Роторные компрессоры устройство и принцип действия: Как работает роторный компрессор

Содержание

Устройство и принцип работы воздушного винтового компрессора


Воздушные компрессоры сегодня используются на самых разных производствах. Каждое предприятие стремится выбрать лучшее оборудование, однако большинство производств останавливается на интеграции винтовых компрессоров. Достаточно простое устройство таких установок, тем не менее, нуждается в детальном анализе. Только понимая тонкости работы компрессора, можно применять его для решения профессиональных задач. Именно поэтому, сегодня мы расскажем вам о принципе работы винтового компрессора, а также о том, как устроено такое оборудование. Без лишних слов, приступим.

Небольшая историческая справка

Давайте для начала мельком рассмотрим историю создания винтового компрессора. Предыстория становления объекта нашей статьи позволит лучше прочувствовать достоинства подобного решения. Примечательно, что подобное оборудование появилось относительно недавно, первые винтовые установки получили распространение в 1940х годах.

Да, за историю своего существования техника претерпевала небольшие изменения, установки становились компактнее, эффективнее и дешевле, но принцип действия оставался всё тем же. Для наглядности, мы можем сравнить винтовые компрессоры с обычными винтовыми насосами. И там и тут эффективное решение поставленных задач обеспечивается, благодаря большому числу двигательных оборотов.

В России исторически прижились 11 разновидностей подобных машин, включая:

  • Одноступенчатые

  • Двухступенчатые компрессоры;

  • Сухие компрессоры, работающая фактически без смазочного масла;

Всё это подкатегории для главного разделения на поршневые и винтовые компрессоры. Не волнуйтесь, далее мы подробно обсудим главные разновидности. А пока что рассмотрим сферы, в которых применяется описываемое оборудование.


Какие задачи решает такая техника?

На самом деле, спектр областей, в которых может применяться подобное оборудование, очень велик. Крупные предприятия, связанные с энергетической, машиностроительной промышленностью, наравне с добывающими и обрабатывающими компаниями широко ценят качественные винтовые компрессоры. Конечно, в зависимости от задач и газа, с которым работает техника, изменяется и сам тип установки. Зачастую на технику возлагаются обязанности по сжатию кислорода, однако на некоторых предприятиях необходимо продуктивно сжимать хлор. Для каждой задачи есть свои компрессоры.

На большинстве предприятий интегрированы такие виды техники как:

Поршневой компрессор

Один из самых дешевых и менее требовательных типов винтовой техники. Установки, функционирующие благодаря поршням, служат верой и правдой долгие годы, не требуя постоянного технического обслуживания. Отличный выбор, если на вашем предприятии требуется надежная техника, обеспечивающая давление выше 30 атмосфер.

Для профилактики после 500 мото-часов работы необходимо проведение сервисного обслуживания. Необходим приезд сервисного инженера, чтобы он проверил сохранность поршней и других компонентов установки.

Однако при всех своих достоинствах такой тип компрессоров постепенно уходит в прошлое. Современные предприятия стремятся сократить уровни шума и вибрации, а поршневая техника, наоборот, создает слишком много звуковых и вибрационных колебаний. Это вариант для тех, кто может себе позволить организацию дополнительного фундамента для одного станка или же выделить специальное помещение для размещения этого устройства.

Выбор требовательных профессионалов. В основе лежат не шумные громоздкие поршни, а вращающаяся винтовая пара, которая сжимает не сам воздух, а воздушно-масляную смесь. Полученная смесь заполняет винтовой блок, который состоит из винтовой пары — лопастей, закреплённых на валу электродвигателя.
Готовая, сжатая до требуемого давления смесь, поступает в маслоотделитель, где выделяется непосредственно воздушная масса под давлением, а после этого происходит процесс фильтрации и очистки сжатого воздуха с последующей его подачей потребителю.

Основными преимуществами компрессоров винтового типа являются:

  • отсутствие ударных и вибрационных нагрузок;

  • более длительный срок эксплуатации;

  • низкий уровень шума;

  • долгие периоды между обслуживанием устройств;

  • большой показатель времени непрерывной работы.

Удобная, в меру компактная конструкция не только радует глаз, но и экономически выгодна, поскольку устройство требует меньше электроэнергии. Практически полное отсутствие издаваемых шумов позволяет интегрировать данный вид в любое производственное помещение. Его легко разместить в цеху, он не будет докучать шумом и вибрацией.

Несмотря на такую видовую сегрегацию, все установки имеют примерно одинаковое устройство, а значит, мы можем уверенно переходить к принципу работы и устройству винтового компрессора.

Что внутри установки?

Большинство моделей, за редчайшим исключением, содержит в себе 20 основных компонентов. О них – прямо сейчас:

  • Фильтр, предназначенный для очистки воздуха. Изначально в целях качественного функционирования станка стоит провести очистку воздуха, попадающего в фильтр, это поможет избавиться от пыльных и твердых частиц.

  • Обычно он имеет вид патрона в форме цилиндра, материал изготовления — гофрированная бумага. Установка фильтра возможна и внутри корпуса, и вне его. Фильтр оснащен специальными сетками для некрупного мусора, расположенными на корпусе, а также прежде клапанов;

  • Регулятор всасывания (другое название – всасывающий клапан), предназначенный для втягивания воздуха в сам винтовой блок.

Специфика моделей такого типа заключается в имеющемся винтовом компрессоре, он располагается у входа во всасывающий клапан, иными словами регулятор всасывания.

Благодаря закрывающемуся всасывающему клапану компрессор свободно подвергается переводу в режим действия при отключенной нагрузке, а благодаря его открытию – переводится в работу под ее воздействием.

Вентиль всасывающего клапана представляет собой поворотный либо упорядоченно приходящий в движение диск вместе с уплотнением. В результате воздействия на регулирующую арматуру сжатого воздуха, поступающего из резервуара для масла посредством управляющего соленоидного клапана во внутренний либо внешний пневматический цилиндр, запорный элемент меняет свое положение.

Винтовой компрессор перед запуском нуждается в обязательном закрытии всасывающего клапана, который оснащен каналом малого сечения с механизмом обратного клапана. Это обеспечивает плотность сжатого воздуха с необходимым уровнем давления в ёмкости для масла с таким объемом, которого будет хватать для дальнейшего влияния направляющего пневмоцилиндра на поршень. 

 Винтовой блок для компрессора – самое нужное звено в функционировании компрессора. Здесь при помощи входного фильтра осуществляется сжатие поступающего воздуха. 


Винтовой блок для компрессора

Корпус винтового блока состоит из пары совершающих обороты турбин – ведущей и ведомой. Вращаясь, они обеспечивают перемещение воздушных струй от поглощающей к нагнетающей стороне, при этом объем межтурбинных полостей синхронно снижается, иными словами сжимается.

Схема сжатия воздушных струй в винтовом блоке

Масло, содержащееся в корпусе винтового блока, обеспечивает уплотнение просвета между роторами, кроме этого оно используется при смазке деталей и для теплоотвода, возникающего в момент сжатия воздуха.

Кроме этого винтовой компрессор может иметь безмасляную основу,  в таком случае отсутствует уплотняющая жидкость. В данных моделях вместо масла используются водяные впрыскивания в камеру сжатия.

Электродвигатель

Трехфазным асинхронным электродвигателем обеспечивается поставка вращения до ведущего ротора винтового блока.


Электродвигатель

Не беря в расчет модели мобильных винтовых компрессоров, где назначение механизма вращения осуществляется посредством дизельного двигателя.

Дизельный компрессор

Существует два варианта передачи вращения до ведущего ротора:

— используется клиноременная передача

Ременной привод

Либо используется механическое устройство с гибким компонентом.


Муфта эластичная

Если компрессор обладает высокой производительностью, то в таком случае возможно употребление шестеренчатого привода.

Зачастую возникает необходимость в урегулировании продуктивности винтового компрессора путем изменения частотности круговращения вала двигателя. При таких условиях используется электропривод – особый механизм, обеспечивающий снабжение двигателя электроэнергией.  


Электропривод

Использование электропривода дает возможность в значительной степени корректировать результативность винтового компрессора согласно существующей необходимости в сжатом воздухе, исключая установку устройства в режим холостого хода перекрыванием всасывающего клапана. 

Резервуар для масла

Резервуар для масла имеет ключевое значение в функционировании винтового компрессора:

  • служит главным накопителем сжатого воздуха;

  • повышает размер системы смазки компрессора, объем масла, обеспечивающий качественное отведение тепла, которое появляется в процессе воздушного сжатия;

  • действует в качестве разделителя основного объема масла от сжатого воздуха, поскольку воздушные струи проникают в стационарный сосуд из винтового блока по касательной, попадая затем на цилиндрическую поверхность, иными словами происходит завинчивание.

Резервуар для масла

Сепаратор

Разделитель – особый элемент, входящий в винтовой компрессор. Применение механизма обусловлено необходимостью достижения как можно меньшего количества масел в высвобождающемся из компрессора воздухе.

Те компрессоры, которые обладают невысокой степенью мощности обычно имеют внешний разделитель, а остальные – встраиваемый в емкость для масла. 

Встроенный разделитель выглядит следующим образом:

Сепаратор встроенный

Внешний сепаратор выглядит так:

Сепаратор внешний

Общая схема разделителя в разрезе, где указанно направление движения масляных и воздушных масс:


Сепаратор в разрезе

Разделитель обеспечивает стабильный уровень присутствия масел в сжатом воздухе, по итогу его значение находится в пределах з-х   мг/м3.

Клапан минимального давления

Поддержание такого давления масленой емкости, которое бы не становилось менее фиксированного в наименьшей мере соответствующего норме уровня, гарантирует качественную циркуляцию масла во время действия винтового компрессора.

Этот критерий исполняется, если в магистрали, с направленной на нее деятельностью винтового компрессора, в этот момент есть давление. Иначе, когда компрессор осуществляет заполнение незаполненного резервуара для сжатого воздуха, чтобы создать в нем повышенное давление, применяется специальный клапан наименьшего давления. 

Клапан минимального давления в разрезе

Открытие этого клапана происходит во время давления на его входе, когда превышается то значение, которое было задано регулировкой сжатия пружины, закрывающей клапан.

Характерным давлением, при котором открывается клапан у винтовых устройств, признается его значение 4÷4,5 бар

Термостат

Винтовой компрессор схож с автомобильным двигателем, поскольку в нем так же присутствует два круга (большой и малый), служащих для охлаждения системы.

В момент, когда осуществляется пуск компрессора, по малому кругу начинает циркулировать масло, это способствует активному увеличению уровня температуры. Целесообразность этого заключается в том, чтобы во время сжатия воздуха блокировалось смешение выпадающего конденсата и масел, поскольку от этого напрямую зависит функционирование устройства. 

Малый круг системы охлаждения

Когда необходимый показатель температуры масла будет достигнут, термостат откроется и будет обеспечивать циркуляцию в большом круге посредством охлаждаемого вентилятором радиатора.

Большой круг системы охлаждения

Чаще всего открытие термостата происходит при набирании маслом температуры выше 55°С, а целиком заканчивается при установлении температуры уже свыше 70°С.

Масляный фильтр

При функционировании винтового компрессора возможно появление в масле посторонних веществ (к ним относятся элементы износа двигающихся частей, а также мельчайшие пылевые частицы). Когда в циркуляционном контуре компрессора работает масляный фильтр, масло очищается от подобных вредных примесей. 

Масляный фильтр в разрезе

Радиатор масляный и воздушный; вентилятор

Чтобы сжимаемые под воздействием винтового компрессора воздушные потоки могли охлаждаться, их стоит обработать посредством обдуваемого вентилятором радиатора. При выходе компрессора сжатый воздух будет обладать температурой, превышающей значение температуры внешней среды в границе +30 °С.

Масляный радиатор является отличным механизмом понижения температурного показателя циркулирующего масла. Преимущественно компрессоры оснащены общим, обдуваемым с помощью вентилятора блоком, включающим в себя оба радиатора: масляный и воздушный (без учета компрессоров высокой мощности).

Наиболее предпочтительным считается обеспечение работы вентилятора с помощью особого электродвигателя. 

Вентиляторы охлаждения

Маленькие компрессоры очень часто оснащаются вентилятором с целью обеспечить обдув радиаторов. Такой вентилятор включается в комплект приводного двигателя.

Обратный клапан / Сетчатый фильтр

Особая масловозвратная линия, содержащая обратный клапан и сетчатый фильтр, служит для возвращения отделившегося от сжатого воздуха в сепараторе масла в циркуляционный контур компрессора. 

Масловозвратная линия

С целью диагностики процесс реверсии масла следует контролировать в режиме реального времени. Поэтому отдельные компоненты масловозвратной линии имеют специфичный прозрачный вид. 

Вывод сжатого воздуха

Когда наступает момент техобслуживания или ремонтных работ, следует удалить компрессор из магистрали сжатого воздуха, поэтому на выходном патрубке винтового компрессора следует разместить запорный кран.

С целью исключить воздействие термических и вибрационных искажений трубопровода на соединение, при соединении компрессорного выхода с магистралью важно пользоваться металлорукавом.

классификация по принципу действия, типу привода, условиям эксплуатации

Компрессор является агрегатом для сжатия и перемещения различных газов, в том числе и воздуха, на различные приборы и пневмоинструменты. Компрессорную технику широко применяют в промышленности, строительстве, медицине и т.д. Существующие виды компрессоров и их классификация определяют критерии эксплуатации данного оборудования.

Классификация компрессоров по принципу действия

По принципу действия компрессоры классифицируются на объемные и динамические.

Объемные

Это агрегаты, имеющие рабочие камеры, в которых происходит процесс сжатия газа. Сжатие происходит за счет периодического изменения объема камер, соединенных с входом (выходом) аппарата. Чтобы предотвратить обратный выход газа из агрегата, в нем устанавливают систему клапанов, которые открываются и закрываются в определенный момент наполнения и опорожнения камеры.

Динамические

В динамических компрессорах повышение давления газа происходит за счет ускорения его движения. В результате кинетическая энергия частиц газа превращается в энергию давления.

Важно! Динамические компрессоры отличаются от объемных открытой проточной частью. То есть, при зафиксированном вале его можно продуть в любом направлении.

Виды объемных компрессоров

Компрессорное оборудование объемного типа подразделяется на 3 группы:

  • мембранные;
  • поршневые;
  • роторные.

Мембранные

Имеют в рабочей камере эластичную мембрану, как правило, полимерную. Благодаря возвратно-поступательным движениям поршня мембрана выгибается в разные стороны. В результате движений мембраны объем рабочей камеры меняется. Клапаны в зависимости от положения мембраны либо впускают воздух в камеру, либо выпускают.

Приходить в движение мембрана может от пневматического, мембранно-поршневого, электрического или механического привода.

Важно! В мембранных аппаратах воздух или газ в процессе перемещения через рабочую камеру не контактирует с другими узлами агрегата (кроме мембраны и корпуса). Благодаря этому на выходе получают газ высокой степени чистоты.

Поршневые

Благодаря наличию кривошипно-шатунного механизма поршень совершает возвратно-поступательные движения в рабочей камере, отчего ее объем то уменьшается, то увеличивается.

Поршневые компрессоры имеют установленные на рабочей камере односторонние клапаны, перекрывающие движение воздуха в обратном направлении. Несмотря на хорошую производительность, поршневые аппараты имеют и недостатки: достаточно высокий уровень шума и заметная вибрация.

Роторные

В роторных компрессорах сжатие воздуха происходит вращающимися элементами — роторами. Каждый элемент в зависимости длины и шага винта имеет постоянное значение сжатия, которое также зависит и от формы отверстия для выхода газа.

В таких компрессорах клапаны не устанавливаются. Также конструкция агрегата не содержит узлов, способных вызвать разбалансировку. Благодаря этому он может работать с высокой скоростью вращения ротора. При такой конструкции аппарата величина потока газа достигает высоких значений при небольших габаритах самого компрессора.

Роторные компрессоры подразделяются на несколько подвидов.

Безмасляные

Имеют ассиметричный профиль винта, повышающий КПД агрегата благодаря уменьшению утечек при сжатии газа. Для обеспечения синхронного встречного вращения роторов применяют внешнюю зубчатую передачу. Во время работы роторы не соприкасаются, и смазка им не требуется, поэтому выходящий из агрегата воздух не имеет никаких примесей. Для уменьшения внутренних утечек детали агрегата и корпус изготавливаются с высокой точностью. Также безмасляные аппараты могут быть многоступенчатыми, чтобы убрать разность температур воздуха на входе и выходе аппарата, которая ограничивает повышение давления.

Винтовые

Состоят из одного или нескольких винтов, которые находятся в зацеплении, установленных в герметичном корпусе.

Рабочее пространство создается между корпусом и винтами при их вращении. Данный вид компрессоров отличается хорошей производительностью и беспрерывной подачей воздуха. Для снижения трения между входящими в зацеп винтами, которое увеличивает износ деталей, применяется смазка. Если требуется получить сжатый воздух (газ) без примесей смазочных материалов, то применяются безмасляные винтовые аппараты. В последних, чтобы уменьшить силу трения, подвижные детали изготавливаются из антифрикционных материалов.

Зубчатые

Данные компрессоры еще называют шестеренчатыми, поскольку их главными деталями являются шестерни. Они при работе вращаются в противоположных направлениях, создавая между зубьями и стенками корпуса рабочую камеру.

При вхождении зубьев в зацепление на стороне выходного отверстия агрегата происходит уменьшение объема камеры, вследствие чего воздух под давлением выходит через патрубок. Компрессоры данного типа нашли широкое применение в ситуациях, когда не требуется подача воздуха или газа под высоким давлением.

Спиральные

Это разновидность безмасляных компрессоров роторного типа. Спиральные аппараты также сжимают газ в объеме, который уменьшается постепенно.

Главными элементами данного аппарата являются спирали. Одна спираль закреплена неподвижно в копрусе устройства. Другая подвижная, соединена с приводом. Сдвиг по фазе между спиралями равняется 180°, благодаря чему происходит образование воздушных полостей с изменяемым объемом.

Роторно-пластинчатые

Пластинчатый компрессор имеет ротор с прорезанными пазами. В них вставлено определенное количество подвижных пластин. Как видно из рисунка, приведенного ниже, ось ротора с осью корпуса не совпадает.

Пластины при вращении ротора перемещаются центробежной силой от его центра к периферии и прижимаются к внутренней поверхности корпуса. В результате происходит непрерывное создание рабочих камер, ограниченных соседними пластинами и корпусами ротора и аппарата. За счет смещенных осей изменяется объем рабочих камер.

Жидкостно-кольцевые

В данных агрегатах используюется вспомогательная жидкость. В статически закрепленном корпусе аппарата устанавливается ротор с пластинами.

Конструкционные особенности данного аппарата – это смещенные оси ротора и корпуса относительно друг друга. В корпус заливается жидкость, которая принимает форму кольца, прижимаясь к стенкам аппарата вследствие отбрасывания ее лопастями ротора. При этом происходит ограничение рабочего пространства, наполненного газом, между жидкостным кольцом, корпусом и лопатками ротора. Объем рабочих камер изменяется посредством вращающегося ротора со смещенной осью.

Важно! Чтобы перекачиваемый газ не уносил с собой частички жидкости, в жидкостно-кольцевых аппаратах устанавливают узел сепарации, отсекающий влагу из воздуха. Также на устройствах данного типа устанавливается система, обеспечивающая подпитку рабочей камеры вспомогательной жидкостью.

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.

На заметку! Также динамические аппараты еще называют турбокомпрессорами, поскольку конструкция их напоминает турбину.

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.

Важно! Отличительной особенностью струйных компрессоров является простота конструкции, отсутствие подвижных деталей, высокая надежность.

Классификация компрессоров по другим параметрам

Кроме классификации компрессоров по принципу сжатия, принято разделять данные агрегаты по следующим параметрам:

  1. Тип привода. Компрессоры могут работать как с электродвигателями, так и с двигателями внутреннего сгорания (ДВС). Соответственно, аппараты бывают с прямой передачей (коаксиальные) и с ременным приводом. Как правило, компрессор с прямым приводом – это агрегат бытового назначения. Коаксиальный компрессор привлекает потребителя доступной ценой и широко используются на дачах в гаражах и т.д., поскольку давление воздуха, выдаваемое аппаратом, не превышает 0,8 МПа. Если сравнивать бензиновый и дизельный компрессор, то последний является более надежным в эксплуатации. Также дизель имеет более простое устройство и легок в обслуживании.
  2. Система охлаждения. Аппараты бывают с жидкостным и воздушным охлаждением или вообще без него.
  3. Условия эксплуатации. Аппараты могут быть стационарными, работающими только в помещении от электросети, и передвижными (переносными), работа которых допускается на открытом воздухе и при низких температурах. Например, передвижные компрессоры с двигателем внутреннего сгорания широко используются в местах, где нет централизованного электроснабжения.
  4. Конечное давление. По данному параметру аппараты подразделяют на четыре группы. Агрегаты низкого давления (0,15-1,2 МПа) используются в составе установок для сжатия газов (воздуха). Устройства среднего давления (1,2-10 МПа) применяются для разделения, транспортировки и сжижения газов в нефтеперерабатывающей, газовой и химической промышленности. Аппараты высокого давления (10-100 МПа) и сверхвысокого давления (свыше 100 МПа) используются в установках для синтеза газов.
  5. Производительность. Указывается в единицах объема за определенных промежуток времени (м3/мин). Производительность агрегата напрямую зависит от таких параметров, как скорость вращения вала, диаметр цилиндра, длина хода поршня. По производительности принято разделять аппараты на 3 категории: малая – до 10 м3/мин; средняя – от 10 до 100 м3/мин; большая – свыше 100 м3/мин.

Кроме всего, компрессоры подразделяются в зависимости от области применения на агрегаты общего назначения, нефтехимические, химические, энергетические и т.д.

Устройство и принцип работы воздушного компрессора

share. in Facebook share.in Telegram share.in Viber share.in Twitter

Содержание:

  1. Применение компрессоров
  2. Устройство воздушного компрессора
  3. Отличие масляных и безмасляных компрессоров
  4. Преимущества и недостатки компрессоров

Воздушные компрессоры — это сложные установки, основная задача которых — сжимать воздух или другие газы. Их альтернативное название — ресиверы сжатого воздуха. Сжатый воздух потребляется пневматическим инструментом или может использоваться напрямую из компрессора с помощью шланга.

Чтобы правильно выбрать и использовать это оборудование, нужно понимать принципы его действия. Ниже мы подробно расскажем о видах компрессорных установок, их устройстве и том, как они работают.

Где используются компрессоры и зачем они нужны?

Компрессорные установки применяют как в домашних условиях, так и на крупных предприятиях. Для каждого случая потребуется оборудование с разным устройством и техническими характеристиками.

Вот распространенные варианты использования компрессорного оборудования:

  • Дома. Воздушный компрессор низкого давления можно подключить к воздуходувке или пневматическому гайковерту, выполнять с его помощью пескоструйные работы, накачивать шины и т.п.
  • На СТО. Станции обслуживания авто используют сжатый воздух для продувки деталей, подкачки шин и очистки механизмов. Им подойдут полупрофессиональные поршневые компрессоры.
  • В стоматологиях. В клиниках стоматологического профиля компрессоры нужны, чтобы обеспечить воздухом пневматические бормашины.
  • На предприятиях. Существует большое количество пневматического инструмента (начиная от пневмостеплеров, и заканчивая оборудованием для покраски), которое не будет работать без большого количества сжатого воздуха.
  • Профессиональные компрессоры высокого давления с большой потребляемой мощностью используют и в производственных отраслях: фармацевтической, продовольственной, строительной, нефтегазовой промышленности, металлургическом и машиностроительном производстве. Такие устройства называют промышленными компрессорами.

Воздушные компрессоры — устройство и принцип действия

Так называемые объемные компрессоры (поршневые и роторные) сжимают воздух с помощью изменения объема рабочей полости. Газ под высоким давлением компрессоры удерживают в воздухосборнике (ресивере). Даже если устройство в данный момент не работает, вы сможете использовать накопленный в ресивере воздух.

Сам механизм сжатия у каждой категории оборудования разный. В зависимости от него выделяют две большие группы компрессоров — роторные и поршневые агрегаты. Кроме основных деталей, у компрессоров также есть регуляторы давления, выпускные клапаны и манометры.

Роторные компрессоры

В роторных устройствах в качестве нагнетательных элементов работают вращающиеся детали. В этой категории можно выделить винтовые, роторно-пластинчатые и спиральные компрессоры. Все они показывают высокую производительность оборудования.

Винтовые

Работа винтовых воздушных компрессоров происходит следующим образом:

  1. Воздух проходит через фильтр, очищаясь от примесей и пыли.
  2. Затем он попадает в винтовую пару (один винт с вогнутым профилем, а другой — с выпуклым), которая вращается благодаря работе двигателя.
  3. Воздух смешивается с маслом, чтобы создать между роторами масляный клин — пленку, защищающую роторы от трения.
  4. Вращение роторов перемещает воздух по направлению к емкости, постепенно повышая в ней давление воздуха.

Спиральные

Основные рабочие детали спирального компрессора — две спирали, одна из которых неподвижна, а вторая размещена внутри первой и приводится в движение двигателем. Во время вращения спиралей между ними увеличивается и уменьшается полость с воздухом. При расширении полости туда засасывается воздух, который потом сжимается во время ее сужения и проходит через отверстие в центре спиралей в емкость.

Сами спирали не прикасаются друг ко другу — между ними есть небольшой зазор. Края спиралей прикасаются только к стенкам цилиндра, в котором происходит вращение.

Роторно-пластинчатые

В роторно-пластинчатых компрессорах в камере вращается ротор со специальными пластинами. Ротор расположен в камере эксцентрично, не занимая весь ее объем. Пластины при вращении образуют замкнутые пространства с динамическим объемом. В них поступает воздух, после чего они сжимаются и выпускают сжатый воздух из ресивера через выпускной клапан.

Поршневые компрессоры

Этот тип воздушных компрессоров подразумевает использование одного или двух поршней, приводимых в движение двигателем. Вращение передается поршню с помощью коленвала, заставляющего поршень двигаться вверх и вниз. Половину цикла занимает впускной этап — поршень создает разрежение в камере, и воздух начинает всасываться через впускной клапан. Когда поршень двигается обратно, впускной клапан закрывается, и открывается выпускной — воздух сжимается и поступает в ресивер.

Мембранные компрессоры

Их принцип действия схож с работой поршневых устройств, только вместо поршневого блока в них работает гибкая мембрана. За счет того, что в таком оборудовании меньше трущихся частей, оно считается более надежным. Если в работе мембранного компрессора наблюдается резкое падение производительности, значит, мембрана повреждена и ее следует заменить.

Отличие масляных и безмасляных компрессоров

Существует еще одна классификация, которая основывается на использовании в механизме смазочного вещества.

Масляные компрессоры

Масло в компрессорах используется для смазывания деталей — это защищает их от износа. Побочным эффектом использования масла является его содержание в воздухе на выходе. Хотя в современных компрессорах используются фильтры, отделяющие масло от воздуха, в нем все равно присутствуют микроскопические масляные частички. Это недопустимо в фармацевтике, пищевой промышленности и некоторых других сферах. Потребность в совершенно чистом воздухе привела к созданию безмасляных компрессоров.

В то же время, масляные компрессоры более надежны и имеют долгий срок эксплуатации, так как двигатель и подшипники медленнее изнашиваются. При уходе за ними нужно периодически проверять уровень масла — если он низкий, потребуется заменить масло в воздушном компрессоре.

Безмасляные компрессоры

Принцип работы безмасляных компрессоров мало чем отличается от масляных. Однако в этом случае работа происходит в “сухой” камере, без смазки. Это приводит к повышенному износу деталей и высокой рабочей температуре. Чтобы продлить жизнь таких агрегатов, производители стараются использовать материалы с низким коэффициентом трения и даже впрыскивать в рабочую камеру воду. Ресурс безмасляных моделей все равно остается ниже, чем у масляных, зато воздух, который они сжимают, чистый. Чтобы такое оборудование могло нормально работать, ему требуется хорошая система охлаждения.

Преимущества и недостатки компрессоров

Каждая категория компрессоров обладает своими плюсами и минусами, которые обусловлены строением и принципом работы.

Плюсы и минусы роторного типа компрессоров

Преимущества роторных компрессоров:

  • В винтовых и спиральных моделях вращающиеся элементы не соприкасаются друг с другом из-за масляной прослойки. Это значительно повышает их ресурс.
  • Роторные компрессоры производят мало шума при работе и почти не вибрируют.

Недостатки роторных компрессоров:

  • Они стоят дороже поршневых.
  • В роторно-пластинчатых установках идет повышенный износ за счет трения пластин.

Плюсы и минусы поршневого типа компрессоров

Преимущества поршневых компрессоров:

  • Стоимость поршневых компрессоров ниже, чем у роторных.
  • Простая конструкция позволяет легко обслуживать устройства и повышает срок эксплуатации.

Недостатки поршневых компрессоров:

  • Шум и вибрация при эксплуатации.

Принцип работы компрессора,поршневой компрессор,спиральный компрессор

    Компрессор – это слово существительное, обозначающее устройство, которое в процессе своей работы осуществляет компрессию (сжатие) газообразных веществ.
Принцип работы компрессора
    Для того чтобы осуществить компрессию газов достаточно уменьшить объем, занимаемый газом при нормальных (или иных) условиях, не уменьшая количество хладагента, попавшего в уменьшаемый объем.
    При уменьшении объема, занимаемого газом, увеличивается его плотность, то есть возрастает давление газа внутри уменьшаемого объема.
    В большинстве практических случаев необходимости компрессии газов описанного выше примера одного цикла сжатия явно недостаточно. Поэтому реальный холодильный компрессор нуждается в подаче на входной терминал (практики называют его линией всасывания) все новых и новых «порций» сжимаемого газа, а с выходного терминала (линия нагнетания) необходимо своевременно удалять сжатый хладагент, во избежание превышения допустимого давления в объеме нагнетания. Это объясняется тем, что все механизмы имеют ограниченный предел прочности, а газы имеют предельные значения давления сжатия.
    Для разделения входного и выходного терминалов компрессора механизмы сжатия газов оборудуются клапанными системами, не позволяющими сжатому газу проникать из объема нагнетания обратно к линии всасывания, когда осуществляется работа холодильного компрессора.
Принцип действия компрессора
    За время использования компрессорной техники инженерная мысль создала несколько типов механизмов сжатия газов, что привело к параллельному развитию компрессорных технологий, реализующих тот либо иной принцип сжатия.
    Самая первая «массовая» компрессорная технология базировалась на использовании цилиндра и движущегося в нем поршня и, соответственно, такие компрессоры холодильных машин получили наименование «поршневые».
    Если рассматривать традиционных поршневой холодильный компрессор, то в нем вращательное движение вала приводящего двигателя при помощи кривошипно-шатунного механизма преобразуется в возвратно-поступательное движение поршня в цилиндре.
    Клапанная группа цилиндра «организует» поступление сжимаемого газа в рабочий цилиндр от входного терминала компрессора во время движения поршня к нижней мертвой точке через клапан всасывания и выход сжатого газа из цилиндра через клапан нагнетания во время движения поршня к верхней мертвой точке.
    Соответственно всасывающий клапан холодильной установки остается в «запертом» состоянии во время сжатия газа и препятствует вытеснению сжимаемого газа из цилиндра в сторону терминала всасывания, а нагнетающий клапан служит «непреодолимой границей» для уже сжатого газа в нагнетательном объеме компрессора во время всасывания очередной порции газа в цилиндр.
Назначение компрессора
    Рост потребностей в «компрессорных услугах» в различных областях хозяйственной деятельности породил идеи использовать иные принципы сжатия газов, так появились спиральный компрессор, роторный и винтовой.
    Роторный компрессор – наиболее близок к нему поршневой компрессор, отличием роторной технологии сжатия газов является тот момент, что роль поршня выполняется эксцентриком на валу компрессора.
    В роторных компрессорах отсутствует процесс преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное при помощи кривошипно-шатунного механизма, то есть роторный механизм сжатия газов технологически более прост и более выгоден по энергетическим затратам на сжатие 1-й условной единицы газа. Но любые «преимущества» в одной области порождают недостатки в смежных областях: большинство роторных компрессоров работают только при одном определенном направлении вращения вала. Разработаны и выпускаются роторные компрессоры «безразличные» к направлению вращения вала, однако это усложняет их внутреннее устройство и удорожает их себестоимость при производстве, что нивелирует декларируемые ранее преимущества.
    Спиральные компрессоры для процесса сжатия газов используют «планетарное» движение подвижной спирали по отношению к неподвижной спирали. В результате такого движения спиралей всасываемый газ «захватывается» внешними хвостами спиралей и перемещается к центру спирального механизма. В этой области спирального механизма сжатия достигается максимально возможное давление газа и располагается нагнетательный клапан, пропускающий сжатый газ в нагнетательный объём компрессора.
    Спиральным компрессорам, как и роторным, присущ такой недостаток, как жесткая привязка к направлению вращения вала приводящего двигателя. Кроме того спиральные механизмы сжатия испытывают затруднения с работой при давлениях всасываемого газа ниже уровня атмосферного давления, то есть их невозможно использовать для процессов вакуумирования (откачка газов с целью понижения давления).
    Когда растет требуемая производительность компрессора, компрессорных установок наиболее эффективными для мощных систем, на сегодняшний день, являются компрессоры, использующие винтовой механизм сжатия газов. В этих компрессорах используется принцип «винта Архимеда», где «нарезка» винта подает газ от всасывания к нагнетанию при вращении самого винта в теле компрессора. Этот механизм, как роторный или спиральный, так же «критичен» к направлению вращения вала (винта).
    Следует заметить, что когда производители компрессоров, спиральных и винтовых, заявляют о «непрерывности» подачи сжатого газа в нагнетательный объем компрессора, в отличие от поршневых технологий, то они несколько лукавят. Сжатый газ в спиральных и винтовых компрессорах поступает в нагнетающий объем так же «порционно», как и в поршневых компрессорах, за один цикл вращения вала – одна порция сжатого газа.
    Условной новинкой в массовом компрессоростроении является появление «линейных» компрессоров. Слово «линейный» обозначает в буквальном смысле отсутствие в таком компрессоре вращающегося вала. Движение поршня в цилиндре осуществляется при помощи управляемых электромагнитов, перемещающих шток, на котором закреплён поршень. Миниатюризация электронных схем управления токами соленоидной катушки (катушка соленоидного клапана) и использование технологий частотно-импульсных преобразований позволило существенно удешевить «соленоидные» электродвигатели (микродвигатели) и допустить их массовое применение. Пока массовое внедрение в производство «линейных» компрессоров ограничивается применением в бытовой холодильной технике.
    Разные типы компрессоров имеют одну общую проблему — тепло, которое выделяется при процессе сжатия газов, при работе сжимающих механизмов (силы трения и противодействия), при работе приводящих в действие компрессоры двигателей. Поэтому если работа холодильных компрессоров рассматривается, как только «сжимающее устройство», в отрыве от требуемых на работу компрессора энергозатрат и теплового вреда, наносимого окружающей среде, то такое положение дел явно неправомерно.

главный инженер Новиков В.В.,
академический советник Международной Академии Холода

Устройство и принцип работы поршневых компрессоров

К числу востребованных компрессорных установок относится активно используемый в настоящее время поршневой компрессор. Благодаря его рабочим характеристикам и возможности усиленной эксплуатации в любых условиях, его применяют для работы в промышленных масштабах и на небольших производственных участках.

Такие установки имеют разную конструкцию, различие может быть в принципе их действия, зависящего от их типа. Они делятся на одно-, двух- и многоцилиндровые модели, если в них соответственно 1, 2 или большее количество цилиндров. По тому, каким образом цилиндры расположены в компрессоре, их обозначают как V, W-образные или называют рядными.

В зависимости от того, сколько ступеней для сжатия воздуха имеет компрессорная установка, она бывает одноступенчатой или многоступенчатой. Несмотря на эти отличия, все типы установок имеют одинаковое базовое оснащение.

Устройство и работа поршневых компрессоров

Действие такого оборудования основано на получении сжатого воздуха в результате работы поршней. Самой простой считается одноцилиндровая установка. Она состоит из поршня, одного цилиндра и 2-х клапанов, находящихся в цилиндровой крышке. Один из клапанов предназначен для нагнетания воздуха, а другой служит для его всасывания.

Работает такая установка по принципу возвратно-поступательных движений своих элементов. С помощью шатуна, который соединён с коленчатым валом, поршню устройства передаётся поступательное движение по камере ступени сжатия. Это ведёт к тому, что увеличивается воздушный объём, который находится между клапанами и нижней частью поршня. Пружина, закрывающая клапан для всасывания, под действием воздуха ослабляет своё сопротивление, позволяет его открыть и дать атмосферному потоку проникнуть в цилиндр по всасывающему патрубку.  

Во время возвратного движения поршня воздух сжимается, возрастает уровень его давления. Движущийся под высоким давлением сжатый воздух открывает клапан для нагнетания, также удерживаемый пружиной, что позволяет ему попасть в нагнетательный патрубок.

Устройство и принцип работы поршневых компрессоров таковы, что они не только предполагают положительный эффект от работы оборудования, но и обуславливают их основной недостаток — поступление сжатого воздуха из такой установки в виде импульсов вместо необходимого равномерного потока. Чтобы сгладить такую подачу воздуха, а его давление выровнять, в комплекте с этими компрессорами применяют ресиверы, не допускающие перебоев в их работе.

Питается такое поршневое оборудование от электрического двигателя. Возможна подпитка от бензинового или дизельного двигателя.

Особенности компрессоров поршневого типа

Установки с более сложным устройством, в составе которых свыше одного цилиндра и ступени сжатия воздуха, мощнее, их производительность значительно выше. Если рассматривать поршневой компрессор с 2-мя цилиндрами и одной ступенью, то в основе его действия лежит работа в противоположной фазе двух цилиндров, размеры которых одинаковы. За счёт такого действия воздух всасывается по очереди, происходит его сжатие с наибольшим давлением и выталкивание в ту часть компрессора, где он нагнетается.  

Для двухцилиндровой установки, имеющей 2 ступени сжатия, предусматривается оснащение цилиндрами разного размера. Принцип её действия состоит в следующем. Сначала воздушный поток сжимается до определённой величины в цилиндре первой ступени, потом он оказывается в межступенчатом охладителе, где его температура снижается до нужного значения. Уже внутри цилиндра второй ступени он дожимается до  максимальной величины давления воздуха.

Роль межступенчатого охладителя в компрессоре отведена медной трубке, охлаждающей воздух в области между цилиндрами, расположенными на двух ступенях, что позволяет оптимально сжать воздух, повысить качество работы установки.Преимущества поршневых компрессоров

Наибольшими плюсами из установок такого типа обладают двухступенчатые модели. По сравнению с теми, что имеют одну ступень, они затрачивают на сжатие воздушного потока одного объёма значительно меньше энергии, несмотря на одинаковую мощность двигателя в обеих системах. Благодаря этому они признаются более эффективными.

Другое преимущество двухступенчатых установок по сравнению с одноступенчатыми собратьями — более низкая температура в цилиндрах. Это способствует лучшему функционированию всего компрессора в целом и его поршней, в частности. В отличие от других установок этого типа, двухступенчатые устройства работают с более высокой, (примерно на 20%), производительностью.  

Простота конструкции поршневых компрессоров, сочетающаяся с их эффективностью, надёжностью, возможностью использовать их интенсивно в течение долгого времени сделала их очень популярными для применения во многих областях жизни — как в быту, так и в промышленности.


Каталог поршневых компрессоров, реализуемых ООО «Торговый Дом АЭРО»:

Дизельные и бензиновые

 Электрические

Винтовые компрессоры | Библиотека БИ-ТЕХ

Число компрессоров, используемых в российском народном хозяйстве, превышает полмиллиона. Немалую часть из них составляют компрессоры винтовые промышленные.

История винтового компрессора началась в середине позапрошлого XIX столетия, когда изобретатели из США братья Рутс получили патент на низконапорный компрессор-воздуходувку.

В корпусе воздуходувки Рутса перпендикулярно направлению воздушного потока установлены два ротора с несколькими лопастями каждый. Роторы синхронно вращаются навстречу друг другу ─ один по часовой стрелке, другой против нее. Это техническое решение, наряду с уже появившимся к тому времени шестереночным насосом, оказало огромное влияние на устройство винтового компрессора.

В словарях «воздуходувка» обычно определяпется как «машина для повышения давления и подачи воздуха (газа)». Воздуходувки занимают промежуточное положение между вентиляторами и компрессорами. «ГОСТ 28567-90. Компрессоры. Термины и определения» использование названия «воздуходувка» применительно к компрессорам считает недопустимым.

Принцип работы винтового компрессора был предложен немецким инженером Генрихом Кригаром (Heinrich Krigar). В марте 1878 года он получил патент №4121, зафиксировавший его авторство. Через полгода ему был выдан патент №7116 на переработанную и улучшенную конструкцию винтового компрессора.

Изобретение Г. Кригара опередило тогдашние возможности машиностроения, не позволявшие организовать серийное производство винтовых компрессоров. Их время наступило полвека спустя, когда в июне 1935 года шведский инженер Альф Лисхольм (Alf Lysholm) запатентовал технологию изготовления этих машин. В 1954 году право на производство и продажу винтовых компрессоров по технологии инж. Лисхольма приобрела компания Atlas Copco. Сегодня винтовые компрессоры Atlas Copco известны во всем мире.

В СССР серийное производство винтовых компрессоров первым освоил завод «Казанькомпрессормаш» в годы восьмой пятилетки (1966-1970 гг.). Здесь был разработан модельный ряд компрессоров производительностью 10-50 м3/мин, с базовым диаметром роторов – 200, 250 и 315 мм. В Казани в 1973 г. впервые в стране начали серийно изготавливать холодильные винтовые компрессоры.

Винтовые роторы

В состав современного винтового компрессора входит относительно небольшое число узлов и деталей. Наиболее сложными в изготовлении являются винты (винтовые роторы), которых в компрессоре может быть один, два или три. Конструктивный узел, служащий для размещения винтовых роторов, и где происходит сжатие воздуха, носит название винтовой блок компрессора.

В одновинтовом компрессоре поступающий во всасывающую полость (камеру) воздух с помощью винта подается к полости нагнетания. Поочередно изолировать его от камеры всасывания помогают зубья отсекателей, для ввода которых в рабочую часть компрессора в корпусе выполнены прорези.

Устройство винтового компрессора с одним винтовым ротором обеспечивает уравновешивание сил, действующих на ротор, поскольку сжатие воздуха осуществляется в противоположных полостях. Положительным следствием этого являются увеличение срока эксплуатации подшипников и пониженный уровень шума.

Работа винтового компрессора с двумя винтовыми роторами (рабочий орган ─ винтовая пара компрессора) происходит иначе. Крутящий момент от соединенного с приводом ведущего винта передается ведомому через жидкость или посредством расположенных на концах валов и находящихся в постоянном зацеплении синхронизирующих зубчатых колес (шестеренок).

Есть и другие варианты. В США запатентована технология изготовления роторов винтовых компрессоров, согласно которой ведущий ротор с зубьями вогнутого профиля напрямую сцеплен с ротором, имеющим зубья вогнутого профиля. Разумеется, зубья необходимо упрочнять закалкой.

Вращаясь навстречу друг другу, винтовые роторы «затягивают» в компрессор атмосферный воздух. Разряжение, обеспечивающее его приток из атмосферы, образуется в объеме между открытыми полостями винтовых роторов и стенками рабочей камеры винтового блока.

К сжатию воздуха приводит постепенное уменьшение объема герметичных полостей, образующихся при взаимодействии винтовых роторов, когда зубья одного попадают во впадины второго. (В одновинтовом компрессоре воздушные полости образуются между зубьями ротора и отсекателями). Постепенно они перемещаются в осевом направлении из области низкого в область высокого давления.

Расположение роторов может быть как вертикальным, так и горизонтальным.

На эффективность работы винтового компрессора значительное влияние оказывает размер зазоров между поверхностями винтов и длина контакта между винтами. Эти величины, в свою очередь, зависят от профиля зубьев и числа заходов винтов.

Разработать оптимальный профиль зубьев, а затем точно изготовить его ─ задача огромной сложности, требующая для своего решения привлечения сложного математического аппарата, использования самых современных технологий проектирования и машиностроения.

Лучшие мировые производители винтовых компрессоров инвестируют немалые средства в ноу-хау, связанные с проектированием и изготовлением винтовых пар, в т. ч. с ассиметричным профилем зубьев. Их производство выполняется на современных винторезных станках с ЧПУ под постоянным 3D-мониторингом.

Наличие роторов позволяет в классификации компрессоров по основным конструктивным признакам отнести винтовые компрессоры к роторным. Другие конструкции роторных компрессоров: пластинчатые, шестеренчатые, жидкостно-кольцевые, с катящимся ротором, роторно-поршневые, трохоидные (трохоида ─ общее название циклоидальных кривых, в данном случае использованное для описания кинематики ротора). Все роторные компрессоры являются энергетическими машинами объемного действия.

Режимы работы и устройство винтового компрессора

Винтовой компрессор имеет несколько режимов работы:

  • пусковой (старт),
  • рабочий (нагнетание),
  • холостой ход,
  • ожидание,
  • выключение.

Продолжительность пускового режима, как правило, измеряется в секундах. За это время происходит оптимизация нагрузки от электросети.

В рабочем режиме давление в системе повышается. Когда его требуемое значение достигнуто, наступает черед холостого хода, двигатель продолжает работать, но производство сжатого воздуха прекращается.

В режиме ожидания перестает работать двигатель. Сколько это продлится, зависит от расхода воздуха. Когда давление в пневмосистеме упадет ниже минимального уровня, включается пусковой режим и вслед за ним рабочий.

Режим выключения может быть штатным, когда компрессор отключают в плановом порядке, или аварийным ─ в случае форс-мажора. В первом варианте рабочий режим компрессора переключается на холостой, и только затем он полностью отключается. Во втором ─ работа прекращается немедленно без разгрузки контура.

Воздух поступает в компрессор через воздушный фильтр или комбинацию из нескольких фильтров грубой и тонкой очистки. Пойдет ли он дальше зависит от регулятора всасывания, задача которого открывать (в режиме нагнетания) и закрывать (холостой ход, ожидание) линию всасывания.

Винтовые компрессоры, принцип работы которых основан на присутствии масла, называют маслозаполненными. В них масло поступает в винтовой блок, где, перемешавшись с воздухом, образует воздушно-масляную смесь. Масло для винтовых компрессоров одновременно выполняет несколько функций ─ охлаждение, уплотнение, смазка.

В процессе сжатия воздуха образуется тепло, эффективно утилизировать которое помогает масло. Оно обеспечивает устранение зазоров между вращающимися роторами и стенками рабочей камеры. В смазке нуждаются подшипники роторов, подверженные действию осевых и радиальных сил.

Использование масла помогает замедлить износ деталей, который в винтовых компрессорах существенно меньше, чем в поршневых, но все-таки также имеет место.

В сепараторе пути масла и воздуха расходятся. Воздушно-масляная смесь вновь разделяется на составляющие. Очистка воздуха от масла может выполняться в несколько этапов. Сначала отделяются его крупные частицы (грубая очистка), затем воздух доочищается в сепараторе тонкой очистки.

Неэффективная работа системы маслоотделения приводит к повышению содержания масла в сжатом воздухе и перегреву компрессора.

Реле давления и предохранительный клапан винтового компрессора предотвращают чрезмерное увеличение давления в баке сепаратора.

После сепаратора масло транзитом через масляный фильтр, очищающий от твердых частиц, вновь возвращается в винтовой блок компрессора. Если его необходимо охладить (это определяется с помощью термостата, следящего за оптимальной температурой двигателя), масло пропускают еще и через масляный радиатор. Обычно ─ воздушно-масляный, т. е. комбинированный, служащий также и для охлаждения воздуха. Чтобы охлаждение было более эффективным, на него направляется воздушный поток от вентилятора, который может быть задействован как от приводного двигателя, так и иметь собственный.

Если температура масла далека от максимальной, ускоряя процесс, на следующий круг его пускают без охлаждения.

Когда температура воздушно-масляной смеси достигнет максимально допустимой величины, специальный термодатчик отключит компрессор. Электродвигатель от перегрева защищает специальное тепловое реле. Перегрев может быть вызван разными причинами. Например, засорением воздушного фильтра.

Современный винтовой компрессор (ВК) может быть не только маслозаполненным ─ винтовой компрессор маслозаполненный (ВКМ), но и сухого сжатия (компрессор ВКС). Безмасляный винтовой компрессор используют в ситуациях, когда от сжатого воздуха или иного газа требуется повышенная чистота, и их контакт с маслом недопустим. Потребность в абсолютно свободном от присутствия масла воздухе существует в пищевой, фармацевтической, химической промышленности.

В безмасляных компрессорах охлаждение может быть водяным и воздушным.

Схема винтового компрессора включает и другие узлы и детали: трубопроводы для воздуха, масла, их смеси; подшипники; уплотнительные сальники и кольца; втулки под сальники.

Система подготовки воздуха

Винтовой компрессор может содержать систему подготовки сжатого воздуха.

Остатки масла и твердые частицы удаляет фильтр винтового компрессора. Установленный на винтовой компрессор осушитель позволяет поддерживать требуемую влажность воздуха. Концевой охладитель охлаждает сжатый воздух до требуемой температуры.

Ведущие мировые производители часто самостоятельно производят компоненты системы фильтрации, стараясь сделать их максимально адаптированными к работе оборудования.

Циклонный влагоотделитель эффективно удаляет содержащуюся в воздухе капельную влагу и очень полезен на предварительном этапе. Еще более эффективен рефрижераторный осушитель. А адсорбционный осушитель оставляет в воздухе десятые доли процента влаги.

Грубое фильтрование помогает удалить твердые частицы размером до нескольких микрометров. Более мелкие удаляются вместе с аэрозольными частичками масла с помощью тонкой фильтрации.

Обработку конденсата ─ разложение на чистую воду и масло ─ выполняют с помощью водно-масляных сепараторов.

Привод винтового компрессора

Двигатель может быть электрическим ─ винтовой компрессор электрический. Большей автономностью отличаются винтовые дизельные компрессоры, приводимые в действие двигателями внутреннего сгорания.

Привод осуществляется как напрямую от вала двигателя через муфту, так и при помощи редуктора или ременной передачи. Ременная передача приводит к некоторой (до 10%) потере энергии, зато заменить вышедший из строя ремень быстро и просто.

Системы управления

Существуют две основные системы управления компрессорами ─ электромеханическая и электронная. Электромеханическая ─ проще и дешевле. Электронная ─ технически сложнее и требует больших инвестиций, зато позволяет добиться лучшей управляемости компрессора.

Винтовые компрессоры в силу особенностей своей конструкции очень гармонично сочетаются с самой современной автоматикой. Благодаря этому облегчаются управление и эксплуатация винтового компрессора, удается освободить оператора от многих прежних обязанностей.

Система дисплеев и плат, входящих в состав блока управления, обеспечивает точную настройку и контроль параметров оборудования. Работу компрессора можно программировать дистанционно без присутствия рядом персонала. И также дистанционно осуществлять управление и контроль параметров. Легко подобрать технологически и экономически оптимальный режим работы и оптимальную производительность винтового компрессора. Причем не только одного, но и гарантировать экономически эффективную согласованную работу группы компрессоров, с равномерной загрузкой каждого из них. Автоматика выполняет диагностику оборудования, вовремя информируя о грозящих его работе сбоях.

И еще о классификации винтовых компрессоров


Еще один повод для классификации винтовых компрессоров ─ степень их мобильности. Компрессор винтовой передвижной легко перемещать на новое место, где его можно немедленно запускать в работу.

Как и компрессоры других конструкций, винтовые различают по составу сжимаемой среды. Для получения сжатого воздуха служит компрессор винтовой воздушный. Газовые компрессоры сжимают один газ или несколько разных. Многоцелевые компрессоры одинаково успешно работают и с воздухом, и с другими газами.

Существует несколько вариантов компоновки винтовых компрессоров. На раме или на ресивере, с системой подготовки сжатого воздуха или без. Функции ресивера ─ обеспечивать оптимальный режим работы, охлаждать сжатый воздух, сглаживать воздушные пульсации.

Преимущества винтовых компрессоров

Не умаляя достоинств, по-прежнему широко используемых в разных отраслях промышленности и в быту поршневых компрессоров, нельзя не признать, что винтовые компрессоры являются более высокотехнологичным оборудованием.

Роторы могут вращаться с очень большой скоростью. Это означает высокую производительность при сравнительно небольших массе и размерах по сравнению с аналогичными по производительности поршневыми компрессорами.

Одно из важных достоинств винтовых компрессоров ─ плавное регулирование производительности. Этого можно добиваться, меняя частоту вращения привода (очень удобно при дизельном двигателе) или эффективную длину винтов остановками и пусками (чем больше ресивер, тем их меньше), закрытием всасывающего патрубка, перепускным клапаном.

В отличие от поршневого компрессора, в винтовом компрессоре нет деталей, совершающих возвратно-поступательное движение. А это означает минимизацию инерционных нагрузок и уровня шума. Уравновешенность роторов избавляет от необходимости устраивать тяжелые фундаменты.

Механическое трение между рабочими органами винтового компрессора ниже, чем у поршневого. Эти и ряд других особенностей конструкции обуславливают меньший износ деталей. И, как следствие, более продолжительный срок эксплуатации при высокой стабильности рабочих характеристик.

У винтовых компрессоров существенно выше, чем у поршневых, средняя наработка на отказ и ресурс до капитального ремонта. Капитальный ремонт винтовых компрессоров выполняется через 40-60 тысяч моточасов (в году менее 9 тыс. часов).

Их преимуществами является очень высокие энергетические показатели и КПД, надежность, компактность.

Винтовые компрессоры удобны в эксплуатации. Первое регламентное обслуживание винтовых компрессоров (маслозаполненных), включающее замену масла и масляного фильтра, выполняется через 400-600 часов работы. Следующее ─ через и две и более тысяч часов. Заменяются воздушные фильтры, проверяется натяжение ремней (если таковые есть), выполняется продувка воздушно-масляного радиатора, контролируется работа электрики.

Какой компрессор винтовой выбрать, зависит от требуемых параметров. Равная объему воздуха, производимого в единицу времени, производительность ─ очень важная характеристика винтового компрессора. Большое значение имеет давление винтового компрессора.

Сегодня купить винтовой компрессор, цена которого как минимум на 20-30% выше, чем у аналогичного поршневого, ─ выгодная инвестиция. Поскольку после одинакового времени эксплуатации винтовой компрессор б/у (бывший в употреблении) потеряет меньшую часть от своей первоначальной стоимости, чем поршневой.

Компрессоры ─ обязательные участники огромного числа технологических процессов. О значении компрессорного оборудования для экономики страны свидетельствует тот факт, что эксплуатацией, обслуживанием и ремонтом компрессоров по самым скромным оценкам занято не менее одного миллиона человек. И возрастающую долю в парке компрессоров занимают винтовые. В ряде отраслей, например, холодильной технике и системах вентиляции и кондиционирования воздуха, преимущества винтовых компрессоров особенно очевидны. Еще одна важная область их применения ─ тепловые насосы. Купить винтовой компрессор для централизованного и автономного получения сжатого воздуха стремятся все большее число предприятий разных отраслей.

Хотя развиваются и другие типы компрессоров, именно технологическая конкуренция и соревнование за кошельки потребителей между поршневыми и винтовыми компрессорами во многом определяет лицо научно-технического прогресса в компрессоростроении. А происходящее буквально на глазах совершенствование винтовых компрессоров ─ лучшее подтверждение тому, что потенциал этого прогресса еще очень далек от исчерпания.

Устройство автомобиля. Как работает компрессор?

Как работает компрессор
 
С момента изобретения двигателя внутреннего сгорания автомобильные инженеры, любители скорости и проектировщики гоночных автомобилей все время находились в поисках путей увеличения мощности моторов. Один из способов увеличения мощности – построение двигателя большого внутреннего объема. Но большие двигатели, которые больше весят и обходятся существенно дороже в производстве и обслуживании, не всегда однозначно лучше.
Другой путь добавления мощности – это создание двигателя нормального размера, но более эффективного. Вы можете достичь этого, нагнетая больше воздуха в камеру сгорания. Большее количество воздуха дает возможность подать в цилиндр дополнительное количество топлива, что обозначает, что будет произведен более сильный взрыв и будет достигнута большая мощность. Добавление компрессора к впускной системе является отличным способом достижения усиленной подачи воздуха. В этой статье мы объясним, что такое компрессоры (их также еще называют нагнетателями), как они работают и чем отличаются от турбокомпрессоров (турбонаддува).
Компрессором является любое устройство, которое создает давление на выходе выше атмосферного. И компрессоры, и турбокомпрессоры способны это делать. На самом деле, турбокомпрессор является сокращенным названием от «турбонагнетателя» — его официального названия.
Различие между данными агрегатами заключается в способе получения энергии. Турбокомпрессоры приводятся в действие за счет плотного потока выхлопных газов, вращающих турбину. Компрессоры работают за счет энергии, передаваемой механическим путем через ременный или цепной привод от коленчатого вала двигателя.
В следующем разделе мы подробно рассмотрим, как компрессор выполняет свою работу.
 
Основы компрессора
Обычный четырехтактный двигатель внутреннего сгорания использует один из тактов для впуска воздуха. Этот такт можно разделить на три шага:
  • Поршень перемещается вниз
  • Это создает разрежение
  • Воздух под атмосферным давлением засасывается в камеру сгорания
Как только воздух поступит в двигатель, он должен быть объединен с топливом для формирования заряда – пакета потенциальной энергии, которую можно превратить в полезную кинетическую энергию в результате химической реакции, известной как горение. Свеча зажигания инициирует эту реакцию путем воспламенения заряда. Как только топливо подвергается реакции окисления, сразу же высвобождается большое количество энергии. Сила этого взрыва, сконцентрированная над днищем поршня, толкает поршень вниз и создает возвратно-поступательное движение, которое в конечном итоге передается на колеса.
Подача большего количества топливно-воздушной смеси в заряд будет порождать более сильные взрывы. Но вы не можете просто так подать больше топлива в двигатель, так как требуется строго определенное количество кислорода для сжигания определенного количества топлива. Химически-верная смесь – 14 частей воздуха к одной части топлива – имеет очень большое значение для эффективной работы двигателя. Итог – чтобы сжечь больше топлива, придется подать больше воздуха.
Это работа компрессора. Компрессоры увеличивают давление на входе в двигатель путем сжатия воздуха выше атмосферного давления без образования вакуума. Это заставляет большему количеству воздуха попадать в двигатель, обеспечивая повышение давления. С дополнительным количеством воздуха больше топлива может быть добавлено, что вызывает увеличение мощности двигателя. Компрессор добавляет в среднем 46 процентов мощности и 31 процент крутящего момента. В условиях высокогорья, где мощность двигателя снижается за счет того, что воздух имеет меньшую плотность и давление, компрессор обеспечивает более высокое давление воздуха в двигателе, что позволяет ему работать в оптимальном режиме.

Рис.1 ProCharger D1SC – центробежный компрессор
 
В отличие от турбокомпрессоров, которые используют отработанные газы для вращения турбины, механические компрессоры приводятся в действие непосредственно от коленчатого вала двигателя. Большинство из них приводятся в движение с помощью приводного ремня, который обернут вокруг шкива, который подключен к ведущей шестерне. Ведущая шестерня, в свою очередь, вращает шестерню компрессора. Ротор компрессора может быть по-разному спроектирован, но, не смотря на это, в любом случае его работа сводится к захвату воздуха, сжатию воздуха в меньшем пространстве и сбросу его во впускной коллектор. Для того чтобы создавать давление воздуха, компрессор должен вращаться быстрее, чем сам двигатель. Создание ведущей шестерни большей, чем шестерни компрессора, заставляет компрессор вращаться быстрее. Компрессоры способны вращаться со скоростью, превышающей 50,000-60,000 оборотов в минуту. Компрессор, вращающийся со скоростью 50,000 оборотов в минуту, способен повысить давление с шести до девяти дюймов на квадратный дюйм (PSI). Это дополнительная прибавка с шести до девяти фунтов на квадратный дюйм. Атмосферное давление на уровне моря составляет 14,7 фунтов на квадратный дюйм, так что типичный эффект от применения компрессора – это увеличение подачи воздуха в двигатель примерно на 50 процентов.
Постольку поскольку воздух сжимается, он становится более горячим, а это значит, что он теряет свою плотность и не может столь сильно расширяться во время взрыва. Это обозначает, что он не может высвободить столько же энергии, сколько высвобождается при воспламенении свечой зажигания более холодной топливно-воздушной смеси. Для того чтобы компрессор работал на пике своей эффективности, сжатый воздух на выходе из компрессора должен быть охлажден перед подачей во впускной коллектор. Интеркулер несет ответственность за данный процесс охлаждения. Интеркуллеры бывают двух констуркций: «воздух-воздух» и «воздух-жидкость». Оба работают по принципу радиатора, с более холодным воздухом или жидкостью, циркулирующей по системе трубок или каналов. Горячий воздух, выходя из компрессора, попадает в трубки интеркулера и охлаждается там. Снижение температуры воздуха увеличивает его плотность, что делает плотнее заряд, поступающий в камеру сгорания.
Далее мы рассмотрим различные типы компрессоров.
 
 
Роторный компрессор Roots
Существует три вида компрессоров: роторный, двухвинтовой и центробежный. Главное отличие между ними заключается в способе подачи воздуха во впускной коллектор двигателя. Роторный и двухвинтовой компрессоры используют различные типы кулачковых валов, а центробежный компрессор – крыльчатку, которая увлекает воздух внутрь. Хотя все эти конструкции обеспечивают прибавку мощности, они значительно отличаются по своей эффективности. Каждый из этих типов компрессоров может быть доступен в различных размерах, в зависимости от того, какого результата хотите вы достичь – просто повысить мощность автомобиля или подготовить его к участию в гонках.
Конструкция роторного компрессора является самой древней. Братья Филандер и Фрэнсис Рутс в 1860 году запатентовали конструкцию своего компрессора в качестве машины, способной обеспечивать вентиляцию в шахтах. В 1900 году Готтлиб Вильгельм Даймлер включил роторный компрессор в конструкцию автомобильного двигателя.
 

Рис.2  Роторный компрессор
 
Так как кулачковые валы вращаются, воздух, находящийся в пространстве между кулачками, оказывается между стороной наполнения и напорной стороной. Большое количество воздуха перемещается во впускной коллектор и создает условия для образования положительного давления. По этой причине рассматриваемая конструкция является не чем иным, как объемным нагнетателем, а не компрессором, при этом термин «нагнетатель» по-прежнему часто используется для описания всех компрессоров.
Роторные компрессоры, как правило, имеют довольно большие размеры и располагаются в верхней части двигателя. Они популярны в автомобилях дрэгстеров и роддеров, поскольку зачастую выступают за габариты капотов. Тем не менее, они являются наименее эффективными компрессорами по двум причинам:
  • Они существенно увеличивают вес транспортного средства.
  • Они создают дискретный прерывистый воздушный поток, а не сглаженный и непрерывный.
 
Двухвинтовой компрессор
Двухвинтовой компрессор работает, проталкивая воздух через два ротора, напоминающих набор червячных передач. Как и в роторном компрессоре, воздух внутри двухвинтового компрессора оказывается в полостях между лопастями роторов. Но двухвинтовой компрессор сжимает воздух внутри корпуса роторов. Это происходит за счет того, что роторы имеют коническую форму, при этом воздушные карманы уменьшаются в размерах по мере продвижения воздуха из стороны наполнения в напорную сторону. Воздушные полости сжимаются, и воздух выдавливается в меньшее пространство.
 

Рис.3 Двухвинтовой компрессор
 
Это делает двухвинтовой компрессор более эффективным, но они стоят дороже, потому что винтовые роторы требуют дополнительной точности в ходе процесса производства. Некоторые типы двухвинтовых компрессоров располагаются над двигателем, подобно роторному компрессору типа Roots. Они также порождают много шума. Сжатый воздух на выходе из компрессора издает сильный свист, который следует приглушить с помощью специальных методов поглощения шума.
 
Центробежный компрессор
Центробежный компрессор – это крыльчатка, напоминающая собой ротор, которая вращается с очень высокой скоростью и нагнетает воздух в небольшой корпус компрессора. Скорость вращения крыльчатки может достигать 50,000-60,000 оборотов в минуту. Воздух, попадающий в центральную часть крыльчатки, под действием центробежной силы увлекается к ее краю. Воздух покидает крыльчатку с высокой скоростью, но под низким давлением. Диффузор – множество стационарно расположенных вокруг крыльчатки лопаток, которое преобразует высокоскоростной поток воздуха с низким давлением в поток воздуха с малой скоростью, но высоким давлением. Скорость молекул воздуха, встретивших на своем пути лопатки диффузора, уменьшается, что влечет за собой увеличение давления воздуха.
 

Рис.4  Центробежный компрессор

 
Центробежные компрессоры являются наиболее эффективными и самым распространенными устройствами из всех систем принудительного повышения давления. Они компактные, легкие и устанавливаются на передней части двигателя, а не сверху. Они также издают характерный свист по мере роста количества оборотов двигателя, способный заставить случайных прохожих на улице поворачивать головы в сторону вашего автомобиля.
Monte Carlo и Mini-Cooper S – два автомобиля, которые доступны в версиях с компрессором. Любой из рассмотренных выше типов компрессоров может быть добавлен к транспортному средству как дополнительная опция. Несколько компаний предлагают комплекты, состоящие из всех необходимых частей для собственноручного дооснащения автомобилей компрессорами. Такие доработки также являются неотъемлемой частью культуры «машин для фана» (смешных машинок) и автомобилей из мира спорта «Fuel Racing». Некоторые производители даже включают компрессоры в оснащение своих серийных моделей автомобилей.
Далее мы узнаем обо всех преимуществах компрессора, установленного в ваш автомобиль.
 
Преимущества компрессора
Самое главное преимущество компрессора – это увеличение мощности двигателя, измеряемой в лошадиных силах. Добавьте компрессор к любому обычному автомобилю или грузовику, и он станет вести себя как автомобиль с двигателем большего внутреннего объема или просто как с более мощным двигателем. Но как узнать, какой из нагнетателей выбрать – механический компрессор или турбокомпрессор? Этот вопрос горячо обсуждался авто инженерами и энтузиастами, но, в целом, механические компрессоры имеют несколько преимуществ над турбокомпрессорами. Механические компрессоры лишены такого недостатка как лага (отставания) двигателя – термина, используемого для описания времени, прошедшего с момента нажатия водителем педали газа до момента ответа двигателя на это внешнее воздействие. Турбокомпрессоры, к сожалению, подвержены явлению отставания, постольку поскольку требуется некоторое время, прежде чем выхлопные газы достигнут скорости, достаточной для полноценного раскручивания крыльчатки турбины. Механические компрессоры не имеют такого лага, так как они приводятся в действие непосредственно от коленчатого вала двигателя. Одни компрессоры наиболее эффективны при работе в диапазоне низких скоростей вращения коленчатого вала, в то время как другие раскрывают весь свой потенциал лишь на высоких оборотах. Например, роторный и двухвинтовой компрессоры обеспечивают большую мощность на низких оборотах. Центробежные компрессоры, которые становятся все более эффективными по мере роста скорости вращения крыльчатки, обеспечивают большую мощность в диапазоне высоких оборотов.
Установка турбокомпрессора требует обширной переделки выпускной системы двигателя, в том время как механические компрессоры могут быть легко привинчены к передней части двигателя или сверху. Это делает их дешевле в установке и проще в эксплуатации и обслуживании.
Наконец, при использовании компрессора не требуется никакой специальной процедуры остановки двигателя. Это обусловлено тем, что они не смазываются моторным маслом и могут быть остановлены привычным образом. Турбокомпрессоры должны отработать на холостом ходу 30 секунд и более для того, чтобы дать возможность моторному маслу остыть. С учетом сказанного, для компрессоров имеет важное значение предварительный прогрев, так как они работают наиболее эффективно при нормальной рабочей температуре двигателя.
Компрессоры являются характерной составляющей частью двигателей внутреннего сгорания самолетов. Это имеет смысл, если учесть, что самолеты проводят большую часть своего времени на больших высотах, где значительно меньше кислорода доступно для сгорания. Внедрение компрессоров позволило самолетам летать на большей высоте без снижения производительности двигателя.
Компрессоры, установленные на авиационные двигатели, работают на основе тех же самых принципов, которые заложены в конструкцию автомобильных компрессоров. Компрессоры получают энергию непосредственно от вала двигателя и способствуют подаче в камеру сгорания смеси, находящейся под давлением.
Далее рассмотрим некоторые недостатки компрессоров.
 
Недостатки компрессоров
Самый большой недостаток компрессоров является также и их определяющей характеристикой: постольку поскольку компрессор приводится в движение коленчатым валом двигателя, он отнимает несколько лошадиных сил у двигателя. Компрессор может потреблять до 20 процентов общей выходной мощностью двигателя. Но так как компрессор способен прибавить до 46 процентов мощности, большинство автолюбителей склоняется к тому, что игра стоит свеч. Компрессор дает дополнительную нагрузку на двигатель, который должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать дополнительный импульс и более сильные взрывы в камере сгорания. Большинство производителей учитывают это и создают усиленные узлы для двигателей, предназначенных для работы в паре с компрессором. Это в свою очередь удорожает автомобиль. Компрессоры также дороже в обслуживании, а большинство производителей предлагают использовать высокооктановое горючее премиум класса.
Несмотря на свои недостатки, нагнетатели по-прежнему являются наиболее экономически эффективным способом увеличения количества лошадиных сил. Компрессор может дать от 50 до 100 процентов увеличения мощности, что делает его находкой для гоночных автомобилей, автомобилей, перевозящих тяжелые грузы, а также для водителей, желающих получить от вождения своего автомобиля новую порцию острых ощущений.
 
 
Источник: https://auto.howstuffworks.com/supercharger.htm

Compressed Air Basics: Винтовой компрессор

Винтовые компрессоры являются рабочими лошадками большинства производителей по всему миру. Если вы видите большое здание, где они что-то производят, велика вероятность, что производственный процесс обеспечивается ротационным винтовым воздушным компрессором.

Для этого есть веская причина. Промышленный винтовой компрессор имеет рабочий цикл 100%. Он может работать 24/7 без перерыва, и на самом деле он обычно работает лучше и дольше, когда используется таким образом.Поршневой компрессор обычно работает лучше, когда он может сделать перерыв — ему нравится прерывистый рабочий цикл. Однако ротор может работать изо всех сил, весь день без остановки — он не любит постоянно запускаться и останавливаться.

Другая причина заключается в том, что при правильном размере винтовые компрессоры могут быть одними из самых энергоэффективных компрессоров на рынке. Ключевыми факторами являются правильный размер, правильная конструкция воздушной системы и интеллектуальное управление компрессором. Вы можете поместить самый эффективный компрессор в мире в воздушную систему, но если система и схема управления плохо спроектированы, компрессор не будет эффективным.

Поговорим о том, как они сжимают воздух

Типичный винтовой воздушный компрессор имеет два взаимосвязанных спиральных ротора, заключенных в корпус. Воздух поступает через клапан, обычно называемый впускным клапаном, и попадает в пространство между роторами. Когда винты вращаются, они уменьшают объем воздуха, тем самым увеличивая давление.

Существуют также ротационные винтовые воздушные компрессоры с одним винтом. Однако они не очень популярны, когда речь идет о сжатии воздуха.Вы увидите их чаще в холодильных установках. Их принцип работы выходит за рамки этого блога, но если вам интересно, вы можете прочитать больше здесь. Для остальной части этого сообщения в блоге можно предположить, что мы говорим о компрессорах с более чем одним винтом.
Узел, включающий роторы и корпус, в котором они находятся, называется «винтовой блок» или компрессорный блок. Это терминология для всех роторных компрессоров, будь то пластинчато-роторные, спиральные, винтовые или лопастные — часть, которая сжимает воздух, называется компрессорным блоком.

Винтовые компрессоры могут быть как маслозаполненными, так и «безмасляными». Безмасляный — в кавычках, потому что безмасляные компрессоры не обеспечивают безмасляный воздух (в окружающем нас воздухе есть масло). Однако разница в том, что в безмасляных роторах в камере сжатия нет масла.

В ротационном винтовом компрессоре с масляной смазкой охватываемый ротор приводится в движение двигателем или двигателем, а охватывающий ротор приводится в движение охватываемым ротором или фактически тонкой масляной пленкой между ними.Масло также герметизирует камеру сжатия и действует как охлаждающая жидкость.

В безмасляном винтовом компрессоре набор шестерен регулирует синхронизацию между входным и выходным ротором. Нет масла для герметизации камеры, поэтому без нескольких ступеней вы не сможете достичь такого высокого давления, как с масляной смазкой. Кроме того, в них нет охлаждающего масла, поэтому они нагреваются сильнее, что снижает эффективность. Из-за этого безмасляные винтовые компрессоры обычно ограничиваются специальными приложениями или являются двухступенчатыми.Есть некоторые безмасляные компрессоры, которые используют воду в качестве охлаждающей жидкости, но они встречаются редко.

Роторно-винтовой компрессор — это гораздо больше, чем винтовой блок. Давайте взглянем на типичный вращающийся винт с масляной смазкой:

.

Компрессорный блок не просто сжимает воздух; он сжимает воздушно-масляную смесь. Затем эта смесь поступает в резервуар, называемый резервуаром сепаратора или отстойником. Масло отделяется от воздуха под действием центробежной силы — когда воздух вращается в баке, масло выпадает, потому что частицы масла тяжелее частиц воздуха.Обычно в баке есть перегородки, которые помогают в этом. Существует также элемент сепаратора, который удаляет почти все оставшееся масло — все, кроме нескольких частей на миллион (обычно 3 части на миллион).

Отсюда масло и воздух идут двумя разными путями. Затем воздух выходит через охладитель, а затем поступает в ваше приложение. Масло будет возвращаться либо обратно в компрессорный блок, либо через масляный радиатор. Обычно имеется термостатический клапан, который направляет масло в ту или иную сторону в зависимости от температуры масла.Вы не хотите, чтобы компрессор работал слишком горячим или слишком холодным. Если вы работаете слишком жарко, вы поджарите масло, снизите эффективность и сожжете другие компоненты. Если вы работаете слишком холодно, вы никогда не согреетесь настолько, чтобы испарить жидкую воду, выпавшую из воздуха, когда он был сжат. Слишком большое количество жидкой воды в масле может привести к выходу компрессорного блока из строя.

Обычно имеется клапан минимального давления или обратный клапан минимального давления, который не пропускает воздух в воздушную систему, пока не будет достигнуто минимальное давление для смазки компрессора.Есть масляный фильтр, который отфильтровывает загрязнения в масле. Также имеется воздушный фильтр для предотвращения попадания крупных загрязняющих веществ. Другим распространенным компонентом является продувочный клапан (или разгрузочный клапан). Этот клапан сбрасывает избыточное давление в поддоне до давления холостого хода, когда компрессор работает на холостом ходу.

Безмасляный ротор состоит из разных компонентов. Обычно имеется два компрессорных блока, и воздух охлаждается промежуточным охладителем между ними. Обычно шестерни обоих винтовых блоков размещаются в редукторе, и этот редуктор смазывается.Масляное уплотнение и избыточное давление используются для предотвращения попадания масла из редуктора в компрессорный блок. Там нет сепаратора, масляного радиатора или термоклапана, но другие компоненты обычно есть.

Это основные сведения о винтовых воздушных компрессорах. Далее мы рассмотрим основы спиральных воздушных компрессоров.

Общие сведения о компрессорах. Типы, области применения и критерии выбора

Компрессоры представляют собой механические устройства, используемые для повышения давления различных сжимаемых жидкостей или газов, наиболее распространенным из которых является воздух.Компрессоры используются во всей промышленности для подачи воздуха в цех или к приборам; для питания пневматических инструментов, краскораспылителей и абразивно-струйного оборудования; для фазового сдвига хладагентов для кондиционирования воздуха и охлаждения; для продвижения газа по трубопроводам; и т. д. Как и насосы, компрессоры делятся на центробежные (или динамические, или кинетические) и объемные; но там, где насосы представлены преимущественно центробежными разновидностями, компрессоры чаще объемного типа. Они могут варьироваться по размеру от устройства, помещающегося в перчаточный ящик, которое накачивает шины, до гигантских поршневых или турбокомпрессорных машин, используемых в трубопроводах.Компрессоры прямого вытеснения могут быть дополнительно разделены на поршневые типы, в которых преобладает поршневой тип, и роторные типы, такие как винтовые и роторно-лопастные.

Большой поршневой компрессор в газовой службе

Изображение предоставлено: Oil and Gas Photographer/Shutterstock.com

В этом руководстве мы будем использовать термины «компрессоры» и «воздушные компрессоры» в основном для обозначения воздушных компрессоров, а в некоторых особых случаях будем говорить о более конкретных газах, для которых используются компрессоры.

Типы воздушных компрессоров

Компрессоры можно охарактеризовать несколькими различными способами, но обычно они делятся на типы в зависимости от функционального метода, используемого для производства сжатого воздуха или газа. В разделах ниже мы описываем и представляем распространенные типы компрессоров. Охватываемые типы включают:

  • Поршень
  • Мембрана
  • Спиральный винт
  • Скользящая лопасть
  • Свиток
  • Поворотный кулачок
  • Центробежный
  • Осевой

Из-за особенностей конструкций компрессоров существует также рынок восстановления воздушных компрессоров, и восстановленные воздушные компрессоры могут быть доступны в качестве опции вместо вновь приобретенного компрессора.

Поршневые компрессоры

Поршневые компрессоры или поршневые компрессоры основаны на возвратно-поступательном действии одного или нескольких поршней для сжатия газа в цилиндре (или цилиндрах) и его выпуска через клапаны в приемные резервуары высокого давления. Во многих случаях бак и компрессор монтируются на общей раме или салазках в виде так называемого комплектного блока. В то время как основное применение поршневых компрессоров заключается в обеспечении сжатым воздухом в качестве источника энергии, поршневые компрессоры также используются операторами трубопроводов для транспортировки природного газа.Поршневые компрессоры обычно выбирают по требуемому давлению (psi) и расходу (scfm). Типичная система заводского воздуха обеспечивает сжатый воздух в диапазоне 90-110 фунтов на квадратный дюйм с объемом от 30 до 2500 кубических футов в минуту; эти диапазоны обычно достижимы с помощью коммерческих, готовых устройств. Системы заводского воздуха могут иметь размер вокруг одного блока или могут быть основаны на нескольких меньших блоках, разнесенных по всему заводу.

Пример поршневого воздушного компрессора.

Изображение предоставлено: Energy Machinery, Inc.

Для достижения более высокого давления воздуха, чем может обеспечить одноступенчатый компрессор, доступны двухступенчатые агрегаты. Сжатый воздух, поступающий на вторую ступень, обычно предварительно проходит через промежуточный охладитель, чтобы устранить часть тепла, выделяемого во время цикла первой ступени.

Говоря о тепле, многие поршневые компрессоры предназначены для работы в рамках рабочего цикла, а не непрерывно. Такие циклы позволяют теплу, выделяемому во время работы, во многих случаях рассеиваться через ребра с воздушным охлаждением.

Поршневые компрессоры

доступны как в масляной, так и в безмасляной конструкции. Для некоторых применений, требующих безмасляного воздуха высочайшего качества, лучше подходят другие конструкции.

Мембранные компрессоры

Несколько специализированная поршневая конструкция, диафрагменный компрессор использует установленный на двигателе концентрический элемент, который приводит в движение гибкий диск, который попеременно расширяет и сужает объем камеры сжатия. Подобно диафрагменному насосу, привод изолирован от технологической жидкости гибким диском, поэтому смазка не может вступить в контакт с каким-либо газом.Мембранные воздушные компрессоры представляют собой машины с относительно небольшой производительностью, которые используются там, где требуется очень чистый воздух, например, во многих лабораториях и медицинских учреждениях.

Винтовые компрессоры

Винтовые компрессоры

— это роторные компрессорные машины, известные своей способностью работать в 100% рабочем цикле, что делает их хорошим выбором для использования на прицепах, таких как строительство или дорожное строительство. Используя зубчатые зацепления роторов с наружной и внутренней резьбой, эти устройства втягивают газ на приводном конце, сжимают его по мере того, как роторы образуют ячейку, а газ перемещается по их длине в осевом направлении, и выпускают сжатый газ через выпускное отверстие на неприводном конце. корпуса компрессора.Действие винтового компрессора делает его тише, чем поршневой компрессор, благодаря уменьшенной вибрации. Еще одним преимуществом винтовых компрессоров перед поршневыми является отсутствие пульсаций нагнетаемого воздуха. Эти агрегаты могут быть масляными или водяными, или они могут быть спроектированы так, чтобы производить безмасляный воздух. Эти конструкции могут удовлетворить требования критического безмасляного обслуживания.

Ротационно-винтовой компрессор показан в разрезе, обнажая один из двойных винтов, вращающихся в противоположных направлениях.

Изображение предоставлено Сергеем Рыжовым/Shutterstock.ком

Пластинчатые компрессоры

Пластинчатый компрессор состоит из ряда лопастей, установленных в роторе, которые перемещаются вдоль внутренней стенки эксцентриковой полости. Лопасти, вращаясь от стороны всасывания к стороне нагнетания эксцентриковой полости, уменьшают объем пространства, которое они проносят, сжимая газ, захваченный внутри пространства. Лопасти скользят по масляной пленке, которая образуется на стенке эксцентриковой полости, обеспечивая уплотнение. Пластинчатые компрессоры не могут обеспечивать безмасляный воздух, но они способны подавать сжатый воздух без пульсаций.Они также терпимы к загрязнениям окружающей среды благодаря использованию втулок, а не подшипников, и их относительно низкой скорости работы по сравнению с винтовыми компрессорами. Они относительно тихие, надежные и способны работать при 100% рабочих циклах. Некоторые источники утверждают, что роторно-пластинчатые компрессоры в значительной степени уступили место винтовым компрессорам в воздушных компрессорах. Они используются во многих безвоздушных приложениях в нефтегазовой и других перерабатывающих отраслях.

Спиральные компрессоры

В воздушных компрессорах

Scroll используются стационарные и вращающиеся спирали, которые уменьшают объем пространства между ними, поскольку вращающиеся спирали повторяют путь неподвижных спиралей.Впуск газа происходит на внешней кромке улитки, а выпуск сжатого газа происходит ближе к центру. Поскольку спирали не соприкасаются, смазочное масло не требуется, что делает компрессор полностью безмасляным. Однако, поскольку для отвода тепла сжатия, как в других конструкциях, не используется масло, производительность спиральных компрессоров несколько ограничена. Они часто используются в недорогих воздушных компрессорах и компрессорах домашнего кондиционера.

Роторно-лопастные компрессоры

Ротационно-лопастные компрессоры представляют собой устройства с большим объемом и низким давлением, которые правильнее классифицировать как воздуходувки.Чтобы узнать больше о воздуходувках, загрузите бесплатное руководство по покупке воздуходувок Thomas.

Центробежные компрессоры

Центробежные компрессоры основаны на высокоскоростных насосных крыльчатках, которые сообщают газам скорость для повышения давления. Их можно увидеть в основном в приложениях с большими объемами, таких как коммерческие холодильные установки мощностью более 100 л.с. и на крупных перерабатывающих предприятиях, где они могут достигать мощности до 20 000 л.с. и обеспечивать объемы в диапазоне 200 000 кубических футов в минуту. Почти идентичные по конструкции центробежным насосам, центробежные компрессоры увеличивают скорость газа, выбрасывая его наружу под действием вращающейся крыльчатки.Газ расширяется в улитке корпуса, где его скорость замедляется, а давление возрастает.

Центробежные компрессоры имеют более низкую степень сжатия, чем поршневые компрессоры, но они работают с большими объемами газа. Многие центробежные компрессоры используют несколько ступеней для улучшения степени сжатия. В этих многоступенчатых компрессорах газ обычно проходит через промежуточные охладители между ступенями.

Типичный одноступенчатый центробежный компрессор подает большое количество сжатого воздуха.

Изображение предоставлено: wattana/Shutterstock.com

Осевые компрессоры

Осевой компрессор обеспечивает самые высокие объемы подаваемого воздуха в диапазоне от 8000 до 13 миллионов кубических футов в минуту в промышленных машинах. Реактивные двигатели используют компрессоры такого типа для производства объемов в еще более широком диапазоне. В большей степени, чем центробежные компрессоры, осевые компрессоры имеют тенденцию к многоступенчатой ​​​​конструкции из-за их относительно низких степеней сжатия. Как и в случае центробежных агрегатов, осевые компрессоры повышают давление, сначала увеличивая скорость газа.Затем осевые компрессоры замедляют газ, пропуская его через изогнутые неподвижные лопасти, что увеличивает его давление.

Осевой компрессор с неподвижными и подвижными лопатками, вид изнутри.

Изображение предоставлено: Vasyl S/Shutterstock.com

Варианты питания и топлива

Воздушные компрессоры могут иметь электрическое питание, при этом распространенными вариантами являются воздушные компрессоры постоянного тока на 12 вольт или воздушные компрессоры постоянного тока на 24 вольта. Также доступны компрессоры, работающие от стандартных уровней напряжения переменного тока, таких как 120 В, 220 В или 440 В.

Варианты альтернативного топлива включают воздушные компрессоры, которые работают от двигателя, работающего от горючего источника топлива, такого как бензин или дизельное топливо. Как правило, компрессоры с электрическим приводом желательны в тех случаях, когда важно устранить выхлопные газы или обеспечить работу в условиях, когда использование или присутствие горючих видов топлива нежелательно. Соображения, связанные с шумом, также играют роль при выборе варианта топлива, поскольку воздушные компрессоры с электрическим приводом обычно демонстрируют более низкий уровень акустического шума по сравнению с их аналогами с приводом от двигателя.

Кроме того, некоторые воздушные компрессоры могут иметь гидравлический привод, что также позволяет избежать использования горючих источников топлива и связанных с этим проблем с выхлопными газами.

Выбор компрессорной машины в промышленных условиях

При выборе воздушных компрессоров для общего использования в цехах выбор, как правило, сводится к выбору поршневого компрессора или винтового компрессора. Поршневые компрессоры, как правило, дешевле винтовых компрессоров, требуют менее сложного обслуживания и хорошо работают в грязных условиях эксплуатации.Однако они намного шумнее винтовых компрессоров и более восприимчивы к попаданию масла в систему подачи сжатого воздуха, явление, известное как «перенос». Поскольку поршневые компрессоры при работе выделяют много тепла, их размеры должны соответствовать рабочему циклу — эмпирическое правило предписывает 25% отдыха и 75% работы. Радиально-винтовые компрессоры могут работать 100% времени и почти предпочитают это. Однако потенциальная проблема с винтовыми компрессорами заключается в том, что увеличение одного из них с целью увеличения его мощности может привести к проблемам, поскольку они не особенно подходят для частых запусков и остановок.Жесткий допуск между роторами означает, что компрессор должен оставаться при рабочей температуре для достижения эффективного сжатия. При выборе размера требуется немного больше внимания к использованию воздуха; поршневой компрессор может быть увеличен без подобных проблем.

Автомастерская, которая постоянно использует воздух для покраски, могла бы найти радиально-винтовой компрессор с более низкой скоростью переноса и желанием работать непрерывно; обычный авторемонтный бизнес с более редким использованием воздуха и низкой заботой о чистоте подаваемого воздуха может быть лучше обслуживаться поршневым компрессором.

Независимо от типа компрессора сжатый воздух обычно охлаждается, осушается и фильтруется перед его распределением по трубам. Разработчикам систем заводского воздуха необходимо будет выбрать эти компоненты в зависимости от размера системы, которую они проектируют. Кроме того, им нужно будет предусмотреть установку фильтров-регуляторов-лубрикаторов на точках подачи.

Компрессоры больших размеров, устанавливаемые на прицепах, как правило, представляют собой винтовые компрессоры с приводом от двигателя. Они предназначены для непрерывной работы независимо от того, используется воздух или сбрасывается.

Хотя спиральные компрессоры доминируют в недорогих холодильных системах и воздушных компрессорах, они начинают проникать на другие рынки. Они особенно подходят для производственных процессов, требующих очень чистого воздуха (класс 0), таких как фармацевтика, продукты питания, электроника и т. д., а также для чистых помещений, лабораторий и медицинских/стоматологических учреждений. Производители предлагают агрегаты мощностью до 40 л.с., которые развивают почти 100 кубических футов в минуту при давлении до 145 фунтов на квадратный дюйм. Агрегаты большей производительности обычно включают несколько спиральных компрессоров, поскольку технология не масштабируется после 3-5 л.с.

Если применение включает сжатие опасных газов, спецификаторы часто рассматривают диафрагменные или шиберные компрессоры, а для сжатия очень больших объемов — кинетические типы.

Дополнительные соображения по выбору

Некоторые дополнительные факторы выбора, на которые следует обратить внимание, следующие:

  • Масло против без масла
  • Размер компрессора
  • Качество воздуха
  • Органы управления

Масло по сравнению с безмасляным

Масло

играет важную роль в работе любого компрессора, поскольку оно служит для отвода тепла, выделяемого в процессе сжатия.Во многих конструкциях масло также обеспечивает уплотнение. В поршневых компрессорах масло смазывает подшипники кривошипа и поршневого пальца, а также боковые стенки цилиндра. Как и в поршневых двигателях, кольца на поршне обеспечивают герметизацию камеры сжатия и контролируют поступление в нее масла. В винтовых компрессорах масло впрыскивается в корпус компрессора как для герметизации двух неконтактирующих роторов, так и для отвода части тепла процесса сжатия. Ротационно-пластинчатые компрессоры используют масло для герметизации мельчайшего пространства между кончиками лопастей и отверстием корпуса.Спиральные компрессоры обычно не используют масло, поэтому они известны как безмасляные, но, конечно, их производительность несколько ограничена. Центробежные компрессоры не вводят масло в поток сжатия, но они находятся в другой лиге, чем их собратья с объемным рабочим объемом.

Для создания безмасляных компрессоров производители используют ряд приемов. Производители поршневых компрессоров могут использовать цельные поршневые кривошипные узлы, которые вращают коленчатый вал на эксцентриковых подшипниках. Когда эти поршни совершают возвратно-поступательное движение в цилиндрах, они качаются внутри них.В этой конструкции исключается подшипник поршневого пальца на поршне. Производители поршневых компрессоров также используют различные самосмазывающиеся материалы для уплотнительных колец и гильз цилиндров. Производители винтовых компрессоров сужают зазоры между винтами, устраняя необходимость в масляном герметике.

Однако в любой из этих схем есть компромиссы. Повышенный износ, проблемы с управлением теплом, снижение производительности и более частое техническое обслуживание — вот лишь некоторые из недостатков, связанных с безмасляными воздушными компрессорами.Очевидно, что определенные отрасли промышленности мирятся с этими компромиссами, потому что безмасляный воздух является обязательным условием. Но там, где допустимо отфильтровывать масло или просто жить с ним, имеет смысл использовать обычный масляный компрессор.

Примеры безмасляных воздушных компрессоров.

Изображение предоставлено: Energy Machinery, Inc.

Размер компрессора

Если вы работаете с отбойными молотками весь день, выбрать компрессор несложно: сложите количество операторов, которые будут использовать компрессор, определите производительность их инструментов и купите непрерывно работающий винтовой компрессор, который может удовлетворить спрос и который проработает 8 часов на одном баке топлива.Конечно, на самом деле это не так просто — могут быть ограничения окружающей среды, которые нужно учитывать, — но вы поняли идею.

Если вы пытаетесь обеспечить сжатым воздухом небольшой магазин, все становится немного сложнее. Пневматические инструменты можно разделить по назначению: периодическое — скажем, гаечный ключ с храповым механизмом — или постоянное — например, краскораспылитель. Диаграммы доступны, чтобы помочь в оценке потребления различных инструментов магазина. После того, как они определены, а использование основано на среднем и непрерывном использовании, можно сделать приблизительное определение общей производительности воздушного компрессора.

Типовой винтовой компрессор на рабочей площадке.

Изображение предоставлено: Baloncici/Shutterstock.com

Определение мощностей компрессоров для производственных помещений происходит примерно таким же образом. Упаковочная линия, например, скорее всего будет использовать сжатый воздух для приведения в действие цилиндров, продувочных устройств и т. д. Обычно производитель оборудования предоставляет нормы расхода для отдельных машин, но если нет, то расход воздуха в цилиндре легко оценить, зная диаметр отверстия, ход и частота циклов каждого устройства с пневматическим приводом.

Очень крупные производственные предприятия и перерабатывающие предприятия, вероятно, будут иметь столь же большие потребности в сжатом воздухе, которые могут обслуживаться резервными системами. Для таких операций наличие воздуха в любое время оправдывает стоимость нескольких систем сжатого воздуха, чтобы избежать дорогостоящих остановок или отключений линии. Даже небольшие операции могут выиграть от некоторого уровня резервирования. Это вопрос, который необходимо задать при определении размера небольшой производственной воздушной системы: лучше всего подходит для работы один компрессор (меньше обслуживания, меньше сложности) или несколько компрессоров меньшего размера (избыточность, пространство для роста) обеспечат лучшую подгонку. ?

Качество воздуха

Компрессор забирает воздух из атмосферы и, сжимая его, добавляет в смесь тепло, а иногда и масло, и, если всасываемый воздух не очень сухой, создает много влаги.Для некоторых операций эти дополнительные компоненты не влияют на конечное использование, и инструменты работают хорошо без проблем с производительностью. По мере того, как пневматические процессы становятся более сложными или более важными, обычно уделяется дополнительное внимание улучшению качества выходящего воздуха.

Сжатый воздух обычно довольно горячий, и первым шагом к уменьшению этого тепла является сбор воздуха в резервуаре. Этот шаг не только позволяет воздуху охлаждаться, но также позволяет конденсировать некоторую часть влаги в нем. Приемные резервуары воздушных компрессоров обычно имеют либо ручные, либо автоматические клапаны для слива скопившейся воды.Дополнительное тепло может быть удалено путем пропускания воздуха через доохладитель. Осушители на основе хладагента и адсорбента могут быть добавлены в трубопровод подачи воздуха для увеличения удаления влаги. Наконец, фильтрация может быть установлена ​​для удаления любой вовлеченной смазки из приточного воздуха, а также любых твердых частиц, которые могли попасть в результате какой-либо фильтрации на входе.

Сжатый воздух обычно распределяется на несколько капель. Стандартная передовая практика заключается в установке каждой капли FRL (фильтр, регулятор, лубрикатор), которые регулируют воздух в соответствии с потребностями конкретного инструмента и позволяют смазке поступать к любым инструментам, которые в ней нуждаются.

Органы управления

Когда дело доходит до управления поршневым компрессором, выбор невелик. Наиболее распространено управление пуском/остановом: компрессор питает бак с верхним и нижним порогами. При достижении нижней уставки компрессор включается и работает до тех пор, пока не будет достигнута верхняя уставка. Вариант этого метода, называемый контролем постоянной скорости, позволяет компрессору работать в течение некоторого времени после достижения верхней уставки, выпуская воздух в атмосферу, в случае, если хранящийся воздух используется с большей скоростью, чем обычно.Этот процесс сводит к минимуму количество пусков двигателя в периоды высокой нагрузки. Выбираемая система двойного управления, обычно доступная только для систем мощностью более 10 л.с., позволяет пользователю переключаться между этими двумя режимами управления.

Для винтовых компрессоров доступно больше опций. В дополнение к управлению пуском/остановом и постоянной скоростью винтовые компрессоры могут использовать управление нагрузкой/разгрузкой, модуляцию впускного клапана, золотниковый клапан, автоматическое двойное управление, привод с регулируемой скоростью и, для многоблочных установок, последовательность компрессоров.Управление нагрузкой/разгрузкой использует клапан на стороне нагнетания и клапан на стороне всасывания, которые соответственно открываются и закрываются, чтобы уменьшить поток через систему. (Это очень распространенная система безмасляных винтовых компрессоров.) Модуляция впускного клапана использует пропорциональное управление для регулирования массового расхода воздуха в компрессоре. Управление золотниковым клапаном эффективно сокращает длину винтов, задерживая начало сжатия и позволяя части всасываемого воздуха обходить сжатие, чтобы лучше соответствовать потребностям.Автоматическое двойное управление переключается между пуском/остановом и управлением с постоянной скоростью в зависимости от требуемых характеристик. Привод с регулируемой скоростью замедляет или увеличивает скорость вращения ротора за счет электронного изменения частоты волны переменного тока, которая вращает двигатель. Последовательность компрессоров позволяет распределять нагрузку между несколькими компрессорами, назначая, например, один блок для непрерывной работы для обработки базовой нагрузки и изменяя запуск двух дополнительных блоков, чтобы минимизировать штраф за перезапуск.

При выборе любой из этих схем управления идея состоит в том, чтобы найти наилучший баланс между удовлетворением спроса и затратами на холостой ход по сравнению с затратами на ускоренный износ оборудования.

Технические характеристики

При выборе компрессорного оборудования разработчики спецификаций должны учитывать три основных параметра в дополнение ко многим пунктам, изложенным выше. Эти технические характеристики воздушного компрессора включают:

  • объемная емкость
  • допустимое давление
  • мощность машины

Несмотря на то, что компрессоры обычно оцениваются в лошадиных силах или киловаттах, эти показатели не обязательно дают какое-либо представление о том, сколько будет стоить эксплуатация оборудования, поскольку это зависит от эффективности машины, ее рабочего цикла и так далее.

Объемная емкость

Объемная производительность определяет, сколько воздуха машина может подать в единицу времени. Кубические футы в минуту — наиболее распространенная единица измерения, хотя у разных производителей она может различаться. Попытка стандартизировать этот показатель, так называемый scfm, по-видимому, зависит от того, чьим стандартам вы следуете. Институт сжатого воздуха и газа принял определение стандарта ISO для сухого воздуха (0% относительной влажности) при 14,5 фунта на кв. дюйм и 68°F.Фактический куб. фут в минуту, или acfm, является еще одним показателем объемной емкости. Он относится к количеству сжатого воздуха, подаваемого на выходе из компрессора, которое всегда будет меньше рабочего объема машины из-за потерь от прорыва картерных газов через компрессор.

Грузоподъемность под давлением

Допустимое давление в фунтах на квадратный дюйм в значительной степени зависит от потребностей оборудования, на котором будет работать сжатый воздух. В то время как многие пневматические инструменты предназначены для работы при нормальном давлении воздуха в цехе, специальные приложения, такие как запуск двигателя, требуют более высокого давления.Таким образом, при выборе поршневого компрессора, например, покупатель найдет одноступенчатый агрегат, обеспечивающий давление до 135 фунтов на квадратный дюйм, достаточное для питания повседневных инструментов, но захочет рассмотреть двухступенчатый агрегат для специальных применений с более высоким давлением.

Сила машины

Мощность, необходимая для привода компрессора, будет определяться этими соображениями по объему и давлению. При определении мощности компрессора спецификатор также захочет подумать о потерях в системе: потери в трубопроводах, перепады давления в осушителях и фильтрах и т. д.Покупатели компрессоров также должны принимать решения о приводе, например, с ременным или прямым приводом, с бензиновым или дизельным двигателем и т. д.

Производители компрессоров часто публикуют кривые производительности компрессора, чтобы разработчики спецификаций могли оценить производительность компрессора в различных условиях эксплуатации. Это особенно актуально для центробежных компрессоров, которые, как и центробежные насосы, могут быть рассчитаны на подачу различных объемов и давлений в зависимости от скорости вращения вала и размера рабочего колеса.

ДепартаментМинистерства энергетики принимает энергетические стандарты для компрессоров, в соответствии с которыми некоторые производители компрессоров публикуют спецификации. По мере того, как все больше производителей публикуют эти данные, покупателям компрессоров должно быть легче ориентироваться в энергопотреблении сопоставимых компрессоров.

Приложения и отрасли

Компрессоры

находят применение в различных отраслях промышленности, а также в условиях, знакомых повседневным потребителям. Например, портативный электрический воздушный компрессор на 12 В постоянного тока, который часто носят в бардачке или багажнике автомобиля, является распространенным примером простой версии воздушного компрессора, который находит применение среди потребителей для накачивания шин до нужного давления.

Некоторые из распространенных применений и отраслей, в которых используются компрессоры, включают следующее:

  • Компрессоры, устанавливаемые на грузовиках и транспортных средствах
  • Применение в медицине и стоматологии
  • Лабораторное и специальное сжатие газа
  • Применения для производства продуктов питания и напитков
  • Применение в нефтегазовой отрасли

Автомобильные компрессоры

Использование воздушных компрессоров в транспортных средствах и обычное применение транспортных средств включают электрические воздушные компрессоры, устанавливаемые на грузовиках, дизельные воздушные компрессоры, устанавливаемые на грузовиках, или другие воздушные компрессоры, устанавливаемые на транспортных средствах.Например, пневматические тормозные системы на грузовиках предполагают использование сжатого воздуха для работы, поэтому для перезарядки тормозной системы требуется бортовой воздушный компрессор. Служебным автомобилям могут потребоваться бортовые воздушные компрессоры для выполнения необходимых функций или для того, чтобы компрессор был мобильным и мог быть развернут по мере необходимости на различных рабочих площадках или в разных местах. Например, пожарные машины могут иметь на борту компрессоры воздуха для дыхания, чтобы обеспечить возможность наполнения резервуаров воздухом для пополнения резервуаров воздуха для дыхания для пожарных и служб экстренного реагирования.

Применение в медицине и стоматологии

Компрессоры

также находят применение в медицине и стоматологии.

Стоматологические воздушные компрессоры обеспечивают источник чистого сжатого воздуха для выполнения стоматологических процедур, а также для питания пневматических стоматологических инструментов, таких как сверла или зубные щетки. Выбор правильного стоматологического воздушного компрессора требует нескольких соображений, включая требуемую мощность и давление.

Использование медицинского воздушного компрессора включает в себя создание подачи воздуха для дыхания, который не зависит от других газов, хранящихся в газовых баллонах, и который может использоваться в качестве опции, например, для пациентов, которые могут быть чувствительны к токсичности кислорода.Компрессоры медицинского воздуха для дыхания могут быть переносными или стационарными системами в больнице или медицинском учреждении. Другое использование медицинского воздушного компрессора может включать подачу воздуха к специализированному оборудованию пациента, такому как компрессионные манжеты, где сжатый воздух необходим для оказания давления на конечности пациента, чтобы предотвратить скопление жидкости в конечностях в результате ослабленной сердечной функции.

Лабораторное и специальное сжатие газа

Лабораторные воздушные компрессоры и воздушные компрессоры для других специализированных промышленных применений используются для обработки и производства запасов специальных газов, таких как водород, кислород, аргон, гелий, азот или газовые смеси (например, компрессоры аммиака) или двуокиси углерода, где он может быть использован в пищевой промышленности и производстве напитков.Компрессоры с гелием будут подавать газ в резервуары для хранения для использования в лабораторных целях, таких как точное обнаружение утечек, в то время как другие газовые компрессоры, такие как кислородные компрессоры, могут использоваться для хранения резервуаров с кислородом для использования в больницах и медицинских учреждениях.

Применения для производства продуктов питания и напитков

Пищевые воздушные компрессоры играют важную роль в пищевой промышленности и производстве напитков. Находя применение на протяжении всего производственного цикла, эти компрессоры могут использоваться для облегчения технологических операций, таких как сортировка, подготовка, распределение, упаковка и консервация.Кроме того, сжатый воздух можно использовать для поддержания санитарных условий, необходимых при производстве расходных материалов.

Применение в нефтегазовой отрасли

Использование компрессоров также широко распространено в нефтяной и газовой промышленности, где компрессоры природного газа используются для производства сжатого природного газа для хранения и транспортировки. Некоторые из этих операций по сжатию газа требуют использования компрессоров высокого давления, где давление нагнетания может составлять от 1000 до 3000 фунтов на квадратный дюйм и выше с возможным диапазоном от 10 000 до 60 000 фунтов на квадратный дюйм, в зависимости от применения.

Обзор компрессорной машины

В этом руководстве представлены основные сведения о разновидностях компрессоров, вариантах мощности, соображениях по выбору, областях применения и промышленном использовании. Для получения дополнительной информации о сопутствующих продуктах ознакомьтесь с другими нашими статьями и руководствами или посетите платформу поиска поставщиков Thomas, чтобы найти потенциальные источники или просмотреть сведения о конкретных продуктах.

Источники

  1. http://www.cagi.org
  2. https://www.federalregister.gov/documents/2016/05/19/2016-11337/energy-conservation-program-energy-conservation-standards-for-compressors
  3. https://www.dft-valves.com/blog/common-problems-with-pumps-and-compressors/
  4. https://airmaticcompressor.com/compressed-air-gas-treatment/
  5. https://www.energymachinery.com/blog/oil-vs-oil-free-air-compressor/
  6. https://airmaticcompressor.com/air-compressors/

Другие сопутствующие товары

Больше из Машины, инструменты и расходные материалы

Как работают воздушные компрессоры: анимированное руководство

Воздушные компрессоры

являются универсальными и жизненно важными компонентами любого завода или мастерской.В последние годы они стали меньше и менее громоздкими, что делает их более удобными в различных рабочих ситуациях. Это очень полезные портативные машины, которые приводят в действие одиночные пневматические инструменты.

Основным преимуществом воздушных компрессоров является то, что они намного мощнее обычных инструментов и не требуют собственных громоздких двигателей. Поскольку единственное реальное техническое обслуживание, которое требуется от них, — это небольшая смазка, различные инструменты могут приводиться в действие одним двигателем, который использует давление воздуха для достижения максимального потенциала.

Их универсальность не ограничивается верстаком для дрелей или шлифовальных машин; их можно использовать для чего угодно: от накачивания шин (например, на местной заправочной станции) до прочистки раковины дома.

Воздушные компрессоры являются свидетельством человеческой изобретательности. Важно понимать, как они работают, чтобы вы могли выбрать правильный воздушный компрессор для своего проекта.

Как работают воздушные компрессоры

Воздушные компрессоры работают, нагнетая воздух в контейнер и повышая его давление.Затем воздух нагнетается через отверстие в резервуаре, где создается давление. Думайте об этом как об открытом воздушном шаре: сжатый воздух можно использовать в качестве энергии по мере его выпуска.

Они оснащены двигателем, который превращает электрическую энергию в кинетическую. Это похоже на то, как работает двигатель внутреннего сгорания, использующий коленчатый вал, поршень, клапан, головку и шатун.

Оттуда сжатый воздух можно использовать для питания различных инструментов. Некоторые из наиболее популярных вариантов — это гвоздезабиватели, ударные гайковерты, шлифовальные машины и распылители краски.

Существуют различные типы воздушных компрессоров, и каждый из них имеет свою специализацию. Как правило, различия не слишком велики: все сводится к тому, как компрессор справляется с вытеснением воздуха.

Как работает каждый тип воздушного компрессора

Существует два метода сжатия воздуха: принудительное и динамическое вытеснение. Каждый метод имеет несколько подкатегорий, которые мы рассмотрим ниже. Результаты относительно схожи, но процессы их достижения различаются.

Вот как работает положительное и динамическое смещение:

Положительное смещение

Воздушные компрессоры прямого вытеснения нагнетают воздух в камеру, объем которой уменьшается для сжатия воздуха.

Прямое вытеснение — это общий термин, описывающий различные воздушные компрессоры, мощность которых достигается за счет объемного вытеснения воздуха. Хотя внутренние системы различаются на разных машинах, способ подачи питания одинаков.

Некоторые типы объемных компрессоров лучше подходят для промышленных рабочих нагрузок, в то время как другие лучше подходят для любителей или частных проектов.Вот три основных типа воздушных компрессоров, в которых используется поршневой двигатель:

1. Вращающийся винт

Винтовые компрессоры имеют два внутренних «винта», которые вращаются в противоположных направлениях, захватывая и сжимая воздух между ними. Два винта также создают постоянное движение при вращении.

Это распространенный тип воздушного компрессора, за которым проще всего ухаживать. Двигатели, как правило, промышленного размера и отлично подходят для непрерывного использования.

2. Вращающаяся лопасть

Ротационно-пластинчатые компрессоры аналогичны ротационно-винтовым компрессорам, но вместо винтов на роторе установлены лопасти, которые вращаются внутри полости. Воздух сжимается между лопастью и ее корпусом, а затем выталкивается через другое выпускное отверстие.

Ротационно-пластинчатые компрессоры

очень просты в использовании, что делает их очень популярными для частных проектов.

3. Поршневой/поршневой тип

Поршневой (поршневой) компрессор использует поршни, управляемые коленчатым валом, для подачи газа под высоким давлением.Они обычно находятся на небольших рабочих площадках и не предназначены для постоянного использования.

Существует два типа поршневых компрессоров: одноступенчатые и двухступенчатые.

1. Одноступенчатый

В одноступенчатых компрессорах воздух сжимается с одной стороны поршня, а другая сторона отвечает за его функционирование: при движении поршня вниз воздух всасывается, а при движении вверх воздух сжатый.

Одноступенчатые компрессоры относительно доступны по сравнению с другими компрессорами и, как правило, их легко приобрести; их можно найти практически в любом механическом магазине.

2. Двухступенчатый

Двухступенчатые компрессоры имеют две камеры сжатия с каждой стороны поршня. Компрессоры двойного действия обычно имеют водяное охлаждение за счет непрерывного потока воды, проходящего через двигатель. Это обеспечивает лучшую систему охлаждения, чем другие компрессоры.

Из-за своей высокой стоимости двухступенчатые компрессоры лучше подходят для заводов и мастерских, чем для частных проектов.

Динамическое перемещение

В компрессорах с динамическим рабочим объемом

для создания воздушного потока используются вращающиеся лопасти, приводимые в движение двигателем.Затем воздух ограничивается для создания давления, а кинетическая энергия накапливается в компрессоре.

Они в основном предназначены для крупных проектов, таких как химические заводы или производители стали, поэтому маловероятно, что вы сможете найти их у местного механика.

Как и в случае с объемными компрессорами, существует два различных типа динамического смещения: осевое и центробежное.

1. Осевые компрессоры

В осевых компрессорах используется ряд лопаток турбины для выработки воздуха, нагнетающего его через небольшую площадь.Хотя осевые компрессоры похожи на другие лопастные компрессоры, они работают со стационарными лопастями, которые замедляют поток воздуха, увеличивая давление.

Эти типы воздушных компрессоров не очень распространены и имеют ограниченную функциональность. Они используются в основном в авиационных двигателях и на больших воздухоразделительных установках.

2. Центробежные компрессоры

Центробежные или радиальные компрессоры работают, подавая воздух в центр через вращающееся рабочее колесо, которое затем выталкивается вперед под действием центробежной или направленной наружу силы.Замедляя поток воздуха через диффузор, генерируется больше кинетической энергии.

Электрические высокоскоростные двигатели обычно используются для таких компрессоров. Одним из наиболее распространенных применений центробежных компрессоров являются системы ОВКВ.

В чем разница между насосом и компрессором?

Иногда слова «насос» и «компрессор» взаимозаменяемы. Они могут показаться похожими, но между ними есть разница.

Насосы перемещают жидкости между местами, в то время как воздушные компрессоры сжимают объем газа и часто транспортируют его в другое место.В любом проекте, связанном с жидкостью, например, при накачивании бассейна, используется насос. С другой стороны, сжатый воздух используется для получения энергии для выполнения различных задач, таких как пескоструйная обработка.

Понимание разницы между двумя терминами и методами распространения может помочь вам понять, что вам нужно для вашего проекта.

Воздушные компрессоры являются полезными инструментами в любом строительном проекте. От покраски распылением до ремонта спущенной шины, они могут значительно облегчить работу. Нет двух одинаковых воздушных компрессоров, и понимание того, как они работают, позволяет вам принимать обоснованные решения для проекта, над которым вы работаете.

Похожие сообщения











4 типа воздушных компрессоров

Воздушные компрессоры являются одними из самых необходимых устройств на строительных площадках, поскольку их можно использовать в качестве источника питания для электроинструментов. Существует множество различных типов воздушных компрессоров, каждый из которых имеет свои уникальные возможности и недостатки.

Воздушные компрессоры классифицируются как объемные или динамические в зависимости от их внутренних механизмов.Вы увидите четыре наиболее распространенных типа воздушных компрессоров:

.
  1. Винтовой компрессор
  2. Поршневой воздушный компрессор
  3. Осевой компрессор
  4. Центробежный компрессор

Ниже мы расскажем, для чего каждый из них лучше всего подходит, чтобы вы могли принять обоснованное решение для своего проекта.

Объемные компрессоры

Компрессоры прямого вытеснения

охватывают множество различных воздушных компрессоров, которые генерируют энергию за счет вытеснения воздуха.Воздушные компрессоры этой категории работают с разными внутренними механизмами, но принцип у всех одинаков. Полость внутри машины хранит воздух, поступающий извне, а затем медленно сжимает полость, увеличивая давление воздуха и потенциальную энергию.

Винтовые компрессоры

Распространенный тип поршневого компрессора, ротационные винтовые компрессоры — одни из самых простых в уходе типов воздушных компрессоров, поскольку они оснащены внутренней системой охлаждения и не требуют особого обслуживания.Как правило, это большие промышленные машины, которые могут смазываться маслом или работать без масла.

Винтовые воздушные компрессоры генерируют энергию за счет двух внутренних роторов, которые вращаются в противоположных направлениях. Воздух попадает между двумя противоположными роторами и создает давление внутри корпуса. Благодаря внутренней системе охлаждения эти воздушные компрессоры рассчитаны на непрерывную работу и имеют мощность от 5 до 350 лошадиных сил.

Поршневые компрессоры

Еще одним популярным типом объемного компрессора является поршневой компрессор.Обычно их можно найти на небольших рабочих площадках, таких как гаражи и строительные проекты. В отличие от ротационного винтового компрессора, поршневой компрессор не предназначен для непрерывной работы. Поршневой воздушный компрессор имеет больше движущихся частей, чем винтовой компрессор, и эти части смазываются маслом для более плавного движения.

Воздушные компрессоры этого типа работают за счет поршня внутри цилиндра, который сжимает и вытесняет воздух для создания давления. Поршневые компрессоры могут быть одноступенчатыми или многоступенчатыми, что влияет на диапазоны давления, которые они могут достигать.

Если вам нужно больше мощности, вам поможет многоступенчатый компрессор . В то время как одноступенчатые компрессоры будут выполнять работу для небольших проектов, таких как деревообработка и металлообработка, многоступенчатые компрессоры обеспечивают мощность, необходимую для интенсивного строительства, такого как сборка автомобилей и техническое обслуживание. Многоступенчатые поршневые компрессоры могут достигать мощности до 30 лошадиных сил.

