Воздушный компрессор: назначение, принцип работы, виды

Применение компрессоров

Компрессор – это машина или устройство, предназначенное для перемещения газообразных веществ, путем повышения давления внутри системы. Их широко применяют на всех видах производства.

Для обеспечения качественной и бесперебойной работы предприятия нужно обеспечить диагностику и своевременный ремонт компрессоров.

Область применение агрегатов весьма широка, в частности их широко используют для таких целей:

Транспортировки природного газа от места добычи до конечного потребителя.
Для сжатия химических агентов на нефте- и газоперерабатывающих предприятиях.
В системах для охлаждения воздуха.
Для заправки баллонов с высоким давлением. Все они широко применяются в различных сферах деятельности, в частности в строительстве, медицине и на промышленных предприятиях.
Используется как источник питания пневматических систем и инструментов.
В транспортной промышленности. В автомобилях и поездах эксплуатируются пневматические системы для торможения. Применяются в самолетах для того, чтобы уравновесить давление.
Для добычи полезных ископаемых или откачивания нефти компрессорное оборудование нагнетает воздух в пласт земной коры, что способствует повышению количества добываемого продукта.
В химической промышленности используют для синтеза едких летучих веществ, а также для нагнетания давления при различных реакциях с газообразными веществами.
Для увеличения производительности двигателя часто эксплуатируют турбокомпрессоры.

Все виды компрессоров имеют свою сферу применения в народном хозяйстве. Данные исследований утверждают, что одна десятая часть использованной энергии на промышленных предприятиях потрачена на обеспечение качественной работы подобного оборудования.

Какими бываю компрессоры?

Самое распространенное оборудование для стоматологии – безмасляные приборы. На валу, который вращается электродвигателем, насажен шатун с поршнем. Он двигается в особой гильзе, а в итоге система клапанов получает возможность закачивать воздух в накопитель. Система простая и удобная в обслуживании.

Масляный компрессорБезмасляный компрессор

не надо постоянно заправлять аппарат маслом;
воздух становится чище, в нем нет масляных частиц;
снижение оборотов ослабляет шум двигателя.

Но безмасляный вариант хорошо служит, если сделан из качественных материалов, иначе он быстро выходит из строя. Поэтому нужно приобретать только проверенные компрессоры хоршо зарекомендовавших себя производителей.

Разновидности поршневых моделей

Принципиальным отличием между разными поршневыми моделями можно назвать потребность в смазке. Масляный компрессор – это агрегат, который требует регулярного и обильного снабжения техническими жидкостями, минимизирующими эффект трения. Своего рода антифрикционная добавка, увеличивающая срок службы элементов.

Безмасляные модели выигрывают за счет небольших размеров и возможности подачи чистого воздуха. Но нельзя сказать, что механизмы таких компрессоров полностью избавляются от смазки. Она присутствует, но распространяется по другим каналам, не контактируя с ресивером, в котором циркулирует воздух. Более того, снабжение маслом обеспечивается в автоматическом режиме специальными раздатчиками. И масляные, и безмасляные виды компрессоров находят свое место в разных сферах. Для понимания практической разницы между двумя устройствами можно сказать, что первые лучше работают в условиях интенсивного производства, а вторые скорее годятся для обслуживания малогабаритного пневматического инструмента.

Виды компрессоров: описание

Объемные

Это тип компрессоров, в которых сжатие происходит за счет уменьшения объема камеры. К ним относятся: поршневые, винтовые, мембранные, жидкостно-кольцевые, роторно-пластинчатые и спиральные.

С момента изобретения первого компрессора в 1650 году было изобретено большое количество разных типов моделей, используемых в той или иной ситуации

Обратим внимание на те из них, которые продолжают оставаться актуальными

Поршневые

Классически распространены, хотя сегодня во многих сферах их уже активно вытесняют более перспективные винтовые. Могут быть как стационарными, с электродвигателем, так и мобильными, с мотором внутреннего сгорания и колесным/гусеничным шасси.

Главное, что нагнетание и подачу осуществляют поршни, передвигающиеся в гильзах, и это позволяет обеспечивать следующие эксплуатационные характеристики:

давление до 500 бар;
производительность больших газовых компрессоров может достигать 8000 м3/ч.

По конструкции они сравнительно сложны, поэтому в процессе работы требуют квалифицированного обслуживания.

Мембранные

Что делает компрессор такого типа, так это сжимает газ специальной пластиной, совершающей возвратно-поступательные движения благодаря штоку, зафиксированному на коленвале. В свою очередь, сама прокладка тоже закреплена – на камере, – и поэтому ей не нужны всевозможные уплотнители или кольца.

Данному виду присущи следующие преимущества:

общая надежность конструкции;
герметичность, а значит и высокий уровень нагнетания;
безопасность и защита от коррозии;
чистота (не нужно смазывать) и простота обслуживания.

Важная особенность: рабочая среда контактирует с мембраной и внутренними стенками камеры прибора, но не с атмосферой помещения или открытой площадки. Это позволяет перекачивать даже токсичные и вредные вещества , или, наоборот, ценные газы, утечки которых недопустимы.

Винтовые

Главным органом у них является роторная пара, вращающаяся и всасывающая воздух в корпус, состоящий из нескольких отделов. Проходя через систему резервуаров, клапанов и труб, рабочая среда охлаждается, очищается, нагнетается, после чего поступает к конечным потребителям.

Постепенно вытесняют собой поршневые модели – в силу следующих своих преимуществ:

экономичнее, чем поршневые (затраты электроэнергии они снижают на 30%, а то и больше);
развивают 8-13 атмосфер давления, при расходе воздуха до 85 м3/мин;
надежны за счет простоты конструкции;
компактны, отличаются низкой металлоемкостью;
высокоэффективны – могут работать круглосуточно;
поддаются автоматизации управления.

Пластинчато-роторные

Характер их действия – на вытеснение, с передачей толчкового импульса в процессе нагнетания. В их случае газ засасывается за счет увеличения объема камеры между пластинами, вставленными в ротор. Давление создается за счет того, что, когда ротор поворачивается, объем камеры потом уменьшается. Процесс повторяется циклически, с каждым оборотом ротора. Это приводит к созданию нужного давления (от 3 до 6 бар), вывод же осуществляется через патрубок.

Возвратно-поступательное движение отсутствует, и это залог стабильного хода. Подключение к электрическому мотору может осуществляться напрямую, что снижает потери энергии.

Динамические

Данное компрессорное оборудование – это установки либо центробежного, или же осевого типа. В первом случае газ попадает на рабочее колесо под действием центробежной силы и создает разреженное пространство со стороны всасывания. Давление повышается в диффузоре, гасящем поток. Во второй же ситуации рабочая среда перемещается между лопатками ротора, постепенно меняя свою скорость и сжимаясь.

Их эксплуатационные характеристики – это:

Направление движения воздушных масс – либо продольное (центробежные), либо поперечное (осевые), либо даже диагональное (комбинированные).
Число ступеней сжатия – от одной до нескольких.
Вид привода – паровой, электрический или даже газотурбинный.
Выходное давление – от 0,015 МПа (модели-«вентиляторы») и выше.

Компрессор промышленный – конструкция

Принцип работы компрессорных агрегатов, обеспечивающих генерацию воздушного потока, зависит от типа оборудования, его конструкции и технических особенностей. Основными составными элементами устройств выступают:

Винтовой блок либо поршневой механизм;
Ресивер;
Фильтр воздушного потока;
Арматура и соединительные шланги;
Контроллер и система автоматики;
Контур охлаждения;
Маслоотделитель;
Масляный фильтр.

Компрессор промышленный – конструкция

Главными техническими характеристиками агрегатов для генерации сжатого воздуха являются:

Уровень производительности;
Мощность электропривода;
Граничные показатели рабочего давления.

При подборе модели компрессора необходимо сопоставлять технические параметры установки и доступные условия для размещения оборудования, а также производить расчет совместимости с имеющимися устройствами и рассматривать возможность интеграции механизма в функционирующую технологическую группу.

Дополнительные функции

Многие автомобильные компрессоры оснащены различными дополнительными функциями, которые делают пользование компрессором более удобным.

Дефлятор (спускной клапан) – предназначен для сброса избыточного давления. Дефлятор позволяет сначала создать давление в шине чуть больше необходимого, затем отключить компрессор, и с помощью дефлятора стравить его до нужного значения. Дефлятор особенно удобная вещь для джиперов, которые часто ездят по бездорожью и спускают давление в шинах для увеличения проходимости.
Система защиты от перегрева – защищает компрессор от перегрева при слишком продолжительном использовании, при отсутствии такой системы приходится делать частые перерывы для охлаждения компрессора.
Встроенный фонарик – удобен если колесо спустило в темное время суток где-нибудь за городом. Встроенный фонарик подсвечивает колесо и обеспечивает дополнительную безопасность, подсвечивая человека занимающегося колесом и делая его заметным другим водителям.
Сумка для хранения компрессора – удобна чтобы компрессор не болтался по багажнику автомобиля.
Набор переходников – предназначен для накачивания с помощью компрессора лодок, надувных матрасов, мячей.

Особенность безмасляных приборов

Эти устройства нашли свое применения там, где необходимо обеспечить высокие требования к чистоте воздуха. Их устанавливают в медицинских учреждениях, предприятиях фармацевтической и химической промышленности. Справедливости ради надо сказать, что эти устройства относят к наиболее доступным устройствам в части их стоимости. Эти компрессоры отличаются простотой в эксплуатации и обслуживании. Это говорит о том, что нет необходимости в подготовленном персонале, и при установке их на рабочее место не предъявляются какие-то особые требования.

Но безмасляные компрессоры обладают некоторыми недостатками, например, излишним шумом, который возникает во время работы. Но, производители смогли решить эту проблему, устанавливая на эти изделия звукозащитные кожухи.

Выбирая безмаслянный компрессор необходимо обратить внимание на мощность устройства, их производительность и параметры рабочего давления, которые показывают приборы, устанавливаемые на компрессор. Нельзя забывать и об объеме ресивера

Как правило, в устройство компрессора устанавливают емкости объемом 50 литров.

ГОСТ

Термины, определения и общие понятия, связанные со стандартными компрессорами, указаны в ГОСТ 28567-90.

Кроме того, для стационарных воздушных поршневых агрегатов общего назначения введен еще в 1982 году ГОСТ 20073-81, а для гаражных компрессоров существует ГОСТ 18517-84.

Маркировка

Каждый производитель поршневых компрессоров маркирует свои изделия согласно собственных стандартов и технических условий.

Единую стандартизацию маркировки получили винтовые приборы.

Она состоит из буквенно-цифровой последовательности, например, ВК20Е-8-500Д, где:

ВК – тип прибора (винтовой в данном случае).
20 – мощность в киловаттах.
Е – приставка, информирующая о наличии электронной панели управления.
8 – значение нормального рабочего давления в барах. Если оборудование имеет 3 варианта значений (переключаются между собой), то другие 2 указываются в скобочках.
500Д – объем встроенного ресивера в литрах.

Наличие в маркировке сочетания “ВС” свидетельствует об установленном частотно-регулируемом приводе, а обозначение “А”, которое встречается крайне редко, говорит об отсутствии внешнего кожуха.

Преимущества масляных агрегатов

Самый распространенный метод снижения трения, возникающего при работе различных деталей и узлов, является их смазывание. Это позволяет снизить нагрузку на изделие в целом, в частности, на его ключевую деталь — двигатель.

Для решения, этой задачи применяют специальные, компрессорные масла, которые можно использовать в различных условиях эксплуатации.

Компрессоры такого типа в производстве обходятся дешевле. Поэтому, стоимость такого оборудования существенно дешевле, чем безмасляные аналоги. Но в эксплуатации, они обходятся дороже. Это вызвано тем, что в процессе эксплуатации вместе удалением воздуха из рабочей зоны, происходит выброс масла. Кстати, его необходимо заменять через каждые 2 000–3 000 часов эксплуатации.

Так как в сжатом воздухе присутствуют микрочастицы масла, в систему приходится устанавливать маслоулавливающие элементы, например, фильтры. Через определенное количество времени их так же необходимо заменять, а это усложняет обслуживание, и требует дополнительных расходов на приобретение заменяемых фильтров.

Тем не менее, несмотря на принимаемые меры, воздух, прошедший через масляный компрессор полностью очистить не представляется возможным. Например, после обработки воздуха на винтовом устройстве его загрязнение равно 3 мг на один кубометр. Чистота воздуха после его обработки на поршневом компрессоре, напрямую зависит от уровня износа его деталей и узлов.

Это привело к тому, что в отдельных технологических процессах использование масляных компрессоров запрещено.

Что такое компрессор? Роль компрессора в работе двигателя автотомобиля

Компрессором называют любое приспособление, которое предназначено для сжатия и подачи воздуха, а также других газов под давлением.

Автомобильные инженеры, создатели гоночных авто и просто любители скорости все время работают над увеличением мощности двигателей. Одним из способов ее увеличения есть строительство мотора большого внутреннего объема, но большие двигатели много весят и кроме того затраты на их производство и содержание очень высоки.

Фото. ProCharger D1SC – центробежный компрессор

Второй способ увеличения интенсивности двигателя – это создание агрегата стандартного размера, но более эффективного в использовании. Этого можно добиться при нагнетании большего объема воздуха в камеру сгорания. Благодаря этому в цилиндр подаётся больше топлива и, как следствие, создаётся высокое давление и происходит сильный выброс газа.

Кроме компрессора есть турбокомпрессор. Устройства отличаются способом извлечения энергии. Обычный компрессор приводится в действие энергией от коленчатого вала мотора через ременный или цепной привод механическим путем. Турбокомпрессор работает благодаря сжатому потоку выхлопных газов, вращающих турбину.

Пластинчато-роторные компрессоры

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

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

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

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

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

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

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

Преимущества масляных агрегатов

Технические параметры

Компрессор воздушный электрический 220В должен соответствовать следующим основным техническим характеристикам:

Технические характеристики воздушного компрессора

мощность (1-1.5 кВт подойдет для домашнего использования, а вот для производственных целей потребуются большие показатели и отсутствие перебоев в сети);
напряжение – не ниже 180 В, иначе чревато появлением сбоев; рекомендуется устанавливать сетевые фильтры;
производительность – напрямую зависит от целей и задач эксплуатации: для бытового пользования – одни показатели, для строительства или промышленности – другие, увеличенные в несколько раз;
максимальное давление — в пределах 8-12 атмосфер.

Так, для мини-компрессора, предназначенного для домашнего использования, оптимальными техническими характеристиками станут следующие:

мощность – 2 кВт;
объем ресивера – от 50 л;
автоматика, предохраняющая от поломок и сбоев;
охладительные элементы;
ременной привод и клапаны-распределители.

Как выбрать воздушный электрический компрессор?

Выбирать агрегат следует по ряду параметров. Это непосредственно:

мобильность и компактные размеры;
легкий вес;
мощность устройства;
производительность.

Исходя из этого, можно определить непрерывность работы агрегата, объем материала и время его обработки. Следует помнить то, что чем меньше установка будет весить, тем меньше уйдет сил на управление и транспортировку.

Критерии выбора воздушных электрических компрессоров

Воздушный электрический компрессор – практичная и полезная техника, которая востребована практически во всех промышленных сферах. На фоне этого сегодня на рынке наблюдается высокая конкуренция среди предприятий, что специализируются на производстве агрегатов такого типа.

Одними из самых ходовых и популярных вариантов стоит назвать установки на 220В

Как выбрать наиболее подходящий вариант для продолжительного и исправного функционирования, на что рекомендуется обратить внимание, стоит разобраться более подробно

Качественный компрессор воздушный электрический на 220В, следует оценивать по следующим позициям:

сфера применения агрегата;
изучение ассортимента и выбор производителя с учетом нескольких основных факторов;
гарантийный срок на установку.

Что касается второй позиции, то на этом аспекте следует акцентировать наибольшее внимание

Важно изучить предложение и, остановившись на одном из вариантов, ознакомиться с информацией о том, как давно эта компания действует на отечественном рынке, прочесть отзывы и изучить рекомендации

Что касается гарантийных обязательств, то этот момент также недопустимо упускать из вида.

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.

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

Виды электрических компрессоров

Компрессор – это устройство, которое подает под давлением на пневматический инструмент сжатый воздух или газ.

Компрессорное оборудование используется в быту, в медицине, при производстве строительных и ремонтных работ, в промышленности, в кулинарии, в автомобильном и мебельном производстве и при покрасочных работах любого масштаба. Большинство компрессоров работает на электричестве.

Бытовые агрегаты работают от сети 220В, промышленные – от сети 380В. Мобильные установки могут работать от дизельных двигателей.

По принципу действия электрические компрессоры классифицируются на следующие виды:

Поршневые компрессоры – самые распространенные. Основной рабочий инструмент в таких компрессорах – поршень, который сжимает воздух в цилиндре. Крупные поршневые агрегаты имеют несколько цилиндров, которые обеспечивают им довольно высокую мощность. Главной проблемой электрокомпрессоров поршневого типа является быстрый износ поршней и колец – главных элементов всего агрегата. Замена этих деталей – основная часть затрат на обслуживание и содержание такой техники. При достаточно высокой степени сжатия поршневой тип компрессоров имеет невысокий КПД, зато способен стабильно работать в условиях высокой запыленности и не ломается при частом выключении и включении.
Роторно-винтовые электрические компрессоры – еще один очень распространенный тип компрессоров, в основе работы которого лежит работа системы роторов. Вращаясь, эти роторы прогоняют воздух в камеры, где он и сжимается. Такой тип компрессоров обладает очень высоким КПД и очень экономичен в эксплуатации. Износ деталей и элементов в винтовых компрессорах минимальный, они потребляют на 25-30% меньше электроэнергии, чем поршневые, а капитальный ремонт им требуется всего 1 раз в 8-10 лет. Роторные компрессоры отличаются высокой степенью надежностью и длительным сроком службы, кроме того, они просты в управлении, производят во время работы минимальное количество шума и имеют небольшие размеры.
Роторно-пластинчатые компрессоры оснащены прямым приводом и отличаются высокой производительностью, надежностью и долговечностью. Однако они способны создавать давление ниже, чем компрессоры винтового типа.
Мембранные компрессоры в своей работе используют мембрану, за счет колебаний которой и происходит нагнетание воздуха. По производительности мембранные компрессоры ниже поршневых, зато могут обеспечить высокую чистоту нагнетаемого воздуха.

Конструкция оборудования для производства сжатого воздуха

Двигатель. Широко распространены установки, работающие от сети напряжением 220 вольт. В промышленности востребовано дизельное оборудование и компрессоры, работающие от сети 380 вольт. Редко используются турбины,работающие на газе или паре.
Блок сжатия воздуха. Может быть поршневым и винтовым. Для некоторых отраслей промышленности можно купить компрессоры мембранного, роторно-пластинчатого, шестеренчатого и других типов.
Устройство поршневого компрессора предлагает наличие одного или нескольких цилиндров, в которых происходит сжатие воздуха. При движении поршня по направлению от впускного клапана создается разряжение, вследствие которого воздух наполняет цилиндр. При обратном движении происходит сжатие рабочей среды. Когда давление достигает заданного значения, воздух преодолевает усилие пружины нагнетательного клапана и попадает в ресивер.
Если поршневые агрегаты сжимают рабочую среду за счет возвратно-поступательного движения, то винтовые машины для этой цели используют вращение ведущего и ведомого ротора. Плоскости винтов и внутренняя поверхность корпуса создают воздушные камеры, объем которых попеременно увеличивается и уменьшается. За счет этого происходит наполнение камер воздухом, а затем его сжатие.
Ресивер. Это металлический сосуд, оснащенный входным и выходным патрубком, а также предохранительным клапаном для защиты от перегрузок.

Принцип работы поршневого одноцилиндрового компрессора следующий

Поршневой компрессор состоит из рабочего цилиндра, поршня, всасывающего и нагнетательного клапанов, расположенных в крышке цилиндра.

При вращении коленчатого вала шатун, соединённый с ним, сообщает поршню возвратно-поступательное движение. В рабочем цилиндре из-за увеличения объёма, заключённого между днищем поршня и клапанной группой, возникает разрежение. Атмосферный воздух преодолевает сопротивление пружины, удерживающей всасывающий клапан, открывает его и через всасывающий патрубок (с воздушным фильтром) поступает в цилиндр.

При обратном ходе поршня воздух сжимается и его давление возрастает. Высокое давление позволяет преодолеть сопротивление пружины, прижимающей нагнетательный клапан. Сжатый воздух открывает этот клапан и поступает в нагнетательный патрубок.

Привод коленчатого вала осуществляется либо от электродвигателя, либо от автономного двигателя (бензинового или дизельного).

Вывод

На рынке представлено значительное число производителей, предлагающих компрессорные установки с максимально широким спектром возможностей. Здесь и многообразие модификаций, и разнообразие задач, с которыми могут справиться такие компрессоры вне зависимости от сферы их применения.

Перечисленные выше компрессоры – это несколько видов, где каждый отличается наличием своих минусов и плюсов. В связи с этим надо заранее побеспокоиться о том, чтобы получить правильную информацию о компрессорном оборудовании от специалистов. Именно это позволит избежать проблем в будущем: будет приобретен аппарат для решения тех задач, что актуальны для потребителя. Только профессионалы способны на дельный совет, связанный с выбором компрессорной установки применительно к ожидаемым условиям эксплуатации.

Воздушный компрессор

Применение компрессоров

Какими бываю компрессоры?

Разновидности поршневых моделей