Устройство компрессора воздуха

Устройство компрессора воздуха

Компрессоры — это устройства, предназначенные для сжатия разнообразных рабочих сред до определенного давления. В современной промышленности применяют кислородные, азотные, фреоновые и другие агрегаты. Но наибольшее распространение получило оборудование, которое производит сжатый воздух. Такие установки применяют во всех отраслях промышленности, а также в энергетике, строительстве, авторемонте, фармакологии, медицине и других направлениях деятельности.

Важно отметить, что эффективность агрегата напрямую зависит от того, насколько он соответствует конкретным условиям эксплуатации. А это значит, что перед покупкой следует изучить устройство компрессора и его характеристики. Это позволит сделать правильный выбор и приобрести ту установку, которая максимально полно отвечает потребностям того или иного предприятия.

Особенности оборудования

Современные производители предлагают потребителям широчайший модельный ряд техники. Поэтому прежде чем говорить о том, как устроен воздушный компрессор, отметим, что установки значительно различаются по конструкции, техническим характеристикам, принципу действия и другим особенностям. Так, к примеру, агрегаты можно классифицировать по таким признакам, как:

• Тип привода. Наиболее распространены дизельные и электрические устройства, причем последние также делятся на два вида — с питанием от сети 220 и 380 вольт.
• Конструкция блока, в котором происходит сжатие воздуха. По данному признаку различают поршневые и винтовые компрессоры.
• Давление в системе. В зависимости от мощности и устройства, компрессоры могут сжимать воздух как до 8-10, так и до 100 и более атмосфер.

Что касается других отличий, то к их числу стоит отнести тип охлаждения, производительность, область применения и т.д. Логично предположить, что в каждом случае конструкция агрегата будет различаться. А это значит, что без уточнения деталей нельзя ответить на вопрос о том, как устроен воздушный компрессор. Именно поэтому ниже мы приводим только базовое строение механизма, которое в зависимости от модели может быть дополнено теми или иными деталями и узлами.

Конструкция оборудования для производства сжатого воздуха

Итак, основными конструкционными элементами компрессора являются:

• Двигатель. Как мы уже отмечали выше, агрегаты оснащают электродвигателями и ДВС (бензиновыми и дизельными). Среди бытовых и полупрофессиональных моделей широко распространены установки, работающие от сети напряжением 220 вольт. Если же говорить о промышленном применении, то здесь наиболее востребовано дизельное оборудование, а также компрессоры, предназначенные для подключения к сети 380 вольт. И только в ограниченном числе случаев используют турбины, которые работают на газе или паре.
• Блок сжатия воздуха. Данный узел может быть как поршневым, так и винтовым. Кроме того, для некоторых отраслей промышленности можно купить компрессоры мембранного, роторно-пластинчатого, шестеренчатого и других типов. Но поскольку их используют довольно редко, мы остановимся подробнее только на двух разновидностях:

Остались вопросы по устройству компрессоров, предназначенных для сжатия воздуха? Специалисты нашей компании готовы подробно рассказать обо всех особенностях бытовых и промышленных установок. Чтобы получить консультацию, достаточно связаться с нами по телефону, указанному на сайте.

Подготовлено: Елизавета Семёнова

Комплектация оборудования должна соответствовать требованиям заказчика и условиям предстоящей эксплуатации. В зависимости от этого устройство компрессорной станции включает ряд обязательных и вспомогательных элементов и систем.

Устройство и принцип работы воздушного поршневого компрессора

Один из самых первых типов компрессорной установки, которую стали широко применять в различных видах деятельности стал поршневой воздушный компрессор.

Данный вид компрессоров является на сегодняшний день наиболее популярным благодаря простому принципу действия, надежной конструкции и низкой цене. Классическая конструкция такого компрессора являет собой металлический корпус, оснащенный цилиндром.

Также в оснащение воздушного поршневого компрессора входит поршень, выполненный с небольшим зазор и два клапана, один из которых является всасывающим, а второй выполняет питательные функции.

Классификация поршневых компрессоров

• По способу действия компрессора: простого и двойного действия;
• По количеству цилиндров в работе: одноцилиндровые и многоцилиндровые ;
• По способу сжатия: многоступенчатые и одноступенчатые ;
• По конструкции: горизонтальные , вертикальные , угловые. С последовательным расположением цилиндров, с параллельным расположением цилиндров, с простым поршнем или дифференциальным.
• По способу охлаждения цилиндров: воздушное и водяное .
• По числу оборотов вала компрессора: тихоходные с оборотами вала до 200 об/мин и быстроходные с оборотами вала от 500 до 1000 об/мин;
• По производительноcти: малой производительности (до 10 метров кубических в минуту, средней производительности (до 100 метров кубических в минуту), высокой производительности (свыше 100 метров кубических в минуту);
• По конечному давлению воздуха: низкого давления до 25 атм, среднего давления до 60 атм, высокого давления до 350 атм и сверхвысокого давления свыше 350 атм.

Обзор популяных поршневых компрессоров

Принцип работы воздушного поршневого компрессора

Основные элементы данного типа компрессора можно разделить на группы в зависимости от выполняемых функций: цилиндровая группа; поршневая группа; механизмы движения; системы регулирования, представляющие собой элементы, регулирующие производительность оборудования – трубопроводы, вспомогательные клапаны; системы смазки; элементы охлаждения; детали для установки оборудования.

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

Основу работы данного оборудования составляет движение поршня – поступательные движения приводят к всасыванию воздуха в цилиндр, а при возвратном действии воздух сжимается. Данный процесс и приводит к увеличению силы давления. В этот момент происходит закрытие клапана всасывающего действия, а нагнетательный клапан подает в магистраль сжатый воздух.

Данный цикл повторяется на протяжении всего периода работы оборудования, обеспечивая пневмооборудование воздухом под давлением необходимого уровня. Устройство воздушного поршневого компрессора отличается своей простотой в сочетании с высокими рабочими и эксплуатационными характеристиками.

Поршневой воздушный компрессор. За и против

У воздушных поршневых компрессоров имеются свои недостатки и достоинства. К плюсам можно отнести простоту конструкции. Если корпус цел — устройство можно отремонтировать. Поршневые компрессоры легки в изготовлении, поэтому их стоимость ниже, чем у прочих типов. Сегодня — это наиболее распространенные устройства для нагнетания воздуха.

Главный минус — сравнительно небольшой ресурс безотказной работы. Так как поршень прилегает к стенкам корпуса крайне плотно, он быстро изнашивается. Поэтому общие затраты на техобслуживание и ремонт поршневых компрессоров получаются значительными. Еще один конструктивный недостаток, который имеет устройство компрессора, связан с нагревом от постоянного трения. Мощные поршневые компрессоры необходимо оснащать системой охлаждения.

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

Компрессор представляет собой прибор, предназначенный для перекачки сжатого воздуха или газа. Он используется для обеспечения работы пневматического инструмента, циркуляции охлаждающего хладагента в замкнутом контуре и накачки давления в различные емкости. Данное оборудование широко используется в медицине, промышленности и быту. Его наличие позволяет выполнять широкий спектр действий.

Конструкция и разновидности по строению

Компрессор представляет собой воздушный насос, работающий в автоматическом режиме. Он обеспечивает подачу воздуха или газа с избыточным давлением. Устройство может работать от электрического мотора или двигателя внутреннего сгорания. Конструкция нагнетателя часто предусматривает не только насос, но и специальный металлический ресивер для нагнетания давления.

По принципу действия самого насоса, устройство может быть:

• Винтовым.
• Поршневым.
• Мембранным.

Существует также еще несколько технологических разновидностей устройств для нагнетания воздуха, но они являются более редко применимыми, в связи с дороговизной производства или низкой эффективностью работы.

Винтовой

Винтовой является дорогостоящей конструкцией, применяемой на промышленных объектах. В его основе лежит специальный шнек, который захватывает воздух или другой газ по принципу винта мясорубки. Для обеспечения более эффективного забора воздуха он смешивается с маслом, находящимся внутри нагнетателя. Получаемая смесь подается под давлением, после чего фильтруется и очищенный воздух подается на выход. Также существует более дорогие безмасляные конструкции, используемые химической и фармакологической промышленностью, а также в стоматологических клиниках, где важна чистота воздуха без наличия микрочастиц масла.

Винтовая конструкция является очень надежной, но в случае поломки затраты на ремонт могут достигать половина стоимости самого агрегата. Хотя прибор и имеет такой недостаток, но все же его преимущества довольно большие:

• Низкий уровень шума.
• Минимальный нагрев.
• КПД доходит почти до 98%.
• Низкое потребление энергии.

Поршневой

Поршневая конструкция является более бюджетной, поэтому большинство компрессоров сделаны именно по ее принципу. Она представляет собой двигатель, который при вращении поршня засасывает поток в камеру сжатия, после чего перекачивает его дальше по контуру. Специальный клапан в месте забора не позволяет воздуху выйти обратно через вход. Поршневое устройство являются менее надежными, но не дорогим при покупке и обслуживании.

Если сравнивать поршневую конструкцию с винтовой, то она проигрывает по всем параметрам, кроме габаритов и стоимости. Нужно отметить, что разница в цене между двумя видами настолько велика, что поршневой вариант выбирают даже несмотря на его недостатки:

• Высокий уровень шума.
• Низкий КПД.
• Постоянный перегрев.
• Вибрация при работе.
• Частые поломки.

Мембранный

Мембранный компрессор в отличие от первых двух разновидностей применяется преимущественно на промышленных объектах для работы с различными газами. В быту такую конструкцию можно встретить в холодильных установках и на мини аэрографах. Очень редко в продаже можно увидеть и обычные бытовые нагнетатели данного типа. Принцип их действия заключается в том, что в результате колебательных движений двигателя осуществляется дребезжание гибких мембран, которые сжимают и разжимают газы, обеспечивая их передачу под высоким давлением.

Данная конструкция является очень успешной. Она имеет ряд достоинств:

• Компактный размер.
• Создание высокого давления.
• Предотвращение подачи механических примесей.
• Не сложное техническое обслуживание.
• Надежный корпус для предотвращения утечек газа.

Несмотря на перечисленные преимущества, такой тип, хотя и не является сложным и дорогостоящим в обслуживании, все же требует периодической замены мембраны, которая теряет свою эластичность, особенно при работе с агрессивными газами. Стоит также отметить, что хотя промышленные машины и имеют сравнительно небольшие габариты, но их корпус выполнен из толстостенной стали, что существенно влияет на массу оборудования.

Целевая разновидность компрессоров

Компрессоры отличаются между собой не только по принципу действия, но и по целевому предназначению. По данному критерию они делятся на следующие виды:

• Газовые.
• Воздушные.
• Циркуляционные.

Газовые применяются для перекачки чистых газов и их смесей. Они устанавливаются на заправочных станциях для закачки баллонов кислородом, водородом и прочими веществами. Они не предназначены для работы с воздухом и имеют специальную конструкцию, которая не допускает образование электрической искры, что может быть опасным при работе с некоторыми взрывоопасными газами.

Воздушный компрессор является самым распространенным. Его можно встретить в автомастерских и на шиномонтаже. Именно такое устройство обеспечивает накачку колес автомобилей, а также подает сжатый воздух в краскопульт, применяемый для малярных задач. От воздушного нагнетателя работает пневматические инструменты, используемые строителями и автомеханиками.

Циркуляционные компрессоры являются узконаправленной разновидностью, основная задача которой состоит в обеспечении непрерывной перекачки воздуха или газа по замкнутому контуру. Такое устройство не имеет накопительного ресивера. Зачастую такие приборы используются для обеспечения циркуляции фреона или другого хладагента в холодильном оборудовании. Чаще всего для данных целей используется мембранная конструкция.

Какой компрессор выбрать для дома или работы

Для домашнего использования, применения в автомастерские или для решения строительных задач преимущественно выбираются воздушные поршневые компрессоры с накопительным ресивером. Они хотя и уступают стальным конструкциям по долговечности, но является сравнительно дешевыми и легкими. Большинство моделей, которые применяются для частных целей, можно с легкостью разместить в багажнике автомобиля.

Выбирая поршневой, или другой бытовой компрессор, следует обратить внимание на его рабочие характеристики:

• Объем ресивера.
• Производительность.
• Мощность.
• Давление.
• Уровень шума.

Что касается объема ресивера, то он подбирается индивидуально в зависимости от использования устройства. Если планируется, что агрегат будет применяться исключительно для накачивания колес и редких несложных покрасочных работ, то вместительности в 24 л будет более чем достаточной. Если компрессор используется профессионально для масштабных малярных задач, когда важно поддержание заданного давления, то лучше всего выбирать устройства с ресивером от 50 л и выше. Это правило касается подключения пневматического строительного или слесарного оборудования. В противном случае после нескольких секунд работы, накопленный насосом воздух в ресивере выйдет, что позволит продолжить работу только после возобновления требуемого для инструмента давления.

Немаловажным фактором является и производительность. Если она высокая, то даже агрегат с небольшим ресивером станет вполне пригодным для выполнения профессиональных задач. Для комфортной работы не стоит брать оборудование, производительность которого ниже 150 л/минуту.

Чем мощнее компрессор, тем лучше. Стоит учитывать, что при увеличении данного показателя возрастает и уровень шума. Для домашнего устройства оптимальной считается мощность 1,5 кВт. Если объем ресивера составляет 50 литров и более, и если оборудование будет эксплуатироваться для выполнения профессиональных задач, то лучше отдать предпочтение прибору мощностью 2-2,5 кВт. Конечно, он не будет избыточно производительным, но в соотношении цены и эффективности этот вариант является оптимальным.

Что касается давления, то подавляющее большинство бытовых компрессоров нагнетают 8 бар. Этого более чем достаточно для выполнения практически любых задач. К примеру, для использования компрессора в покрасочных целях давления на выходе ставится 4-6 бар, то же самое касается и пневматического инструмента. Ну а если использовать прибор исключительно для накачки колес, то для легкового транспорта было бы достаточно компрессора с возможностью нагнетания давления до 3 бар. Также при выборе стоит обратить внимание, что чем мощнее прибор, тем он объемней, громче и тяжелее. Делая покупку, не стоит гнаться за производительностью, а отталкивается от целей, которые будут стоять перед оборудованием.

Как продлить жизнь компрессора

Для того чтобы оборудование работало как можно дольше, оно нуждается в несложном уходе. В первую очередь не рекомендовано оставлять ресивер под давлением после завершения работы. Для этого следует спустить закаченный воздух, что позволит увеличить срок службы прокладок и кранов.

Периодически, особенно в холодное время, необходимо выкручивать специальное сливное отверстие внизу ресивера для слива конденсата, который выделяется из пара. Особенно это важно, если компрессор используется для подключения краскопульта. В противном случае вместе с воздухом из него будут вылетать капли воды, что совершенно неприемлемо при малярных работах. Отсутствие влаги в ресивере надежная защита от коррозии. Ржавые частицы быстро забивают фильтрующие элементы, что снижают эффективность работы оборудования. При значительном появлении конденсата внутри ресивера создается характерный хлюпающий звук при раскачивании.

Еще одним немаловажным фактором, который негативно влияет на сохранение работоспособности компрессора, является перегрев. Поршневая конструкция является далеко не совершенной, поэтому при работе устройства создается сильное трение, что нагревает рабочие части прибора. Существенный перегрев может стать критичным, поэтому следует чередовать работу с перерывами. Мембранные и шнековые конструкции чувствительны к морозу, поэтому их лучше не включать при минусовой температуре.

Виды компрессоров, устройство и применение

Это устройства, специально предназначенные для сжатия различных газов (воздуха, паров и т.д.) и их подачи к месту применения. Область использования компрессоров очень велика и разнообразна – ремонтно-монтажные, покрасочные работы, строительство, производство, нефтегазовая и угольная промышленность, медицина, словом, там, где работают пневмоинструменты, различное оборудование на пневматическом приводе – везде поставщиком движущей силы является воздушный компрессор. Неприхотливость к погодным условиям, высокая надежность и КПД, простота конструкции пневмооборудования сделали воздушные компрессоры одним из основных элементов, выполняющих разнообразные функции в производстве, науке и быту.

Для правильного выбора воздушного компрессора требуется знать несколько основных характеристик, определяющих сферу применения и параметры работы в составе оборудования.

Конструктивно компрессоры бывают:

• винтовые;
• на ременном приводе;
• на прямой передаче.

Винтовые компрессоры характеризуются экономичностью потребления электроэнергии, высокой надежностью и КПД, малой степенью трения рабочих поверхностей движущихся элементов, хорошей теплоотдачей. Принцип действия таких компрессоров основан на применении двух винтовых роторов, которые, поступательно вращаясь в направлении выпускного патрубка, создают возрастающее давление рабочего потока. Винтовые роторы расположены в масляной ванне для снижения трения и температуры, возникающей в процессе вращения.

Компрессоры на ременном приводе представляют собой поршневую конструкцию – два последовательно расположенных рабочих цилиндра «прессуют» воздух до высокого значения сжатия. Приводится в действие такой компрессор ременной передачей с вала электро или другого вида двигателя. Отличаются высоким уровнем рабочего давления и производительностью, долговечностью, активным использованием в разнообразных сферах применения.

Наиболее распространенным видом компрессоров является компрессор с прямой передачей. Передача энергии двигателя к поршню вызывает сжимание воздуха в рабочем цилиндре и его движение к выпускному отверстию.

Среди поршневых компрессоров различают:

• масляные;
• безмаслянные.

Поршневые масляные компрессоры имеют высокую производительность и низкую стоимость, что обусловило их широкое применение в быту и производстве. К недостаткам их конструкции относится необходимость периодического обслуживания масляных фильтров и постоянного контроля уровня масла.

Безмаслянный поршневой компрессор не нуждается в специальном сложном техобслуживании и пристальном внимании, выдает воздух без примесей и является отличным вариантом для покрасочных работ. Его основной недостаток – малая мощность (до 1,5кВт), что ограничивает области применения.

Поршневые компрессоры обоих видов являются наиболее распространенными в силу их преимуществ.

Преимущества поршневых компрессоров:

• простота обслуживания и эксплуатации;
• хорошие массогабаритные показатели;
• длительный срок применения и надежность;
• высокая ремонтопригодность;
• низкая стоимость.

При сравнении с винтовыми компрессорами в категории малой и средней производительности, поршневые являются значительно лучше.

Широкий рынок поршневых компрессоров представлен огромным ассортиментом моделей и производителей, в том числе произведенным по технологиям известных брендов и не уступающих по всем основным характеристикам.

В такой ситуации основной выбор для приобретения компрессора можно провести по критерию стоимости, формируемой на основе места продажи, страны производства, конструктивных особенностей модели и времени ее выпуска.

Для нормальной работы компрессоров используются ресиверы и осушители, обеспечивая выходной поток рабочих газов заданного качества.

Важный элемент воздушного компрессора – ресивер. Его задачей является хранение запаса воздуха для компенсации перепадов неравномерности воздушного потока. Объем ресивера может составлять до пятисот литров в зависимости от модели компрессора. Особая разновидность ресиверов – вертикальные, их используют и для удаления влаги, масла из буферной емкости, а также для хранения сжатого воздуха.

Осушители очищают формируемый поток воздуха от частичек влаги и других примесей, что очень важно при лакокрасочных работах. В некоторых случаях могут использоваться для сушки воздуха в помещениях с помощью компрессорного оборудования, снижая общий уровень влажности.

Частая цель покупки компрессора – проведение покрасочных работ. Для малых поверхностей отлично подходят поршневые недорогие компрессоры с производительностью до 90л/минуту, а для других целей требуются более профессиональные модели.