10 Мифов о поршневых компрессорах
Так уж получилось, что вокруг поршневых компрессоров ходит большое количество мифов. Мы попробуем еще раз вспомнить самые основные из этих мифов и развеять их.
- Миф № 1: чем больше ресивер, тем лучше
Этот миф имеет различную интерпретацию. Иногда, он звучит буквально: чем больше ресивер, тем лучше.
Иногда, немного по-другому – чем больше ресивер, тем больше воздуха дает (производит) компрессор. Но в любом случае, оба этих суждения ошибочны.
Во-первых, объем ресивера никоим образом не влияет на производительность компрессора! Производительность компрессора определяется параметрами компрессорной группы и мощностью электродвигателя.
Объем же ресивера лишь позволяет поддерживать оптимальный режим работы компрессора, оптимизируя количество его включений/выключений за единицу времени.
Но увеличить количество производимого воздуха он не может.
Пример, правильного сочетания объема ресивера и производительности компрессора можно найти в Каталоге компрессоров.
Рассмотрим простой пример. Допустим, что имеются три компрессора – с производительностью на всасывании 830 л/мин (примерно 620 л/мин на выходе) и объемом ресивера 100, 270 и 500 л соответственно. Потребление воздуха постоянное и составляет 500 л/мин, а давление включения/выключения (Рmin и Рmax) равно 8 бар и 10 бар. Рассчитаем режим работы каждого компрессора.
Порядок расчета в данном случае следующий. В режиме нагнетания сжатый воздух, произведенный компрессором, поступает в ресивер. Одновременно сжатый воздух выходит из ресивера за счет работы подключенного пневмооборудования.
Разница между произведенным воздухом (производительностью компрессора, Qк) и расходом воздуха Qрасх будет «собираться» в ресивере.
Если объем ресивера обозначить Vр, то время работы компрессора в режиме нагнетания определится по формуле:
t1 = Vр х (Рmax – Рmin) / (Qк – Qрасх)
Далее в режиме ожидания компрессор не производит сжатый воздух. Работа пневмооборудования происходит за счет сжатого воздуха, находящегося в ресивере. Время падения давления в ресивере от Рmax до Рmin рассчитывается так:
t2 = Vр х (Рmax – Рmin) / Qрасх
Складывая значения t1 и t2, получим величину, которую назовем время одного рабочего цикла компрессора (tрц). Результаты расчетов приведены в Таблице 1.
Таблица 1.
Модель компрессора t1, мин t2, мин tрц, мин Кол-во включений за 1 часАВ 100/850 1,67 0,4 2,07 29АВ 300/850 4,5 1,08 5,58 11АВ 500/850 8,3 2 10,3 6
Как видно из Таблицы 1, оптимальный объем ресивера при заданном расходе воздуха составляет 270 л.
При объеме ресивера 100 л компрессор будет слишком часто включаться, а при объеме 500 л слишком долго работать в режиме нагнетания, что, скорее всего, приведет к перегреву и преждевременному износу компрессорной группы. Именно поэтому следует с большой осторожностью относиться к установке дополнительных ресиверов.
- Миф № 2: чугунная компрессорная группа лучше алюминиевой
Какая компрессорная группа лучше: выполненная из чугуна, или из алюминия? На самом деле, сама формулировка этого вопроса не совсем корректна.
Во-первых, правильнее сравнивать не компрессорные группы, а блоки цилиндров.
А во-вторых, алюминиевые блоки цилиндров для компрессоров практически не выпускают.
Другое дело, что многие блоки цилиндров имеют охлаждающие ребра из алюминия, но в алюминиевые корпуса блоков все равно устанавливают чугунные гильзы. Вот такие блоки цилиндров уже можно сравнивать с чугунными блоками.
Основные достоинства чугунных блоков – это их дешевизна и технологичность. Преимущества блоков, имеющих охлаждающие ребра из алюминия: лучший теплоотвод (теплопроводность у алюминия в 3-4 раза выше, чем у чугуна); меньший вес и возможность иметь большую площадь охлаждающей поверхности. А лучший отвод тепла, в свою очередь, позволяет эксплуатировать компрессоры в более интенсивном режиме.
- Миф № 3: в поршневой компрессор можно заливать масла, используемые в поршневых двигателях внутреннего сгорания
Этот миф имеет широкое хождение в автосервисных предприятиях. Действительно: если двигатель внутреннего сгорания и поршневая компрессорная группа имеют схожий, на первый взгляд, принцип работы, то почему бы не использовать в поршневом компрессоре масла, заливаемые в двигатель? Тем более, что в автосервисе они всегда под рукой.
Использовать автомобильные масла в компрессоре категорически нельзя, так как для этого существуют специальные компрессорные масла (например, в каталоге Shell компрессорные масла выделены в отдельную группу). Масла для двигателей и для компрессоров имеют разные вязкости и предназначены для совершенно различных условий работы (в том числе и температурных).
Для справки:- автомобильное масло Shell Helix Ultra SAE 5W-40 имеет кинематическую вязкость при 40°С = 72 мм2/с, при 100°С = 13,1 мм2/с; а температуру вспышки в открытом тигле 206°С;
– а компрессорное масло Shell Corena Р 100 имеет кинематическую вязкость при 40°С = 100 мм2/с, при 100°С = 9,2 мм2/с; а температуру вспышки в открытом тигле 240°С.
Кроме того, если даже говорить о компрессорных маслах, имеющих примерно одинаковые характеристики, но выпускаемых разными производителями, то и такие масла запрещено смешивать! Если в компрессоре залито масло одного производителя, а предполагается использовать масло другого производителя, то сначала нужно полностью слить одно масло, и только потом залить другое.
- Миф № 4: промышленный поршневой компрессор может использоваться на промышленном производстве для непрерывной работы
Поршневой компрессор в принципе не предназначен для непрерывной работы! Более того, если под непрерывной работой понимать постоянную (круглосуточную) работу в режиме нагнетания, то для нее не предназначен и винтовой компрессор.
Что касается поршневых компрессоров, то их деление по классам на бытовые, полупрофессиональные и промышленные связано, в первую очередь, с особенностями конструкции. К бытовым и полупрофессиональным компрессорам относят безмасляные и масляные модели с прямой передачей; к промышленным – масляные компрессоры с ременным приводом.
Другим существенным отличием между компрессорами разных классов является тип привода. Бытовые и полупрофессиональные компрессоры имеют прямой привод, представляющий собой жесткую связь между коленчатым валом поршневой группы и электродвигателем.
Частота вращения ротора электродвигателя и коленчатого вала составляет около 3000 мин-1. Это приводит к достаточно быстрому нагреву поршневой группы.
Для охлаждения электродвигателя и поршневой группы имеется вентилятор, но его небольшие размеры не позволяют осуществить эффективный отвод тепла.
Напротив, промышленные компрессоры имеют ременный привод, который позволяет существенно уменьшить число оборотов коленчатого вала. Это достигается установкой приводного шкива с диаметром, большим, чем диаметр шкива на электродвигателе. Средняя частота вращения коленчатого вала составляет 1000-1500 мин-1.
Это приводит к уменьшению температуры, как поршневой группы, так и сжатого воздуха на выходе из нее. У компрессоров с ременным приводом функцию охлаждающего вентилятора выполняет приводной шкив поршневой группы, спицы которого одновременно являются лопастями. Снижение частоты вращения коленвала позволяет использовать промышленные компрессоры в более интенсивном режиме работы.
Но в любом случае, их непрерывное использование на промышленном производстве недопустимо.
- Миф № 5: производительность компрессора должна быть равна потреблению сжатого воздуха
Производительность поршневого компрессора является переменной величиной, зависящей от условий всасывания: давления и температуры окружающего воздуха. Поэтому, говоря о производительности, обязательно указывают условия всасывания. Для поршневых компрессоров, как правило, указывается теоретическая производительность.
Теоретическая производительность, или производительность на всасывании, равна объему, описываемому поршнем за единицу времени. В силу ряда конструктивных особенностей компрессорной группы, эта величина довольно существенно отличается от реальной производительности.
Поэтому реальная производительность поршневого компрессора (или, производительность на нагнетании) меньше теоретической производительности примерно на 20-30% (в зависимости от класса компрессора).
Кроме того, полученное значение производительности компрессора на нагнетании обязательно должно превышать величину реальной потребности в сжатом воздухе на 15-20%. В противном случае компрессор будет постоянно работать в режиме нагнетания, в результате чего он довольно быстро выйдет из строя.
Важно помнить, что номинальный режим работы поршневого компрессора – повторно-кратковременный с повторяемостью включения (ПВ) до 60%.
- Миф № 6: чем больше у компрессора «голов» (цилиндров), тем лучше
Действительно: потребители довольно часто считают, что чем больше цилиндров, тем лучше (например, три цилиндра всегда лучше, чем два).
Это не совсем так. Гораздо важнее учитывать не число цилиндров, а число ступеней сжатия. Дело в том, что поршневые группы бывают одно-двух-и-многоступенчатыми. В чем же между ними различие?
Рассмотрим двухцилиндровые компрессорные группы. Они бывают одно-и-двухступенчатые.
Двухцилиндровая одноступенчатая группа имеет два цилиндра одинакового диаметра. Оба они, работая в противофазе, поочередно всасывают воздух, сжимают его до максимального давления и вытесняют в линию нагнетания.
Двухцилиндровая двухступенчатая группа также имеет два цилиндра, но уже разного диаметра.
В цилиндре первой ступени воздух сжимается до некого промежуточного значения, затем охлаждается в межступенчатом охладителе и дожимается до максимального давления в цилиндре второй ступени.
Роль межступенчатого охладителя выполняет специальная медная трубка. Она обеспечивает промежуточное охлаждение сжатого воздуха, благодаря чему процесс сжатия приближается к идеальному, повышая тем самым КПД поршневой группы.
Размеры (диаметры) цилиндров подобраны таким образом, чтобы на каждой ступени сжатия совершалась примерно одинаковая работа.
Двухцилиндровые двухступенчатые компрессорные группы имеют целый ряд преимуществ, как перед двухцилиндровыми одноступенчатыми группами, так и перед трехцилиндровыми одноступенчатыми группами:
– при одной и той же мощности электродвигателя при двухступенчатом сжатии затрачивается меньше энергии, чем при одноступенчатом сжатии;- реальная производительность двухступенчатого компрессора выше примерно на 20%;- в двухступенчатом компрессоре температура в цилиндрах значительно ниже, что существенно повышает надежность и увеличивает ресурс поршневой группы.
Кроме того, двухцилиндровая двухступенчатая (2/2) компрессорная группа (с рядным расположением цилиндров) гораздо лучше динамически уравновешена, чем трехцилиндровая одноступенчатая (3/1) компрессорная группа (с W-образным расположением цилиндров).
- Миф № 7: давление поршневого компрессора должно соответствовать давлению, требуемому пневматическому оборудованию
Как производится выбор поршневого компрессора по давлению? Часто так: сначала определяют давление, необходимое потребителям сжатого воздуха, и потом на основании этой величины выбирают давление компрессора (иногда, при выборе закладывают небольшой запас по давлению).
Это не совсем правильно. Выбор компрессора по давлению должен осуществляться с учетом двух условий.
Во-первых, надо помнить, что в технических характеристиках компрессора указано его максимальное рабочее давление. Режим работы практически любого компрессора таков: накачав воздух до максимального рабочего давления Pmax, он отключается.
Повторное его включение происходит после падения давления до давления включения Pmin. Разница между Pmax и Pmin обычно составляет 2 бар.
Поэтому, если потребителям сжатого воздуха необходимо давление 6,5 бар, то использовать компрессор с Pmax = 8 бар нельзя, так как его Pmin = 6 бар.
