- 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.
- 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.
Работа поршневого компрессора
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:
Поршневые компрессоры: преимущества, классификация, характеристики для выбора, обзор моделей
Компрессоры являются агрегатами, производящими сжатый воздух или газ для снабжения им различного промышленного оборудования, механизмов, инструментов и т.д. Данные агрегаты могут отличаться конструктивно, иметь разную мощность и производительность. Несмотря на разнообразие видов агрегатов для сжатия воздуха, самыми востребованными по-прежнему остаются поршневые компрессоры.
В чем преимущества поршневых компрессоров
Преимущества поршневых компрессоров перед остальными типами подобного оборудования, заключаются в следующем.
- Невысокая стоимость агрегата, которая в первую очередь привлекает потребителя. Несмотря на доступные цены на поршневые агрегаты, их технические характеристики не уступают более дорогому оборудованию, предназначенному для сжатия воздуха.
- Поршневой воздушный компрессор можно использовать для сжатия агрессивных газов. Например, широко применяется эксплуатация поршневых аммиачных компрессоров в холодильных установках вагонов-рефрижераторов.
- Достаточно недорогой ремонт. Хотя он требуется и редко, все детали для его проведения можно приобрести по низкой стоимости. К тому же, практически все элементы компрессора поддаются ремонту.
- Возможность кратковременной работы аппарата. То есть, повторно-кратковременный режим работы агрегата исключает необходимость его бесперебойного использования.
- Легкость управления и настройки, что упрощает и ускоряет процесс работы с пневматическим оборудованием. Кроме того, поршневые агрегаты просты в производстве, что влияет на их конечную стоимость
КПД поршневого компрессора находится в районе 60-70%, и эта цифра не так высока, как у винтовых аппаратов (КПД = 99%).
Но все же, применение поршневых агрегатов более эффективно, если требуется низкая производительность (до 200 л/мин) при давлении 20-30 атмосфер и более.
Но следует знать, что регулирование производительности на поршневых компрессорах — задача достаточно сложная.
Виды компрессоров поршневого типа
На рынке компрессорного оборудования представлено большое количество модификаций аппаратов поршневого типа.
Существуют модели как многоступенчатые, так и одноступенчатые, двустороннего всасывания и одностороннего, бессальниковые, сальниковые и прочие.
Но, в основном, классификация поршневых компрессоров проводится по конструктивным особенностям, количеству ступеней сжатия, рабочему давлению и типу привода.
Поршневые аппараты бывают:
- одинарного и двойного действия (бескрейцкопфные и крейцкопфные);
- масляные и безмасляные;
- угловые, горизонтальные и вертикальные;
- одноступенчатые и многоступенчатые.
Также аппараты для сжатия воздуха различаются типом привода:
- ременной привод;
- прямой привод (коаксиальный).
Бескрейцкопфные и крейцкопфные агрегаты
Крейцкопф в переводе с немецкого – ползун. Данная деталь кривошипно-шатунного механизма предназначена для соединения между собой шатуна и поршня. На рисунке, приведенном ниже, показано устройство крейцкопфного компрессора.
Крейцкопфный вид аппарата состоит из кривошипа (1), шатуна (2), крейцкопфа (3), поршня (4) и цилиндра (5) с установленными клапанами.
Принцип работы крейцкопфа заключается в движениях по продольным направляющим, благодаря которым снимаются перпендикулярные нагрузки с поршня. Применение ползуна значительно увеличивает ресурс поршня и цилиндра.
На следующем рисунке показано устройство бескрейцкопфного аппарата, в котором шатун (2) связан с поршнем (4) напрямую.
Масляные и безмасляные
При взаимодействии поршня с цилиндром неизбежно возникает трение, которое вызывает не только износ и сильный нагрев данных деталей, но и перегрев шатуна с коленвалом. Для уменьшения негативных последствий трения применяются смазочные материалы. На следующем рисунке показано, как устроен крейцкопфный масляный компрессор.
Масло заливается в картер, смазывает подвижные элементы компрессора и выполняет роль охлаждающей жидкости.
