Виды компрессоров

Виды компрессоров

За долгий период развития научно технического прогресса, было изобретено великое количество устройств, способных сжимать газы, для каких либо целей.

Большинство видов компрессоров, так или иначе, используется в конструкции двигателей причем не только внутреннего сгорания. Статья посвещена компрессорам и двигателям их использующим.

Помимо широко известных турбонаддувов и нагнетателей рутса существует приличная масса не настолько известных компрессоров.

Поршневой компрессор

Начнем пожалуй с самого используемого: поршневого компрессора. Область его применения начинается с таких простых вещей, как холодильник или сплит система и продолжается вплоть до перекачки высокотаксичных газов. С помощью поршневого компрессора можно получить очень высокие давления сжатия. Правда высокие давления, требуют подключения нескольких компрессоров последовательно, в многоступенчатую схему. В принципе высокое давление сжатия газа можно получить с применением любого компрессора, вопрос только в количестве ступеней которых может понадобиться для этого. Между ступенями ставят охлаждение, чтоб понизить температуру перед входом в следующий контур.

Видов поршневых компрессоров существует огромное количество и если начать перечислять все виды с подробным описанием каждого, то придется написать целую книгу. Объединяет их лишь одно — наличие поршня и цилиндра, с всасывающими и нагнетающими клапанами. Клапана срабатывают автоматически без каких либо распердвалов. При движении поршня вниз, создается разрежение и впускные клапана открываются, цилиндр наполняется газом. При движении вверх, всасывающие клапана закрываются и открывабтся нагнетающие клапана. Газ выдавливается из цилиндра. В многоступенчатой схеме: чем на более высоком давлении работает компрессор, тем более жесткой должна быть пружина нагнетающего клапана, иначе пройдя через входной клапан, газ сможет выйти в следующую ступень не дожидаясь сжатия.

Многоцилиндровый компрессор может быть и многоступенчатым. К примеру в 8 цилиндровом 5 котлов работают на первую ступень низкого давления, а 3 на ступень высокого давления. Двухступенчатым компрессором можно создавать давление до 30-50 бар

Поршневые компрессора применяют для сжижения газов (получают жидкий кислород, гелий, пропан итд) Для некоторых газов, чтоб их сжижить понадобиться давление более 200 бар. Поршень оконечной ступени может иметь свыше 10 компрессионных колец.

На заре автомобилестроения были попытки надуть ДВС поршневым компрессором, который по рабочему объему был сравним с самим ДВС. Естественно технология не прижилась, так как такая установка слишком громоздка и обладает малым КПД.

Центробежный компрессор

Центробежный компрессор использует силу инерции газа. Попадая в центральное отверстие газ или смесь газов (воздух или любой другой) попадает на крыльчатку, которая закручивает его и стремиться отбросить в стороны противоположные от центра. Так как корпус центробежного компрессора сделан в виде улитки, газ объединяется в один поток и выходит с большой скоростью из бокового отверстия. Чем выше скорость на выходе, тем большее давление можно получить. Соответственно, чтоб получить большую скорость, нужно иметь большую окружную скорость крыльчатки. Чем больше крыльчатка и улитка, тем меньше нужно оборотов, чтоб получить одно и тоже давление, хотя прокачиваемый объем будет выше.

Центробежные компрессоры с приводом от ремня агрегатов очень любят устанавливать американцы на свои V8. Такой наддув довольно прост в установке и настройке, так как связан напрямую с двигателем и давление зависит только от оборотов. По сравнению с турбонаддувом такой компрессор имеет гораздо большие размеры, зато крыльчатку не нужно раскручивать до безумных 160-200 тысяч об/мин достаточно примерно 50000 об/мин. Внутрь компрессора интегрирован повышающий редуктор который и создает такие обороты. Наддув можно увеличить или уменьшить, меняя диаметр шкива.

Турбокомпрессор, турбонаддув, «турбина» итд

Всем известный турбонаддув, представляет собой все тот же центробежный компрессор с приводящей его газовой турбиной. Другими словами крыльчатку компрессора раскручивает другая крыльчатка, которую раскручивают выхлопные газы. Обе крыльчатки сидят на одном валу, имеют одну систему смазки, но это две разные системы с разными функциями. Турбокомпрессор очень экономичен, так как для создания наддува используется отработанная энергия, которая и так бы вылетела в трубу. Правда некоторое падение КПД все-же происходит из за создания большего противодавления перед выпускным клапаном. Из за этого цилиндр хуже от них очищается, повышается температура и давление, но так как компрессор нагнетает несоизмеримо больше воздуха, мощность можно повысить в разы. В формуле один были двигатели работающие при давлении наддува до 5 бар. Если вы задумались об увеличении мощности вашего авто то продажа турбокомпрессоров здесь.

Компрессор Рутса

Компрессор Рутса относится к устройствам наддува использующим объемное сжатие, проще говоря, это просто воздушный насос и внутри него воздух не сжимается. Наддув происходит из за того, что нагнетатель Рутса прокачивает больше воздуха чем потребляет двигатель. Устройство компрессора чем то схоже с строением шестеренчатого масляного насоса. Лопасти захватывают некий объем газа и переносят его вдоль стенок на противоположную сторону, точно так же как и шестерни в маслонасосе. В зоне соединения шнеков и вдоль стенок, должно обеспечиваться хорошее уплотнение, иначе нагнетатель будет сильно греться и мало «давить».

Винтовой компрессор

Чем-то напоминает нагнетатель Рутса, только это полноценный компресор, так как сжатие происходит в процессе движения газа по винтам компрессора. Два винта имеющие разное количество лопастей, движутся во встречном направлении, при этом, объем на входе больше чем на выходе. За счет чего и происходит сжатие. Винты друг с другом не соприкасаются, так как синхронизированы с внешней стороны компрессора. Износ практически отсутствует ведь сделанный с высокой точностью винтовой компрессор не имеет поверхностей «металлического» трения. Винтовой компрессор требует для своей работы постоянную подачу масла, для уплотнения, охлаждения и смазки роторов. Правда существуют и безмаслянные компрессора. Большинство современных воздушных компрессоров, промышленных холодильных установок, итд основаны на винтовых компрессорах, имеющих меньшие размеры и больший срок службы, чем поршневые.

Осевой компрессор

Осевой компрессор практически всегда имеет многоступенчатое строение. Одна ступень компрессора представляет собой обычный лопастной вентилятор. Чтоб давление повышалось, между вентиляторами размещают спремляющий аппарат, напоминающий все те-же лопатки вентилятора, только расположенные под другим углом и стоящие неподвижно. Лопатки вентилятора первой ступени гораздо больше тех, что стоят на выходе, это сделано для обеспечения равномерного процесса сжатия, ведь в начале воздух занимает гораздо больший объем чем в конце. Осевые компрессоры применяют в турбореактивных силовых установках. При тех же параметрах расхода воздуха осевой компрессор будет гораздо компактней центробежного.

Ротационные компрессоры

Ротационных машин сжатия существует великое множество, объединяет их лишь то, что в их конструкции применяется серповидная камера постепенного сжатия, а для отделения камер друг от друга и для разделения между всасывающей и нагнетающей стороной, применяются плавающие пластины (перегородки). Ротационные компрессоры имеют очень простое строение и обходятся при этом без клапанов. Простейший компрессор состоит из корпуса с одной плавающей подпружиненой перегородкой и эксцентрика. Другой вид ротационного компрессора имеет лопатки на роторе-эксцентрике итд.

Спиральный компрессор

Данный компрессор имеет две плоские спирали вложенные одна в другую. Эксцентрик создает вращение, при котором, образуются серповидные полости, прокачивающие и сжимающие газ. Спиральный компрессор изобретен довольно давно, но изготовить его стало возможным лишь с появлением станков с числовым програмным управлением (ЧПУ) Компрессор сжимает очень плавно, без сопровождения шумов и вибраций за что и получил широкое распространение в системах кондиционирования воздуха.

Поршневой компрессор: принцип работы, классификация, преимущества

Поршневой компрессор — тип компрессора, энергетическая машина для сжатия и подачи воздуха или газа под давлением. Компрессоры возвратно-поступательного действия считаются самым давним и распространенным типом. Эффект компрессии создается за счет уменьшения объема газа при движении поршня в цилиндре. Всасывающие и нагнетательные клапаны поджаты пружиной и работают автоматически под действием перепада давления, возникающего между цилиндром компрессора и давлением в трубопроводе при движении поршня.

Поршневые компрессоры производятся с воздушным или жидкостным охлаждением. Число оборотов коленчатого вала у таких компрессоров обычно в пределах от 125 до 1000 оборотов в минуту. Скорость движения поршня — в пределах от 2,54 до 5 м/с. Номинальная скорость газа — в пределах от 22 до 40 м/с, а рабочее давление на выходе может изменяться от вакуума до 4100 атмосфер. Компрессоры данного типа широко применяются в машиностроении, химической, нефтегазовой, холодильной промышленности и криогенной технике. Многообразны по конструктивному выполнению, схемам и компоновкам.

Принцип действия поршневого компрессора с горизонтальным расположением цилиндров

Принцип функционирования поршневой компрессорной установки достаточно несложный. Классическая модель агрегата состоит из корпуса (выполненного из чугуна), цилиндра (расположенного горизонтально/вертикально/под наклоном), поршня, клапанов (всасывающего и нагнетательного).

В состав компрессоров поршневых входит рабочий цилинд и поршень, клапаны (всасывающий с нагнетательным), которые находятся в крышке цилиндра. Чтобы сообщить возвратно-поступающие движения поршню, в работу подключается кривошипно-шатунный механизм с коленчатым валом.

Поршень заводит прямой привод кривошипно-шатунного механизма, и при возвратно-поступательных движениях сжимает воздух атмосферы, а затем выталкивает его в область подсоединенной магистральной линии.

Один оборот вала принимается обычно за два хода поршня. В каждом цилиндре при одном обороте вала успевает совершиться полный рабочий цикл компрессора. При ходе поршня вправо в конденсаторе над поршневым пространством образуется разрежение, пары хладагента через клапан всасываются в цилиндр. При ходе поршня назад пары сжимаются, давление нарастает. Всасывающий клапан закрывается, сжатые пары выталкиваются в конденсатор, выталкиваются через нагнетательный клапан. Затем поршень меняет направление движения, нагнетательный клапан закрывается, а компрессор снова отсасывает пары из испарителя. Весь рабочий процесс повторяется циклами снова и снова.

Свободное пространство, которое образуется в полости цилиндра при опускании поршня, разряжает воздух. Образующийся перепад давления открывает впускной клапан, который позволяет воздуху войти в камеру, где происходит его сжатие. После пересечения поршнем точки поворота, соответствующей максимальному объему камеры сжатия, происходит закрытие впускного клапана, вслед за чем происходит рост давления воздуха.

Чем меньше объем камеры, тем больше давление воздуха. При достижении заданных пределов, открывается нагнетательный клапан. Сжатый воздух покидает в этот момент полость камеры.

С целью снижения износа цилиндровых стенок и поршня в узел цилиндра подают масло, что ведет к ухудшению качества подаваемого воздуха, к которому подмешиваются мелкие частички масла. Поэтому в случае использования технологией производства чистого воздуха, необходимо установить сепаратор для масла в линии подачи. Сепаратор помогает убрать из воздушного потока частички масла.

Применяемые на заводах и промышленных предприятиях поршневые компрессоры не должны работать по одному, их приобретают обычно по два. При нормальном рабочем режиме один из них в резерве, может находиться на техническом обслуживании или в ремонте, а второй, естественно, будет служить в целях своего промышленного назначения.

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)

К вертикальным относятся машины с цилиндрами, расположенными вертикально. При горизонтальном расположении цилиндры могут быть размещены по одну сторону коленчатого вала, такие компрессоры называются горизонтальными с односторонним расположением цилиндров, либо по обе стороны вала — с горизонтальными или двухсторонним расположением цилиндров.

К угловым компрессорам относятся машины с цилиндрами, расположенными в одних рядах вертикально, в других — горизонтально. Такие компрессоры называются прямоугольными. К угловым компрессорам относятся машины с наклонными цилиндрами, установленными V-образно и W-образно (компрессоры называются соответственно V- и W-образными).

Типы/виды и конструкции поршневых компрессоров

Известны поршневые компрессоры следующих типов:

Коаксиальные поршневые компрессоры

Для коаксиальных компрессоров характерно то, что муфта соединяет коленвал с электрическим приводом, что обеспечивает исключение потерь мощности вследствие трения. Конструктивное исполнение данных компрессоров довольно компактно. Данные компрессорные агрегаты отличаются методами смазки. Цилиндропоршневую группу безмасляных компрессоров данного типа смазывать не надо. Сжатый воздух на выходе подобных устройств не имеет масляных примесей. Аппараты такого типа популярны в пищевой промышленности, фармацевтике, медицинских отраслях. В масляных же коаксиальных компрессорах применяют минеральное компрессорное масло в качестве смазки. За счет этого у данного компрессора довольно высокий ресурс. Коаксиальные компрессоры работают в периодическом режиме, т.е. 20 минут в работе, 40 минут составляет перерыв. Рабочее давление равно при этом восьми барам. Мощность двигателя равна приблизительно 2,25 кВт, производительность же может достигать 200 л/мин. К основным достоинствам данных насосных устройств можно отнести малогабаритность, лёгкость, относительно низкую стоимость. Коаксиальные компрессоры подразделяются на безмасляные и масляные поршневые компрессоры.

Компрессоры безмасляные

Этот тип компрессоров приемлем для систем, в которых обязательным условием является подача чистого воздуха. В воздухе не должно быть примесей масляной эмульсии. Двигатель для безмасляных компрессорных устройств выпускается с мощностью 1,1 кВт, они оснащаются также ресиверами различного объема. Данный тип компрессора обладает своими положительными особенностями:

• небольшого размера,
• не частое обслуживание,
• транспортировка и перемещение осуществляется в любом положении.

От масляного компрессорного устройства безмасляный компрессор отличается тем фактом, что воздух и смазочное средство в нем «существуют раздельно». Дополнительная очистка способствует обеспечению высокого качества выходного потока. Безмасляные компрессоры подразделяются, в свою очередь, на следующие виды:

• автомобильный безмасляный компрессор представляет собой компактный агрегат для подкачки шин. Обычно он не оснащается ресивером и работает от аккумулятора.
• бытовой компрессор, который применяется для работы с пневматическим инструментом, например, с краскопультами. Безмасляные компрессоры поршневого конструктивного исполнения являются отдельной категорией, осуществляя, например, высококачественную окраску, достигая при этом идеально окрашенной поверхности. При использовании осушителей компактного типа, для которых параметр точки росы не должен быть выше 70 °С, полностью удаляется влага из сжатого воздуха и исключается попадание её на окрашиваемую компрессором поверхность.
  Этот факт способствует увеличению коррозионной стойкости материалов для лакокрасочных покрытий. Большинство импортных автомобилей и часть машин российских производителей окрашиваются на заводах при помощи безмасляных компрессоров, имеющих адсорбционные осушители.
• полупрофессиональный и профессиональный безмасляный компрессор, используемый в мастерских, лабораториях, производственных цехах, в которых обязательным условием является подача большого объёма чистого воздуха. Эти компрессоры популярны при использовании в фармацевтической и пищевой промышленностях. Однако, стоимость данного вида безмасляных компрессоров этого класса высока.

Масляные компрессоры, оснащённые прямым приводом

В ресивер данного компрессора, если он есть, можно вместить максимально 100 л воздуха, а мощность двигателя равна приблизительно 1,1-1,8 кВт. В сравнении с безмасляными компрессорными аппаратами, ресурс их намного выше. Кроме того, безмасляным компрессорам необходимо специфичное техобслуживание. Отрицательный фактор у компрессоров этого типа несет в себе воздух, который на выходе содержит масляную эмульсию, а это требует дооснащения компрессора фильтром. Масляные компрессоры, оснащенные прямыми приводами, находят широкое применение при изготовлении мебели, в автомобильном сервисе, а также при ремонтных работах, связанных с реконструкцией фасадов.

Масляные компрессоры на ременном приводе

В ресивер данного компрессора, если он есть, можно вместить от 25 до максимально 100 л воздуха, а мощность двигателя равна приблизительно 1,5-15 кВт. Благодаря ременному приводу частоту вращения двигателя можно уменьшить, оставаясь на той же производительности. У этих компрессоров два поршня, имеющих различную величину. Первым поршнем воздух сжимается предварительно, второй поршень доводит воздух до нужного давления. Данные компрессоры используются в случаях потребления большого количества воздуха. Надёжная система охлаждения предотвращает двигатель от чрезмерного перегрева и износа. Это позволяет использовать двигатель компрессора в постоянном режиме работы.

Ременные поршневые компрессоры

Для ременных компрессоров характерно то, что ременная передача соединяет коленвал с электроприводом, что обеспечивает высокую производительность и продолжительность эксплуатации. Компрессоры данного типа могут работать по несколько часов, причём непрерывно. Они применяются чаще всего в строительстве, в шиномонтажных мастерских, на станциях технического обслуживания. Мощность двигателя равна приблизительно 2,25 — 5,5 кВт. Производительность компрессора может достигать 500 л/мин., рабочее давление достигает 16 бар, в некоторых случаях доходит до 30 бар. Положительный момент заключается в сжатии воздуха до требуемых значительных параметров.