А во-вторых, необходимо учитывать, что по пути сжатого воздуха от компрессора до потребителей происходит падение давления. Чем длиннее магистраль, чем больше в ней местных сопротивлений (запорной арматуры, уголков, тройников, различных фитингов и т.п.), тем падение давления выше.
Кроме того, если сравнить два участка трубопровода одинаковой длины с разными диаметрами, например 1/2″ и 3/4″, то в «полдюймовой» трубе падение давления также будет выше. Падение давления происходит и в оборудовании для подготовки воздуха: при прохождении через осушитель на 0,2 бар, а при прохождении каждого их микрофильтров на 0,1…
0,15 бар, причем по мере загрязнения фильтрующего элемента эта величина будет увеличиваться.
Поэтому при выборе максимального рабочего давления компрессора следует учитывать особенности конструкции пневматической магистрали и комплектность оборудования для подготовки сжатого воздуха.
- Миф № 8: если компрессор не нагнетает сжатый воздух, то он неисправен
Существует целый ряд ситуаций, когда технически исправный компрессор или вообще не работает, или, работает не надлежащим образом. Вот лишь некоторые из них.
Серьезной проблемой является пониженное напряжение в электросети (особенно в однофазной). «Симптомы» при этом могут быть различными. В одних случаях, сразу же «выбивает» тепловую защиту.
В других, компрессор может нагнетать сжатый воздух до максимально рабочего давления, и отключаться после этого. Но затем при падении давления до давления включения, повторно он уже не включается. Часто при этом начинает «гудеть» электродвигатель.
Если в данной ситуации не отключить установку, то двигатель может сгореть.
Определенные проблемы возникают и при подключении компрессора через удлинитель. Чем длиннее провод, и чем меньше площадь его поперечного сечения, тем выше вероятность того, что компрессор не включится. Поэтому желательно избегать подключения компрессора через удлинитель, длина которого превышает 2-3 метра.
При подключении поршневого компрессора в трехфазную сеть необходимо обращать внимание на направление вращения шкивов компрессорной группы и электродвигателя (правильное направление вращения обязательно указано).
Если на этом этапе допустить ошибку, то компрессор будет работать, и чисто визуально можно даже не заметить, что его производительность ниже паспортного значения.
Проблема в этом случае в том, что вращение шкива компрессорной группы (являющегося и вентилятором) в противоположном направлении не обеспечивает ее охлаждение. Поэтому, даже если компрессор и будет работать, то работать он будет недолго.
Из-за перегрева компрессорной группы он сначала «погонит» масло в систему, а потом из-за отсутствия смазки и должного охлаждения поршень заклинит в цилиндре, и компрессорная группа выйдет из строя.
- Миф № 9: после покупки поршневого компрессора о нем можно забыть
Как правило, совсем о компрессоре не забывают, хотя и такое случается. Но довольно часто потребители считают, что обслуживание поршневого компрессора заключается лишь в проведении периодического технического обслуживания, в которое входит замена масла и картриджа воздушного фильтра.
Однако помимо проведения регламентного технического облуживание, необходимо регулярно выполнять следующие операции:- контролировать уровень масла, и в случае необходимости доливать его- контролировать натяжение приводного ремня- периодически сливать конденсат из ресивера (если нет желания делать это, то можно поставить на ресивер автоматический клапан слива)- чистить (продувать сжатым воздухом) компрессорную группу
– контролировать состояние резьбовых соединений
Кроме того, в зависимости от условий эксплуатации, но не реже одного раза в месяц, следует продувать сжатым воздухом картридж воздушного фильтра.
- Миф № 10: если компрессор «гонит» масло и влагу, то он неисправен
Очень часто потребители считают, что если в сжатом воздухе после поршневого компрессора присутствуют влага и масло, то компрессор неисправен. Это большое заблуждение.
Конечно, если уровень масла ежедневно уменьшается настолько, что приходится доливать его «стаканами», то это верный признак того, что компрессор неисправен. Но с другой стороны, надо понимать, что естественный унос компрессорного масла – явление вполне нормальное.
Существуют даже нормативы по содержанию масла в сжатом воздухе после поршневого компрессора (порядка 25-30 мг/м3).
Это же касается содержания в сжатом воздухе влаги. Если после компрессора не установлен осушитель (рефрижераторный или адсорбционный), то влага в сжатом воздухе будет обязательно присутствовать. Установка после компрессора различных влагоотделителей и циклонных сепараторов проблему удаления влаги решает лишь отчасти.
Здесь же можно отметить еще одно довольно частое заблуждение. Многие потребители считают, что при использовании безмасляного компрессора они получат сжатый воздух с высокой степенью чистоты.
Это не совсем так. Да, действительно, использование безмасляного компрессора предполагает отсутствие в сжатом воздухе масла. Но в воздухе по-прежнему будет присутствовать влага.
Попадая в ресивер, влага вступает во взаимодействие с его внутренней поверхностью, что приводит к образованию ржавчины, которая, со временем, обязательно попадет в сжатый воздух.
Исключение – медицинские компрессоры, которые имеют специальную антикоррозионную обработку внутренней поверхности ресивера (и, соответственно, более высокую цену). При использовании таких компрессоров на выходе из них в сжатом воздухе будет присутствовать только влага.
- Вернутся в
Достоинства, а также недостатки компрессоров винтовых и компрессоров поршневых
Описание и сравнение положительных, отрицательных качеств компрессорного оборудования разной конфигурации по отдельным параметрам
Достоинства и недостатки компрессоров винтовых
В сравнении с компрессорами поршневыми, компрессоры винтовые обладают заметными преимуществами:
1) Компрессоры винтовые имеют низкий уровень шума и вибрации. 2) Компрессоры винтовые отличаются малыми габаритами, весом и могут монтироваться непосредственно в рабочих помещениях, где потребляется воздух. 2) Компрессоры винтовые не требуют специального фундамента. 3) Компрессоры винтовые минимально расходуют масло (2-3 мг/куб. м), в отличие от крупных поршневых компрессоров работают с лубрикаторной смазкой, что позволяет вырабатывать более чистый воздух и как следствие использовать их для питания самого современного пневматического оборудования. 4) Компрессоры винтовые оборудованы автоматической системой управления и контроля работоспособности агрегатов, не нуждаются в наблюдении рабочего персонала, отличаются высокой надежностью, а также способны на длительную бесперебойную работу без обслуживания. 5) Компрессоры винтовые оснащены воздушным охлаждением, которое дает возможность не использовать системы оборотного водоснабжения – именуемые градирнями. Более того, можно вторично использовать выделяемое в результате работы винтовых компрессоров тепло (например, для обогрева помещений). 6) Компрессоры винтовые не нуждаются в персонале для их обслуживания. 7) Компрессоры винтовые потребляют меньше электроэнергии, а следовательно экономичны. 
