Под воздушными компрессорами понимаются механические устройства, задачей которых является обеспечение сжатия воздушных потоков и успешного привода различных видов пневматических инструментов. Подобные установки удачно используются во многих секторах. Например, в процессе возведения дорог и на современных строительных участках. А также наблюдается активное их использование в металлургии, нефтяной промышленности, медицине и так далее. Давайте разберемся, какие виды воздушных компрессоров имеются, и какими особенностями они отличаются.
Прежде всего важно сказать о том, что различные виды компрессоров разделяются по ряду параметров. Речь идет о принципе работы, производительности и конструктивных особенностях. Эти отличия определяют сферу использования и то, где именно будет применяться та или иная разновидность компрессора. Например, поршневые компрессоры могут быть использованы для маленьких предприятий и бытовой сферы.
Можно сказать и о следующих разновидностях компрессоров, у которых есть объемное действие: спиральный, винтовой. А также есть поршневые, кулачковые и роторные компрессоры.
Имеются и компрессоры, обладающие пластическим действием. Стоит сказать и о наличии турбокомпрессоров, вихревых, поршневых и струйных устройств.
Поршневые компрессоры - это самые востребованные устройства в промышленности и бытовом секторе. Простая конструкция и низкая стоимость позволяет использовать такие компрессоры на небольшом предприятии или в домашнем хозяйстве. Нельзя не сказать и о комплектации стандартных моделей электродвигателями. Что же касается передвижных компрессоров, они укомплектованы как дизельными, так и бензиновыми двигателями.
Особенности воздушного компрессора
Главная характеристика воздушного компрессора - уровень его мощности в киловаттах. Этот параметр влияет на допустимые модели и количество инструментов, подключенных к подобному оборудованию. Кроме того, важно учитывать факт возможного снижения производительности подобного устройства до 30 процентов по сравнению с установленной. Поэтому рекомендовано приобретение подобного оборудования с запасом. Отдавать свои предпочтения следует устройствам, у которых есть манометр и регуляция мощности. Это качество является полезным, если есть необходимость в подключении приборов, для которых является противопоказанным излишнее давление.
Разновидности воздушного компрессора
Что надо знать о конструктивных особенностей и принципе действия
Важными составляющими потужного компрессора являются цилиндр и поршень с кольцами. А также в его состав входит шатун, водяная рубашка. Его составляющими являются следующие компоненты:
-
Шатун.
-
Коленчатый тип вала.
-
Картер.
-
Клапаны.
-
Всасывающий и нагнетательный тип патрубка.
-
Ресивер.
-
Охлаждающая система.
Про цилиндр и картер такого устройства можно сказать, что для их изготовления использован алюминиевый сплав и чугун. Шлифовка внутренних стен гильз осуществляется до зеркального блеска. Для обеспечения циркуляции охлаждающей жидкости есть полости, расположенные между корпусом и гильзой. При наличии воздушного охлаждения необходимо отлить специальные ребра, которые помогут сделать отвод излишков тепла.
Вытачивание поршней является возможным, благодаря отливке алюминиевых сплавов. А также у подобных поршней есть канавки для поршневого кольца. Изготовляются кольца из углеродистых материалов. Сфера применения таких колец - уплотнение имеющихся зазоров между поршневыми стенками и цилиндром. Фиксируется поршень на шатуне в вертикальном положении. Соединяется шатун с коленчатыми валами, вращающимися в картере на подшипниках для качения. В рабочий картер осуществляется заливка компрессионных масел для уменьшения трения механизмов и отвода излишков тепла. При этом происходит непрерывная циркуляция в цилиндрической полости воды. Эта вода предназначена для охлаждения рабочего компрессора до оптимальной температуры.
Одноступенчатый вид агрегатора
Принцип работы одноступенчатого компрессора прост. В результате сжимания поршнем потока воздуха в цилиндре начинает работать лепестковый тип клапана. При открытии клапана потоки сжатого воздуха отправляются в рабочий ресивер. При обратном ходе поршня создается разрежение. В результате через рабочий клапан, всасывающий воздушные потоки, последние поступают в рабочий цилиндр. При этом полезная работа происходит именно над поршнем.