Расположение цилиндров в компрессорах позволяет подразделить их на вертикальные компрессоры, компрессоры горизонтального типа и угловые компрессорные устройства.

К вертикальным компрессорным устройствам относятся те, цилиндры которых расположены вертикально.

У горизонтальных компрессоров цилиндры могут быть размещены с одной стороны коленвала, соответственно, они называются горизонтальными компрессорами с односторонним размещением цилиндров. Если же цилиндры располагаются по обе стороны вала, то компрессоры носят название компрессоров с двухсторонним размещением цилиндров.

У угловых компрессоров цилиндры размещены в одних рядах вертикально, а в других — горизонтально. Это прямоугольные компрессоры. У угловых компрессоров цилиндры могут быть наклонены, установлены V-образно и W-образно. Такие компрессоры носят название, соответственно, V- и W-образных компрессоров.

Оппозитные компрессоры

Оппозитное исполнение типично для компрессоров с крупной и средней производительностью. Оппозитные компрессоры — это горизонтальные устройства, оснащенные поршнями, совершающими встречные движения. Цилиндры их размещены по обеим сторонам коленвала. Данные поршневые компрессоры высокодинамичны, уравновешенны, имеют малые габариты и небольшой вес. Благодаря этому оппозитные компрессоры почти совсем вытеснили крупногабаритные горизонтальные компрессоры.

Компрессорные устройства с малой и средней производительностью являются, как правило, прямоугольными и компрессорами с У-образной конфигурацией цилиндров.

Компрессоры бескрейцкопфные и крейцкопфные

Среди современных конструкций поршневых компрессоров следует различать бескрейцкопфные и крейцкопфные.

У бескрейцкопфных компрессоров вращательное движение привода преобразовывается в поступательное движение поршня иначе, если сравнивать с крейцкопфными компрессорами. Бескрейцкопфные компрессоры имеют много положительных моментов:

• они компактны,
• имеют сравнительно простой механизм движения,
• небольшой вес,
• единую систему смазки.

Наряду с положительными моментами у компрессоров данного типа имеется весомый недостаток: происходит утечка газа в картер через поршень. Как следствие, картер находится в работе под давлением, а масло в нем контактирует с перекачиваемым маслом. Бескрейцкопфные компрессоры бывают только одинарного действия. Это не дает возможности эффективно задействовать цилиндр.

Поэтому компрессоры большой мощности и высокого давления, а также горизонтальные компрессоры изготавливаются всегда крейцкопфными.

В дополнение к выше описанной классификации компрессоров сгруппируем поршневые компрессоры по определенным признакам.

1. согласно принципу функционирования компрессоры подразделяются на компрессоры с цилиндрами простого и двойного действия. Дифференциальными цилиндрами укомплектовывают только многоступенчатые компрессоры,
2. по числу ступеней — с одной ступенью, двухступенчатые, трехступенчатые компрессоры и более. Максимальное число ступеней в современных компрессорах, как правило, семь,
3. по числу цилиндровых узлов – одно-, двух-, трёхцилиндровые и с большим количеством цилиндров,
4. по количеству рядов с расположенными цилиндрами: однорядные, двухрядные и многорядные,
5. по размещению цилиндров в плоскости — угловые компрессоры и компрессоры с U-образным размещением цилиндров,
6. оппозитные компрессоры: горизонтальные устройства, оснащенные поршнями, совершающими встречные движения,
7. по типу охлаждения: с водяным и воздушным. Водяным охлаждением комплектуются компрессоры, как правило, большой производительности,
8. по производительности – мини-компрессоры, компрессоры малой, компрессоры средней производительности и компрессоры большой производительности,
9. по количеству поршней: одно -, двух- и трехпоршневые компрессорные устройства.

Преимущества и область применения

Поршневые компрессоры 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.

Данное оборудование отличается экономичностью, надежностью, несложностью конструкции и простотой в ремонте. Поршневые компрессоры хорошо справляются с частыми переключениями, отлично подходят для эксплуатации с перерывами, работы в неблагоприятных условиях (при высоком уровне влажности, грязном воздухе и т.п.). Данный тип агрегата может запускаться в работу с любого уровня изначального давления и при этом получать давление на выходе до 1000 бар и выше. Поршневое компрессионное оборудование также способно сжимать любые типы газов (в том числе агрессивные, ядовитые и взрывоопасные) и является наиболее оптимальным решением для работы на объектах, где необходимы небольшие объемы сжатого воздуха.

Преимущества:

• низкая цена,
• облегченное конструктивное исполнение,
• ремонтопригодность и продолжительный срок работы после ремонта,
• увеличение работоспособности за счет сервисного обслуживания через 500 рабочих часов,
• экономичность,
• достаточно высокая производительность,
• способность поддерживать сравнительно долго низкую производительность на одном уровне,
• сравнительно легко функционирует в периодическом режиме, при частом включении и выключении агрегата.

В этой статье мы рассмотрим устройство и работу поршневого компрессора

Принцип работы генераторов азота данной линейки основан на мембранном разделении воздуха

Виды компрессоров

Роторно-пластинчатые компрессоры
Данный вид компрессорного оборудования работает по такому же принципу, что и промышленные пневматические машины. Пластины роторных компрессоров изготавливаются из особых металлосплавов. В качестве смазки применяются соответствующие марки масел. Ротор и пластины, которые рассчитаны на радиальное движение, установлены внутри корпуса статора. Центробежная сила, образующаяся при высокоскоростном вращении роторного вала, прижимает платины непосредственно к стенкам статора. Всасывание воздуха происходит при увеличении расстояния между статором и ротором. В момент рабочего цикла, когда пластины подходят к выпускному клапану, происходит выброс сжатого воздуха.

Спиральные компрессоры
Это одна из разновидностей объемных безмасляных ротационных компрессоров. Компрессорный узел таких установок состоит из двух элементов: подвижной спирали-эксцентрика, соединенной посредством привода с двигателем, и неподвижной корпусной спирали. Обе спирали закреплены со сдвигом по фазе четко на 180° — это позволяет им образовывать воздушные полости с динамическим объемом. Кроме того, такая конструкция обеспечивает и радиальную стабильность спиральных деталей. Утечки воздуха при работе компрессоров спирального типа минимальны – благодаря тому, то показатель разницы давления между воздушными полостями является меньше показателя разницы давления в выпускных и впускных воздушных каналах.

Вращается подвижная спираль благодаря подсоединению к коленчатому валу-короткоходу – она совершает эксцентрическое круговое движение вокруг центра второй, остающейся неподвижной спирали. В верхней части корпуса компрессорного модуля располагается впускной клапан. При вращении спирали против часовой стрелки происходит всасывание воздуха и его захват одной из воздушных полостей. Воздушные массы сжимаются по мере движения к центру неподвижной спирали, где находится обратный выпускной клапан. Полный цикл сжатия осуществляется за время прохождения спиралью 2,5 оборотов. Это позволяет добиться непрерывной и ровной подачи потока сжатого воздуха – без сбоев и пульсации. Рабочий процесс отличается низким уровнем вибрации и шума – из-за отсутствия переменного вращающегося момента – чего не скажешь о работе стандартных поршневых компрессоров.

Винтовые компрессоры
Данные агрегаты представляют собой модификацию ротационной компрессорной установки, имеющей винтообразный пневмопоршень. Основные элементы винтового компрессора – ведомый и ведущий роторы, вращение которых происходит навстречу друг другу, приводя к уменьшению пространства между стенками корпуса. Оба винта работают при постоянных показателях давления, зависящих от формы и диаметра выходного отверстия, размеров и особенностей конструкции самих винтов. Для достижения максимального КПД уровень повышения давления внутри пневмокамеры должен соответствовать параметрам необходимого рабочего давления.

Компрессоры винтового типа не оборудуются клапанами, и при их работе не возникают механические силы, приводящие к разбалансировке. Поэтому скорость вращения вала может быть очень высокой. Осевое усилие, которое принимается подшипниками, напрямую зависит от разницы давления на входе и выходе. Изначально имея симметричные лопасти, винт в процессе вращения приобретает множественные ассиметричные профили. При сравнительно небольших размерах винтовые модели отличаются мощностью и производительностью.

Винтовые безмасляные компрессоры был разработаны самыми первыми. Безмасляные компрессоры (или агрегаты сухого сжатия воздуха) комплектовались винтами симметричного профиля, а в их рабочую камеру жидкость не подавалась. Высокоскоростные модификации, оборудованные ассиметричными винтами, начали серийно производиться в конце шестидесятых годов прошлого века. Новая конструкция винта позволила существенно повысить КПД – благодаря сведению к минимуму внутренних утечек. В винтовых компрессорах, работающих по принципу сухого сжатия, для синхронизации вращения роторов применяется внешняя зубчатая передача.

По причине того, что роторы не соприкасаются ни со стенками корпуса пневмокамеры, ни друг с другом, дополнительно подавать смазку внутрь камеры нет необходимости. Естественно, что в воздухе «на выходе» полностью отсутствует масло. Высокоточные технологии изготовления роторов и пневмокамер позволяют в разы сократить утечку воздуха. Существуют многоступенчатые модели винтовых безмасляных компрессоров.

Винтовые безмасляные компрессоры, оснащенные нагнетателем жидкости, также широко применяются в промышленно-производственной сфере. Жидкость, подаваемая в пневмокамеру, нужна для того, чтобы обеспечивать дополнительное охлаждение и смазку компрессионного модуля и сократить обратную утечку воздуха (через воздухозаборный клапан). Это позволяет существенно увеличить мощность, производительность и время беспрерывной работы винтовых компрессоров. В качестве смазки-охладителя может использоваться как вода, так и техническое масло. Степень увеличения давления в таких компрессорных установках достаточно высокая – поэтому для достижения показателя рабочего давления 10/13 бар вполне достаточно одной ступени сжатия воздуха.

Поршневые компрессоры
Это самый «древний» вид компрессорного оборудования. Оно по-прежнему остается наиболее востребованным. Поршневые агрегаты для сжатия воздуха производятся как одинарного, так и двойного действия. Они могут работать «на сухую» или со смазкой, иметь разное количество цилиндров различного типа. За исключением самых компактных установок с вертикально расположенными цилиндрами, большинство компрессоров малого и среднего размера оборудуются V-образными цилиндрическими системами.

Крупногабаритные высокомощные компрессоры двойного действия чаще всего оснащают L-образным вертикальным цилиндрическим блоком низкого давления и цилиндром высоко давления, расположенным горизонтально. В моделях, работающихприменением масла, смазка может подаваться в пневмокамеру как естественным путем, так и принудительно (под давлением). Основная масса поршневых компрессоров комплектуется автономными клапанами, которые закрываются/открываются в результате изменения давления воздуха.

Безмасляные компрессоры поршневого типа комплектуются специальными поршневыми кольцами, выполненными из политетрафторэтилена (сокращенно ПТФЭ) либо графита. Есть и еще один вариант исполнения поршневой группы – когда в стенках цилиндров и поршнях делаются пазы – как в лабиринтных компрессорных установках. Большеразмерные безмасляные модели имеют специальные уплотнения на поршневых штоках. Также они оснащаются крейцкопфном и вентилируемой промежуточной камерой (так называемым «фонарем»). Последний предназначен для предотвращения попадания масла в камеру сгорания из картера калинвала. Многие компрессоры укомплектованы коленчатыми валами с подшипниками, смазка которых вырабатывается очень медленно. Такие узлы не требуют проведения смазывания на протяжении всего срока эксплуатации компрессоров.

Зубчатые компрессоры
Компрессионный узел зубчатых компрессоров состоит из вращающихся навстречу друг другу двух роторов. Этапы рабочего процесса стандартные: впуск, сжатие воздуха и его выпуск. На первом этапе всасывание воздуха происходит до того момента, пока воздухозаборное отверстие не перекроют роторы. На втором этапе воздушные массы сжимаются в результате вращения роторов, приводящего к уменьшению объема пневмокамеры. Выброс воздуха происходит тогда, когда один из двух роторов открывает выпускное отверстие. Забор и выброс воздуха осуществляются через камеру сжатия в радиальном направлении. Это позволяет повысить эффективность работы пневмокамеры и использовать обычные подшипники простой конструкции. Синхронизация вращения роторов становится возможной благодаря наличию в конструкции компрессора зубчатого колеса. Максимальный показатель увеличения давления зубчатого компрессора – 4,5 бар. Для получения более высоких характеристик потребуется многоступенчатая модификация.

Жидкостно-кольцевые компрессоры
Это объемные компрессоры с заданным уровнем увеличения рабочего давления. В пневматической камере таких агрегатов, которая частично заполнена жидкостью, эксцентрично установлен ротор с фиксированными лопатками. Относительно корпуса пневмокамеры жидкость перемещает рабочий колесный вал с лопатками. За счет возникновения центробежной силы у стенок камеры образуется жидкостное кольцо. Благодаря овальной форме компрессионного блока жидкостное кольцо располагается эксцентрично по отношению к ротору. Объемы между лопатками вращающегося колеса циклично изменяются. Большинство жидкостно-кольцевых компрессоров оборудуются двумя камерами сжатия воздуха – на противоположных концах рабочего вала. Это позволяет перенести разрушительную радиальную нагрузку с подшипников.

Охлаждаются компрессорные установки в результате взаимодействия жидкости с воздухом. Соответственно, температура воздуха на выходе увеличивается несущественно даже при высокой температуре окружающей среды. Но при этом потери на так называемое вязкое трение, возникающее между лопатками и корпусом, будут довольно значительными. В качестве жидкости чаще всего применяют воду. В определенных случаях используются и другие жидкости – когда требуется обеспечить дополнительную защиту компрессора от коррозии. Коррозийные процессы протекают внутри камеры при сжатии не обычного воздуха, а высокоагрессивных газов и их смесей.

Воздуходувное компрессорное оборудование
Помимо объемных компрессоров существуют и так называемые «воздуходувки», которые работают без цикла внутреннего сжатия. Уменьшение объема камеры сжатия происходит по мере ее вращения. Получается, что процесс компрессии осуществляется в условиях тотального противодавления. Это приводит к низкой эффективности и сильному уровню шума. Два полностью одинаковых, чаще всего симметричных ротора, вращаются в противоположных относительно друг друга направлениях. Они установлены в цилиндрическом корпусе, имеющем плоские торцы.

Роторы синхронизируются при помощи зубчатой передачи. Низкие показатели мощности существенно ограничивают область применения воздуходувок. Одноступенчатые модификации используются в качестве вакуумных насосов, а также – для простой подачи воздуха. Многоступенчатые модели воздуходувок встречаются редко.

Виды компрессоров. Плюсы и минусы

«Рукастый» автовладелец без компрессора – никуда. Чтобы выбрать, какой компрессор нужен именно вам, рассмотрим, какие они бывают и для чего нужны.

В компании AUTO INSTRUMENT можно купить поршневой компрессор на любой вкус.

Виды компрессоров

Винтовой воздушный компрессор осуществляет работы с постоянной потребностью большого количества сжатого воздуха. Имеет невысокий уровень шума и вибрации, небольшую потребляемую мощность, хорошую экономичность за счет непрерывного режима работы. По сравнению с другими компрессорами одинаковой производительности – меньший вес и размер. Редко ломается, но ремонт дорогой. Требует специального компрессорного масла. Цена высокая.

style=»display:block»
data-ad-client=»ca-pub-3546249560047507″
data-ad-slot=»3205991617″
data-ad-format=»auto»
data-full-width-responsive=»true»>

Спиральный воздушный компрессор работает без смазочных материалов. Вырабатываемый им воздух самый чистый. В нем нет трущихся частей, а соответственно и ломаться нечему. Нет износа. Это самый тихий компрессор. Очень дорогой.

Поршневой воздушный компрессор – самый распространенный. Может иметь от одного до пары десятков поршней. В бытовых обычно находиться один поршень, в профессиональных – 2-3. Чем больше поршней, тем выше давление, лучше производительность.

В отличии от двух вышеописанных компрессоров поршневой работает в режиме старт-стоп. Поработал-отдохнул. Соотношение этих режимов описывает коэффициент внутрисменного использования (КВИ). Он показывает, сколько времени компрессор может непрерывно работать.

У компрессора бывают такие режимы работы:

— кратковременный (КВИ ≤0.15) – бытовой компрессор

— непродолжительный (КВИ приблизительно 0.5) – полупрофессиональный

— продолжительный (КВИ ≥0.75) – промышленный

Компрессоры делятся на типы в зависимости от привода:

— С прямым приводом. Коленвал компрессора напрямую соединен с валом мотора.

— С ременным приводом. Шкивы, насаженые на валы, соединены между собой ремнем.

Первый тип имеет повышенный износ поршневой группы.

Итак, где используется работа поршневого компрессора?

Компрессор используется для работ, в которых нужен сжатый воздух. Например:

• Покраска автомобиля
• Продувка
• Работы с гайковертом
• Нанесение антикоррозийных составов в труднодоступные места автомобиля
• Работы с шлифовальными и полировальными инструментами