В безмасляных аппаратах смазка не используется, и движение поршня происходит в “сухом” цилиндре. Для уменьшения трения все трущиеся элементы поршневой группы (цилиндр и поршень) изготавливают из материалов, обладающих низким коэффициентом трения.
Угловые, горизонтальные и вертикальные аппараты
По принципу расположения цилиндров аппараты разделяют на угловые, горизонтальные и вертикальные.
При угловом размещении цилиндров, они могут располагаться под прямым углом, то есть, один ряд устанавливается по горизонтали, а второй – по вертикали.
Также цилиндры могут располагаться V-образно или W-образно.
На горизонтальных агрегатах цилиндры (цилиндр) размещаются либо с двух сторон кривошипа, либо с одной.
Также к горизонтальным агрегатам можно отнести оппозитные компрессоры. Это, как правило, агрегаты средней или высокой производительности.
Важно! Принцип действия оппозитных агрегатов немного отличается от работы других поршневых компрессоров. Отличие заключается во встречном движении поршней, размещенных по обеим сторонам кривошипа.
На вертикальных аппаратах цилиндры размещены по вертикали. В зависимости от требуемого давления и области применения агрегатов, на них может устанавливаться один или несколько цилиндров.
Одноступенчатые и многоступенчатые
Поршневые устройства, для сжатия воздуха, различают на одноступенчатые, двухступенчатые и на многоступенчатые.
Агрегаты с одной ступенью сжатия являются прародителями аппаратов с несколькими ступенями. Они отличаются простым принципом работы: воздух в цилиндре сжимается в одном направлении с помощью поршня, который приводится в движение либо прямым, либо ременным приводом.
Несмотря на одну ступень сжатия, агрегаты имеют ряд положительных качеств:
- требуется маломощный двигатель;
- простое подключение;
- компактные размеры;
- простота управления;
- простота ремонта и обслуживания.
На заметку! Компрессоры с одной ступенью сжатия наиболее популярны как среди частных лиц, так и среди крупных компаний.
Аппараты с двумя ступенями сжатия считаются лучшими по таким показателям, как экономичность и мощность оборудования, которое они обслуживают. Двухступенчатые аппараты, как можно понять из названия, имеют 2 поршня. Поэтому воздух сжимается в 2 этапа:
- на первом этапе воздух сжимается и нагнетается на охлаждение, чтобы расширить диапазон его сжатия;
- на втором этапе происходит максимальное сжатие воздуха.
Благодаря двум ступеням сжатия происходит равномерное распределение нагрузок, что увеличивает срок службы агрегата и увеличивается КПД, поскольку достигается значительная экономия мощности, которая тратится на сжатие.
Многоступенчатые установки для сжатия воздуха – это, как правило, промышленные агрегаты.
Они имеют больше двух ступеней сжатия, имеют тепловые рубашки, отводящие излишки тепла, отличаются большими размерами и весом.
Многоступенчатые компрессорные установки с поршневыми компрессорами позволяют сжимать воздух (газ) под большим давлением и производить его в больших объемах. При этом не требуется задействовать большие мощности.
Устройства с прямым и ременным приводом
Поршневые устройства, применяемые для сжатия воздуха, могут быть оборудованы двумя типами привода: прямым (коаксиальным) и ременным.
В коаксиальных агрегатах электрический двигатель соединяется с коленвалом поршневого блока аппарата с помощью соединительной муфты (см. рис. выше). Аппараты с прямым приводом подразделяются на масляные и безмасляные. Последние применяются в областях, где качеству (чистоте) воздуха придается особенное значение (воздух не должен иметь примесей смазки и влаги).
В аппаратах с ременным приводом коленчатый вал поршневого блока соединяется с валом двигателя через ременную передачу (см. рис. выше). Ременной привод обеспечивает высокую производительность оборудования и продолжительную его работу (аппараты могут работать без перерыва несколько часов).
Основные характеристики поршневых агрегатов
Основными характеристиками поршневых агрегатов, которые следует принимать во внимание при выборе, являются производительность, рабочее давление, качество воздуха и шум.
Производительность
Производительность поршневого компрессора в паспорте к нему обозначается в м3/мин или л/мин.
Поскольку поршневые агрегаты работают в режиме включения-отключения, который подразумевает использование 50 % времени для работы и 50 % — для “отдыха”, то делая расчет поршневого компрессора, необходимо учитывать время его отключения.
Например, если известно, что для нормальной работы пневматического оборудования или инструмента требуется расход 500 л/мин., то агрегат с учетом паузы должен производить 1000 л/мин.
Мощность
Данный параметр измеряется в кВт и относится к мощности двигателя. Обычно мощность поршневого компрессора специально не рассчитывается. Это объясняется тем, что будет достаточно рассчитать только производительность агрегата. Подобрав аппарат с необходимой производительностью и посмотрев в паспорт к нему, легко узнать мощность двигателя данного устройства.
На заметку! В основном, информация о мощности аппарата бывает полезной при прокладке электрического кабеля, к которому будет подключено оборудование. Кабель должен иметь сечение провода, соответствующее мощности аппарата для сжатия воздуха.
Рабочее давление
Давление измеряется в таких единицах, как бар, Паскаль (Па), атмосфера (атм.), миллиметр ртутного столба (мм. рт. ст.) или килограмм-сила на кв. сантиметр (кгс/см2). Для англоязычных стран принято измерять давление в фунтах на квадратный дюйм (PSI).
Соотношение между единицами измерения показано в таблице ниже.
Рабочее давление – это, можно сказать, основная характеристика работы компрессора. От данного параметра зависит работоспособность пневмоинструмента или оборудования, использующего сжатый воздух.
Любой пневматический инструмент может правильно работать лишь при определенном давлении в системе. Данный показатель указывается в тех.
документации к инструменту или другому оборудованию, использующему сжатый воздух.
Качество воздуха
Такая характеристика поршневого компрессора, как качество воздуха, особенно важна для различных отраслей промышленности и не только, где требуется использовать сжатый воздух без малейших примесей влаги и масла.
К примеру, наличие масла или влаги в воздухе при покрасочных работах может полностью испортить конечный результат. Краска или лак будут ложиться не ровно, с образованием пузырей, что в дальнейшем вызовет отслоение покрытия.
Совет! Для таких целей используют либо безмасляный поршневой аппарат, либо масляный, но с установленным влагомаслоотделителем.
Уровень шума измеряется в дБ. Оборудование для сжатия воздуха поршневого типа является самым шумным среди аппаратов аналогичного действия.
Например, устройства, имеющие ременной привод, способны производить шум, превосходящий 100 дБ. Устройства с коаксиальным приводом являются более тихими и “шумят” в диапазоне от 80 до 90 дБ.
Но самыми тихими агрегатами считаются безмасляные аппараты, которые благодаря своей конструкции имеют уровень шума порядка 70 дБ.
Некоторые производители компрессоров применяют шумозащитные кожухи, снижающие шум от работающего агрегата до более комфортного для человека уровня. На следующем фото показан аппарат с шумозащитными кожухом.
Шумозащитный кожух устанавливается на поршневой блок, а иногда и на двигатель, благодаря чему понижается шумность агрегата в целом. В основном, такой способ шумозащиты применяется на масляных компрессорах, имеющих ременной привод.
Также компания «Remeza» для борьбы с уровнем шума разработала оригинальные поршневые блоки.
Блоки «Twin-cilinder» позволяют добиться уровня шума в пределах 65 дБ. Компрессоры данного типа уже относятся к малошумным агрегатам.
Обзор 5 популярных моделей поршневых компрессоров
Отечественный рынок переполнен продукцией различных конкурирующих в области компрессорного оборудования фирм. Среди них есть как лидеры, так и аутсайдеры. Ниже приводится рейтинг лучших воздушных поршневых компрессоров, которые завоевали наибольшую популярность у потребителей.
ELAND Wind 24B-1CO
Родиной компрессора является Швеция. Компания ELAND имеет динамичный рост и поставляет свою продукцию в 50 стран мира. Руководство компании нацелено на долгосрочное сотрудничество со своими партнерами, поэтому предпочитает выпускать оборудование высокого качества.
Агрегат ELAND Wind 24B-1CO является поршневым масляным компрессором. Двигатель компрессора имеет мощность 1,5 кВт и соединен с валом поршневого блока через коаксиальный (прямой) привод.
Ресивер аппарата имеет емкость 24 л. Максимальное давление, создаваемое устройством – 8 бар. Стоимость компрессора около 6200 руб.
FUBAG OL 195/24 CM1,5
Данный агрегат является продукцией немецкого производителя, который уже 40 лет занимается выпуском профессионального оборудования для ремонта и строительства. Продукция марки FUBAG завоевала не только европейские рынки, но и поставляется практически во все страны мира.
Компрессор FUBAG OL 195/24 CM1,5 — поршневой агрегат, работающий от сети 220 В. Данный аппарат является безмасляным и способен создавать давление до 8 бар.
Аппарат имеет прямой привод и двигатель мощностью 1,1 кВт. Также компрессор имеет ресивер (24 л.), 1 цилиндр и 1 ступень сжатия. Стоимость данного агрегата является невысокой и колеблется в пределах 6500-7000 руб.
Интерскол КВ-240/25
Это компрессор от российского производителя, который выпускает профессиональный электроинструмент. Продукция компании Интерскол находится в топе популярности на территории России уже 15 лет. И это связано с тем, что вся продукция данной фирмы имеет демократичные цены и высокое качество.
Поршневой компрессор с прямым приводом Интерскол КВ-240/25 – это одноцилиндровый агрегат с ресивером на 25 л.
В аппарате установлен двигатель мощностью 1,8 кВт. Устройство может развивать давление до 8 бар. Производительность устройства — 240 л/мин. Стоимость компрессора колеблется в пределах 8900 руб.
Технические характеристики поршневых компрессоров
Поршневые компрессоры – это одни из самых первых и, пожалуй, самые распространенные типы компрессорных установок.
Свою популярность они завоевали простотой исполнения, легкостью в ремонте и эксплуатации. Также можно отметить относительную доступность по цене таких машин.
Кроме того, технические характеристики поршневых компрессоров полностью отвечают высоким эксплуатационным требованиям, предъявляемым к данным установкам.
Поршневые компрессоры нашли свое применение в огромном спектре в жизнедеятельности человека. На сегодняшний день простая принципиальная схема обрела массу модернизаций, тем самым увеличивая мощность, производительность, степень сжатия, коэффициент полезного действия и другие показатели.
Кроме увеличения количества рабочих цилиндров появляются новые схемы много ступенчатых процессов сжатия, предварительной подготовки сжимаемой среды, очистка, сепарирование, охлаждение – все подобные нововведения служат для повышения производительности и при этом увеличения ресурсного срока службы агрегатов.
Здесь Вы можете ознакомиться с каталогом поршневых компрессоров, реализуемых ООО ГК «ТехМаш».
Не смотря на то, что на первый взгляд конструкция поршневого компрессора кажется незамысловатой, насчитывается множество вариаций чередования сжатия между цилиндрами при помощи системы клапанов, трубопроводов и каналов. Поршень в компрессоре может функционировать в обоих направлениях, что вдвое увеличивает кпд – такие эффективные схемы называются крейцкопфные.
Цилиндры, если их несколько, могут располагаться в ряд вертикально, горизонтально. Также могут располагаться с одной стороны от вала либо по обе стороны. Второй вариант позволяет максимально сбалансировать силы и снизить вибрацию – такие компрессора называются оппозитными. В любом случае технические характеристики поршневых компрессоров остаются на высоком уровне.
Также не меньшим успехом пользуются компрессора с V-образным и W-образным расположениями рабочих цилиндров. Цилиндры поршневых компрессоров смазываются маслом, что необходимо для снижения износа трущихся поверхностей.
Однако некоторые технологические процессы не приемлют в сжатом воздухе или же газе присутствие масла. Для таких установок были предприняты инженерные решения без смазки камеры сжатия, а уплотнение достигалось нарезанием канавок на поршне – этот вариант уплотнения называется лабиринтным.
В современных же поршневых компрессорах эту проблему решили немного иным способом – стали применятся композитные материалы в изготовлении уплотнительных колец, тем самым было достигнуто сразу несколько целей – снижение температуры при работе агрегата, увеличение ресурса заменяемых элементов и собственно полное отсутствие столь нежелательного масла в продукте сжатия.
Во время сжатия воздуха или газа неизбежно возникновение высоких температур. Снижение температуры необходимо из-за опасности воспламенения, а в особых случаях опасаться следует взрыва.
Также охлаждение необходимо основным элементам компрессора, выполненных из различных сплавов, так как чрезмерное перегревание может привести к расширению металлов, тем самым лишив возможности движения поршня в цилиндре и вызвать заклинивание.
Подобное обычно приводит к серьезным поломкам и во многих случаях компрессор восстановлению не подлежит.
К счастью на сегодняшний день существует достаточное количество различных способов охлаждения. Они могут быть воздушными: наружная часть цилиндра покрыта радиаторными ребрами, а для еще большей эффективности на ребра направляют лопастной вентилятор. Во многих случаях подобного рада схемы отдачи тепла оказывается достаточным.
Однако с увеличением мощности и давления на выходе необходимость в охлаждении становится острее. Тут уже встречаются схемы с жидкостным охлаждением.
Стенки цилиндра выполнены с полостями для циркуляции по ним воды или охлаждающей жидкости, жидкость в свою очередь охлаждается, попадая в радиатор, а на особо крупных компрессорных установках для этой задачи строятся специальные градирни.
Сжатая среда тоже нуждается в понижении температуры – достигается это обычно путем пропускания среды сквозь лабиринты трубчатых радиаторов, между ступенями процессов сжатия, для повышения эффективности.
Устройство поршневых компрессоров предполагает возвратно поступательные движения поршня в цилиндре, переданного ему движение шатуном в свою очередь движимого вращением коленчатого вала. Подшипник между валом и шатуном находится весьма в агрессивной зоне работы. Поэтому в наиболее мощных машинах используют подшипники скольжения работающих под давлением масла.
Масло из картера подается насосом, проходя перед этим фильтрацию. При необходимости применяется система маслоохлаждения. Масло, используемое в компрессорах, должно отвечать ряду требований, среди которых вязкость, поведение при высоких температурах и наличие присадок.
Использование наиболее подходящего типа масла обеспечивает максимально высокие технические характеристики поршневых компрессоров.
В зависимости от конструкции модели компрессора применяются масла на минеральной или синтетической основе или же смеси. В качестве привода может служить электродвигатель, причем вал двигателя в некоторых моделях может переходить в вал компрессора, представляя собой единый моноблок. Часто двигатель внутреннего сгорания выступает приводом компрессора.
Встречаются так же и двигатель-компрессор – это объединенные в одном корпусе поршневой двигатель и поршневой компрессор. Движение двигателя передается компрессору по имеющемуся одному на двоих коленчатому валу.
Исполнение поршневых компрессоров может быть достаточно различным, так как и их применение бывает совершенно неоднозначно.
Это могут быть как стационарные агрегаты, имеющие тяжелый фундамент и даже отдельный цех для удобства технического обслуживания, так и мобильные версии на легкой раме или на базе автомашины, вплоть до ручного насоса.
Поршневой компрессор стал основой двигателя внутреннего сгорания, установленного под капотом почти каждого автомобиля. Так, поршневой компрессор, технические характеристики которого полностью отвечают всем необходимым требованиям, завоевал признание и является отличным подспорьем человеку на протяжении многих лет.
Технические характеристики винтовых и поршневых компрессоров
Практика показывает, что при покупке компрессора в качестве основного параметра выбора многие покупатели рассматривают его стоимость. Такой подход понятен, поскольку желание сэкономить вполне логично. Однако ориентироваться исключительно на цену нельзя. Не менее важно изучить технические характеристики компрессора. Это поможет избежать ошибок и приобрести ту модель, которая будет соответствовать потребностям определенного предприятия. В этой статье мы предлагаем вам ознакомиться с наиболее значимыми критериями, заслуживающими внимания при покупке агрегата.
Все оборудование, предназначенное для производства сжатого воздуха, разделяют на две группы в соответствии с типом конструкции. Это поршневые и винтовые агрегаты. Первые используют для сжатия рабочей среды возвратно-поступательное движение поршня.
Вторые сжимают воздух за счет вращения ведущего и ведомого ротора. Логично предположить, что характеристики винтовых и поршневых компрессоров различаются. Ниже мы рассмотрим подробнее каждый тип оборудования, а пока предлагаем вам изучить критерии выбора, общие для тех и других установок.
К их числу можно отнести такие параметры, как мощность, производительность и давление.
Мощность
Говоря о данной характеристике, подразумевают мощность привода, измеряемую в киловаттах. Компрессорные агрегаты комплектуют как электрическими двигателями, так и ДВС. Последние, в свою очередь, делят на бензиновые и дизельные.
Чем сильнее двигатель, тем проще нагнетать воздух. Однако при увеличении мощности растет не только производительность, но и расход топлива. Именно поэтому нельзя выбирать установку по принципу «чем мощнее, тем лучше».
Такой подход ведет к неоправданному росту производственных издержек и увеличению себестоимости продукции.
Производительность
Этот параметр определяет объем сжатого воздуха, вырабатываемого агрегатом за определенный промежуток времени. Единицей измерения может служить как л/мин, так и м3/час.
Производительность напрямую связана с конструкционными особенностями оборудования. По данной характеристике воздушные поршневые компрессоры проигрывают винтовым установкам.
Поэтому чаще всего первые используют в быту и для решения задач малого бизнеса, а вторые на крупных производственных предприятиях.
Примеры оборудования
Все модели
Давление 
В соответствии с данным параметром различают установки низкого (до 10 бар), среднего (до 100 бар), высокого (до 1000 бар) и сверхвысокого (более 1000 бар) сжатия. При этом важно понимать, что рабочее давление — постоянно изменяющаяся величина.
Это связано с принципом действия компрессоров, которые автоматически выключаются при достижении заданного показателя и снова включаются после снижения давления до минимального установленного уровня. Как правило, разница между пуском и остановкой составляет 2 бар.
В этих пределах и изменяется рабочее давление компрессора.
Приведенные выше параметры требуют внимательного рассмотрения при выборе агрегата. Но как уже говорилось, поршневые и винтовые компрессоры обладают различными характеристиками. Мы проанализировали параметры техники, представленной в нашем каталоге, и оформили их в виде таблицы, которую предлагаем вашему вниманию.
| Характеристики воздушных компрессоров | Поршневого типа | Винтового типа |
| Максимальная производительность | 7000 л/мин | 83400 л/мин |
| Максимальная мощность | 55 кВт | 515 кВт |
| Температура воздуха на выходе | от +80 до +120 ºС | + 10 ºС к окружающей |
| Уровень шума | 80-95 дБ | 65-70 дБ |
| Моторесурс | 3-6 тыс. часов | 30-40 тыс. часов |
| Подача сжатого воздуха | 50/50 | постоянная |
| Эффективная мощность при всасывании и на выходе | 50-70% | 95-99% |
Примеры оборудования
Все модели
Подводя итог, можно отметить: там, где нужны большие объемы сжатого воздуха, оптимальны винтовые агрегаты, а для небольших цехов, предприятий малого бизнеса, строительных площадок и пр., достаточно поршневой установки.
Остались вопросы по выбору оборудования? Свяжитесь со специалистами «Энергопроф», чтобы получить профессиональную консультацию и помощь в выборе компрессора.
Иван Чернов
Загрузка...
