Устройство воздушного поршневого компрессора: Принцип работы и устройство воздушного компрессора

alexxlab | 21.03.1988 | 0 | Разное

Содержание

Устройство, правила и принцип работы поршневого компрессора

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

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

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

Какие бывают поршневые компрессоры

Поршневые компрессоры бывают нескольких типов, опишем их ниже.

Воздушный


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

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

Судовой


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

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

Безмасляный


Этот вид компрессора используют там, где необходима подача чистого, без примеси смазочных материалов, воздуха или другого газа. Этот воздух будет без следов масляной эмульсии. Это не означает, что устройство поршневого компрессора работает совсем без смазки, просто масло не пересекается с воздушными потками. Под них обычно берут двигатель мощностью 1,1 кВт. Он имеет дополнительные позитивные характеристики:
  • Малый размер;
  • Не нуждается в частом обслуживании;
  • Возможна транспортировка и перемещение в любом положении.

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 он работает

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

Воздушный


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

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

Судовой


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

Особенности эксплуатации

Производительность поршневых компрессоров – это переменная величина. Она зависит от условий всасывания и того, как себя показывает окружающая среда. Производители указывают этот параметр, но он остаётся больше теоретическим. Он равен объёму, который описывается поршнем за единицу времени.

Теоретическая производительность сильно отличается от того, что происходит в реальности. Это связано с несколькими нюансами работы:

  1. Поршень в крайнем положении сверху находится на определённом зазоре от клапанной группы.
  2. Из-за зазора образуется так называемый свободный объём – это «вредное пространство».
  3. В результате такого устройства внутри цилиндра после нагнетания всегда остаётся некоторое количество сжатого воздуха. Модель Fubag не стала исключением.

Обязательно почитайте: Сегментная косилка для трактора

Включение обратного хода предполагает расширение воздуха. Состав начинает двигаться с уменьшенным давлением. Потому и сам всасывающий клапан будет открываться не сразу. Это происходит только после того, как давление в цилиндре снижается до определённого значения.

При таких обстоятельствах сжатие на протяжении некоторого времени осуществляется вхолостую. Производительность самого компрессора в такие момента будет снижаться.

У двухступенчатых компрессоров имеются определённые преимущества перед одноступенчатыми:

  1. Низкая температура внутри цилиндров. Из-за этого повышается надёжность, рабочий ресурс.
  2. Более высокая производительность.
  3. Меньше затрат по энергии. Такие преимущества имеет и электрический поршневой компрессор 220 В.

За и против

Аппараты имеют несколько заметных минусов:

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

Но существует и множество положительных моментов:

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

Правила устройства и безопасной эксплуатации поршневых компрессоров

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

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

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

В видео рассказывается про эксплуатацию поршневого компрессора

Пластинчато-роторные компрессоры

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

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

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

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

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

Читайте также:  ЗИЛ 131: вес, габариты, размеры, технические характеристики, расход топлива, особенности эксплуатации и применения

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

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

Что делать при поломке?

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

На видео показан один из случаев ремонта

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

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

Устройство и принцип работы поршневого насоса, компрессора

Что такое поршневой компрессор и как он работает? Это поршневой насос сжимающий газ. Если сжимается жидкость, говорят о насосе. Если сжимается какой-либо газ, то говорят о компрессоре. Принцип действия у поршневого насоса и поршневого компрессора одинаков.

  • Видео: поршневой насос – принцип работы
  • Типы поршневых компрессоров
  • Двухступенчатый поршневой компрессор
  • Видео: как работает поршневой компрессор
  • Устройство и принцип работы винтового компрессора
  • Видео: работа и устройситво винтового компрессора
  • Безмасляный компрессор
  • Видео: безмаслянные компрессоры

На рисунке показана минимальная компоновка поршневого компрессора:

  1. Впускной клапан
  2. Выпускной клапан
  3. Поршень
  4. Шатун
  5. Коленчатый вал
  6. Цилиндр

Слева показан цикл впуска газа в цилиндр. Когда поршень идет вниз, под впускным клапаном возникает разряжение. Этот клапан, прижатый к седлу пружиной, открывается (из-за разности давлений над ним и под ним). Газ всасывается в цилиндр. Справа показан цикл сжатия газа. Поршень идет вверх, сжимая газ. Под давлением закрывается впускной клапан, открывается выпускной, газ устремляется в нагнетательную трубу.

Привод компрессора может быть электрическим, бензиновым, дизельным. Соответственно, коленчатый вал получает вращение от электродвигателя или же от двигателя внутреннего сгорания, бензинового или солярочного.

Видео: поршневой насос – принцип работы

Типы поршневых компрессоров

Выше был показан самый простой компрессор одностороннего действия. Намного эффективнее компрессор двустороннего действия.

Как видим из рисунка, для всасывания и нагнетания воздуха, используется движение поршня как в одну, так и в другую сторону. Когда слева газ сжимается и соответственно нагнетается, справа идет всасывание. И наоборот. Производительность увеличивается почти в два раза. Чуть меньше, так как шток, толкающий поршень занимает некоторый объем.

Выше показаны одноцилиндровые компрессоры. Также производят двух, трех и более цилиндровые. Соответственно и мощность будет больше в два, три и более раз.

В таких агрегатах поршни ходят в противофазе. Этим достигается равномерность подачи воздуха. Также уменьшается тряска компрессора.

По расположению цилиндров бывают горизонтальные, вертикальные, угловые компрессоры.

Также различаются компрессоры по количеству ступеней сжатия. Вышерассмотренные компрессоры были одноступенчатыми. Бывают также и двух, трех и более ступенчатые.

Двухступенчатый поршневой компрессор

Воздух, сжатый в первом цилиндре, поступает в меньший по объему второй цилиндр. Там он дожимается до более высокого давления. Понятно, что двухступенчатый компрессор должен иметь два цилиндра. При сжатии газа происходит его нагрев. Поэтому сжатый газ из первого цилиндра попадает во второй через охладитель. Его изготавливают из материала быстро отдающего тепло. Чаще всего это медная трубка.

Двухступенчатый компрессор имеет более высокий КПД. Это происходит по нескольким причинам:

  • промежуточное охлаждение воздуха, делает работу компрессора более комфортной. Меньше изнашиваются трущиеся части оборудования. Например, пара поршень – цилиндр.
  • при одинаковой мощности привода, двухступенчатый компрессор на выходе дает большее давление.

Первый компрессор, созданный человеком, был поршневой. Потом появились другие виды. Самое общее деление компрессоров: объемные и динамические. В объемных компрессорах газ сжимается за счет уменьшения объема камеры. В динамических – за счет взаимодействия с лопатками ротора. К объемным, помимо поршневых компрессоров, относятся и широко распространенные винтовые компрессоры.

Видео: как работает поршневой компрессор

Устройство и принцип работы винтового компрессора

Два винта ведущий и ведомый синхронно вращаются в паре. Зубья одного входят во впадины второго. Но винты, их металлические поверхности не соприкасаются. Он расположены параллельно друг другу на валах. На этих же валах имеются шестерни, которые входят в зацепление друг с другом, что обеспечивает жесткую кинематическую связь между винтами.

Роторы (винты) вращаются навстречу друг другу. Воздух через отверстие в корпусе поступает в пространство между винтами. Ввиду того, что зазор между роторами очень мал: 0,1 – 0,3 мм, по мере вращения воздух отсекается от атмосферы и захватывается винтами. Дальнейший поворот валов приводит к уменьшению объема воздуха и значит к его сжатию. На выходе получаем высокое давление.

Вместе с воздухом впрыскивается машинное масло, которое уменьшает зазор между винтами до нуля. Кроме того, масло смазывает винты, уменьшая силы трения. Также масло забирает лишнее тепло, которое неизбежно возникает по мере сжатия воздуха.

Когда камера, образованная винтами, соединяется с выпускным отверстием, воздухомасляная смесь под давлением выбрасываются в нагнетательную линию. Далее смесь проходит через масляный фильтр, который задерживает масло и передает его обратно в систему.

Преимущества винтового компрессора перед поршневым очевидны:

  1. равномерность работы намного превосходит поршневой компрессор
  2. межремонтный период в разы больше
  3. небольшие габариты, легко монтировать
  4. КПД на 30% больше поршневых

Видео: работа и устройситво винтового компрессора

Безмасляный компрессор

На данный момент наша промышленность очень сильно нуждается в безмасляных компрессорах, которые бывают как поршневыми, так и винтовыми. В некоторых случаях недопустимо наличие масла в воздухе даже в минимальных количествах. Например, для надувания кислородной подушки. Или для заполнения кислородного баллона.

Чтобы поршневой компрессор был безмасляным, поверхность его цилиндров покрыта специальным составом, позволяющим работать без машинного масла. Также и поршень покрывается спецсоставом. Несмотря на большие достижения в области материалов, уменьшающих скольжение, время непрерывной работы безмасляного поршневого компрессора ограничено. В некоторых моделях 10 – 15 минут в час.

Видео: безмаслянные компрессоры

Чтобы винтовой компрессор выдавал сжатый воздух абсолютно без масла, оно не должно использоваться для уплотнения роторов, и охлаждения. То есть в камеру сжатия масло не впрыскивается. Чтобы такой агрегат успешно работал и не нагревался, к изготовлению винтов предъявляют повышенные требования. Степень сжатия уменьшается, по сравнению с масляными, в 3 – 4 раза.

Безмасляные компрессоры уступают масляным по всем параметрам, кроме одного – чистоте сжатого воздуха. Поэтому если покупателю не нужен абсолютно чистый сжатый газ, лучше брать масляный компрессор.

Понравилась статья? Расскажите друзьям:

Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 3 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Поршневой компрессор: устройство, характеристики, принцип работы

–

Поршневой компрессор — это устройство, предназначенное для повышения давления (сжатия) и перемещения газообразных веществ.

Назначение поршневого компрессора заключается в подаче сжатого воздуха или газа под избыточным давлением, более 0,2 – 0,3 МПа.

Электрические поршневые компрессоры, воздействующие с помощью поршня на определенный замкнутый объем воздуха в цилиндре в период нагнетания, могут создавать значительную степень сжатия при относительно ограниченной подаче воздуха или газа.

Содержание статьи

  • Принцип работы поршневого компрессора
  • Устройство
  • Характеристики компрессора
  • Регулирование подачи
  • Типы поршневых компрессоров

Поршневой компрессор обладает высоким коэффициентом полезного действия и его применение наиболее целесообразно при давлении более 1 МПа и при малой подаче.

Компрессор поршневой центробежный конструктивно и по принципу действия похож на многоступенчатый центробежный насос. Отличие заключается в том, что рабочим телом является сжимаемый газ.

Принцип работы поршневого компрессора похож на действие поршневого насоса. Отличием является то, что поршень насоса выталкивает жидкость в течение всего нагнетательного хода, а компрессор поршневой выталкивает воздух или газ лишь после того, как давление в цилиндре превысит давление в нагнетательной линии.

Принцип действия поршневого компрессора основан на совместной работе:

  цилиндра;
  поршня;
  клапана нагнетания;
  клапана всасывания;
  шатуна;
  коленчатого вала.

Всё начинается с того, что привод поршневого компрессора приводит в движение коленчатый вал. Работа поршневого компрессора состоит в подаче сжатого воздуха или газа под избыточным давлением и происходит это следующим образом.

При движении поршня вправо из крайнего левого положения всасывающий клапан k1 открыт и воздух всасывается в цилиндр. Давление на протяжении всего хода всасывания постоянно и равно атмосферному.

При ходе поршня из крайнего правого положения влево всасывающий клапан k1 закрывается и газ, замкнутый в левой полости цилиндра сжимается.

При достижении давления p2, равного давлению газа в нагнетательном сборнике, открывается нагнетательный клапан m1, и газ будет выталкиваться из цилиндра при постоянном давлении p2.

По окончании нагнетания, если принять полное опорожнение цилиндра от газа, начнется снова всасывание. При этом должно произойти мгновенное падение давления.

В зависимости от конструкции поршневые компрессоры бывают: простого и двойного действия.

Устройство поршневого компрессора

В устройство поршневого компрессора входят рабочий цилиндра и поршень, а также всасывающий и нагнетательный клапаны, расположенные обычно в крышке цилиндра.

Для сообщения поршню возвратно-поступательного движения в большинстве поршневых компрессорах имеется кривошипно-шатунный механизм с коленчатым валом. Компрессоры промышленные поршневые бывают одно и многоцилиндровые, с вертикальным, горизонтальным, V или W – образным и другим расположением цилиндров.

В зависимости от назначения различается конструкция поршневого компрессора одинарного действия (когда поршень имеет одну рабочую сторону) и двойного действия (когда поршень работает обеими сторонами).

По степени сжатия газа бывают модели одноступенчатого или многоступенчатого сжатия.

Схема работы поршневого компрессора заключается в следующем. При вращении коленчатого вала 1 соединённый с ним шатун 2 сообщает поршню 3 возвратные движения.

При этом в рабочем цилиндре 4 из-за, увеличения объёма, заключённого между днищем поршня и крышкой цилиндра 5, возникает разрежение и атмосферный воздух, преодолев своим давлением сопротивление пружины, удерживающей всасывающий клапан 9, открывает его и через воздухозаборник (с фильтром) 8 поступает в рабочий цилиндр поршневого компрессора.

При обратном ходе поршня воздух будет сжиматься, а затем, когда его давление станет больше давления в нагнетательном патрубке на величину, способную преодолеть сопротивление пружины, прижимающей к седлу нагнетательный клапан 7, воздух открывает последний и поступает в трубопровод 6. При сжатии газа в компрессоре его температура значительно повышается.

По расположению цилиндров подразделяются на горизонтальные, вертикальные и с наклонными цилиндрами.

По способу охлаждения – с воздушным и водяным охлаждением.

По числу ступеней сжатия компрессор бывает 2, 4 и 6 поршневой. При такой конструкции все цилиндры имеют одинаковый размер и процессы всасывания и сжатия воздуха происходят в каждом из цилиндров по очереди. Каждый элемент работает в противофазе.

Двухступенчатый поршневой компрессор напротив оборудуется цилиндрами разных размеров. Первая ступень сживает воздух, затем он попадает в межступенчатый охладитель, в качестве которого выступает медная трубка.

В такой трубке сжатый воздух охлаждается и сжимается ещё больше. Потом он попадает на вторую ступень и сжимается ещё больше. Достоинством такого типа установки является большой показатель КПД при меньшем расходе энергии.

Характеристика поршневого компрессора.

В зависимости от способа монтажа, который предусматривает конкретная модель обращают внимание на следующие характеристики компрессора.

Давление нагнетания – избыточное давление, которое способен обеспечить компрессор. В зависимости от модели этот параметр может достигать значения более 300 кгс/см2

Производительность поршневых компрессоров – количество всасываемого и сжимаемого газа или воздуха. Этот параметр зависит от диаметра поршня, длины хода поршня и скорости вращения вала.

Качество рабочего воздуха – такой показатель очень важен для оборудования используемого в промышленной отрасли, там где часто перекачиваемый воздух содержит примеси масла или других жидких сред.

Мощность поршневого компрессора относится в приводу конкретной модели и измеряется в килоВаттах. Отдельно такая характеристика считается редко, поскольку в подавляющем большинстве случаев покупателям интересна только производительность.

Шум является очень важной характеристикой, поскольку оборудование этого типа считается очень шумным. Этот параметр указывается в дБ. Для уменьшения показателя шума поршневой компрессор может оборудоваться специальным защитным кожухом.

Характеристика показывает, где будут использоваться поршневые компрессоры. В зависимости от конкретных показателей это могут быть:
   на компрессорных установках для сжатия воздуха – оборудования низкого давления
   поршневая компрессорная установка для сжижения газа, его разделения и транспортирования – модели среднего давления
   на установках для синтеза газов – оборудование высокого давления.

В поршневых компрессорах обычно предусматривается автоматическое регулирование производительности в зависимости от расхода сжатого газа для обеспечения постоянного давления в нагнетательном трубопроводе. Существует несколько способов регулирования.

Регулирование подачи поршневого компрессора.

Наиболее простым и удобным способом регулировать поршневой компрессор по подаче, который сразу приходит на ум является изменение частоты вращения привода вала. Однако при более глубоком анализе выясняется, что такой способ применим только в том случает, если привод поршневого компрессора осуществляется от двигателя внутреннего сгорания.

При электроприводе, как одном из наиболее распространенных в настоящее время способе привода компрессоров, регулирование изменение частоты вращения оказывается неприемлемым как с конструктивных, так и с энергетических соображений.

Если приводной двигатель работает с постоянной частотой вращения, то регулирование подачи компрессора может быть осуществлено следующими способами.

1. Регулирование за счет полного или частичного принудительного открытия всасывающих клапанов. Это приводит к полному или частичному переводу поршневого компрессора на холостой ход. При полном открытии всасывающих клапанов сжатие газа в цилиндре не происходит и засасываемый газ снова выталкивается во всасывающую трубу. Если всасывающие клапаны закрываются не полностью или только на части хода поршня, то, подача газа уменьшается. В практике предпочтительнее, как из конструктивных, так и энергетических условий, применять полное открытие всасывающих клапанов на части хода поршня.

2. Регулирование за счет перепуска газа из нагнетательного трубопровода во всасывающий. Такой перепуск может быть свободным или дроссельным. При дроссельном способе регулирования происходит более плавное изменение подачи компрессора, но без уменьшения потребляемой мощности. Поэтому в практике чаще применяется более простой и более экономичный способ – свободный перепуск с помощью байпасного вентиля.

3. Регулирование за счет установки дросселя во всасывающем трубопроводе. Установка дросселя на всасывающем трубопроводе вызывает падение давления при всасывании компрессора. Значит, при неизменном давлении нагнетания степень сжатия будет увеличиваться, а объемный КПД уменьшаться. Следовательно будет уменьшаться и подача компрессора.

4. Регулирование за счет подключения дополнительного пространства. Если крышки компрессора сделать пустотелыми и разделить полости на несколько ячеек, подключаемых к вредному пространству, или каким-либо другим способом подключить к вредному пространству некоторый регулируемый объем, то общий объем вредного пространства будет переменным. В этом случае регулирование объема вредного пространства будет заключаться в подключении или отключении части или всего дополнительного вредного пространства.

Каждый из описанных выше способов регулирования подачи компрессоров разработан и может использоваться как в ручном варианте так и автоматическим способом, с помощью различных устройств. В наше время автоматические способы регулирования показывают достаточную надежность, поэтому ручное регулирование подачи компрессоров все больше уступает место автоматическому.

Типы поршневых компрессоров

По конструктивным особенностям и принципу действия встречаются различные типы поршневых компрессоров. Большим спросом пользуются центробежные модели. Применяются также ротационные компрессоры, которые конструктивно и по способу привода сходны с центробежными машинами, однако по принципу действия (вытеснение) они относятся к поршневым машинам.

Если оборудование установлено на шасси то такая модель считается мобильной, если нет, то это стационарные поршневые компрессоры.

Масляный поршневой компрессор

К масляным поршневым компрессорам относится оборудование, в котором применяется смазка при работе цилиндров. К этому типу оборудования относятся воздушные, винтовые, судовые и др.

Принцип работы такого оборудования довольно прост. Цикл работы заключается в движении поршня. Одним движением поршень уходит из цилиндра и газ поступает в освободившийся объем, при возвращении поршня – газ сжимается, при этом сила давления растет. Пока совершается этот процесс всасывающий клапан закрывается и в работу включается клапан нагнетания, который выталкивает газ в магистраль.

Безмасляный поршневой компрессор

Безмасляные поршневые компрессоры используются тогда, когда необходима подача чистого воздуха или газа без риска попадания в них примесей смазочного материала.

Оборудования такого типа не требует масло для поршневых компрессоров, но это не значит, что оно работает без смазки. Конструктивно выполнено так, что масло не пересекается с воздушными потоками.

Первоначально это достигалось тем, что в корпусе компрессора делали специальные лабиринтные уплотнения. Такая конструкция не нашла широкого применения и в настоящее время безмасляные поршневые компрессоры комплектуются кольцами, выполненными из специальных композитных материалов.

Несмотря на особенности конструкции оборудование этого типа способно работать без ремонта более продолжительные периоды, чем компрессоры с использованием смазки цилиндров.

Вместе со статьей “Поршневой компрессор: устройство, характеристики, принцип работы” читают:

принцип работы, ремонт, замена масла


Область применения воздушных компрессоров

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

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

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

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

Как устроен и работает воздушный компрессор

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

Схема устройства

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

В состав компрессорного узла входят следующие элементы.

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

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

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

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

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

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

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

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

Принцип действия

Принцип работы поршневого компрессора можно описать следующим образом.

  1. При запуске двигателя начинает вращаться коленчатый вал, передавая возвратно-поступательные движения посредством шатуна поршню.
  2. Поршень, двигаясь вниз, создает в цилиндре разрежение, под воздействием которого открывается впускной клапан. По причине разности давлений воздуха, он начинает засасываться в цилиндр. Но перед попаданием в камеру сжатия воздух проходит через фильтр очистки.

  3. Далее, поршень начинает движение вверх. При этом оба клапана находятся в закрытом состоянии. В момент сжатия в цилиндре начинает повышаться давление, и когда оно достигает определенного уровня, происходит открытие выпускного клапана.
  4. После открытия выпускного клапана сжатый воздух направляется в ресивер.
  5. При достижении определенного давления в ресивере срабатывает прессостат, и сжатие воздуха приостанавливается.
  6. Когда давление в ресивере снижается до установленных значений, прессостат снова запускает двигатель.

Классификация по числу ступеней

От количества цилиндров и ступеней напрямую зависит КПД, производительность и рабочее давление установки – главные характеристики компрессорного агрегата. По числу ступеней устройства делятся на две категории:

  • Одноступенчатые. Воздух внутри такого устройства сжимается только один раз внутри одного цилиндра, после чего устремляется в магистраль и поступает в ресивер, откуда подается прямиком к потребителю.
  • Многоступенчатые. После сжатия в первом цилиндре воздух попадает в охладитель, где охлаждается и попадает во второй цилиндр, как правило меньшего размера, и только после этого идет в магистраль.

Большинство компрессорных установок по числу цилиндров делятся на одноцилиндровые, двухцилиндровые и трехцилициндровые. Первые широко используются в быту, а остальные два уже в промышленных задачах.

Чем больше количество цилиндров и ступеней сжатия, чем выше максимальное рабочее давление, и тем выше КПД и производительность оборудования. В многоступенчатых видах поршневых компрессоров большую роль играет эффективное охлаждение воздуха. Если его перегреть выше температуры +180°С, возникает вероятность взрыва с последующим возгоранием. Встроенный в агрегат компрессор предотвращает опасные последствия.

Распространенные неисправности и их устранение

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

Двигатель агрегата не запускается

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

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

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

Двигатель гудит, но не запускается

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

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

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

Воздух на выходе имеет частицы воды

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

  1. В помещении, где работает агрегат, повышенная влажность. Необходимо обеспечить помещение хорошей вентиляцией или установить на компрессор влагоотделитель (см. рис. ниже).

  2. Скопилась вода в ресивере. Требуется регулярно сливать воду из ресивера через сливной клапан.
  3. Неисправен водоотделитель. Проблема решается заменой данного элемента.

Падение производительности агрегата

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

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

Перегрев компрессорной головки

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

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

Перегрев агрегата

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

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

Стук в цилиндре

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

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

Стук в картере

Появление стука в картере при работе агрегата вызывается следующими поломками.

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

Снижение давления в системе при отключении питания

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

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

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

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

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

Периодическое срабатывание датчиков термозащиты

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

Воздушное охлаждение компрессора

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

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

Нестабильная работа двигателя

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

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

Реле давления для компрессора

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

Увеличенный расход воздуха

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

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

Определение производительности поршневого компрессора

В общем случае производительность поршневого компрессора является переменной величиной, зависящей от условий всасывания: давления и температуры окружающего воздуха. Поэтому, говоря о производительности, обязательно указывают условия всасывания. Для поршневых компрессоров, как правило, указывается теоретическая производительность.

Теоретическая производительность, или производительность на всасывании, равна объему, описываемому поршнем в единицу времени. Эта величина не случайно называется теоретической производительностью. Она довольно существенно отличается от реальной производительности. Дело в том, что между поршнем в крайнем верхнем положении и клапанной группой всегда имеется зазор. Зазор образует свободный объем — так называемое «вредное пространство».

После нагнетания во «вредном пространстве» всегда остается сжатый воздух. При обратном ходе поршня он расширяется и его давление уменьшается. Поэтому, всасывающий клапан открывается не сразу, а лишь после того, как давление в цилиндре понизится до давления всасывания (станет меньше атмосферного давления).

Таким образом, определенный отрезок пути поршень движется в холостую, из-за чего производительность компрессора снижается. Это снижение производительности определяется коэффициентом производительности компрессорной группы.

Обслуживание компрессора

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

Общие рекомендации производителей техники и специалистов сервисных центров звучат таким образом.

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

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

Инструкция по эксплуатации компрессора – краткое руководство использования поршневых и винтовых компрессоров -Блог

Инструкция по эксплуатации компрессора – краткое руководство использования поршневых и винтовых компрессоров -Блог

Воздушный компрессор – это сложное техническое устройство, предназначенное для подачи сжатого воздуха к пневматическим инструментам и другому оборудованию, работающему от сжатого воздуха. Надежность и длительность работы зависит не только от популярности бренда, качества применяемых материалов и комплектующих, но и от правильной эксплуатации компрессора со дня начала его работы.

В документацию, поставляемую с оборудованием, входит инструкция по эксплуатации воздушного компрессора. Это свод правил, пунктов и подпунктов, касающихся правильной установки, обслуживания и безопасной эксплуатации данного агрегата.

Основные пункты инструкции воздушного компрессора:

  • Назначение оборудования.
  • Технические характеристики.
  • Комплект поставки.
  • Детальное описание.
  • Условия и правила, требующиеся для установки.
  • Подготовка к эксплуатации.
  • Способы регулировки.
  • Техническое обслуживание.
  • Меры безопасности.
  • Основные неполадки и методы их устранения.
  • Гарантии изготовителя.

Правила инструкции могут меняться в зависимости от типа компрессора, назначения и условий его эксплуатации. Так поршневые и винтовые агрегаты сильно отличаются по конструкции и принципу действия. Но есть и общие моменты, например, правила безопасного использования воздушных компрессоров.

Инструкция эксплуатации поршневых компрессоров

 

Поршневые компрессоры сильно отличаются от винтовых. В основном это касается конструкции, принципов работы и назначения агрегатов подобного типа. Возвратно-поступательное движение, за счет которого осуществляется сжатие воздуха, имеет один существенный недостаток – сильное трение цилиндропоршневой группы. Такие механизмы сильно греются и требуют хорошего охлаждения. Это подразумевает некоторые тонкости в эксплуатации агрегатов подобного типа. Кроме того, для сглаживания сильных пульсаций необходим ресивер. Все это отражается в инструкции по эксплуатации поршневых компрессоров.