Компрессоры винтовые имеют значительно больший (в 2-3 раза) ресурс работы по сравнению с компрессорами поршневыми.
Но конечно же главное достоинство компрессоров винтовых – это их экономичность: исследования компрессорного оборудования показывают, что в рабочем режиме в среднем используется только 50-80% мощности компрессора.
В этих случаях обыкновенный винтовой компрессор функционирует в режиме «нагрузка – холостой ход», а компрессор поршневой выбрасывает избытки произведенного воздуха в атмосферу, другими словами деньги за употребляемую компрессором электроэнергию вылетают «в трубу».
Недостатками винтовых компрессоров являются:
1) Компрессоры винтовые нуждаются в эффективном отделителе масла и маслоохладителе. 2) Компрессоры винтовые неэффективно используют устройство промежуточного всасывания (экономайзера) в момент снижении производительности компрессора винтового на 15—20% от его максимальной мощности. 3) Компрессоры винтовые оснащены сложными устройствами и механизмами, которые позволяют устанавливать степень сжатия компрессора в зависимости от необходимой величины в данный момент.
Достоинства и недостатки компрессоров поршневых
Специалисты акцентируют на том, что компрессоры поршневые по своим характеристикам лучше использовать, чем другие компрессоры в следующих случаях:
1) Когда требуется малая производительность, при которой они превосходят компрессоры винтовые. 2) Когда возможны большие перепады в потреблении сжатого воздуха. Промышленные компрессоры поршневые отлично работают в повторно-кратковременном режиме, обеспечивая экономичность в сравнении с компрессорами винтовыми. 3) Когда компрессор работает в неблагоприятных условиях: использование в установках расфасовки цемента, на складах угля или зерновых мельницах при больших колебаниях температуры, прочее. В подобных условиях компрессоры поршневые обеспечивают более длительный срок службы и нуждаются в меньших затрат на обслуживание. 4) Когда компрессорные установки используются для сжатия агрессивных газов, прочее.
Все вышеизложенное о компрессорной технике можно подытожить следующим образом: в случаях, надобности небольшой (до 200 л/мин.) производительности и высокого (более 20—30 атмосфер) давление, компрессоры поршневые на порядок эффективнее и дешевле в эксплуатации, чем компрессорами других технологий сжатия (исключение – турбокомпрессоры, эффективны при больших потребностях в сжатом воздухе).
Основные недостатки поршневых компрессоров
Частое техобслуживание, нуждающееся в квалифицированном персонале, и немалые затраты энергии. Например, компрессор поршневой с двигателем мощностью 15 кВт обеспечивает расход воздуха, равный расходу компрессора винтового с двигателем мощностью 7,5 кВт.
Интервал времени между сервисным обслуживанием поршневого компрессора не превышает 500-т рабочих часов.
В результате стала обыденной ситуация для промышленных организаций, использующих компрессоры поршневые до нашего времени, когда на один функционирующий поршневой компрессор приходится один запасной или находящийся в ремонте поршневой компрессор.
Также, надо заметить, что для обслуживания поршневого компрессора требуется несколько человек. Другой недостаток поршневых компрессоров заключается в высоком уровне шума и вибрации. По этой причине в промышленных организациях компрессоры производительностью 5 куб. м/мин.
и выше устанавливаются на фундаментах в специально отведенных компрессорных помещениях, с чем связаны лишние затраты на строительство, проведение разветвленных пневматических сетей, в коих теряется и охлаждается сжатый воздух, а это приводит к снижению его давления.
Поршневой компрессор: принцип действия, преимущества и недостатки
Поршневые компрессоры, как и винтовые агрегаты, являются на сегодняшний день одним из наиболее распространенных видов оборудования для производства сжатого воздуха. В данной статье рассмотрим основные особенности эксплуатации данного типа агрегатов.
Конструктивно рабочий блок таких компрессоров состоит из поршня, цилиндра и двух клапанов, предназначенных для нагнетания и всасывания воздуха. Сжатие воздуха происходит за счет возвратно-поступательного движения поршня, приводимого в движение шатуном, сообщающимся с коленчатым валом.
Классификация поршневых компрессоров
- одинарного или двойного действия (показывает, сколько циклов сжатия происходит за одно возвратно-поступательное движение поршня);
- одноступенчатые, двухступенчатые, и многоступенчатые механизмы (для промышленных компрессоров высокого давления используется многоступенчатое сжатие, позволяющее достаточное охлаждение воздуха перед очередной ступенью, повышающей степень сжатия).
- масляные и безмасляные (по способу снижения силы трения);
- горизонтальные, вертикальные или угловые (по расположению цилиндров);
- по количеству цилиндров.
Все отличия в использовании поршневого компрессора вытекают из его конструктивных особенностей: с одной стороны поршневой блок сжатия является более простой системой, с другой – он менее эффективен, чем винтовой компрессорный блок.
Преимущества и недостатки
Плюсы:
Минусы:
Исходя из опыта эксплуатации винтовых и поршневых компрессоров, можно сделать практический вывод, что поршневые машины оправдывают свое использование в случае, если предприятие имеет непостоянный и не слишком большой (до 1500 л/мин) расход сжатого воздуха. В этом случае повышенные затраты на приобретение оборудования будут окупаться слишком долго, а экономия электроэнергии окажется незначительной. Во всех остальных случаях эффективнее окажутся винтовые машины.
Классификация компрессоров
Обратная связь
ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ
Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение
Как определить диапазон голоса – ваш вокал
Как цель узнает о ваших желаниях прежде, чем вы начнете действовать. Как компании прогнозируют привычки и манипулируют ими
Целительная привычка
Как самому избавиться от обидчивости
Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам
Тренинг уверенности в себе
Вкуснейший “Салат из свеклы с чесноком”
Натюрморт и его изобразительные возможности
Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д.
Как научиться брать на себя ответственность
Зачем нужны границы в отношениях с детьми?
Световозвращающие элементы на детской одежде
Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия
Как слышать голос Бога
Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ)
Глава 3. Завет мужчины с женщиной
Оси и плоскости тела человека – Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.
Отёска стен и прирубка косяков – Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.
Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) – В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.
1 . По принципу действия компрессоры разделяют на : – Объемные (поршневые , мембранные , роторные , ) ;
– Динамические или турбокомпрессоры (центробежные и осевые ) ;
2 . По величине давления, которое достигается в конце сжатия на : – Низкого давления (до 1 МПа); – Среднего давления (до 10 МПа); – Высокого давления (до 100 МПа); – Высокого давления – более 100 МПа или 1000 кгс/см2 .
3 . По производительности или подачи :
– Малые (до 10 м3/мин или до 0,1 м3 / с ) ; – Средние (до 100 м3/мин ) ; – Крупные ( более 100 м3/мин ) .
4 . Компрессоры могут эксплуатироваться в составе стационарных и подвижных установок. Согласно этому отличают
– стационарные ,
– передвижные ,
– переносные ,
– самоходные
– транспортные ( авиационные , автотранспортные , железнодорожные и судовые).
5 . По типу среды, (поскольку машины предназначены для сжатия одних газов непригодны для сжатия других ) сжимается: – Воздушные разных типов , наиболее распространенные и часто без особых требований ;
– Газовые – для сжатия любого газа , кроме воздуха: O2 , H2 , N2 , NH3 и других газов с особыми
требованиями ; – Циркуляционные – обеспечивают рециркуляцию газов в замкнутом технологическом контуре ;
– Многоцелевые – в специальном исполнении, которые способны поочередно сжимать различные
газы ; – Много служебные – могут одновременно сжимать различные газы .
6 . Значительная часть компрессорных машин эксплуатируется в составе установок , предназначенных для охлаждения. Согласно этому отличают:
– Холодильные компрессоры – для охлаждения до температуры среды и ниже – 150°С ;
– Криогенные – специальные машины , в которых газ хотя бы на одной из стадий цикла имеет
криогенную температуру (0 – 120°C ) .
Процесс сжатия газа:
– В поршневых компрессорах происходит при изменении объема цилиндра, за счет возвратно- поступательного движения поршня:
– В pomaцuoнном компрессоре происходит за счет уменьшения объема, в котором заключен газ, при вращении эксцентрично расположенного ротора;
– В центробежных машинах происходит за счет превращения центробежной силы, создаваемой в рабочем колесе;
– В осевых машинах происходит за счет воздействия лопаток рабочего колеса;
– В вакуум- насосах происходит за счет разности давлений, т.е. всасывание происходит при давлении ниже атмосферного, а нагнетание – при давлении, чуть выше атмосферного.
РОТАЦИОННЫЙ КОМПРЕССОР.
Состоит из корпуса, в котором эксцентрично расположен ротор с выдвижными лопастями. При вращении ротора лопасти выходят из пазов и образуют со стенками корпуса замкнутые камеры.
В правой части корпуса в камерах создается разряжение, в результате которого через патрубок в нижнюю полость поступает газ. Благодаря эксцентричному расположению ротора, при вращении влево объем камер уменьшается, а давление газа в них увеличивается .
Сжатый газ нагнетается в газопровод из левой части корпуса, через патрубок.
Преимущества: Небольшие габариты, присоединяется без кривошипо-шатунного механизма.
Недостатки: Низкий КПД, быстрый износ пластин, сильный шум при работе.
ПОРШНЕВЫЕ КОМПРЕССОРЫ
Поршневой компрессор является одним из первых видов компрессорных установок, который широко используется и на сегодняшний день. Его высокие рабочие показатели и возможность интенсивной эксплуатации при больших объемах производительности позволяют использовать поршневой компрессор в промышленном назначении и на небольших производствах.
Устройство и принцип работы поршневых компрессоров зависит от типа данных установок, которые могут быть различны:
– по количеству в оборудовании цилиндров – бывают одно-, двух- и многоцилиндровые;
– по виду расположения в установке цилиндров – W, V-образные, а также рядные;
– в зависимости от количества ступеней для сжатия воздуха в поршневом компрессорном оборудовании – многоступенчатые, одноступенчатые.
Однако, вне зависимости от своего типа, установки поршневые имеют базовое оснащение, характерное всем типам данных установок.
В идеальном поршневом компрессоре поршень вплотную подходит к крышке цилиндра (рис.1)
В реальном компрессоре поршень не может вплотную подойти к крышке цилиндра. Между крышкой цилиндра и крайним левом положением поршня всегда есть некоторое вредное пространство (рис.2)
Линия 4 – 1 происходит всасывание газа
Линия 1 – 2 происходит сжатие газа до объема V2 и давления P1
Линия 2 – 3 происходит выдавливание сжатого газа поршнем
Линия 3 – 4 происходит мгновенное падение давления до P1.
Vo – объем цилиндра; V1 – объем описываемый поршнем; V – объем засасываемый компрессором; P1 – давление всасывания; Р2 – давление нагнетания. Отношение V/ V1 – объемное КПД компрессора
Сжатый газ, находящийся во вредном пространстве, при движении поршня вправо расширяется, поэтому всасывание новой порции газа начинается только с точки 4' (рис.2), таким образом, объем засасываемого воздуха V будет меньше объема V1 описываемого поршнем.
В одноступенчатом компрессоре конечное давление газа не может превышать 0,6 – 0,7 МПа или объемное КПД (степень сжатия) не более 6-7. Когда требуется более высокое давление газа применяют многоступенчатые компрессора ( на второй ступени давление до 4.9 МПа и т.д. до 150 МПа).
Устройство поршневых компрессоров является наиболее простым в одноцилиндровых установках. В состав данного оборудования ( см. рис.
) входят такие элементы, как поршень, цилиндр, два клапана – для нагнетания и всасывания воздуха, которые находятся в крышке цилиндра.
При работе установки, шатун, соединенный с вращающимся коленчатым валом, передает на поршень ограниченные движения по камере сжатия.
В данном процессе происходит увеличение объема, находящегося между клапанами и нижней части поршня, что приводит к разрежению. Превышая сопротивление пружины, которая закрывает клапан, выполняющий всасывающие функции, атмосферный воздух открывает его и поступает в цилиндр по всасывающему патрубку.
Возвратное действие поршня приводит к сжиманию воздуха и возрастанию его давления.
Нагнетательный клапан, который также удерживается пружиной, открывается потоком воздуха, находящегося под высоким давлением, после чего сжатый воздух попадает в нагнетательный патрубок.
При этом питание оборудование может осуществляться от электродвигателя или же автономного двигателя, который может быть дизельным или бензиновым.
Преимущества: позволяет получить максимально эффективную работу оборудования.
Недостатки: сжатый воздух, подаваемый данной установкой, поступает в виде импульсов, а не ровным потоком. Для выравнивания давления сжатого воздуха и его пульсации, поршневые компрессоры используются преимущественно с ресиверами, позволяющими исключить возможность перебоев, как в давлении подаваемого воздуха, так и в работе всего оборудования.
Также необходимо рассмотреть особенности конструкции и действия двухцилиндровых установок поршневого типа.
В данном случае установка является одноступенчатой и оснащенной двумя одинаковыми по размеру цилиндрами (рис. 3). Работа цилиндров происходит в противофазе, в результате чего они всасывают воздух поочередно.
Далее воздух сжимается до максимального уровня давления и вытесняется в нагнетающую часть оборудования.
Рис. 3 Схема работы двухступенчатой двухцилиндровой установки, с цилиндрами одинаковых размеров Рис 4 Схема работы двухступенчатой двухцилиндровой установки, с цилиндрами различных размеров.
В случае с двухступенчатыми двухцилиндровыми установками, оборудование оснащено цилиндрами различных размеров (рис. 4). Сжатие воздуха до определенного значения происходит в цилиндре первой ступени.
Далее он переходит в межступенчатый охладитель (используется медная трубка), где охлаждается до необходимого уровня.
Затем, попадая в цилиндр второй ступени, воздух дожимается, что позволяет получить максимально высокий уровень давления воздуха.
При этом специальным образом подбираются размеры обоих цилиндров – так, чтобы одинаковая работа проводилась на всех ступенях сжатия воздуха.
Преимущества: – позволяет получить более эффективный уровень работы оборудования, в сравнении с одноступенчатыми установками,
– затрачивание минимального количества энергии при одинаковой мощности двигателя (так при одноступенчатом сжатии воздуха требуется большее количество энергии, чем для сжатия этого же объема воздуха двухступенчатым оборудованием);.
– температура в цилиндрах двухступенчатых установок имеет значительно более низкий показатель, чем в компрессорах одноступенчатого класса (низкая температура обеспечивает надежность и эффективность работы всего оборудования, а также повышает ресурс поршневой группы).
– имеют производительность на 20% выше, нежели компрессоры других типов.
Особенности конструкции и принцип действия компрессоров поршневого типа отличаются своей сравнительной простотой в сочетании с высокой эффективностью работы оборудования, его практичностью и длительным сроком эксплуатации при интенсивном использовании. Эти преимущества сделали установки данного типа одними из наиболее популярных, как в быту, так в полупромышленном и промышленном использовании.
ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ КОМПРЕССОРА.
Многоступенчатые машины, в которых газ, проходя последовательно через каналы рабочих колес и получая кинетическую энергию, преобразует ее в давление
Во время работы центробежного компрессора( рис.5) частицам газа, находящимся между лопатками ( лопатки (каналы) бывают: 1) неподвижные; 2) поворотные) рабочего колеса, сообщается вращательное движение, благодаря чему на них действуют центробежные силы.
Под действием этих сил газ перемещается от оси компрессора к периферии рабочего колеса, сжимается и приобретает скорость. Сжатие продолжается в кольцевом диффузоре, где скорость газа уменьшается, а кинетическая энергия преобразуется в статическое давление.
Преимущества: – Возможно регулирование производительности при помощи угла поворота лопаток;
– масло и газ не вступают в контакт друг с другом, что является основным отличием от компрессоров объемного действия;
– возможность обработки больших объемов газа;
– слабо окисленное масло обеспечивает качественную смазку подшипников, зубчатых колес и уплотнений
Недостатки: Сложная конструкция, автоматизированный агрегат, требующий специального обслуживания.
Выбор компрессорного масла зависит от типа и конструкции компрессора, степени сжатия газа и окончательной температуры на выходе.
ВЕНТИЛЯТОРЫ.
Вентиляторы – машины для перемещения газов, чаще воздуха, при степени повышения давления до 1,15 . В этом случае газ можно рассматривать как не сжимаемая жидкость, поскольку его плотность почти не изменяется и теория работы и расчета насосов и вентиляторов должна быть единой
В зависимости от создаваемого напора делятся на группы:
1. Низкого давления, с напором до 100 мм водяного столба;
2. Среднего давления, с напором 100 – 300 мм водяного столба;
3. Высокого давления, с напором 300 – 1200 мм водяного столба.
По принципу действия бывают:
1. Центробежные вентиляторы относятся ко второй и третей группам, т.е. их применяют для подачи газа при относительно больших напорах. Принцип работы схож с работой центробежного насоса.
2. Осевые вентиляторы относятся к первой группе, т.е. обеспечивают высокую производительность при малых напорах. Применяются не только в технологических процессах, но и для механической вентиляции.
Рисунок 5. Центробежный компрессор
Выбор поршневого компрессора
Мова: Українська
Управление работой поршневых компрессоров
Управление работой поршневых компрессоров осуществляется при помощи реле давления (прессостата). Конструктивно реле давления представляет собой систему пружин различной жесткости, реагирующих на изменение давления.
Чтобы максимально исключить реакцию на пульсации воздушного потока сжатого воздуха, реле давления должно быть связано с таким местом в компрессоре, где эти пульсации минимальны. Обычно это воздушный ресивер. Принцип действия реле давления следующий.
Пружинный механизм реагирует на изменение давления и, при достижении максимального рабочего давления Pmax (величины, указанной в паспорте компрессора), размыкает цепь электропитания.
Соответственно при снижении давления до некой минимальной величины Pmin (давления включения), замыкает цепь электропитания, и компрессор начинает работать в режиме нагнетания. Данный режим работы называется повторно-кратковременным.
Разница между Pmax и Pmin, так называемая «дельта», как правило, составляет 2 бар.
Эта величина существенно влияет на режим работы компрессора. При слишком малой «дельте» компрессор будет часто включаться/выключаться, оказывая тем самым дополнительную нагрузку на электродвигатель и на поршневую группу. Слишком большая «дельта» также нежелательна, т.к. при этом увеличивается время работы компрессора в режиме нагнетания. А это при воздушном охлаждении компрессорной группы может привести к ее перегреву.
Особенности конструкции поршневых компрессорных групп
Поршневые группы бывают одно-и-многоступенчатыми. Выше рассматривался принцип работы одноцилиндрового компрессора. Разберем конструктивные особенности двухцилиндровых поршневых групп.
Двухцилиндровый одноступенчатый компрессор имеет два цилиндра одинакового размера (рис. 2).
Оба они, работая в противофазе, поочередно всасывают воздух, сжимают его до максимального давления и вытесняют в линию нагнетания.
Двухцилиндровый двухступенчатый компрессор также имеет два цилиндра, но уже разного размера (рис. 3). В цилиндре первой ступени воздух сжимается до некого промежуточного значения, затем охлаждается в межступенчатом охладителе и дожимается до максимального давления в цилиндре второй ступени. Роль межступенчатого охладителя выполняет специальная медная трубка.
Она обеспечивает промежуточное охлаждение сжатого воздуха, благодаря чему процесс сжатия приближается к идеальному, повышая тем самым КПД поршневой группы. Размеры цилиндров подобраны таким образом, чтобы на каждой ступени сжатия совершалась примерно одинаковая работа.
Двухцилиндровые двухступенчатые компрессорные группы имеют ряд преимуществ перед двухцилиндровыми одноступенчатыми группами:
- при одной и той же мощности двигателя при двухступенчатом сжатии затрачивается меньше энергии, чем при одноступенчатом;
- реальная производительность двухступенчатого компрессора выше примерно на 20%;
- в двухступенчатом компрессоре температура в цилиндрах значительно ниже, что существенно повышает надежность и увеличивает ресурс поршневой группы.
Рассмотрим конструктивные особенности и области применения поршневых компрессоров на примере модельного ряда итальянской компании FIAC. Чтобы исключить грубые ошибки при выборе модели, компания FIAC подразделяет свои компрессоры на три класса.
Класс бытовых компрессоров «ХОББИ»
В данном классе компрессоров используется одноцилиндровая компрессорная группа безмасляного типа с прямой передачей. Компрессоры класса «ХОББИ» предназначены для потребителей, использующих их не часто, в основном в бытовых целях: для работ дома, в гараже, на даче и т.п. Поэтому большое внимание в конструкции этих компрессоров уделено их потребительским свойствам.
Они имеют небольшой вес и габариты, низкий уровень шума, практически не требуют технического обслуживания, могут перевозиться как в вертикальном, так и в горизонтальном положении. Область применения диктует и ряд специальных требований. Корпус компрессора выполнен из ударопрочного полистирола и предназначен для снижения уровня шума и защиты потребителя от ожогов.
Использование прямой передачи между электродвигателем и компрессорной группой позволило предельно упростить конструкцию компрессора и снизить его стоимость. В качестве примера рассмотрим модельный ряд итальянской компании FIAC.
Основа ряда – две модели в шумозащитном исполнении AIRBAG НР 1 и AIRBAG НР 1,5, два передвижных компрессора FX-95 и FX-150 и переносной компрессор ECU 200. Производительность на всасывании компрессоров класса «ХОББИ» находится в диапазоне от 100 л/мин для модели AIRBAG НР 1 до 205 л/мин для модели FX-150.
Для одноцилиндровых компрессоров с прямой передачей коэффициент производительности компрессорной группы 0,60-0,65. Иными словами, реальная производительность компрессора меньше заявленной производительности на всасывании на 35-40%.
Данный класс компрессоров не предназначен для производства работ с высокой интенсивностью в течение всего рабочего дня. Максимальное время работы не должно превышать 3-4 часа в день. Продолжительность работы компрессора ограничена использованием прямого привода.
Класс полупрофессиональных масляных компрессоров с прямой передачей
К классу полупрофессиональных поршневых компрессоров относятся маслозаполненные компрессоры с прямой передачей, на которых используются одноцилиндровые и двухцилиндровые одноступенчатые компрессорные группы. Использование смазки позволило уменьшить коэффициент трения и тем самым понизить рабочую температуру поршневой группы.
Следовательно, интенсивность работы компрессора увеличивается. Поэтому область применения полупрофессиональных компрессоров значительно шире, чем у компрессоров «ХОББИ». Производительность по всасыванию компрессоров данного типа находится в пределах от 170 л/мин до 400 л/мин.
Поправочный коэффициент производительности компрессорной группы 0,60-0,65. Полупрофессиональные компрессоры с прямой передачей находят самое широкое применение в самых разнообразных сферах малого бизнеса: в авторемонтных, обувных, мебельных мастерских, т.е. там, где нет такой нагрузки, как при серийном и мелкосерийном производстве.
Это далеко не полный список потребителей, которые успешно используют компрессор данного типа в своей профессиональной деятельности. Класс полупрофессиональных компрессоров нашел применение и в области личного потребления: для гаража, дома, дачи.
Он, как и класс «ХОББИ», незаменим для мелкого ремонта автомобиля, покрасочных работ, питания бытового пневмоинструмента и т.п. Сейчас в модельном ряду итальянской компании FIAC наиболее популярными полупрофессиональными компрессорами являются компрессоры серии GM.
Используемые на них компрессорные группы GM193 и GM244 хорошо знакомы отечественным потребителям по компрессорам COSMOS и SUPERCOSMOS, на которых они устанавливались раньше. Компрессоры GM имеют производительность на всасывании 240-260 л/мин, и ресиверы объемом 24 л и 50 л.
Самыми мощными полупрофессиональными компрессорами являются модели серии VX. На них применяется двухцилиндровая одноступенчатая V-образная поршневая группа.
Производительность компрессоров VX за счет использования двух цилиндров, в два раза больше, чем у компрессоров с одним цилиндром. Однако и потребляемая мощность при этом также в два раза больше.
Компрессоры VX — уже достаточно серьезное оборудование, которое позволяет питать сжатым воздухом мощные пневматические устройства.
Класс промышленных поршневых компрессоров с ременным приводом
К классу промышленных поршневых компрессоров относятся маслозаполненные компрессоры с ременным приводом, на которых используются двухцилиндровые одноступенчатые компрессорные группы и двухцилиндровые двухступенчатые компрессорные группы.
В линейке компрессорного оборудования FIAC двухцилиндровую одноступенчатую поршневую группу имеют модели АВ 360 и АВ 515, а двухцилиндровую двухступенчатую поршневую группу модели АВ 670, АВ 850 и АВ 981.
Применение ременного привода позволило существенно снизить обороты коленчатого вала (до 1000-1500 об/мин) по сравнению с частотой вращения ротора электродвигателя (около 3000 об/мин). Производительность на всасывании компрессоров данного класса находится в пределах от 250 л/мин до 2000 л/мин. Поправочный коэффициент производительности компрессорной группы 0,7-0,75.
Область применения промышленных поршневых компрессоров необычайно разнообразна: это автосервисы, небольшие мастерские и промышленные предприятия, участки цехов на крупных предприятиях и т.д. Около 10 лет наиболее востребованными промышленными компрессорами FIAC являются компрессоры серии АВ.
Данные модели полностью удовлетворяют требованию работы в интенсивном режиме и отвечают всем стандартам, предъявляемым к промышленным компрессорным установкам. Компрессоры АВ поставляются в различных конструктивных вариантах на горизонтальных ресиверах объемом 50 л, 100 л, 200 л, 270 л и 500 л. Тем же, кто ограничен свободным местом для установки компрессора, могут быть интересны модели на вертикальном ресивере объемом 100 л и 270 л.
На базе компрессоров АВ выпускаются модели АВТ, так называемые «тандемы». Конструкция «тандема» предполагает установку двух компрессорных групп на одном ресивере. Работа «тандема» не имеет никаких принципиальных отличий от работы обычного компрессора. Фактически, это два компрессора, использующих один общий ресивер.
Для снятия пиковых нагрузок в момент включения на «тандемах» используется устройство электронного управления. Сначала включается одна компрессорная группа, а затем, по истечении установленного времени, вторая.
Компрессоры АВТ особенно привлекательны для тех, у кого потребление сжатого воздуха может существенно меняться в течение рабочей смены.
С 2009 г. компания FIAC поставляет на российский рынок еще две серии промышленных компрессоров – АВ «LONG LIFE» и SCS.
Поршневые компрессоры серии АВ «LONG LIFE»
Серия АВ «LONG LIFE» разработана специально для увеличения времени непрерывной работы поршневого компрессора. Это время во многом зависит от температуры поршневой группы. Действительно, именно перегрев поршневой группы является одной из основных причин, ограничивающих интенсивность использования поршневого компрессора.
В свою очередь на температуру поршневой группы существенно влияет частота вращения коленвала: чем компрессор «быстроходнее», тем быстрее происходит нагрев (при прочих равных условиях). Кроме того, важно осуществлять и эффективное охлаждение поршневой группы.
Оно обеспечивается вентилятором, являющимся одновременно и приводным шкивом. Различные модели компрессоров серии АВ имеют частоту вращения коленвала от 1000 до 1450 об/мин. Компрессоры АВ «LONG LIFE» «тихоходнее», частота вращения не превышает 1000 об/мин.
А для улучшения отвода тепла от поршневой группы разработана специальная конструкция приводного шкива-вентилятора увеличенного размера.
По мнению специалистов компании FIAC промышленные компрессоры АВ «LONG LIFE» являются отличным решением при оснащении предприятий с двухсменным (12-16 часов) режимом работы. Причем, это мнение подкреплено беспрецедентным решением об увеличении срока гарантии на компрессоры АВ «LONG LIFE» до 2-х лет!
Поршневые компрессоры SCS
Серия SCS – это промышленные поршневые компрессоры в шумозащитном исполнении. Для сравнения: уровень шума компрессоров SCS составляет 66-68 дБ, в то время, как у компрессоров АВ он в среднем 74-78 дБ.
Благодаря низкому уровню шума, компрессоры SCS могут устанавливаться непосредственно в рабочей зоне, в то время как для установки компрессора АВ обычно требуется отдельное помещение.
Тем, для кого важно качество сжатого воздуха будет интересна модель SCS ABS оснащенная встроенным рефрижераторным осушителем с температурой точки росы +3°С.
Данная модель может с успехом применяться в автосервисах на участках покраски, на линиях упаковки, в пищевой промышленности, в полиграфии и т.д.