Разновидности воздушных компрессоров и их особенности
Работа одноступенчатых компрессоров с двойным действием осуществляется иначе. В процессе сжатия задействуются две рабочие полости - над цилиндрами в области картера. Конструктивной особенностью подобных машин является наличие всасывающего и нагнетательного клапана. Для увеличения производительности одноступенчатые компрессоры оснащены системой рабочих цилиндров. В таких агрегатах работа поршней осуществляется параллельно. Они сдвигаются относительно друг друга на 90 и 180 градусов.
Отличие многоступенчатых и двухступенчатых компрессоров от одноступенчатых заключается в принципе действия. В подобных установках процессами сжатия задействуется система вспомогательных цилиндров и промежуточных рабочих холодильников. Охлаждение потоков сжатого воздуха из главного рабочего цилиндра осуществляется в холодильнике. Далее, они оказываются в цилиндре повышенного давления. Там они дожимаются до требуемых параметров.
Кулачковые компрессоры - это по сути роторная система объемной разновидности. Они считаются шестеренчатыми моделями. Главное отличие воздушных компрессоров в отсутствии соприкосновения кулачков в процессе вращения. При этом между ними организуется уплотнение с помощью специальных пластин. Иногда уплотнения может вообще не быть, особенно когда это допускает перекачиваемая среда. Главное преимущество подобного компрессора - его долговечность. Дело в отсутствии трения и износе вращающихся деталей. Кулачковые же установки отлично зарекомендовали себя, если нужна быстрая перекачка газов.
Что касается винтовых компрессоров, они занимают второе место по значимости после поршневых разновидностей. Принцип работы винтовых компрессоров не новый. Впервые его использовал знаменитый греческий изобретатель - математик и философ Архимед. Он реализовал свою идею червячного винта в многочисленных установках подъема жидкости для различных адведуков. Немного позже она активно использовалась с целью быстрой откачки жидкости из шахты и осушения болота.
Эту идею успешно использовал шведский инженер Линсхольм. Она была реализована им в металле в 1932 году. С того времени устройству удалось успешно эволюционировать и через несколько десятилетий стать высокопроизводительным современным автомобилем, который используется во многих промышленных отраслях
Устройство рабочего компрессора
Вот список основных составляющих винтового компрессора:
-
Крышка.
-
Корпус.
-
Нагнетательный тип патрубка.
-
Ведущий и ведомый роторы.
-
Упорные рабочие подшипники.
-
Всасывающий рабочий патрубок.
-
Синхронизирующий тип шестерена.
-
Сальники.
Подобный вид сжатия один из самых эффективных. Однако он обладает рядом недостатков. Это сильное трение рабочих узлов и нагрев сжимаемого воздуха в процессе выхода. Воздушные массы охлаждаются, благодаря специальному холодильнику. Температура же винтового блока снижается за счет смазывающей жидкости и охлаждающей системы. При этом смазочная жидкость непрерывно циркулирует в рабочей полости компрессора.
Пластинчато-роторный компрессор - компрессор, оказывающий объемное действие. В таком компрессоре работа по активному сжатию выполняется благодаря тому, что меняется объем рабочей полости. Имеются как вертикальные, так и горизонтальные установки. Но их принцип работы является неизменным. Цилиндрический рабочий ротор - это место, где расположены пластины, которые пр скручивании могут выйти из пазов, а потом соприкоснуться с неподвижными стенками статора. Подобное вращение необходимо, чтобы сжимался поступающий извне воздух. Воздушные массы и масло охлаждаются за счет двухконтурного радиатора.
Турбинные компрессоры - это устройства, обладающие динамическим типом действия. В них воздушные потоки создают центробережные силы. Такую конструкцию как турбокомпрессоры можно разделить на радиально-осевые, осевые и радиальные. Приводится подобный агрегат в движение, благодаря отработанным нагретым газам, раскручиваемым турбиной и связанными с ней лопастями, сжимающими потоки воздуха.
Для чего нужны ресиверы?
