоров.

Для поддержания эффективности поршни должны скользить плавно. Их либо нужно смазывать, что позволяет небольшому количеству масла попадать в воздушный поток, либо покрывать веществом, уменьшающим трение.

Поскольку сжатие происходит только в течение половины рабочего цикла, поток воздуха при выходе из камеры имеет «импульсный», а не непрерывный поток и давление.

Встроенное хранилище

Поскольку процесс сжатия создает импульс в воздушном потоке, поршневые компрессоры всегда требуют встроенного хранилища, даже если они не содержат масла. За счет подачи воздуха из ресивера, а не непосредственно из камеры сжатия, воздушный поток может иметь непрерывный поток и давление.

Винтовые компрессоры

Винтовые компрессоры представляют собой объемные компрессоры и могут быть как масляными, так и безмасляными.