Перечень правил, запрещающих эксплуатировать промышленные компрессоры:

  • Не допускается эксплуатация оборудования без заземления.
  • Запрещается использование установок с неисправной или отключенной системой защиты.
  • Нельзя эксплуатировать неисправный агрегат.
  • Запрещается вносить изменения в электрическую или пневматическую сеть.
  • Не допускается самостоятельная регулировка клапанов, имеющих заводские установки.
  • Нельзя вносить изменения в конструкцию ресивера, нарушающие его целостность.
  • Не включать компрессор при снятом ограждении при обслуживании и ремонте.
  • Запрещается прикасаться к нагретым деталям головки, цилиндрам, ребрам охлаждения.
  • Не допускается присутствие в рабочей зоне посторонних лиц, кроме обслуживающего персонала.
  • Не хранить легковоспламеняющиеся жидкости или масла возле работающего оборудования.
  • Не допускать к ремонту и обслуживанию лиц, не прошедших инструктаж по технике безопасности.

Некоторые пункты могут быть дополнены, исходя из правил пожарной и технической безопасности предприятия, на котором используется компрессорное оборудование. 

Инструкция эксплуатации винтовых компрессоров

 

Сфера применения винтовых компрессоров значительно шире, чем их аналогов поршневых. Это заложено в их конструкцию. Такие агрегаты выдают более чистый воздух и используются в медицине, фармакологии, химической, пищевой и легкой промышленности. Инструкция для винтовых компрессоров может отражать особенности установки и эксплуатации оборудования того или иного класса.

Перечень правил по установке и эксплуатации винтовых компрессоров: 

  • Особенностями установки компрессора могут стать: климатические условия, высота над уровнем моря, температура окружающей среды, относительная влажность воздуха, наличие испарений агрессивных жидкостей и кислот.
  • Подключение к электропитанию и правила электробезопасности подразумевают: соблюдение фазности сети переменного тока, монтаж соединительных розеток, пускорегулирующей аппаратуры, проверка целостности проводки, наличие заземления.
  • Хранение и транспортировка включают: упаковку оборудования в соответствии с технической документацией, отгрузку и доставку авиационным, железнодорожным или автомобильным транспортом в соответствии с действующими техническими условиями и правилами перевозки грузов на используемом виде транспорта.
  • В ежедневное техническое обслуживание входит: проверка плотности соединения трубопроводов, уровня масла, очистка от пыли и грязи механизмов компрессора. Плановое ТО: замену масла, фильтров, натяжение ремней, слив конденсата, проверку работоспособности клапанов проводят согласно техническому регламенту используемого агрегата.

Изменения в инструкцию по эксплуатации воздушных компрессоров могут вноситься только заводом-изготовителем. Несоблюдение условий использования и нарушение сроков технического обслуживания могут привести к потере гарантийных обязательств производителя.

, общепризнано, что он должен быть двойного действия и с водяным охлаждением. Поршневые компрессоры двойного действия с водяным охлаждением предлагаются в различных исполнениях, сочетающих эффективное сжатие воздуха с долговечностью и надежностью. Однако они также тяжелые и громоздкие, что делает их относительно дорогими в установке. Как правило, они имеют более значительные неуравновешенные силы, что в сочетании с их размером требует специального основания и поддержки.

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

Винтовые компрессоры с масляным охлаждением

Рис. 1. По мере того, как ведущий и ведущий роторы вращаются внутри корпуса (вверху), темно-серый атмосферный воздух заполняет корень пилота от впускного отверстия до конца корпуса. При дальнейшем вращении охватывающий наконечник проходит через впускное отверстие, герметизируя ротор и одновременно зацепляя наконечник охватываемого ротора, чтобы начать сжатие. Как только сцепляющийся охватываемый наконечник катится достаточно далеко вниз по охватывающему корню, чтобы создать заданное давление, дальний конец охватывающего корня открывает выпускное отверстие.

Ротационно-винтовой компрессор — еще одна машина объемного типа. По аналогии с поршневым компрессором, рис. 1, охватываемый ротор подобен поршню, толкающему воздух вдоль охватывающего ротора, который подобен цилиндру. Уплотнительные планки подобны поршневым кольцам, а воздух прижимается к неподвижной торцевой пластине, похожей на дно цилиндра. Этот дизайн существует уже около 50 лет. Однако до середины 19 в.70-х годов он считался пригодным только для переносных моторных транспортных средств и маломощных электродвигателей из-за низкого КПД (отношение подачи сжатого воздуха к затратам на электроэнергию).

В 1970-х годах началась разработка двухступенчатых винтовых компрессоров для давления до 250 фунтов на квадратный дюйм. Разработка профиля ротора в 1970-х, 1980-х и начале 1990-х годов привела к тому, что винтовая конструкция с масляным охлаждением стала важным выбором в промышленных воздушных компрессорах с приводом от электродвигателя, особенно мощностью от 20 до 300 л. с.

Затем произошел значительный прорыв в конструкции винтовых блоков. Внедрение несимметричного профиля привело к повышению эффективности примерно на 15%. Это усовершенствование было достаточно значительным, чтобы сделать винтовой компрессор с масляным охлаждением конкурентоспособным среди моделей с большей мощностью для непрерывной работы. Он имеет почти такую ​​же эффективность, как одноступенчатые агрегаты двойного действия и центробежные компрессоры меньшего размера.

Двухступенчатые винтовые компрессоры могут приближаться, а иногда и равняться производительности при полной нагрузке двухступенчатых поршневых агрегатов в классе 100 фунтов на квадратный дюйм. Сегодня двухступенчатые винтовые компрессоры с масляным охлаждением часто используются в диапазоне давлений от 150 до 400 фунтов на квадратный дюйм. Они также используются для работы под давлением 100 фунтов на квадратный дюйм со значительной экономией энергии. Две ступени предлагают преимущества, связанные с более низкой степенью сжатия на ступень. Уменьшенный перепад давления на роторах сводит к минимуму прорыв газов и значительно снижает нагрузку на упорные подшипники. (Очевидно, что для двухступенчатых блоков требуется два воздушных блока, что увеличивает первоначальную стоимость.)

Уникальной характеристикой этого компрессора является то, что он охлаждается маслом. Масло, впрыскиваемое в воздушный поток, поглощает тепло сжатия при его выработке. Затем нагретое масло подается в теплообменник с воздушным или водяным охлаждением для охлаждения. Поскольку охлаждение происходит непосредственно внутри компрессора, рабочие части никогда не подвергаются экстремальным рабочим температурам. Охлаждающее масло никогда не треснет и не сгорит. Независимо от того, какая нагрузка на компрессор, внутри винтового блока нет горячих точек. В результате отсутствие износа обеспечивает бесперебойную работу и высокую эффективность. Другими словами, винтовые компрессоры с масляным охлаждением могут работать при полной нагрузке и полном давлении двадцать четыре часа в сутки, семь дней в неделю. Срок службы этого компрессора в рабочих часах и затраты на его техническое обслуживание в час будут такими же, как и при любых других условиях нагрузки.

Непрерывная работа

Наличие компрессоров с воздушным охлаждением непрерывной работы (особенно больших размеров) обеспечивает большую гибкость при их установке. Такие компрессоры можно устанавливать на любую поверхность, которая выдержит их статический вес. На многих объектах также можно значительно сэкономить на стоимости трубопроводов по сравнению с другими типами систем. Эти компрессоры подходят для концепции центральной или ведомственной компрессорной системы. Агрегаты доступны с электродвигательным и моторным приводом – на базе, на салазках, на колесах и т.д.

По сравнению с другими типами воздушных компрессоров непрерывного действия винтовые компрессоры с масляным охлаждением имеют ряд преимуществ:

  • Масляное охлаждение поддерживает внутреннюю температуру на оптимальном уровне. В результате нагнетаемый воздух относительно холодный – не более чем на 180°F выше температуры окружающей среды.
  • Воздух нагнетания чистый, без сгоревшего масла или углерода.
  • Вращающаяся конструкция позволяет работать на более высоких скоростях, особенно при больших размерах. Следовательно, большая пропускная способность достигается за счет компрессоров с физически меньшими корпусами, что обеспечивает значительную экономию площади пола и требований к фундаменту.
  • Благодаря своим компактным размерам и характерным характеристикам бесшумной работы подавить шум относительно легко. Имеющиеся в продаже модели с электродвигателем рассчитаны на уровень шума от 75 до 85 дБ на расстоянии одного метра в соответствии с кодом испытаний CAGI Pneurop.
  • Большинство моделей имеют меньше движущихся частей, и эти части работают в более идеальных условиях, что приводит к более низким температурам и меньшей вибрации.
  • Меньшее количество деталей облегчает их складирование для роторных моделей, и на машинах легче работать.

Таким образом, винтовые компрессоры с масляным охлаждением предлагают пользователям источник сжатого воздуха для непрерывной работы в аккуратном, компактном корпусе с низкой начальной стоимостью, максимальной гибкостью установки и простотой обслуживания.

Несмазываемые ротационные винтовые и кулачковые компрессоры

В дополнение к несмазываемым поршневым компрессорам, которые стали настолько распространенными с годами, существует несколько версий несмазываемых объемных кулачковых или винтовых ротационных компрессоров. Эти агрегаты называются компрессорами зазорного типа, потому что внутренние части не соприкасаются друг с другом, поэтому они не требуют смазки в камере сжатия. Охлаждение осуществляется через стенки цилиндров через водяные рубашки.