Вот актуальные причины использования ресиверов в специальных поршневых и винтовых компрессорах:
-
Решение проблемы пиковых нагрузок за счет накопления воздушных потоков. Под пиковыми нагрузками понимаются ситуации, когда к компрессору подключается несколько разных потребителей.
-
Охлаждение сжатых воздушных потоков и последующее предотвращение накопления конденсата. Воздушным ресивером охлаждаются потоки сжатого воздуха, в результате чего часть влаги конденсируется. Далее, жидкость удаляется с использованием конденсатоотводчика.
При этом важно учитывать, что ресивер не способен идеально справляться с удалением излишков влаги, поступающей в компрессор из окружающей среды вместе с потоками атмосферного воздуха. Чтобы весь конденсат убрать из воздуха, можно воспользоваться осушителями. У большинства моделей компрессоров с маленькой производительностью есть в корпусе осушитель. Он способен охлаждать, конденсировать и удалять жидкость из пневмосети.
Разновидности воздушных компрессоров и их основные особенности
Турбокомпрессоры активно используются для сжатия и последующей перекачки различных газов на компрессорную подстанцию как в самолетном, так и в другом автомобильном двигателе внутреннего сгорания. Благодаря использованию тугоплавкого материала, возможно увеличение времени активной работы конструкции и продолжительное действие высокой температуры. При этом характеристики не меняются.
Вихревый тип компрессора
В последнее время наблюдается широкая распространенность вихревых машин, которыми оказывается динамическое воздействие. Такие машины напоминают турбинные. Отличаются они только приводом. Как правило, работа подобных машин осуществляется от внешних источников. Это электродвигатель, рабочая часть которого состоит из нескольких деталей, корпус и рабочие колеса. На таких колесах размещаются лопасти. Центробежная сила через рабочие каналы захватывает потоки внешнего воздуха. Далее. Они сжимаются и выбрасываются наружу через нагнетающий патрубок.
Создаваемое в таких компрессорах давление является стабильным. Пульсаций у него нет. Подобная машина для сжатия потоков воздуха обходится без дополнительного оборудования. Например, клапанных механизмов и ресиверов. Сфера применения вихревого типа компрессора является достаточно широкой. Так как сжатие происходит без смазки, агрегаты используются при изготовлении стекла, тары из пластика. А также агрегаты применяются для изготовления пищевых продуктов, транспортировки сыпучих элементов. Основным преимуществом такого оборудования является универсальность. Возможно применение такой установки как рабочего компрессора или вентилятора.
Струйный вид компрессора
Струйный компрессор - это устройство, где потоки воздуха сжимаются за счет кинетической энергии активных рабочих газов, которые подаются под высоким давлением. Главные составляющие рабочей части - это камеры смещения, сопло, диффузор. Особенность работы такого компрессора подчинен законам термодинамики.
Нельзя не сказать и об одной интересной особенности газов высокого давления. Они подаются на рабочее сопло, где быстро становятся высокоскоростной струей. Подобной струей создается разрежение в рабочем диффузоре и подхватываются потоки воздуха, передаваемые через рабочие сопла. Далее, такие потоки быстро становятся высокоскоростной струей. Такая струя создает разрежение в рабочем диффузоре и подхватывает воздушные потоки через входное рабочее отверстие.
Сфера применения рабочего компрессора
Основной сферой применения рабочего компрессора является промышленность. Так что к промышленным компрессорам есть высокие требования. Это стабильное давление сжатого воздуха, немалый ресурс работы и достаточная производительность для производственных нужд.
Что касается безмасляных компрессоров, они применяются, если недопустимо наличие в воздухе остатков смазочных масел. Безмасляные компрессоры используются в фармацевтике, медицине. А также возможно их применение в пищевом производстве, химической промышленности.
Возможно и применение воздушных компрессоров для строительных работ. Потоки сжатого воздуха приводят пневматический инструмент, например, отбойные молотки или пескоструйные аппараты в движение. Нередко подобные работы выездные, так что для их выполнения требуется приобретение передвижных компрессоров. Для удобства их можно установить на шасси. Есть и модели, которые работают от электричества.
