Воздушный компрессор

Классификация поршневых компрессоров

На рынке современного промышленного оборудование представлен широкий ассортимент модификаций поршневых компрессоров. В основном же можно выделить следующие типы поршневых компрессоров:

Одинарного или двойного действия;
Одноступенчатые и многоступенчатые. Недостатком первого вида агрегатов считается ограниченное рабочее давление – 10 атмосфер. Для работы при более высоком давлении используются компрессоры с многоступенчатым принципом работы. В его устройстве воздух поочередно сжимается в каждой ступени до определенного показателя, а потом охлаждается и подается в цилиндр следующей ступени, снова сжимается уже до более высокого давления.
Масляные и безмасляные (определяется тем, необходимо ли масло для исправной работы устройства). В безмасляных агрегатах есть специальные кольца из полимеров с графитовой смазкой, так что компрессор не нуждаются в дополнительном масле.
По количеству ступеней сжатия воздуха — многоступенчатые и одноступенчатые

При использовании первого вида компрессоров важно не допускать превышения температуры сжимаемого газа. В случае, если она выше 180 градусов, есть риск возникновения возгорания или взрыва.
По типу привода – с прямым или ременным приводами

В первом случае агрегат экономит электроэнергию, работает тихо и имеет более высокий показатель КПД.
По уровню давления – агрегаты низкого давления (с диапазоном от 5 до 12 бар), среднего (от 2 до 100 бар) или высокого (от 0 до 1000 бар).
По виду использования – стационарные агрегаты и передвижные.

Для того, чтобы увеличить производительность поршневых агрегатов, компрессионные головки изготавливают с несколькими цилиндрами – с рядным, V-образным или оппозитным устройством.

Компания «ПК-Компрессор» предлагает широкий ассортимент поршневого компрессорного оборудования любых видов. За высокое качество, надежность и оперативность поставки продукции вы можете быть спокойны! «ПК-Компрессор» работает со всеми городами России. Собственные склады компании есть в Москве, Московской области, Самаре, Тольятти, Екатеринбурге и Челябинске.

Область применения воздушных компрессоров

Воздушные компрессоры широко используются во многих областях деятельности человека. Данные аппараты незаменимы при проведении монтажных, столярных, строительных и ремонтных работ. Также воздушные аппараты с успехом применяются и в быту. Например, бытовой агрегат может использоваться для подкачки шин, проведения покрасочных работ, аэрографии и т.д. Как правило, это компрессор, имеющий электрический двигатель, работающий от сети 220 В. Для профессионального использования лучше подойдет роторный масляный агрегат, имеющий повышенный срок службы и не требовательный к частому обслуживанию.

Высока востребованность воздушных компрессоров и в промышленной сфере, в отраслях, где требуется использование сжатого воздуха.

Кроме всего, воздушные компрессоры нашли применение в нефте- и газодобывающих отраслях, в горнодобывающей промышленности, при добыче угля и камня.

Сравнение линейных и инверторных типов

По режиму работы компрессоры разделяются на линейные и инверторные. В настоящее время всё больше холодильных установок выпускаются с инверторным компрессором. Линейные устройства работают в режиме циклического включения и отключения. После того как холодильник включили в сеть, датчик, расположенный в его камере, определяет температуру сравнивая с заданной. Компрессор включается и начинается процесс охлаждения.

После достижения требуемого значения компрессор отключается, а датчик продолжает следить за температурой. Как только она повышается, и выходит из заданного диапазона, компрессор запускается вновь.

Инверторные устройства работают по иному принципу. После включения агрегата и достижения в камере нужной температуры, он не выключается, а уменьшает обороты, поддерживая температурный режим постоянным.

В инверторном компрессоре нет мотора с вращающимся ротором. Компрессор осуществляет его работу сам: поршень производит движения под действием электромагнитного поля.

Главный недостаток линейных компрессоров повышенная нагрузка на электрическую сеть, что приводит к скачкам напряжения и повышенное энергопотребление, по сравнению с инверторными агрегатами. Шум от инверторного компрессора минимален, однако, он достаточно восприимчив к качеству питающей сети.

Еще одна история

Начнем с оформления технического требования к плоду собственноручной инженерии. Допустим, что все началось с покупки нового аэрографа двойного действия. Поэтому крайне необходимым стал вопрос изготовления компрессорной установки с ресивером.

Аэрограф двойного действия обладает способностью управлять потоком воздуха, а также запирать его и открывать воздуховод. В Европе такое устройство используется с отдельным баллоном для сжатого воздуха. Итак, компрессор с резервуаром служит емкостью для сбора воздуха, а аэрограф использует этот воздух.

Конечно, основным компонентом выступает компрессор. Здесь на помощь придет старый холодильник, с которого можно снять отличный компрессор. Для этого можно пройтись по сайтам, которые занимаются продажей холодильного оборудования.

Далее, рассмотрим такой вариант, как ресивер для компрессора своими руками. Тут, конечно, нужен резервуар, который изготавливался для содержания газов или может выдерживать высокое давление. Оптимально, если такая емкость соответствует требованиям ГОСТ. Поэтому сразу исключаем емкости, по типу пластиковой канистры или бутылки. Рассмотрим варианты резервуаров:

1. Углекислотный огнетушитель. Выдерживает давление – 10 атмосфер. Емкость – 3 л/5 л/10 л. Минусы – на входе метрическая резьба.
2. Гидроаккумулятор. Хороший объем емкости, с небольшим рабочим давлением. На входе удобная резьба. Минусы – нуждается в доводке, так как, изнутри разделяется на мембрану, которая содержит в себе углекислый газ. Мембрану нужно удалять.
3. Кислородный баллон. Выдерживает высокое давление. Минусы – доступны только крайне тяжелые модели.
4. Пропановый баллон. В целом аналогичен огнетушителю, но, производитель не рекомендует их использование для сжатого воздуха.

Связующие звенья

После того, как мы определились с компрессором, и выбрали подходящее изделие для ресивера, следующим этапом будет их объединение. Кроме того, нужно решить проблему по поступлению воздуха к аэрографу.

Начать можно с узла, что крепится напрямую к ресиверу, и будет обеспечивать распределение воздуха. Нужно напомнить, что ключевым фактором является его совместимость с разъемом ресивера

Далее обращаем внимание на реле давления, которое будет обеспечивать отключение и включение компрессора

Оптимальным вариантом для реле будет РДМ-5, которое используется для водопроводных систем. Эта модель широкодоступна в продаже, и хороша тем, что ее соединительный элемент рассчитан на внешнюю дюймовую резьбу.

простой компрессор

Затем определяемся с индикацией давления в ресивере. Для этого нам понадобиться манометр на 10 атмосфер, у него тоже подходящий соединительный размер. И еще нам нужен будет статический прибор.

Дальше занимаемся блоком подготовки воздуха. В шланг, который ведет к аэрографу, нужно подать давление. Соответственно возникает необходимость в редукторе, с пределом регулирования давления до 10 атмосфер, и желательно, чтобы к нему прилагался манометр и фильтр маслоотделитель.

С помощью манометра мы будет контролировать давление, а фильтр будет обеспечивать непопадание частиц компрессорного масла из ресивера. Но, не стоит путать с фильтром лубрикатором, который выполняет диаметрально противоположную функцию.

Продолжим сбор материалов, и самое время подготовить фитинги, повороты, тройники. В качестве базового размера берем дюйм. Чтобы определиться с количеством, нужна схема узла распределения и подготовки воздуха.

Также нам понадобятся внешние и внутренние переходники. При желании можно сделать план-схему того, как сделать компрессор. Следующий этап, это размещение готовой конструкции. В качестве варианта могут подойти плиты ДСП.

Конечно, чтобы не ругаться матом во время перемещения станции по мастерской, желательно сразу решить вопрос с ножками-роликами. Любой мебельный магазин вам с радостью их продаст. Для экономии места, можно сделать двухэтажную конструкцию. Правда, могут понадобиться длинные болты. Итак, резюмируем планировочный этап, списком комплектующих:

• Компрессор;
• Ресивер;
• Реле давления;
• Манометр;
• Фильтр-редуктор;
• Аварийный клапан;
• Фитинги, переходники;
• Сантехнические прокладки, фум-лента, герметик;
• Кабели, выключатель, штекер;
• Гибкий маслоустойчивый шланг;
• Лист ДСП
• Ножки-ролики, болты, гайки, шайбы и инструмент.

Виды динамических компрессоров

Аппараты с динамическим принципом действия разделяют на осевые, центробежные и струйные. Различаются они между собой типом рабочего колеса и направлением движения потока воздуха.

Осевые аппараты

В осевых компрессорах поток газа движется вдоль оси вращения вала через неподвижные направляющие и подвижные рабочие колеса. Скорость потока воздуха в осевом аппарате набирается постепенно, а преобразование энергии происходит в направляющих.

Для осевых компрессоров характерны:

• высокая скорость работы;
• высокий КПД;
• высокая подача потока воздуха;
• компактные размеры.

Центробежные агрегаты

Центробежные компрессоры имеют конструкцию, обеспечивающую радиальный выходной поток воздуха. Поток воздуха, попадая на вращающееся рабочее колесо с радиально расположенными крыльчатками, за счет центробежных сил выбрасывается к стенкам корпуса. Далее, воздух перемещается в диффузор, где и происходит процесс его сжатия.

Центробежные аппараты не имеют узлов с возвратно-поступательными движениями, поэтому обеспечивают равномерный поток воздуха, силу которого можно регулировать. Также данный тип агрегатов отличается долговечностью и экономичностью.

Струйные компрессоры

В аппаратах струйного принципа действия для увеличения давления газа (пассивного) используется энергия активного газа.

Для этого к устройству подводится 2 потока газа: один с низким давлением (пассивный), а второй – с высоким (активный). На выходе из устройства образуется газовый поток с давлением выше пассивного, но меньшим, чем у активного газа.

Параметры линейного компрессора

Для данного устройства наиболее важны параметры холодопроизводительности, развиваемой мощности и рабочего давления. В среднем последний показатель у большинства моделей колеблется в пределах 2–4 атмосфер. Этот уровень давления оптимален для нормальной циркуляции фреона по системе охлаждения.

Многие производители снабжают свою технику специальными регуляторами давления для того, чтобы удерживать его на нужном уровне и не допускать разрыва труб охладительной системы.

Если же говорить о холодопроизводительности, то данный показатель неразрывно связан с мощностью прибора и марки хладагента, который он использует. Холодопроизводительность измеряется в килокалориях в час, и у многих холодильников, использующих фреон с индексом R12 (например, у некоторых моделей LG), составляет от 45 до 150 ккал/час в зависимости от электрической мощности устройства.

Справка. В своё время линейный компрессор считался довольно энергоэкономичным, однако сегодня пальму первенства в этом негласном состязании однозначно удерживают устройства инверторного типа. Поскольку они работают, никогда не выключаясь (а именно в момент включения на двигатель холодильного агрегата приходится наиболее серьёзная нагрузка), ресурс их гораздо выше, а расходы энергии – ниже.

Впрочем, этот положительный момент легко нивелируется стоимостью за модель холодильника с инверторным типом компрессора.

Для того чтобы выяснить, исправно ли работает компрессор, мастера по ремонту используют мультиметр. Подключая его между обмоткой катушки и корпусом, они замеряют сопротивление обмотки. Отклонение от нормы в большую сторону указывает на повреждения обмотки, а в меньшую – на имевшее место короткое замыкание в системе. Поскольку обмотка может иметь разный исходный материал и структуру, значение нормального сопротивления у неё для каждой модели может быть разным.

Как сделать компрессор своими руками

Теперь непосредственно о том, как сделать компрессор своими руками.

Из компрессора от холодильника выходит три трубочки: две открытых и одна короткая, запаянная. Включите компрессор в розетку и проведите пальцем возле выходов трубочек. Та, из которой дует воздух будет выходом, а та, которая втягивает — входом. Запомните, где какая, и выключайте из розетки компрессор. Пилочкой по металлу обрежьте две трубочки, оставляя по 10 см или больше, чтобы было удобно подключать шланги. Можно откусить плоскогубцами, но нужно следить, чтобы опилки не попали внутрь трубочек. Далее крепим компрессор на доске-основе, прикручивая ножки саморезами (можно использовать болты, так надёжней)

Важно: компрессор крепим в том же положении, в котором он был закреплён в холодильнике. Дело в том, что пусковое реле на моторе работает за счёт сил гравитации, на корпусе реле есть стрелочка, указывающая вверх

Закрепив компрессор, переходим к ресиверу.

Делаем ресивер. Вариант если у вас пластмассовая емкость. Сверлим в крышке два отверстия под наши трубочки. Вставляем их туда, как показано на рисунке, и крепим эпоксидной смолой. Сверху оставляем концы длиной 2-4 см. Теперь о длине трубочек. Короткая (10 см) будет выходной. Вторая будет входной, её делаем как можно больше, чтобы она не доставала несколько сантиметров до дна ресивера. Это делается, чтобы как можно больше расставить между собой входное и выходное отверстия внутри ресивера для большего перемешивания воздуха.

Если у вас железный ресивер, делаем то же, но не клеим трубочки, а паяем или привариваем. Также можно приварить гайки, а в них потом закрутить штуцера под шланги.

Манометр возможно установить только в металлическом ресивере. Для этого сверлим в любом удобном месте на ресивере отверстие и припаиваем в нём манометр. Более предпочтительный вариант: привариваем на отверстие гайку и закручиваем манометр уже в гайку. Так в случае выхода из строя манометра вы с лёгкостью его замените.

Далее крепим ресивер. Располагаем его на доске-основе рядом с компрессором и крепим железной лентой и саморезами.

Теперь берем отрезок шланга (10 см) и одеваем его на бензиновый фильтр. Если вы используете шланги для бензина то проблем не должно быть, если используете поливиниловые трубки то возможно придётся нагреть её спичкой или подержать в кипятке что бы она налезла на штуцер фильтра. Второй конец шланга надеваем на входную трубочку компрессора. Данный фильтр на входе нужен, чтобы отфильтровывать пыль. Здесь на соединениях использование хомутов не обязательно, так как давления здесь нет.

Берем второй отрезок шланга и соединяем ним выходную трубочку на компрессоре с входной на ресивере. В местах соединения ставим хомуты.

Теперь третий отрезок шланга (10 см) одним концом надеваем на выходную трубочку ресивера, а второй конец одеваем на дизельный фильтр. Надеваем хомуты. На фильтрах (дизельном и бензиновом) нарисована стрелочка, указывающая правильное направления движения через фильтр воздуха. Подсоединяйте оба фильтра правильно. Дизельный фильтр на выходе нужен для фильтрования воды из воздуха.

На выходящий штуцер дизельного фильтра надеваем наш рабочий шланг идущий непосредственно к аэрографу, пульверизатору и т.д.

На нижнюю сторону доски-основы прикручиваем резиновые ножки или клеим войлочные прокладки для мебели. Если этого не сделать, компрессор при работе может царапать пол — он вибрирует. Уровень вибрации и шума зависят от модели добытого вами компрессора холодильника. Моторы от импортных холодильников почти не слышны, советские также тихие, но есть исключения.

Создаваемое давление также зависит от модели. Древние моторы более мощные. Большинство советских компрессоров способны накачать давление до 2-2,5 бар. Компрессор на фото создает давление в 3,5 бар.

Производительность компрессоров

Под этим термином подразумевается тот объем газа, который нагнетается за определенную единицу времени. Единица измерения производительности — м3 в минуту. Этот параметр может быть указан или на входе, или на выходе, разумеется, это будут разные числа. Все дело в том, что при изменении давления, происходит изменение объема. Эта характеристика говорит о производительности при температуре рабочей среды, равной 20 ºC.

В зависимости от величины этой характеристики различают следующие группы — большой производительности (свыше 100 кубометров воздуха в минуту), средней (до 100 кубометров воздуха в минуту) и малой до (10 кубометров).

Динамические устройства обладают некоторыми преимуществами в сравнении с поршневыми. Они отличаются простотой конструкции и эксплуатации, малыми габаритно-весовыми параметрами, плавностью подачи воздуха и не требуют дополнительной смазки. Для их установки не требуется изготовление массивных фундаментов. Но КПД ниже, чем у поршневых.

Эти компрессоры нашли свое применение во многих отраслях. Например, химической и нефтегазовой промышленности, в металлургии, горнодобывающей и многих других отраслях. Одна из разновидностей динамических компрессоров — турбокомпрессорные, устанавливают в газоперекачивающие трубопроводы.

Критерии выбора компрессорного оборудования

Чем должен руководствоваться потребитель, выбирая воздушный компрессор. Самое главное он должен понимать, для каких целей будет использовано приобретаемое оборудование. Сразу надо оговориться, что существуют отдельные отрасли, и технологические операции могут быть использованы только компрессоры, работающие без масла.

Ключевыми параметрами компрессорного оборудования являются:

1. Расход воздуха (производительность).
2. Рабочее давление.
3. Требования к чистоте воздуха.

Как правило, эти параметры должны быть определены инженерами — технологами, которые разрабатывают технологические процессы с участием компрессорного оборудования.

Например, расход воздуха, может быть рассчитан по следующей схеме:

1. Расчёт количества воздуха при непрерывной эксплуатации.
2. Внесение коррективов в полученное значение с учетом времени работы оборудования в смену или сутки.

При подборе оборудования необходимо учитывать рост числа потребителей сжатого воздуха.

Системы управления компрессорного оборудования

Для обеспечения того, чтобы воздух находился под постоянным давлением в компрессорных системах, устанавливают регулирующее оборудование. Самая простая система состоит из датчика давления и простейшей системы настройки.  Она позволяет поддерживать в ресивере постоянное давление. При превышении заданных параметров происходит отключение компрессора, а после того, как давление упало до определенного минимума, срабатывает автоматика и включает компрессор. Такие, или почти такие системы, устанавливают практически на всех компрессорных установках. Их наличие обеспечивает безопасную эксплуатацию оборудования.

Что представляет собой винтовой компрессор: устройство и принцип работы

Это устройство для сжатия и подачи воздуха или других газов. Переходим к назначению деталей.

Составные части

В общем случае это:

• всасывающий фильтр — пропускает через себя и очищает воздух перед блоком сжатия;
• впускной клапан – переключает режим работы компрессора нагрузка/холостой ход;
• электромотор – приводит в движение роторы блока сжатия;
• винтовой блок – два параллельно ориентированных ротора (один выпуклый, другой вогнутый);
• привод – сцепляет винтовую пару с двигателем, отвечая также за вращение с заданной скоростью;
• охладитель масла – снижает температуру масла до заданных значений, не допуская перегрева;
• отделитель масла – специальный резервуар (бак), отделяющий масло от сжатого воздуха;
• термостат – меняет направление движения масла: малый круг — сразу в винтовой блок; большой круг — через охладитель;
• масляный фильтр — очищает масло перед подачей его в винтовой блок;
• реле и предохранительный клапан – защищают от поломки, срабатывая при резком повышении давления;
• трубопроводы – соединяют все отделы системы, обеспечивая прохождение масловоздушной смеси, масла и сжатого воздуха;
• вентилятор – способствует осуществлению забора воздуха, а также выполняет функцию общего охлаждения;
• блок управления – осуществляет контроль за работой компрессора в нормальном режиме, оповещение при аварии и настройку параметров;
• концевой охладитель – снижает температуру среды, прежде чем выпустить ее из оборудования.

Принцип работы винтового компрессора подробно

Пошагово он выглядит следующим образом:

1. двигатель запускает роторы, которые с соблюдением ведомости, вращаются по направлению друг к другу;
2. в результате этого движения атмосферный воздух всасывается через фильтр, в котором очищается от механических примесей;
3. в винтовом блоке воздух смешивается с маслом, сжимается и попадает в маслобак;
4. в маслобаке и сепараторе сжатый воздух отделяется от масла и через концевой охладитель поступает на выход установки, а масло после охлаждения поступает обратно в винтовой блок через масляный фильтр.

Процесс сжатия проходит в автоматическом режиме, отличается простотой и эффективностью. И это очередное преимущество и еще одна причина использовать именно рассматриваемое оборудование.

Критерии выбора компрессора

Чтобы правильно выбрать искомое компрессорное оборудование, необходимо учесть достаточно много параметров. Самые значимые из них приведены ниже.

Мощность

Это один из главных критериев при выборе воздушного аппарата, напрямую связанный с его размером. Мощность будущего компрессора и его размер рассчитываются, исходя из максимально допустимых показателей пневматического инструмента, который планируется к нему подключать. Так, мощность приобретаемого агрегата должна быть в 1,5 раза больше, чем у подключаемого оборудования.

Ресивер

При выборе ресивера опять же нужно обратить внимание на особенности своих инструментов. Если предстоит работать шлифовальной машиной, объём бака должен быть большим (около 50 литров)

Воздухосборник компрессора для бытовых нужд может достигать 100 литров. Большой объём очень удобен, так как позволяет равномерно без потёков завершить покраску.

Производительность

Показатель производительности агрегата имеет прямую пропорциональную зависимость от мощности – при больших значениях одного параметра увеличивается и другой. Поршневые аппараты для бытовых нужд имеют обычно мощность в пределах 2,2 кВт, обеспечивая при этом давление до 8 бар и производительность — 170-350 л/мин.

Питание

По этому критерию нужно выбирать между моделями, использующими для работы электромоторы либо двигатели внутреннего сгорания (топливо – бензин или дизель). Несомненным плюсом бензиновых (дизельных) аппаратов является их автономность. Они находят применение практически в любых даже полевых условиях. Тогда как преимуществами электрических моделей можно считать:

• экономичность (электроэнергия дешевле бензина);
• экологичность (отсутствуют выбросы в атмосферу, более чистые производственные условия).

Если электросети позволяют, лучше приобрести трёхфазный комбинированный агрегат.

Давление

Следующим важным параметром выбора является рабочее давление, измеряемое в барах или атмосферах. Самые распространённые в нашей стране воздушные агрегаты способны создать давление от 8 до 12 бар. Данный показатель также зависит от требований используемого пневматического инструмента. Однако, выбирая аппарат, нужно иметь в виду возможные потери давления на пути к инструменту — это различные клапана, перегибы, заслонки или воздуховод большой длины. Поэтому рекомендуется приобрести установку с некоторым запасом.

Шумность

К неприятным моментам работы воздушного компрессорного оборудования относится его шумность. Уровень шума поршневых двигателей достигает 85 дБ.

Наименее громкими считаются роторные установки.

Масляный или безмасляный

При покупке воздушного компрессора необходимо учитывать и другие критерии. Так, самым бюджетным является безмасляный поршневой аппарат. У него много преимуществ:

1. не имеет системы смазки;
2. удобен в обслуживании;
3. может работать в любом положении, даже на боку;
4. выдает воздух без масляных примесей.

Но есть и некоторые недостатки:

• снижение ресурса контактирующих деталей вследствие отсутствия системы смазки;
• невысокая производительность из-за быстрого износа компрессионной головки;
• уменьшение продолжительности эксплуатации в связи с интенсивностью теплового режима.

Но невысокая цена (от 100 до 350 долларов), компактные размеры и малый вес делают этот аппарат одним из самых популярных для применения в гаражных мастерских и на площадках с небольшим объёмом работ. Максимально возможная производительность агрегатов данного типа составляет около 240 л/мин.

Масляные компрессоры бывают с прямым или ременным приводом. Их особенностью является необходимость периодически заливать масло в картер до нужного уровня. Так, агрегаты с ременным приводом считаются более производительными и бесшумными, хотя и дорогими. Цена колеблется в пределах 400-1000 долларов.