Лепестки или винты также не входят друг в друга; вместо этого они приводятся в движение некоторым типом зубчатой ​​​​передачи. Эта система привода также действует как синхронизирующая шестерня для точного поддержания соотношения профиля ротора или лопасти. Смазка для трансмиссии должна быть ограничена областью подшипников и шестерен и не должна попадать в камеру сжатия.

В этой базовой конструкции существует постоянная скорость утечки для любого фиксированного набора условий. Критические внутренние зазоры находятся между торцевыми крышками и ротором, между кулачками ротора и между наружным диаметром ротора и внутренним диаметром цилиндра. Эти зазоры в сочетании с отсутствием впрыска масла для обеспечения герметизации являются основными причинами, по которым для этих устройств требуются две ступени для обеспечения приемлемой эффективности в приложениях класса 100 фунтов на квадратный дюйм.

Поскольку это вращающиеся устройства, они обладают всеми преимуществами вращающихся устройств по сравнению с возвратно-поступательными устройствами аналогичного размера без смазки:

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

Имеют и некоторые недостатки, в зависимости от конкретного типа компрессора и его рабочего цикла:

  • более чувствительны к загрязнению входящего воздуха,
  • более низкая эффективность, что приводит к увеличению затрат на электроэнергию, и
  • любые ремонтные работы более сложны и требуют специальной подготовки, которой пользователь может не иметь или не хотеть иметь. Это означает, что ремонтные работы, вероятно, придется выполнять дистрибьютору или производителю.

Пластинчато-роторные компрессоры

Рис. 2. Типичный пластинчато-роторный компрессор имеет впрыск масла во время цикла сжатия для поглощения некоторого количества теплоты сжатия. Воздух, выходящий из пластинчатых (и винтовых) компрессоров, обычно подается в сепаратор, где удаляется жидкое масло.

Пластинчатые компрессоры с масляным охлаждением, рис. 2, работают так же, как и другие объемные компрессоры, улавливая заряд всасываемого воздуха – в данном случае между лопатками. Когда эксцентриковый ротор вращается, лопасти вдавливаются в пазы ротора, уменьшая размер ячейки, удерживающей захваченный воздух. Воздух сжимается до полного давления нагнетания, когда он достигает выпускного отверстия. Теплота сжатия отводится охлаждающим маслом, распыляемым прямо в воздух во время сжатия. Это же масло помогает герметизировать кончики лопастей.

На протяжении десятилетий пластинчато-роторные компрессоры с масляным охлаждением были популярны для непрерывной работы. Их конструкция имеет ряд уникальных характеристик:

  • легкий вес, но непрерывный рейтинг,
  • интегрированная и компактная конфигурация,
  • эффективное производство сжатого воздуха при относительно низких скоростях вращения,
  • плавная работа с небольшой вибрацией,
  • чрезвычайно тихая работа,
  • максимально холодный выпускной воздух и
  • небольшое количество быстроизнашивающихся деталей, что делает машину простой и экономичной в ремонте.

Однако одноступенчатая роторно-лопастная конструкция с масляным охлаждением имеет ограниченную производительность. Проблема заключается в изгибающем напряжении, приложенном к лопастям. Скорость, размер и вес лопастей должны быть ограничены, чтобы машина была долговечной. По этой причине пластинчато-роторные компрессоры с масляным охлаждением обычно применяются только в диапазоне мощности от 2 до 100 л.с.

Со смазкой или без смазки?

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

Компрессоры, не требующие смазки, не используют масло в винтовом блоке и, таким образом, не добавляют масла в производимый ими сжатый воздух.

Мощность и эффективность

Тормозная мощность — это входная мощность, необходимая на входном валу компрессора для определенной скорости, производительности и давления.

Мощность двигателя или л.с. — номинальная мощность первичного двигателя.

Сервис-фактор — это дополнительная мощность электродвигателя сверх его номинальной мощности, выраженная в процентах. В пределах эксплуатационного коэффициента мощность тормоза, приводящего в действие воздушный компрессор, может быть выше, чем номинальная мощность двигателя.

Энергоэффективность компрессора представляет собой отношение количества воздуха, подаваемого компрессором, к потребляемой им электроэнергии. Эффективность обычно выражается в лошадиных силах тормоза на 100 кубических футов в минуту подаваемого воздуха.

Вращающиеся винты с водяным охлаждением

Другой вариант безмасляных винтовых компрессоров представляет собой одноступенчатую конструкцию, в которой для охлаждения и герметизации роторов во время сжатия используется впрыск воды. Подшипники и ведущие шестерни смазываются маслом и герметизируются от камеры сжатия. Эти устройства обслуживают выбранный рынок и имеют особую конструкцию. В некоторых случаях необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать накопления бактерий в воде.

Динамические воздушные компрессоры

Рис. 3. Вид в разрезе одноступенчатого центробежного компрессора одностороннего входа с рабочим колесом закрытого типа. Электродвигатель привода виден слева в центре.

Динамические, или центробежные, компрессоры, рис. 3, не похожи на уже рассмотренные объемные машины, поскольку они повышают давление воздуха путем преобразования энергии его скорости в давление. Во-первых, быстро вращающиеся крыльчатки (похожие на вентиляторы) разгоняют воздух. Затем быстро движущийся воздух проходит через секцию диффузора, которая преобразует его скоростной напор в давление, направляя его в улитку.

Поскольку центробежный компрессор представляет собой массовый расход , он имеет ограниченный стабильный рабочий диапазон. Это оказывает большое влияние на экономичность эксплуатации или мощность в л.с./100 кубических футов в минуту при частичной нагрузке. Минимальные динамические характеристики центробежных двигателей могут варьироваться от 20 до 30 % от полной нагрузки в зависимости от конструкции рабочего колеса, количества ступеней и т. д. компрессор – из-за физических и экономических ограничений – поэтому строятся двух-четырехступенчатые агрегаты, включающие от одного до трех промежуточных охладителей с водяным охлаждением. Охлаждение воздуха между ступенями снижает мощность, необходимую для дальнейшего сжатия воздуха, что повышает эффективность работы. На самом деле промежуточное охлаждение может позволить достичь желаемого сжатия за меньшее количество ступеней.

Центробежный компрессор определенно предназначен для непрерывного режима работы, поскольку его срок службы не зависит от работы с полной нагрузкой. Тем не менее, это также относительно чувствительная машина, поскольку она работает на высоких скоростях — часто до 50 000 об/мин. Факторами окружающей среды, влияющими на расход, являются высота над уровнем моря, температура воздуха на входе и относительная влажность воздуха на входе. Срок службы агрегата этого типа в первую очередь определяется количеством захваченных жидкостей и твердых частиц, поступающих в агрегат на входе, а также качеством охлаждающей воды. Как и во всех машинах, правильная установка и техническое обслуживание имеют решающее значение для эффективного производства сжатого воздуха и достижения удовлетворительного срока службы.

Когда объекту требуется непрерывная подача большого объема (от 2000 до 25000 кубических футов в минуту) несмазанного воздуха, центробежный компрессор является одним из лучших вариантов. Фактически, это единственный выбор для двигателей мощностью более 1000 л.с. Подходит ли он лучше всего для установки — это еще один вопрос, на который нужно ответить после анализа условий работы. В любом случае, при правильном применении, установке и обслуживании центробежный компрессор является надежным и непрерывным источником сжатого воздуха.

Преимущества и недостатки

Изучив комментарии к воздушным компрессорам в этой статье, один вывод совершенно очевиден: каждая конструкция имеет свои преимущества и недостатки, которые должны соответствовать конкретному применению. Таблица на этой странице суммирует ряд факторов выбора для наиболее распространенных базовых конструкций. Другие факторы, такие как качество воздуха и требования к установке, трудно поддаются количественной оценке. Неизбежный фактор затрат – первоначальный, эксплуатационный и техническое обслуживание – отмечен вместе с ними в следующем тексте.

Двустороннего действия с возвратно-поступательным движением – Преимущества: высочайший КПД, максимальный срок службы, возможность обслуживания в полевых условиях. Недостатки: высокая начальная стоимость, высокая стоимость установки, высокая стоимость обслуживания.

Маслонаполненный, одноступенчатый вращающийся винт – Преимущества: низкая начальная стоимость, низкие затраты на техническое обслуживание, компактная конструкция. Недостаток: низкая эффективность.

Маслозаполненный двухступенчатый вращающийся винт – Преимущества: более высокая эффективность, простая конструкция, такие же низкие затраты на техническое обслуживание. Недостаток: более высокая начальная стоимость.

Безмасляный вращающийся винт – Преимущества: высококачественный воздух, умеренная эффективность, простая конструкция. Недостаток: более высокая начальная стоимость.

Центробежный – Преимущества: единственный доступный тип мощностью выше 600 л.с., высококачественный воздух, умеренная эффективность, более длительный срок службы, чем у других роторных двигателей. Недостатки: более высокая начальная стоимость, необходимость водяного охлаждения, поток воздуха чувствителен к изменениям условий окружающей среды.

Важность контроля производительности

Многие программы сохранения сжатого воздуха со стороны спроса нацелены на такие проблемы, как:

  • выявление и устранение утечек воздуха,
  • устранение открытой продувки,
  • ремонт неисправных конденсатоотводчиков и
  • управление всеми потенциальными ненадлежащими видами использования.

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

При эффективной работе средства управления разгрузкой компрессора должны:

  • приводить подачу воздуха в соответствие с потребностью,
  • устранить или свести к минимуму избыточное давление в системе,
  • поддерживать необходимое минимально допустимое давление в операционной системе,
  • снизить стоимость потребляемой мощности до оптимальной точки, пропорциональной потребности в воздушном потоке, а
  • отключить ненужные воздушные компрессоры и снова включить их, когда это необходимо.

Независимо от типа воздушного компрессора принципы работы регуляторов производительности можно разделить на несколько основных категорий. (Обратите внимание, что некоторые из них будут работать только с определенными типами компрессоров.) Ниже приведены описания этих категорий с некоторыми плюсами и минусами каждой из них.

Автоматическое управление старт-стоп – Это управление просто автоматически запускает и останавливает электродвигатель или привод. Он может работать с любым типом компрессора. Реле давления обычно выполняет эту функцию, отключая двигатель при верхнем пределе давления и перезапуская его при минимальном давлении в системе.

Pro: воздушный компрессор работает в двух наиболее эффективных режимах: при полной нагрузке и при выключенном .

Минусы: большинство электродвигателей переменного тока могут выдержать только конечное число пусков в течение заданного периода времени, в основном из-за накопления тепла. Это ограничивает применение автоматического управления пуском и остановом, особенно для двигателей мощностью от 10 до 25 л.с.

Против: компрессор должен работать выше минимального давления в системе, чтобы поддерживать это давление.

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

Регуляторы непрерывной работы (ступенчатого типа) – С помощью этих регуляторов привод или электродвигатель работает непрерывно, пока воздушный компрессор каким-то образом разгружен, чтобы обеспечить соответствие подачи спросу. Давление в системе обычно управляет устройством разгрузки. Регуляторы непрерывного действия можно разделить на ступенчатые или модулирующие.

Наиболее распространенным является двухступенчатое управление, при котором впускное отверстие компрессора либо полностью открыто, либо полностью закрыто. Во всем рабочем диапазоне компрессор работает с полной нагрузкой (или с полным расходом) от заданного минимального давления (или точка нагрузки ) до заданного максимального давления (или точка без нагрузки). В последнем случае регулятор полностью перекрывает поток воздуха. Затем агрегат работает без расхода и на полном холостом ходу до тех пор, пока давление в системе не упадет до точки нагрузки. После этого управление сразу переходит на полную производительность. Реле давления обычно приводит в действие двухступенчатое управление, которое может быть либо основным управлением, либо частью системы двойного управления практически на каждом типе воздушного компрессора. (Некоторые поршневые компрессоры могут быть оснащены 3- и 5-ступенчатым управлением. )

Pro: компрессор работает в двух наиболее эффективных режимах — при полной нагрузке и при полном холостом ходе — что обеспечивает минимально возможную стоимость входной мощности. Полный холостой ход при минимальной входной мощности достигается почти сразу, за исключением винтовых компрессоров со смазкой или охлаждением смазкой.

Минусы: как правильный трубопровод, так и достаточное хранение воздуха необходимы, чтобы обеспечить достаточное время простоя в диапазоне рабочего давления для получения значительной экономии энергии.

Минусы: при неправильном применении двухступенчатого управления не только мало или совсем нет экономии затрат на электроэнергию, но и короткие циклы (т. части.

Против: слишком большое противодавление в соединительной системе может привести к короткому циклу или неэффективной разгрузке.

Минусы: при нагрузках от 85% до 95% ступенчатые регуляторы потребляют некоторую дополнительную мощность, потому что они должны сжиматься на полную мощность до более высокого давления только для того, чтобы удерживать более низкое проектное давление в системе.

Регуляторы непрерывного действия (модулирующие) – Эти регуляторы очень точно согласовывают подачу и потребность во всем диапазоне рабочего давления. Большинство из них включают в себя какой-либо тип регулятора, который фактически преобразует диапазон регулирования рабочего давления в диапазон пропорциональности. Если давление в системе колеблется всего на 1 фунт на кв. дюйм, модулирующее управление немедленно уменьшает или увеличивает расход пропорционально, в зависимости от сигнала. (Эта система управления обычно устанавливается только на винтовых и центробежных компрессорах со смазочным охлаждением.)

Pro: минимальное заданное давление в системе потребляет наибольшую мощность. По мере того, как потребность системы падает, давление растет, поток сокращается, а также падает энергопотребление. Это приводит к экономии при более высоком спросе (и является противоположностью двухэтапной разгрузке, когда потребляемая мощность фактически увеличивается по мере падения системного спроса).

Pro: более эффективен при высоких нагрузках.

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

Pro: эффективная работа не зависит от объема памяти.

Против: обычно менее эффективен при низких нагрузках.

Против: слишком большое противодавление в соединительном трубопроводе может привести к тому, что несколько блоков будут работать с частичной нагрузкой, тогда как один или несколько могут быть отключены.

Органы управления для винтовых винтов

В настоящее время наиболее часто используемым в отрасли воздушным компрессором мощностью более 30 л.с. является винтовой компрессор со смазочным охлаждением. Значительное количество (от 80% до 85%) этих компрессоров используют ту или иную форму модулирующего управления в качестве основного управления разгрузкой или в качестве части верхнего диапазона двойного управления. Два типа этих органов управления для винтовых компрессоров с впрыском масла: с дроссельным впуском и с переменным рабочим объемом .

При дроссельном впускном клапане впускной клапан компрессора открывается или закрывается, чтобы согласовать подачу и потребность, определяемые регулятором давления. Впускной клапан постоянно модулирует и немедленно реагирует на любое изменение измеряемого давления в системе. По сути, пропускная способность регулируется путем ограничения поступления воздуха. Регулятор поддерживает постоянное давление в системе с минимальным движением клапана при любой заданной устойчивой потребности системы.

Pro: плавное, нециклическое управление давлением в системе упрощается для силовой передачи и большинства других компонентов.

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

Pro: цикл не будет коротким, независимо от емкости хранилища и/или трубопровода.

Pro: прост в эксплуатации и обслуживании.

Pro: обычно приводит к меньшему уносу смазки в смазанных узлах.

Con: относительно неэффективен при нагрузках ниже 60%.

Против: необходимо преодолеть противодавление, чтобы достичь полной производительности.

Против: мгновенная реакция может заставить машину остановиться и разгрузиться, даже если поток необходим для базовой нагрузки.

Против: чувствительность и быстрота реакции делают правильное управление трубопроводом и противодавлением необходимым для оптимальной работы. (Примечание: это верно для всех типов управления разгрузкой.)

Регуляторы с переменным рабочим объемом

Все эти средства управления для винтовых компрессоров согласовывают производительность с потребностью путем изменения или регулирования эффективной длины объема сжатия ротора. Давление на входе остается неизменным на протяжении всего диапазона, а степень сжатия остается относительно стабильной. Этот метод снижения расхода без увеличения степени сжатия имеет преимущество по мощности перед модуляционным и/или двухступенчатым управлением в рабочем диапазоне от 50% до полной нагрузки.

Двумя наиболее распространенными из этих средств разгрузки являются спиральный клапан высокого подъема и тарельчатый клапан. Оба метода открывают или закрывают выбранные порты в цилиндре компрессора, тем самым изменяя точки запирания. Эти порты расположены в начале цикла сжатия, где давление очень низкое. Их открытие даже на небольшую величину предотвращает возникновение сжатия до тех пор, пока наконечник ротора не пройдет через кожух отверстия цилиндра, разделяющий порты. Это эффективно уменьшает захваченный объем сжимаемого воздуха и, следовательно, мощность, необходимую для его сжатия.

Pro: очень эффективная работа при частичной нагрузке от 50% до 100%.
Pro: поддерживает заданное давление при минимальном давлении в системе. Плюсы: очень отзывчивый.
Минусы: при более высоких нагрузках некоторые агрегаты теряют эффективность из-за повышенных утечек.
Минусы: механизм сложный.
Против: по-прежнему необходимо использовать двухступенчатую модуляцию или модуляцию в более низком рабочем диапазоне.

Приводы с регулируемой скоростью

Приводы с регулируемой скоростью (VSD) регулируют скорость первичного двигателя. Теоретически кривая разгрузки компрессоров с приводом от преобразователя частоты очень привлекательна. В зависимости от типа компрессора, модели, условий и т. д. разгрузка может быть практически оптимальной в пределах от 50% или 60% до 90 % нагрузки, то есть: 75 % мощности может обеспечить расход, близкий к 75 %. Турбины и двигатели с переменной скоростью доказали свою эффективность в течение многих лет на всех типах компрессоров. Эти приводы поддерживают давление в системе на минимальном заданном уровне и будут модулировать обратно, как только измеренное давление в системе повысится.

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

На протяжении многих лет многие частотно-регулируемые приводы успешно устанавливались на винтовые компрессоры со смазочным охлаждением, но есть некоторые проблемы, которые ограничивают их экономию по стоимости и общей производительности, особенно при модернизации. Во-первых, конструкция некоторых винтовых компрессоров приводит к падению эффективности при скорости ниже полной нагрузки. Во-вторых, изменение скорости может привести к проблемам с усилением гармоник, которые не учитывались при исходной расчетной скорости. В-третьих, у самого двигателя могут быть проблемы с эффективностью в нижней части диапазона скоростей, возможно, из-за недостаточного отвода тепла и недостаточной охлаждающей способности. Компрессоры с воздушными головками, разработанными специально для частотно-регулируемых приводов, устранят или сведут к минимуму многие из этих потенциальных проблем.

Реактивно-реактивные преобразователи частоты

Другим предлагаемым типом преобразователей частоты является релейно-реактивная система. Это электрическое управление преобразует стандартный 3-фазный переменный ток в 2-фазный постоянный ток. Выпрямленное переменное напряжение подается на батарею конденсаторов, где оно увеличивается до 600 В постоянного тока и сохраняется. Затем банк подает мощность, необходимую для каждой фазы бесщеточного двигателя, устраняя импульсные токи в основном источнике питания. Бесщеточный двигатель обладает способностью выдерживать неограниченное количество пусков и остановов в час, поскольку отсутствие скачков пускового тока обеспечивает низкую рабочую температуру.

Настоящим применением любой компрессор с частотным преобразователем должен быть в качестве подстроечной машины, а не в качестве блока базовой нагрузки воздушной системы предприятия.

Куда поставить

Промышленные воздушные компрессоры представляют собой прочные машины, которые будут работать в неблагоприятных условиях, но всегда рекомендуется обеспечивать надлежащие условия эксплуатации для обеспечения максимальной надежности при минимальных эксплуатационных расходах. Традиционно компрессоры располагали в отдельных помещениях, чтобы изолировать их шум. Такие места сегодня почти обязательны для соответствия требованиям OSHA. Тем не менее, по-прежнему важно, чтобы компрессорная комната имела соответствующий фундамент (особенно для поршневых машин), а также достаточное пространство, чтобы машина была легко доступна для осмотра и обслуживания. Лестницы и подиумы могут облегчить эти процедуры на более крупных компрессорах.

В идеале компрессорная должна быть чистой и сухой. Вспомогательное оборудование, трубопроводы и электропроводка должны располагаться так, чтобы они не мешали плановым проверкам. Приборы должны быть расположены в пределах видимости операторов.

 

 

Частичная сводка факторов выбора воздушного компрессора – рабочее давление 100 фунтов на кв. дюйм
Тип Вместимость в станд. куб.футах в минуту лошадиных сил Охлаждающая среда Смазка
Поршневой <1 до 3018 <1 до 600 <100 л.с. - воздух
>75 л.с. – Вода		 Для некоторых моделей
Одноступенчатый,
смазываемый поворотный		 от 14 до 3000 от 5 до 700 Воздух или вода Да
Двухступенчатый,
смазываемый поворотный		 от 560 до 3100 от 100 до 600 Воздух или вода Да
Сухой ротационный от 75 до 4 200 от 40 до 900 Воздух или вода №
Центробежный от 400 до 25 000 от 125 до 6000 Только вода №

Применимость регуляторов разгрузки воздушного компрессора
Тип
контроль		 Смазочное охлаждение
поворотный винт		 Безмасляный
поворотный винт		 Поршневой
(одностороннего действия)		 Поршневой
(двойного действия)		 Центробежный
Автоматический старт-стоп Да Да Да Да Да
Двухступенчатый
Трех и пятиступенчатый		 Да
№		 Да
№		 Да
№		 Да
Да		 Да (двойной)
№
Дроссельный вход
Переменный рабочий объем		 Да
Да		 №
№		 №
№		 №
№		 Да
н/д
Переменная скорость Да № № № №

 

 

Эта информация была предоставлена ​​Хэнк ван Ормер, президент Air Power USA, Пикерингтон, штат Огайо.

Для получения дополнительной информации нажмите здесь.

Скачать эту статью в формате .PDF
Этот тип файла включает в себя графику и схемы высокого разрешения, если это применимо.

10 видов медицинских устройств, работающих на компрессорах

10 видов медицинских устройств, работающих на компрессорах

3

АКЦИИ

Компрессоры нашли применение в нефтегазовой промышленности, то же самое можно сказать о медицинской, фармацевтической и стоматологической промышленности. Чего большинство людей не знает, так это того, насколько распространены компрессоры в медицинских устройствах.

Функциональность различных типов медицинских устройств в значительной степени зависит от компрессоров.

Эти машины обеспечивают чистоту воздуха для дыхания вокруг пациента, отсутствие пыли, влаги и масла.

Таким образом, они нацелены на цель отрасли по чистоте и точности.

Независимо от того, является ли это медицинским устройством, предназначенным для наблюдения за состоянием здоровья пациента, диагностики, анализа или стерильности, в каждом случае можно использовать систему сжатого воздуха.

Что такое компрессоры?

Компрессоры представляют собой механические устройства, способ работы которых повышает давление газа при одновременном уменьшении его объема.

Их применение в медицинской и стоматологической промышленности может способствовать укреплению здоровья пациентов, поскольку они стремятся обеспечить чистый и не содержащий масла воздух даже в грязной и грязной среде.

Полученный воздух медицинского назначения не содержит токсичных или легковоспламеняющихся примесей; однако эти устройства доступны только в медицинских устройствах с пневматическим приводом.

Их также можно использовать для стерилизации инструментов, используемых в стоматологических операциях, и для сохранения лекарств во время производства и упаковки. Компрессоры обычно используются в следующих медицинских учреждениях:

  • Больницы
  • Клиники
  • Хирургические центры
  • Лаборатории

В связи с этим безмасляные компрессоры нашли более широкое применение в этом секторе промышленности.

Что такое безмасляные компрессоры?

Как следует из самого термина, безмасляные компрессоры полностью очищают воздух от масла и других загрязняющих веществ, которые могут нанести вред здоровью пациента.

Производимый воздух соответствует стандартам чистоты воздуха Международной организации по стандартизации (ISO) и имеет сертификат класса 0.

В связи с этим использование данного типа компрессора гарантирует, что дополнительная система фильтрации масла не потребуется.

В последнем случае компрессор с масляной смазкой может быть более дорогим в эксплуатации и обслуживании.

Также следует подумать о стоимости обработки сжатого воздуха и обслуживания масла, и любой из них может потребоваться несколько раз в год.

Характеристики безмасляных компрессоров
  • Низкий уровень шума
  • Коррозионностойкий
  • Низкое энергопотребление
  • Установка недорогая
  • Низкие рабочие температуры
  • За исключением легковоспламеняющихся и токсичных загрязнителей в воздухе для медицинских целей

Типы медицинских устройств, использующих безмасляные компрессоры

Существуют различные типы медицинских устройств, использующих безмасляные компрессоры, и это оборудование, используемое в фармацевтической и стоматологической промышленности.

Соответственно, инструменты, в которых используются эти механические устройства:

  • Хирургические инструменты
  • Мониторы артериального давления
  • Анализаторы крови
  • Небулайзеры
  • Концентраторы кислорода
  • Генераторы азота
  • Респираторы
  • Стоматологические воздушные компрессоры
  • Сиденья для ванн
  • Кресельные подъемники

1. Хирургические инструменты:

Инструменты, используемые для сверления, прокалывания или рассечения, используют сжатый воздух для удаления из них избыточного воздуха.

Хотя их обычно очищают с помощью механических моющих средств, избыточная влага все же может повлиять на их способность эффективно сохнуть.

Некоторые примеры этих инструментов, использующих сжатый воздух:

  • Люмен
  • Зубные щетки
  • Катетер для лапароскопической аспирации

2. Мониторы артериального давления:

Компрессоры в этих медицинских устройствах точно и последовательно отслеживают показатели жизнедеятельности человека, чтобы исключить возможность ошибки в помещении.

Персонал контролирует следующие показатели жизнедеятельности каждые 15–30 минут:

  • Артериальное давление
  • Температура тела
  • Частота сердечных сокращений
  • Частота дыхания

В случае артериального давления пациента манжета в начале каждого измерения накачивается компрессором.

Кроме того, компрессор должен обеспечивать поток воздуха 25 CFM (кубических футов в минуту) и давление до 10 PSI (фунт-сила на квадратный дюйм).

3. Анализаторы крови:

Анализаторы биохимического анализа крови, такие как гематологические анализаторы, представляют собой компьютеризированные устройства, которые позволяют медицинским работникам проводить анализ крови пациента для получения информации.

В анализаторе крови данные могут относиться к числу:

Красные и белые кровяные тельца

  • Уровни гематокрита
  • Гемоглобин
  • Тромбоциты в образце крови

Когда это сделано, лечение можно проводить быстро и точно, поскольку можно установить и контролировать основную причину заболевания.

Компрессоры находят свое применение в этих машинах, так как воздух должен перемещать приборы и флаконы в процессе анализа.

4. Небулайзеры:

Небулайзер — это инструмент, который позволяет вдыхать лекарства, выделенные из жидкости, в самые отдаленные части легких, что, как считается, дает максимальную пользу.

Это оборудование оснащено компрессором, камерой распылителя и мундштуком или маской для лица.

Компрессор прокачивает поток воздуха через жидкое лекарство, что позволяет ему проходить через клапаны камеры к мундштуку.

Таким образом, пациенты, страдающие респираторными заболеваниями, такими как муковисцидоз, хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) и астма, часто нуждаются в вдыхании лекарства.

Обычно используемые небулайзеры включают:

  • Ультразвуковые небулайзеры, также называемые аэрозвуковыми небулайзерами
  • Компрессорные небулайзеры, также называемые поршневыми небулайзерами

Помимо вдыхания стандартных лекарств, прописанных врачами, многие пациенты с астмой могут включать в свой распорядок пробиотики в дополнение к употреблению наркотиков. Считается, что пробиотики помогают им, уменьшая тяжесть симптомов. Однако это не делается без консультации врача. Кроме того, всегда рекомендуется, особенно для пациентов с астмой, читать обзоры брендов, пробиотики которых они намереваются приобрести (даже те, которые рекомендуют врачи), такие как отзывы покупателей Activated You. Это может дать им лучшее представление о том, безопасны ли добавки для них. Это потому, что им нужно знать, может ли это вызвать аллергию или сыпь; или любые другие побочные эффекты в будущем.

5. Кислородные концентраторы:

Как правило, специалисты в области здравоохранения (для справки посетите https://gwinnettlung.com/), которые диагностируют пациентов с заболеваниями легких, такими как астма, муковисцидоз и хронический бронхит. обычно могут назначать кислородные концентраторы для лечения этих конкретных проблем после различных тестов и наблюдений.

В этих машинах используется компрессор для повышения содержания кислорода в воздухе с 21% до 85 или 90%.

Процессы, связанные с отделением кислорода от азота:

  1. Концентратор машины забирает воздух снаружи
  2. Воздух сжимается и охлаждается для предотвращения перегрева
  3. Кислород проходит через молекулярное сито, в то время как цеолитные минералы улавливают азот
  4. Затем кислород подается в носовую трубку или лицевую маску пациента

6. Генераторы азота:

Это системы, которые работают в обратном направлении, используя принцип адсорбции при переменном давлении (PSA) для преобразования сжатого воздуха в сухой газообразный азот.

Обычно атмосферный воздух состоит из 78 % азота и 21 % кислорода, поэтому может потребоваться разделение воздуха для производства газообразного азота для медицинских целей.

Азот с уровнем чистоты от 99% до 99,95% затем поступает в приборы с одной или несколькими базами.

В фармацевтической промышленности, например, азот может использоваться для упаковки продуктов и предотвращения взрыва при работе с мелкодисперсными материалами.

7. Респираторы (вентиляторы):

Медицинские респираторы или аппараты искусственной вентиляции легких для искусственной подачи воздуха в легкие пациента и из них.

В связи с этим они должны подавать 100-процентно чистый воздух с нужным давлением для пациентов, чтобы они чувствовали себя комфортно.

В качестве альтернативы пациенту может быть проведена электрокоагуляция или лазерная процедура, требующая хирургической маски.

Кроме того, респираторы также можно использовать в местах, где в воздухе присутствуют экстремальные частицы, для защиты человека с респираторными заболеваниями.

Респиратор обычно состоит из:

  • Набор клапанов и трубок
  • Снабжение воздухом и кислородом
  • Резервуар со сжатым воздухом
  • Одноразовый или многоразовый контур пациента

8. Стоматологические воздушные компрессоры:

Эти медицинские устройства часто используются во время стоматологических процедур благодаря их способности сжимать, очищать, осушать и сохранять воздух.

Затем воздух может питать:

  • Наконечник
  • Очистители для рук
  • Некоторые функции стоматологических центров

Еще одно применение компрессоров в этом аспекте – стоматологические тележки, на которых размещается ряд инструментов, которые стоматологу понадобятся во время стоматологических процедур.

Тележки снабжены сжатым воздухом, а также вакуумом, который помогает получать необходимый воздух из стационарных систем, установленных в подвале.

9. Сиденья для ванн:

Сиденья для ванн обеспечивают не только комфорт и безопасность, но и удобство входа в ванну и выхода из нее.

Это чрезвычайно упрощает жизнь для тех, кто испытывает трудности при ходьбе или является инвалидом.

В этом случае легкое пластиковое сиденье использует сжатый воздух, что позволяет поднимать и опускать его с помощью надутых сильфонов.

10. Кресельные подъемники:

Кресельные подъемники также снабжены сжатым воздухом, что позволяет пациенту встать практически без усилий и с чьей-либо помощью.

Когда они встают, стул мягко поднимается вперед, а когда они садятся, стул мягко отодвигается назад.

Заключение

Различные типы медицинских устройств, описанных выше, в значительной степени зависят от компрессоров, повышающих уровень их функциональности.

Больницы и медицинские учреждения стали полагаться на них в обеспечении своих пациентов чистым и сухим воздухом.

Более того, мир может развиваться и оцифровываться, но есть несколько случаев, когда механические устройства такого рода необходимы для улучшения здоровья пациента, а также для предотвращения причинения вреда в долгосрочной перспективе.

3 типа воздушных компрессоров

Во многих отраслях промышленности воздушные компрессоры необходимы. Но выбрать правильный воздушный компрессор для вашего объекта немного легче сказать, чем сделать. На рынке есть несколько воздушных компрессоров, и все они предназначены для разных целей. Первым шагом к выбору подходящего воздушного компрессора для вашего применения является понимание трех основных типов воздушных компрессоров, наиболее используемых сегодня. Вот всесторонний взгляд на 3 типа воздушных компрессоров, как они работают и для чего используются.

Наиболее распространенные воздушные компрессоры объемного типа. Несмотря на то, что существует несколько различных типов объемных воздушных компрессоров, все они в целом работают одинаково. Полость внутри машины всасывает и хранит воздух. Затем рабочие компоненты воздушного компрессора медленно сжимают воздух в этой полости, увеличивая давление воздуха и потенциальную энергию.

Поршневой воздушный компрессор является одним из самых популярных типов объемных воздушных компрессоров. Поршневые воздушные компрессоры используют поршень с цилиндром для сжатия воздуха в замкнутом пространстве. По мере уменьшения объема воздуха давление увеличивается.

Поршневые воздушные компрессоры:

  • Воздушное или водяное охлаждение
  • Доступен как со смазкой, так и без смазки
  • Доступен в широком диапазоне различных давлений и объемов

Области применения поршневых воздушных компрессоров включают:

  • Небольшие строительные площадки
  • Мастерские
  • Приложения, в которых они не используются постоянно

Поршневые воздушные компрессоры не предназначены для непрерывной работы. Они лучше всего подходят для небольших рабочих площадок и приложений с более длительным циклом.

02. Ротационно-винтовые воздушные компрессоры

Другим популярным типом воздушных компрессоров являются винтовые компрессоры. Это еще один воздушный компрессор объемного типа, но он сжимает воздух немного иначе, чем поршневой компрессор. Винтовой воздушный компрессор имеет два внутренних ротора, которые вращаются в противоположных направлениях. Когда они вращаются, воздух попадает в ловушку между роторами, что создает давление внутри корпуса компрессора.

Винтовые воздушные компрессоры:

  • Доступны во многих конфигурациях. Спиральные лопастные маслозаполненные и одноступенчатые спиральные являются наиболее популярными вариантами.
  • Имеют масляное охлаждение с помощью маслоохладителей с водяным или воздушным охлаждением.
  • Предназначен для непрерывного использования
  • Диапазон мощности от 5 до 350 л. с.

Области применения винтовых воздушных компрессоров:

  • Крупные производственные предприятия
  • Крупные строительные площадки
  • Любая операция, требующая непрерывной подачи сжатого воздуха

Винтовые воздушные компрессоры идеально подходят для крупных промышленных предприятий, поскольку, в отличие от поршневых воздушных компрессоров, они предназначены для непрерывной работы. Они не очень хорошо подходят для небольших приложений, так как постоянный запуск и остановка повреждают машину.

03. Центробежный воздушный компрессор

Третий тип воздушного компрессора – это центробежный воздушный компрессор. Этот воздушный компрессор является динамическим воздушным компрессором, а не объемным компрессором. Центробежные воздушные компрессоры основаны на передаче энергии от вращающегося рабочего колеса воздуху.

Рабочее колесо представляет собой диск с радиальными лопастями, который с силой вращается внутри цилиндра. Когда крыльчатка вращается, воздух внутри компрессора набирает скорость и затем проталкивается через диффузор, где создает давление и перемещается в конденсатор. Этот метод сжатия означает, что центробежные воздушные компрессоры наиболее эффективны, когда они работают на высоких скоростях или почти на полную мощность.

Центробежные воздушные компрессоры:

  • Непрерывный поток сжатого воздуха
  • Безмасляные по своей конструкции. Шестерня с масляной смазкой отделена от воздуха уплотнениями вала и атмосферными клапанами.
  • Относительно неприхотливы в обслуживании, так как не требуют большого контакта между внутренними и вращающимися частями.
  • Может подавать большое количество сжатого воздуха с помощью относительно небольшой машины
  • Может достигать около 1000 л.с.

Области применения центробежных воздушных компрессоров включают:

  • Чувствительные области применения, требующие высочайшего стандарта безмасляного воздуха
  • Крупные промышленные установки, требующие непрерывной подачи большого количества сжатого воздуха

Центробежные воздушные компрессоры обеспечивают непрерывный поток воздуха через компрессор.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *