Из чего состоит компрессор воздушный поршневой? - AUTOEXPERTUSA.RU

Из чего состоит компрессор воздушный поршневой?

Изучим устройство 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.

Также на таких компрессорах устанавливают дополнительную очистку для лучшего качества воздуха.

Винтовой

Винтовой компрессор используют для снижения давления путем вращательных движений роторов. Это устройство изобрели в 30х годах. Отличается способностью работать в автоматическом режиме и экономичностью.

По сути своей, это устройство призвано преобразовывать электрическую энергию в энергию газа или простого воздуха. Это происходит посредством электродвигателя. Винтовой блок имеет конструкцию, состоящую из корпуса и двух больших винтов. Винты между собой не соприкасаются – между ними есть небольшой зазор, который просто уплотняется пленкой из масла. Собственно, принцип устройства состоит в том, что никакие узлы между собой не трутся.

Это также означает, что мелкий сор, если даже и попадет вовнутрь устройства, не повредит его, так как элементов, которые терлись бы, нет. Максимум, придется заменить масло. Еще один плюс – винтовой компрессор в разных скоростных режимах, то есть, существует возможность регулировать его производительность и тем самым экономить электроэнергию.

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.

Интересно, что зачастую размеры обоих аппаратов схожи. Получается, что верхняя часть всего устройства направлена на работу двигателя внутреннего сгорания, а нижняя часть сжимает и нагнетает заряд в цилиндр и в мотор.

Безмасляный

Основные особенности безмасляного поршневого компрессора – чистота газа на выходе и немного меньший ресурс работы, чем у его собратьев. Название не означает, что узлы устройства без смазки. Просто она находится отдельно и в картер не заливается. Плюс, установлена дополнительная система очистки.

Винтовой

Воздух попадает в роторный механизм посредством клапана, проходя предварительную очистку. Потом воздух смешивается с маслом. Смесь направляется в емкость, где сжимается. Параллельно выполняются такие цели, как устранение зазоров между винтами и стенками корпуса.

Это делает появление протечек практически невозможным даже при том, что оба ротора не соприкасаются и, плюс ко всему, отводит тепло, появившееся при сжатии. Смесь, уже сжатая, направляется в маслоотделитель, где, собственно, и разделяется на смазочный материал и воздух. Масло, после прохождения сквозь фильтр и охлаждения, течет обратно в блок. Воздух тоже охлаждается и выводится из компрессора.

Принцип работы поршневых компрессоров показан на видео

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

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 компрессора

Конструкция поршневого компрессора отличается от аналогов относительной простотой. Наряду с этим качеством не теряется надежность механизма. А в совокупности с относительно доступной стоимостью данные свойства можно причислить к достоинству подобной техники. И даже сегодня наряду с возрастающей интенсивностью эксплуатации более современных видов компрессорного оборудования популярность именно поршневых аппаратов не падает.

  1. Сфера применения оборудования
  2. Конструкция и принцип работы
  3. Виды и их отличия
  4. Разбираем все плюсы и минусы
  5. Критерии выбора
Читайте также  Ресивер для компрессора своими руками

Для чего служит и какую функцию реализует

Устройство поршневого разнотипного компрессора позволяет получать с его помощью сжатый воздух. Соответственно, такая способность является весьма востребованной и в прежние, и в нынешние времена. Поэтому техника этого рода может задействоваться в разных сферах промышленности и на различных производственных объектах.

Коэффициент полезного действия таких агрегатов очень высок, но соответствующий уровень производительности техника данного рода выдает лишь при определенных значениях давления (от 1 МПа). Причем такие ограничения не являются недостатком, так как любой прочий вид оборудования со сходными характеристиками также способен выдавать наиболее высокую производительность лишь при определенных значениях давления.

Как устроен механизм и его принцип работы

Отличительные черты подобного оборудования зависят от его разновидности. Именно с учетом вида устройства можно разбирать все тонкости его функционирования. Однако можно оговорить основной принцип работы в общем для всех исполнений.

Смотрим видео, устройство поршневого агрегата:

Так, если рассматривать одноцилиндровый вариант, то в данном случае конструкцией будут предусмотрены следующие элементы:

Цилиндр, головка цилиндра;

  • Поршень;
  • Поршневой палец;
  • Шатун;
  • Подшипники вала и непосредственно сам коленчатый вал;
  • Маховик;
  • Сальник.
  • Соответственно, если рассматривать компрессор двухпоршневой, то состав несколько расширится. Корпус такого устройства выполнен из чугуна. Поршень, расположенный в цилиндре, производит возвратно-поступательные движения. Доступ рабочей среды под пресс поршня осуществляется посредством специальных клапанов, которые находятся в верхней части цилиндра.

    Смотрим видео, принцип работы компрессора:

    Поршень приводится в движение посредством кривошипно-шатунного узла, который в свою очередь начинает движение после введения в работу привода, соединенного с валом. За каждый произведенный оборот вала выполняется два хода поршня. При непосредственном участии нагнетательного и всасывающего клапанов происходит разрежение и сжатие паров рабочей среды. Первый из названных процессов означает снижение давления, второй, наоборот, возрастание.

    Виды поршневого компрессора

    Оборудование такого типа различают в соответствии с некоторыми особенностями конструкции. Одна из классификаций базируется на количестве используемых механизмом цилиндров:

    1. Одноцилиндровый;
    2. Двухцилиндровый;
    3. Многоцилиндровый.

    В данном случае конструкция отличается количеством основных узлов: цилиндров и, соответственно, поршней к ним.

    Компрессор промышленный разнотипный поршневой встречается в разных исполнениях, отличных между собой по количеству ступеней для возможности сжатия рабочей среды:

    • Одноступенчатые;
    • Двухступенчатые;
    • Многоступенчатые.

    Последний из названных вариантов является наиболее эффективным решением. Но кроме этого существуют и другие виды подобных устройств:

    1. Вертикальные. Из названия понятно, что в данном случае цилиндры располагаются в соответствующей (вертикальной) плоскости.
    2. Горизонтальные. Отличительной чертой данного рода техники является возможность выбрать исполнение с односторонним расположением цилиндров относительно вала или устройства с двусторонним расположением данных элементов.
    3. Угловые. Такое решение подразумевает комбинированную установку цилиндров: и вертикально, и горизонтально. К данной группе относятся исполнения с цилиндрами, расположенными под некоторым углом наклона (V, W-образно).

    Наилучшим вариантом являются модели, оснащенные цилиндрами, которые движутся навстречу друг другу, а располагаются они с двух сторон от коленчатого вала.

    Отдельно следует сказать о таких устройствах, как компрессор высокопроизводительный двухпоршневый, так как данное исполнение представляет собой технику промышленного назначения ввиду своей высокой эффективности.

    Преимущества и недостатки

    Выбирая между современными технологиями в области производства компрессорного оборудования и классическим решением, ярким примером которого является поршневой агрегат, следует взвесить все плюсы и минусы. К явным достоинствам последнего из названных вариантов относится:

    1. Простота устройства, что в результате обуславливает несложные действия по ремонту основных узлов. К тому же, если выбирается поршневой компрессор, принцип его работы очень прост, что позволяет при бережном обращении и регулярном обслуживании получить надежную машину.
    2. Несложный процесс производства техники такого рода, что дополнительно влияет на итоговую стоимость изделия. Если сравнивать с винтовыми или центробежными аналогами, то поршневой агрегат обойдется дешевле, чем прочие варианты.
    3. Ввиду большого количества видов подобного оборудования заметно увеличивается область его применения.
    4. Механизм такого рода прекрасно справляется с поставленной задачей даже в суровых условиях.

    Но любая техника имеет и недостатки, в данном случае следует отметить повышенный уровень шума, а дополнительно к тому еще и вибрацию во время работы агрегата. Эти свойства обуславливаются конструкцией, поэтому повлиять на них довольно сложно. Единственная мера, которая обычно предпринимается – выделение отдельного помещения.

    Кроме этого нужно отметить и другой недостаток – частое обслуживание, без чего агрегат очень быстро выйдет из строя.

    Рекомендации по выбору

    Расчет двухступенчатого поршневого компрессора или многоступенчатого аналога производится для того, чтобы можно было подобрать модель такого аппарата, соответствующую по своим характеристикам рабочим условиям. Иначе можно получить либо слишком производительную технику для простых задач, что неоправданно, либо недостаточно эффективное устройство, что повлечет за собой воздействие избыточных нагрузок.

    Смотрим видео, критерии выбора аппарата:

    По сути, расчет двухступенчатого или многоступенчатого поршневого компрессора не так сложен и состоит из ряда этапов:

    • Определение массовой производительности аппарата в соответствии с параметрами воздушной среды;
    • Расчет размеров основных узлов, в частности, цилиндров;
    • Получение кривой, характеризующей процесс сжатия рабочей среды;
    • Расчет мощности компрессора.

    При выборе такого агрегата учитывается его целевое использование. Если принять во внимание тот факт, что полностью универсального устройства не существует, то следует подбирать модель в соответствии с теми нагрузками, которые будут на него возлагаться. За это в ответе уровень производительности агрегата. Чтобы определить, насколько долго проработает такая техника, нужно знать ее коэффициент внутрисменного использования или коротко КВИ. Чем он выше, тем дольше будет работать устройство.

    Дополнительные функции приводят к удорожанию конструкции, однако они важны лишь в случае, когда техника приобретается с конкретной целью, для реализации которой как раз и нужны такие особенности механизма.

    Например, если планируется использовать оборудование данного рода в качестве рабочего инструмента в области аэрографии, то необходимо обращать внимание на компактные и низкопроизводительные агрегаты, что позволит творить в масштабах листа А3.

    Средняя стоимость устройств популярных марок колеблется в пределах 5 000-6 000 руб., при этом пользователь получает оборудование FUBAG и ELITECH довольно высокой степени эффективности (180 л/мин.) при рабочем давлении 8 бар.

    Таким образом, для успешного выбора принимаются во внимание основные характеристики такой техники, но важно соотнести данные значения с условиями эксплуатации, а также с задачами, которые планируется решать. От того, насколько производительным является оборудование, будет зависеть его эффективность, а значит, и скорость работы.

    Принцип работы поршневого компрессора

    Поршневой компрессор представляет собой компрессионную установку объемного действия, построенную на поршневой системе сжатия воздуха. Такие устройства стали одними из первых использоваться в производстве. До сих пор поршневой компрессор, принцип работы и устройство которого представлено далее, применяется в промышленных и полупромышленных целях, и нередко эксплуатируется для бытовых и хозяйственных задач.

    Внутреннее устройство

    Основным элементом компрессионного агрегата выступает поршневой узел, также именуемый компрессорной головкой. При поверхностном рассмотрении конструкция узла выглядит как двигатель внутреннего сгорания. Здесь также есть цилиндр, поршень и его кольца, шатун, коленчатый вал и клапаны – нагнетательный и впускной. Клапаны двигаются под воздействием перепада давлений, а не принудительно, как в упомянутом ранее ДВС.

    Детали компрессорной головки приводятся в движение коленчатым валом, соединенным с электродвигателем. В зависимости от типа соединения электродвигателя и вала привод классифицируется на прямой и ременной:

    · При прямом приводе компрессорная головка напрямую соединяется с мотором через вал на одной оси.

    · При ременном приводе головка и двигатель находятся рядом параллельно, соединяются через ремень.

    Важной деталью компрессорной установки также является ресивер. Он имеет вид стальной цилиндрической емкости. Используется для поддержания стабильного давления и равномерной подачи воздуха к подключенным потребителям. Для автоматической работы компрессорного узла используется прессостат – реле давление. Реле отключает электродвигатель при превышении настроенного давления, а в обратном случае включает мотор.

    Принцип работы

    У поршневого компрессора принцип работы достаточно простой. Во время работы электродвигателя поршень передвигается по цилиндру. В одной из крайних точек положения поршня внутри цилиндра создается высокое разрежение, из-за чего открывается впускной клапан. Атмосферный воздух из-за разницы давлений проходит внутрь цилиндра. Впускной клапан закрывается, поршень движется обратно, создается повышенное давление.

    Читайте также  Компрессор для пеногенератора автомойки

    Как только давление воздуха в цилиндре становится максимальным, открывается нагнетательный клапан. Под разницей давления воздушный поток устремляется в ресивер, откуда уже равномерно поступает к потребителям. Без ресивера потоки двигались бы толчками в соответствии с движениями поршня, что негативно отразилось бы на работе пневматического инструмента или другого подключенного агрегата. Ресивер устраняет эту проблему.

    Многоступенчатые агрегаты

    Выше описан одноступенчатый поршневой компрессор, устройство и принцип работы которого достаточно простой. Их главный недостаток заключается в низком рабочем давлении. Часто оно ограничивается на 10 Бар. Для получения мощного потока воздуха используются многоступенчатые установки. Они работают по алгоритму:

    1. Воздух поочередно сжимается в цилиндре первой ступени.

    2. Сжатый воздушный поток охлаждается в холодильнике.

    3. Охлажденный поток сжимается в цилиндре второй ступени.

    4. Весь цикл повторяется число раз, равное количеству ступеней.

    Обычно диаметр цилиндра первой ступени превышает диаметр цилиндра второй ступени. Принцип действия поршневого компрессора такого типа таков, что чем больше число ступеней, тем выше давление на выходе. Многоступенчатые установки нашли широкое применение в промышленной и полупромышленной областях. Для бытового применения в большинстве случаев достаточно одноступенчатого компрессорного агрегата.

    «Поршневой компрессор представляет собой компрессионную установку объемного действия, построенную на поршневой системе сжатия воздуха. Такие устройства стали одними из первых использоваться в производстве. До сих пор поршневой компрессор, принцип работы и устройство которого представлено далее, применяется в промышленных и полупромышленных целях, и нередко эксплуатируется для бытовых и хозяйственных задач.

    Внутреннее устройство

    Основным элементом компрессионного агрегата выступает поршневой узел, также именуемый компрессорной головкой. При поверхностном рассмотрении конструкция узла выглядит как двигатель внутреннего сгорания. Здесь также есть цилиндр, поршень и его кольца, шатун, коленчатый вал и клапаны – нагнетательный и впускной. Клапаны двигаются под воздействием перепада давлений, а не принудительно, как в упомянутом ранее ДВС.

    Детали компрессорной головки приводятся в движение коленчатым валом, соединенным с электродвигателем. В зависимости от типа соединения электродвигателя и вала привод классифицируется на прямой и ременной:

    · При прямом приводе компрессорная головка напрямую соединяется с мотором через вал на одной оси.

    · При ременном приводе головка и двигатель находятся рядом параллельно, соединяются через ремень.

    Важной деталью компрессорной установки также является ресивер. Он имеет вид стальной цилиндрической емкости. Используется для поддержания стабильного давления и равномерной подачи воздуха к подключенным потребителям. Для автоматической работы компрессорного узла используется прессостат – реле давление. Реле отключает электродвигатель при превышении настроенного давления, а в обратном случае включает мотор.

    Принцип работы

    У поршневого компрессора принцип работы достаточно простой. Во время работы электродвигателя поршень передвигается по цилиндру. В одной из крайних точек положения поршня внутри цилиндра создается высокое разрежение, из-за чего открывается впускной клапан. Атмосферный воздух из-за разницы давлений проходит внутрь цилиндра. Впускной клапан закрывается, поршень движется обратно, создается повышенное давление.

    Как только давление воздуха в цилиндре становится максимальным, открывается нагнетательный клапан. Под разницей давления воздушный поток устремляется в ресивер, откуда уже равномерно поступает к потребителям. Без ресивера потоки двигались бы толчками в соответствии с движениями поршня, что негативно отразилось бы на работе пневматического инструмента или другого подключенного агрегата. Ресивер устраняет эту проблему.

    Многоступенчатые агрегаты

    Выше описан одноступенчатый поршневой компрессор, устройство и принцип работы которого достаточно простой. Их главный недостаток заключается в низком рабочем давлении. Часто оно ограничивается на 10 Бар. Для получения мощного потока воздуха используются многоступенчатые установки. Они работают по алгоритму:

    1. Воздух поочередно сжимается в цилиндре первой ступени.

    2. Сжатый воздушный поток охлаждается в холодильнике.

    3. Охлажденный поток сжимается в цилиндре второй ступени.

    4. Весь цикл повторяется число раз, равное количеству ступеней.

    Обычно диаметр цилиндра первой ступени превышает диаметр цилиндра второй ступени. Принцип действия поршневого компрессора такого типа таков, что чем больше число ступеней, тем выше давление на выходе. Многоступенчатые установки нашли широкое применение в промышленной и полупромышленной областях. Для бытового применения в большинстве случаев достаточно одноступенчатого компрессорного агрегата.

    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.


    Схема работы поршневого компрессора

    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.


    Поршневой 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.


    Двухцилиндровый поршневой компрессор

    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.


    Винтовой компрессор

    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.

    Читайте также  Двухпоршневой компрессор автомобильный какой лучше?

    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.

    Полезно знать

    Поршневые компрессоры применяются в самых разных областях промышленности и частной технической деятельности человека. Агрегаты этого типа используются на крупных предприятиях, в небольших цехах, гаражных мастерских и строительных объектах.

    Устройство и предназначение поршневого компрессора

    По принципу работы поршневой компрессор относится к машинам объемного сжатия. В этих агрегатах компрессия выполняется методом уменьшения объема, в котором заключена газообразная среда.

    Рабочее движение – ход поршня внутри цилиндра. Конструкция поршневого компрессора определяет его предназначение. Эти машины не рассчитаны на круглосуточную нагрузку. У аппаратов бытового назначения длительность рабочего цикла составляет не более 20 мину, затем отдых, пока не остынет поршневая.

    Полупрофессиональные версии разработаны, чтобы функционировать в режиме 50/50. Только промышленные модификации способны отработать без остановки восьмичасовую смену.

    Устройство поршневого компрессора: основные узлы

    Агрегаты этого типа состоят из нескольких основных узлов, отвечающих за определенные функции:

    Двигатель, как правило, – электрический. Создает рабочую силу. На компрессоры устанавливают и бензиновые или дизельные силовые установки, но это редкость.

    Передача. Приводит в движение поршневую группу, передавая работу от мотора. Бывает клиноременная, либо прямая.

    Блок цилиндров. Ведомая часть, которая непосредственно выполняет сжатие воздушной или газовой массы.

    Ресивер. Емкость для хранения запаса сжатого воздуха. Устанавливается практически на всех моделях. Часто выполняет функцию станины.

    Узлы поршневого компрессора скомпонованы в слаженную систему с помощью контрольно-измерительных приборов и автоматики. Вспомогательные устройства обеспечивают безопасность, а также позволяют работать агрегату в автоматическом режиме.

    Двигатель

    Электродвигатель устанавливается на площадке, которая крепится к ресиверу. В легких моделях используются однофазные электромоторы. Для мощных аппаратов требуются трехфазные двигатели. Силовая установка генерирует крутящий момент, который передается на коленчатый вал механизма сжатия.

    Передача

    Клиноременная передача состоит из двух шкивов. На двигателе установлен ведущий, на поршневой головке – ведомый. Ремни соединяют обе детали в один узел. На ведомом шкиве установлен храповик, который служит для сохранения плавности хода передачи, а также играет роль элемента охлаждения.

    В маломощных компактных компрессорах реализован механизм прямой или коаксиальной передачи. Крутящий момент от двигателя передается непосредственно на коленвал цилиндропоршневой головки. Достоинство решения только одно – компактность. Прямая передача уступает ременной по эксплуатационным и рабочим характеристикам.

    Блок цилиндров

    В этом узле происходит непосредственное сжатие воздуха или газа. Условно можно сказать, что кинематика поршня схожа с движением аналогичной детали двигателя внутреннего сгорания. В четырехтактном моторе во втором такте происходит сжатие воздушно-топливной смеси, в компрессоре аналогично протекает процесс нагнетания воздуха. Когда поршень опускается, в освобождающееся пространство через впускной клапан всасывается воздух из атмосферы.

    В результате вращения коленвала поршень проходит точку возврата и начинает движение вверх. Впускной клапан затворяется. Шатун продолжает двигать поршень, объем уменьшается, давление растет. Когда уровень компрессии достигает определенного значения, открывается нагнетательный клапан. Рабочая среда под давлением вытесняется в пневмомагистраль.

    По-другому можно сказать, что в компрессоре поршни и коленвал поменялись ролями. В моторе поршневой стакан – это ведущий элемент, коленвал – ведомый. В компрессоре, наоборот, кривошипно-шатунный механизм сообщает движение поршню.

    Ресивер

    Резервуар для сжатого воздуха или газа устанавливается практически на всех моделях поршневых компрессоров. Он выполняет две функции.

    Первая – большой объем воздуха в емкости гасит пульсацию давления, возникающую из-за возвратно-поступательного движения поршня.

    Вторая функция – обеспечение кратковременно-повторного режима работы.

    Компрессор заполняет ресивер, после чего останавливается. Пока потребителю подается депонированный сжатый воздух из емкости, двигатель и цилиндропоршневая головка остывают. В противном случае аппарат перегреется, произойдет авария.

    Различия конструктива

    Альтернативы конструкций, применяемые при производстве поршневых компрессоров:

    с ременной либо коаксиальной передачей

    маслозаполненные и безмасляные.

    Каждое конструктивное решение направлено на достижение определенной цели.

    Прямая передача

    Коаксиальный привод разработан, чтобы уменьшить вес и габариты конструкции. Это решение позволяет отказаться от громоздких шкивов, ремней и храповика. Крутящий момент передается напрямую с вала двигателя на кривошипно-шатунный механизм блока цилндров. Недостаток этой конструкции – затрудненное охлаждение.

    Режим работы техники с прямым приводом не бывает больше 1:2, то есть 20 минут она работает, 40 – отдыхает. Иногда соотношение еще меньше – до 1:4. Здесь имеется в виду беспрерывная работа!

    Клиноременная передача

    Это традиционная конструкция, использующаяся с первых образцов поршневых компрессоров. С тех пор были внесены лишь незначительные усовершенствования.

    Массивный храповик обеспечивает общую плавность работы цилиндропоршневой группы. Это первое преимущество. Храповик имеет форму колеса. В современных моделях спицы выполнены в форме лопастей, которые создают воздушный поток, направленный на поршневую головку.

    Дополнительное охлаждение – второй плюс.

    Третье преимущество – простота обслуживания и ремонта. Износу в основном подвергаются ремни, которые легко заменить. В процессе эксплуатации следует следить за их натяжением, при необходимости подтягивать. Чтобы выполнить эти действия не нужно разбирать компрессор.

    Маслозаполненные и безмасляные

    Здесь все просто. В компрессорах сухого сжатия масло не используется. Технический нефтепродукт выполняет функцию смазки, охлаждения и защиты от коррозии. Лишенный такой защиты безмасляный агрегат способен работать не более 15 минут в час. Затем ему надо остыть. Эта особенность ограничивает сферу применения подобной техники.

    Основное достоинство безмасляного поршневого компрессора – полное отсутствие масла в вырабатываемом сжатом воздухе. Такое преимущество востребовано при обеспечении работы медицинских инструментов, при производстве продуктов питания, медикаментов и упаковочных материалов.

    Еще одно достоинство – простота обслуживания: не нужно менять масло и фильтры. Масляные аппараты рассчитаны на более продолжительную работу. Разрешенный период непрерывного нагнетания может составлять от 20 минут в час до полного рабочего дня. Главная причина – использование масла. Эта жидкость выполняет несколько функций:

    смазывает детали для уменьшения трения

    охлаждает механизмы

    уплотняет технологические зазоры

    удаляет продукты износа компонентов цилиндропоршневой группы

    защищает от коррозии.

    Единственный недостаток использования компрессорного масла – загрязнение рабочей среды микроскопическими каплями жидкости. Однако современные системы подготовки воздуха могут на 99,9% удалить эти примеси.

    Теги: устройство поршневого компрессора, устройство поршневого компрессора основные узлы, устройство и принцип действия поршневого компрессора, устройство и работа поршневого компрессора, схема устройства поршневого компрессора, компрессора поршневые устройство и предназначение

    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: