В промышленности и частных мастерских активно применяются поршневые компрессоры. Это самый распространенный вариант подобного оборудования, который характеризуется достаточно высокой надежностью, большим сроком службы и ремонтопригодностью. Выпускаются различными брендами, в том числе российскими производителями, различной мощности и производительности, определяемой создаваемым давлением от 6 до 12 бар для бытовых моделей. Основными производителями подобного оборудования являются страны: Китай, Россия, США, Германия, Турция, Швейцария и Франция.
Содержание:
- Компрессор поршневой воздушный
- Принцип работы компрессора поршневого
- Поршневые промышленные компрессоры
- Электрические поршневые компрессоры
- Расчет поршневого компрессора
- Срок эксплуатации компрессора поршневого
- Обслуживание компрессоров поршневых
Компрессор поршневой воздушный
Отличительной чертой воздушного поршневого компрессора является сам принцип сжатия воздуха. Это происходит при помощи поршневого механизма, от чего и произошло название этого оборудования. В конструкции имеется цилиндр с двумя отверстиями и клапанами в них. Внутри него скользит поршень, который за счет плотного прилегания к стенкам благодаря кольцам или иным уплотнениям при продольном перемещении, с одной стороны, создает разрежение, с другой − сжатие, выталкивая его наружу. Зачастую поршень является очень частой проблемой. В зависимости от производительности, компрессоры могут иметь разную конструкцию поршневого блока, который может состоять из одного или двух цилиндров.
Компрессор поршневой воздушный
К особенностям такого оборудования относится то, что его можно использовать для сжатия не только воздуха. Также он может быть применен для сжатия масла и иных жидкостей, так как цилиндр изолируется от внешней среды.Принцип работы компрессора поршневого
Как и любого другого оборудования подобного типа, принцип работы компрессора поршневого типа объясняется его конструкцией, при этом, в отличие от винтовых, он все же является более простым, но сложнее в ремонте. Основными функциональными узлами такого агрегата для сжатия воздуха являются:
Принцип работы компрессора поршневого
- Поршневой блок, то есть функциональный узел, который осуществляет всасывание и сжатие воздуха или же иной среды, поступающей через входной патрубок;
- Асинхронный мотор, который приводит во вращение вал или маховик с прикрепленными к нему шатунами поршневого блока;
- Приводной ремень или муфта при непосредственном соединении. В более маломощных и мене производительных моделях применяется прямая стыковка валов, в более производительных промышленного типа, которые способны создавать давление до 12 и более атмосфер, используется ременная передача. Разными размерами шкивов на валах узлов задается передаточное число;
- Автоматический выключатель с датчиком давления. Это устройство, которое позволяет принудительно включить при первом запуске и далее автоматически по мере снижения давления в баллонах при расходовании сжатого воздуха;
- Регулятор давления, который позволяет выставить его заданное значение, поддерживаемое на протяжении всего рабочего цикла;
- Манометр, как правило, стрелочного типа, показывающий значение давления среды в баллонах;
- Баллон. В бытовых моделях он малоемкий, как правило, не более 40-50 л. В промышленных в них может вмещаться намного больше сжатого воздуха или другой среды, что зависит от типа предприятия;
- Осушитель воздуха или сборщик конденсата. Он представлен стеклянной колбой с краником для слива накапливаемого конденсата. Элемент обычно устанавливается на промышленных моделях для поддержания качества выдаваемого воздуха, который применяется в различных технологических и иных процессах. Также дополнительно может устанавливаться ресивер как расширитель баллонов;
- Корпус поршневого блока изготавливается из чугуна и оснащается ребрами для отведения тепла, так как во время работы содержащееся внутри масло нагревается. Оно необходимо для смазывания шатунной системы и подшипников на коленчатом валу в процессе работы. Естественно, по мере эксплуатации требуется доливка масла в картер и его замена, так как оно также вырабатывается, как и в автомобильном двигателе.
В мощных моделях с двумя рабочими цилиндрами может быть применено их разное взаимное расположение:
- Горизонтальное;
- Вертикальное;
- V-образное.
В зависимости от цикла сжатия, поршневые компрессоры разделяют на одноступенчатые и многоступенчатые. Соответственно, оборудование первого типа является менее производительным, чем второго, что определяет их область применения.
Принцип работы компрессора поршневого типа выглядит следующим образом:
- При взведении регулятора давления происходит смыкание контактов и пуск асинхронного мотора;
- Последний при помощи ременной передачи передает вращение на маховик с шатунными парами, непосредственно связанными с поршнями в рабочих цилиндрах или на коленчатый вал;
- При продольном возвратно-поступательном движении поршня за его головкой образуется зона пониженного давления, перед – повышенного, так как происходит сжатие имеющегося перед ним воздуха;
- Когда давление становится более 1 атм., открывается выходной клапан и пропускает порцию воздуха в баллон, в котором давление ниже. По мере его увеличения растет и давление в каждой такой порции, потому как сила, с которой толкает шатун, намного больше противодействия, создаваемого сжатым воздухом. Цикл повторяется 1 раз за полный ход поршня или 2, в зависимости от конструкции механизма.
Поршневые промышленные компрессоры
Отличительной чертой всех поршневых промышленных компрессоров является то, что они способны создавать намного большее давление воздуха, чем бытовые. Разница может составлять не единицы и не десятки, а сотни раз. Проще всего их все делить на 3 категории:
- Низкого давления – способны создавать до 12 бар. Это также и бытовые модели, то есть те, которые можно купить на рынке. Выпускаются многими брендами, в том числе Fubag, Remeza, Abac, и отечественными производителями;
- Среднего давления – это установки преимущественно стационарного или передвижного на шасси типов, которые охватывают диапазон от 2 до 100 бар;
- Высокого давления – в основном стационарное оборудование, которое способно создавать сверхвысокое давление – до 1000 бар. Такие установки, как правило, изготавливаются прямо на месте под заказ. Создаются для выполнения конкретных задач в производственных и исследовательских целях.
Поршневые промышленные компрессоры
Промышленные компрессоры часто работают не только с воздухом. Нередко в качестве рабочей среды выступает газ, который в многоступенчатых моделях подвергается нагреву. Нередко его температура достигает 180 градусов, что чревато взрывом. Для этого все подобные установки оснащаются системой аварийного контроля давления и температуры и сверхбыстрыми прерывателями.
Электрические поршневые компрессоры
Поршневые компрессоры, в зависимости от нужд, могут оснащаться электрическими моторами и ДВС или же газовые двигателя в качестве приводного агрегата коленчатого вала. Второй тип применяется там, где нет возможности свободного подключения к электрической сети. В основном используются именно электрические поршневые компрессоры. Их производят различные бренды: Фубаг, Абак, многие отечественные марки.
Электрические поршневые компрессоры
Электрические модели, в зависимости от области применения, комплектуются разными по мощности моторами. Например, бытовые модели в основном оснащаются двигателями до 2-3 кВт. Такие силовые агрегаты способны создавать давление в ресивере до 12 бар. Промышленные, то есть для создания среднего давления, комплектуются более мощными 3-5 кВт и т.д. Соответственно, агрегаты отличаются типом питающей сети. Если это бытовая модель, то она рассчитана только на сеть 220 В, промышленные предназначены для трехфазного питания. Кроме указанных, также существует категория маломощных до 2 кВт или низко производительных компрессоров. К ним относятся безмасляные, так как они не предназначены для длительной эксплуатации, поэтому масло в них не используется из-за упрощенной конструкции рабочего блока.
Расчет поршневого компрессора
При конструировании поршневых компрессоров применяются определенные расчеты, которые позволяют правильно определить характеристики будущего оборудования. Они сводятся к поиску оптимального объема рабочего цилиндра, отверстий клапанов, чтобы имеющийся мотор смог развивать свои номинальные обороты. По сути, взяв любой объем цилиндров, при помощи регулятора потока на входе можно добиться оптимальной производительности и КПД на любом моторе.
Сложности расчет компрессоров промышленного типа состоят в том, что одновременно в рабочих цилиндрах требуется организовать охлаждение, и полный перечень определяемых переменных будет выглядеть примерно так:
- Давление после первой ступени сжатия;
- Температура в конце одного цикла;
- Объемный расход воздуха;
- Производительность, исчисляемая по массе;
- Изменение внутренней энергии;
- Количество выделенного тепла;
- Построить график процесса сжатия в разных режимах работы;
- Необходимую для сжатия техническую работу;
- Работу изотермического сжатия;
- Площадь поверхности охлаждения для поддержания работы на оптимальном уровне.
Эти же расчеты необходимо проделать для второй и последующих ступеней сжатия.
Срок эксплуатации компрессора поршневого
Во многом срок эксплуатации компрессора поршневого типа зависит от того, как часто его эксплуатируют, в каких условиях он работает и с какой средой контактирует. Если в помещении часто повышенная влажность, то коррозия быстро выведет его из строя, даже во время банального простоя. Так или иначе, конденсат будет проникать внутрь корпуса и выпадать в накопившемся в ресивере воздухе, что непременно приведет к коррозии.
Обслуживание компрессоров поршневых
Чтобы продлить срок службы любого поршневого компрессора, бытовой он или промышленный, значения не играет, необходимо организовать качественное обслуживание. Оно заключается в регулярной проверке уровня масла, замене его при изменении цвета, диагностике состояния прокладок на корпусе. Также обязательно необходимо проверять состояние двигателя, у которого также имеются подшипники. Чаще всего требуется замена воздушного фильтра, нередко это выполняется по несколько раз за смену, если работа чрезмерно пыльная.
Обслуживание компрессоров поршневых