Динамические компрессоры

Динамические воздушные компрессоры генерируют мощность, нагнетая воздух с помощью быстро вращающихся лопастей, а затем ограничивая поток воздуха для создания давления.Затем кинетическая энергия хранится в компрессоре как статическая.

Осевые компрессоры

Осевые воздушные компрессоры обычно не используются в строительных проектах, а вместо этого используются в высокоскоростных двигателях на кораблях или самолетах. Они имеют высокий КПД, но намного дороже, чем другие типы воздушных компрессоров, и могут развивать мощность до многих тысяч лошадиных сил, поэтому они в основном предназначены для аэрокосмических исследований.

Центробежные компрессоры

Центробежные воздушные компрессоры замедляют и охлаждают поступающий воздух через диффузор для накопления потенциальной энергии.Благодаря многофазному процессу сжатия центробежные компрессоры способны производить большое количество энергии при относительно небольшой машине.

Они требуют меньше обслуживания, чем ротационные винтовые или поршневые компрессоры, а некоторые типы могут производить безмасляный воздух. Как правило, они используются на строительных площадках с более высокими требованиями, таких как химические заводы или центры производства стали, поскольку они могут достигать мощности около 1000 лошадиных сил.

Как выбрать правильные типы воздушных компрессоров?

В дополнение к механизмам выработки энергии и уровням выходной энергии, описанным выше, есть несколько других факторов, которые следует учитывать при выборе правильных типов воздушных компрессоров.

Учитывайте качество воздуха безмасляных компрессоров

В чистых производственных условиях использование масляных воздушных компрессоров может создать проблему. Большинство воздушных компрессоров используют масло для смазки внутренних механизмов, и пары могут загрязнять воздух, что может привести к повреждению продуктов или производственных процессов. С безмасляным воздушным компрессором этот риск значительно снижается.

Хотя безмасляные компрессоры, как правило, дороже, они являются единственным вариантом для предприятий, гарантирующих чистоту производства.Масло все еще может быть необходимо для смазки машины, но внутренняя работа безмасляных компрессоров содержит другой уплотнительный механизм, гарантирующий, что масло не попадет в реальный компрессор. Помимо чистого воздуха, безмасляные компрессоры часто имеют более низкие эксплуатационные расходы, поскольку детали не нужно менять так часто.

Энергоэффективное использование

Если вы работаете над длительным строительным проектом, приобретение самого энергоэффективного воздушного компрессора может окупиться дополнительными затратами в долгосрочной перспективе.Ниже приведены несколько типов воздушных компрессоров, которые являются энергоэффективными.

Сравнение компрессоров с фиксированной скоростью
и компрессоров с переменной скоростью
Компрессоры

с регулируемой скоростью (VSD) экономят энергию и деньги, увеличивая или уменьшая производительность по запросу. Для сравнения, двигатели в компрессорах с фиксированной скоростью постоянно вращаются с одной и той же скоростью. Это нормально во время работы компрессора, но по мере замедления агрегата двигатель продолжает работать до тех пор, пока машина не остановится полностью.Энергия тратится впустую в течение этого периода охлаждения, поскольку компрессор все еще работает, но мощность не вырабатывается.

Воздушные компрессоры природного газа

В некоторых промышленных условиях компрессор природного газа хорошо подходит для питания инструментов и оборудования. Примеры включают химические заводы, нефтеперерабатывающие заводы и производственные мощности. Эти агрегаты работают на природном газе вместо дизельного топлива или электричества. Воздушные компрессоры на природном газе часто работают более эффективно, чем другие варианты, даже при частичных нагрузках.Они также имеют лучшие возможности рекуперации тепла, чем электрические компрессоры. Если эффективность и энергосбережение являются вашими основными целями, лучшим вариантом может стать установка, работающая на природном газе.

Выяснить ограничения переносимости

Если вы перевозите воздушный компрессор между объектами, хорошим вариантом будет переносной блок. Небольшие и легкие блоки по-прежнему могут вырабатывать энергию, но в компактном корпусе. Хотя они не будут такими мощными, как более крупные агрегаты, портативные компрессоры могут быть идеальными для небольших строительных проектов.Некоторые устройства можно даже подключить к адаптеру питания автомобиля, чтобы заправить инструмент для рисования аэрографом или инструмент для накачки шин!

Определение потребности в дополнительных функциях

Существует множество надстроек и дополнительных функций, которые можно использовать с различными типами воздушных компрессоров. Например, несколько соединителей или разветвителей воздушных шлангов позволяют подключать к воздушному компрессору несколько инструментов, поэтому вам не нужно подключать и отключать их, когда вы постоянно меняете задачи.Воздушные компрессоры с тепловой защитой . Надстройки отслеживают внутренний нагрев и предотвращают повреждение двигателя в случае перегрузки машины.

Некоторые воздушные компрессоры имеют системы ременного привода , а не прямой привод, что обеспечивает более тихую работу. Если вы считаете, что вам понадобятся какие-либо из этих дополнительных функций, вы должны убедиться, что типы воздушных компрессоров, которые вы выбираете, будут совместимы с этими инструментами.

Если вы не хотите покупать воздушный компрессор для строительных работ, у BigRentz есть несколько типов воздушных компрессоров, которые вы можете арендовать для следующей работы.Теперь у вас будет вся необходимая информация, от небольшого и портативного до промышленного масштаба, чтобы сделать лучший выбор для вас.

Похожие сообщения











Компрессор и система сжатия। Рабочий директор। Классификация।

Техпроцесс 5 ноября 2020 г. Механический, Процесс. 1,349 Просмотров

Компрессор представляет собой механическое устройство, с помощью которого повышается давление и плотность газа или пара.Многие типы компрессоров используются в полевых условиях, особенно в промышленности, например; Роторный компрессор, компрессор, система сжатия, воздушный компрессор, компрессор переменного тока, компрессор осушителя воздуха, холодильный компрессор и т. д. Знание того, как работает компрессор, и устранение неполадок воздушного компрессора или любого другого компрессора повышают рабочие навыки сотрудника.

 

# Цели компрессора: Давайте посмотрим, где находится компрессор и где он работает для нас.

  1. Компрессоры используются в установках по переработке аммиака для сырьевого газа, синтез-газа, холодильных систем и сжатия воздуха.
  2. Компрессор используется для сжатия углекислого газа на установках карбамида.
  3. В нефтегазовых компаниях компрессоры обычно используются для передачи и добычи газа.
  4. Компрессоры обычно используются в смесителях водорода и других углеводородов на нефтеперерабатывающих заводах или в процессах.
  5. На газоперерабатывающих заводах компрессор обычно используется для подачи газа, очистки газопроводов, повышения давления газа или перемещения газа из одного места в другое.
  6. На всех предприятиях, где есть пневматические инструменты, воздушный компрессор используется для сжатия воздуха, который используется в качестве источника движения для работы инструментов.
  7. Воздушные компрессоры и холодильные компрессоры используются соответственно на азотных установках и в процессах охлаждения.

# Классификация компрессора:

 

https://techproces.com/ Компрессор и сжатие /

 

# Теперь посмотрим, что такое сжатие компрессора? или

# Какая система сжатия?

Сжатие – это система или поток, посредством которых увеличиваются давление и плотность сжимаемых жидкостей.

Существует два типа сжатия:

  1. Изотермическое сжатие:

Компрессоры уменьшают теплоту сжатия между двумя ступенями.

 

  1. Адиабатическое сжатие:

Компрессоры, которые не отводят тепло от сжатия между двумя ступенями через промежуточные охладители или не добавляют тепло извне, называются адиабатическими компрессорами.

 

Степень сжатия = Давление нагнетания компрессора / Давление всасывания компрессора.

# Давайте теперь узнаем принцип работы компрессора объемного типа.

Давление молекулы газа в объемном компрессоре увеличивается за счет физического сжатия. Например, теперь, когда мы думаем о ротационном компрессоре, мы видим, что давление молекул газа увеличивается благодаря смазочному или винтовому ротору внутри корпуса ротационного компрессора.Опять же, в поршневом компрессоре давление молекулы газа увеличивается внутри цилиндра.

# Точно так же давайте теперь узнаем принцип работы компрессора динамического типа.

Точно так же, если мы посмотрим на принцип работы компрессора динамического типа, мы увидим, что корпус и рабочее колесо центробежного компрессора используются для увеличения скорости молекулы газа.

Эффективность компрессора = (эффективный том / фактический том) × 100

# Различные основные части центробежного компрессора:

01.Ротор:

Все такие детали в центробежном компрессоре вращаются, что называется ротором.

Вал является основным держателем вращающейся части. Он изготовлен из прочного металла. Он прикреплен к другим частям, таким как рабочее колесо, уравновешивающий барабан, упорное кольцо, подшипники, уплотнения.

Рабочее колесо является важной частью центробежного компрессора. С помощью которых молекулы газа преобразуются в кинетическую энергию. Он состоит из пяти частей.
  1. Диск рабочего колеса,
  2. Ушко рабочего колеса.
  3. Контрдиск.
  4. Ширина рабочего колеса.
  5. Лопасть рабочего колеса.

02. Упорное кольцо:

Центробежные компрессоры имеют упорные или осевые подшипники. Что предотвращает осевое смещение ротора компрессора.

03. Балансировочный барабан:

В случае компрессоров эта часть называется балансировочным диском.В случае турбин эта часть называется уравновешивающим барабаном. В случае насоса эта часть называется уравновешивающим поршнем. Основная функция уравновешивающего барабана заключается в предотвращении осевого перемещения ротора компрессора.

У компрессоров балансировочный диск или балансировочный барабан расположен посередине или справа. В случае компрессора высокого давления (более 40 кг) уравновешивающий диск находится посередине. В случае компрессоров низкого давления (нагрузка 40 кг) уравновешивающий диск или уравновешивающий барабан находятся в крайнем левом положении.Когда уравновешивающий диск или уравновешивающий барабан находятся в крайнем правом положении, линия всасывания компрессора присоединяется к правой стороне уравновешивающего диска или уравновешивающего барабана. В результате давление в этом пространстве равно всасыванию компрессора. В результате ротор компрессора не может двигаться в осевом направлении влево. Так работает уравновешивающий диск или уравновешивающий барабан компрессора

04. Уплотнение:

Молекулы газа под высоким давлением, расположенные внутри запечатанного компрессора, предотвращают движение молекул наружу или в направлении более низкое давление.Уплотнения используются в трех местах компрессора.
  • Сальниковое уплотнение,
  • Уплотнение конца рабочего колеса,
  • Уплотнение ступени.

В компрессорах обычно используются три типа уплотнений.

01. Твердое уплотнение (библиотечное уплотнение),
02. Жидкостное уплотнение (сальник),
03. Газовое уплотнение (азот).

 

05.Корпус:
  • 5
  • Горизонтально разделенный корпус (для низкого давления),
  • 5
  • 5 вертикальный разъемный корпус (для выше 40 кг),

  • 2

    5 06. Диафрагма и диффузор:

    Мембрана и диффузор компрессора являются статической частью компрессора. Так же, как и остальные части компрессора расположены в корпусе, диффузор представляет собой полое пространство в нем. Где молекулы газа, выходящие из рабочего колеса, преобразуются в кинетическую энергию высокого давления.

    07. Подшипник:

    • радиальный подшипник (Для минимизации радиальной нагрузки) ⇑⇓,
    • Упорный подшипник (для минимизации осевой нагрузки) ⇐⇒,

    # Основные компоненты поршневого компрессора.

    1. цилиндр
    2. Поршень,
    3. Шток,
    4. крестовыми,
    5. Шатун,
    6. коленвала ,
    7. Штатная коробка / штоковое уплотнение,
    8. Клапаны

    5Коленчатый вал:

    Коленчатый вал является важной частью поршневого компрессора, которая удерживает или соединяет систему привода и шатун.

    02. Шатун:

    Шатун Преобразует вращательное движение в возвратно-поступательное.

    03. Крестовина:

    Передает возвратно-поступательное движение штоку поршня.

     

    # Я поделился ссылкой на несколько видео на YouTube, которые вам могут быть полезны.
    01. 3D-анимация принципа работы осевого компрессора
    02. Объяснение работы винтового компрессора с помощью анимации с полной детализацией

     

    С ответом на вопрос 3

    Пожалуйста, посмотрите следующие ссылки: Турбина и компрессор в перерабатывающей промышленности 02.

    Вопрос с ответом о турбине и компрессоре в перерабатывающей установке 01.
    Что такое компрессор и система сжатия? Принцип работы компрессора
    Процесс очистки сточных вод или сточных вод.
    Что такое сетчатый фильтр? Виды сита.
    Что такое смазка и свойства смазки?
    Паровая турбина и как она работает?
    Что такое разрывная мембрана и как она работает?
    Что такое температура воспламенения, точка дымления, точка замерзания, точка росы, точка вспышки, точка застывания, точка кипения, точка кипения?
    Другой тип котла. Работа котла и рабочий коэффициент.
    Кавитация и предотвращение кавитации насоса.
    Насосы и как это работает?
    Центробежный насос и поиск и устранение неисправностей.
    Давайте узнаем, что такое печать и типы печатей.
    Средства индивидуальной защиты (СИЗ). Виды СИЗ.
    Меры безопасности, связанные с замкнутым пространством.
    Опасность взрыва и как ее предотвратить?
    Как предотвратить пожар на рабочем месте?
    Несчастный случай и его предупреждение на рабочем месте.
    Охрана труда и требования безопасности на производстве.
    Что такое газогидрат? Как это предотвратить?
    Что такое фильтр или сепаратор? Типы фильтров.
    Давайте узнаем о сантехнических фитингах или трубной арматуре.
    Что такое критическая точка, точка пульсации, точка текучести, анилиновая точка, тройная точка, тройная точка воды, точка плавления, точка самовоспламенения?

     

     

     

    Нравится:

    Нравится Загрузка…

    Похожие

    Как работает сжатие воздуха?

    Если вы новичок в воздушных компрессорах, вот ваш путеводитель по науке, лежащей в их основе.

     

    Воздушные компрессоры

    имеют широкий спектр применения на всех уровнях промышленности. Фактически, они незаменимы для большинства заводов, мастерских и гаражей по всему миру. Некоторые умелые люди могут даже иметь дома воздушные компрессоры для строительных и ремонтных работ.

    Как бы ни были распространены компрессоры, наука, стоящая за ними, может показаться сложной. Даже обычные пользователи могут не иметь четкого представления о том, как они работают. Вот некоторые из основных принципов сжатия воздуха и наиболее распространенные механизмы, используемые сегодня:

    Как работают компрессоры

    Хотя большинство воздушных компрессоров рассчитаны на работу с воздухом под определенным давлением, все они используют один и тот же основной принцип: закон Бойля.

    Согласно этому научному закону, пока температура окружающей среды остается постоянной, давление воздуха внутри контейнера обратно пропорционально объему контейнера.В результате уменьшение объема даже небольшого контейнера может создать высокое давление, создав большое количество неиспользованной энергии.

    Воздушные компрессоры используют этот принцип, чтобы максимизировать энергию, содержащуюся в сжатом воздухе. Электрическая энергия, необходимая для сжатия воздуха, становится кинетической энергией, содержащейся в сильно сжатом воздухе. Затем кинетическая энергия сжатого воздуха может использоваться для питания различных инструментов и машин, от промышленного оборудования до небольших дрелей и распылителей.

    Поиск правильного механизма

    Существует несколько различных методов сжатия воздуха, но в большинстве компрессоров используются поршни или роторный механизм.

    В поршневом компрессоре электрический или газовый двигатель вращает коленчатый вал, толкая поршень внутрь и наружу гладкого цилиндра. Когда поршень входит в цилиндр, он уменьшает объем цилиндра, увеличивая давление воздуха внутри него.

    Затем сжатый воздух выпускается через специальные клапаны сбоку контейнера и хранится во внешнем ресивере, из которого сжатый воздух может быть взят и использован для питания машины или инструмента. Многие поршневые компрессоры оснащены переключателем клапана, который останавливает поршень, как только машина достигает желаемого давления воздуха.

    Ротационные компрессоры, с другой стороны, используют роторные механизмы для сжатия воздуха, обеспечивая более стабильный поток сжатого воздуха. Роторные компрессоры бывают двух видов: пластинчато-роторные и винтовые.

    Винтовые компрессоры имеют два параллельных ротора с внешними винтами, пересекающимися в продольном направлении и разделенными критическим минимальным зазором. Когда компрессоры работают, эти два ротора сцепляются вместе, сжимая воздух.

    В пластинчато-роторном компрессоре одиночный ротор с продольными пазами содержит смещенные скользящие лопатки, которые скользят внутрь и наружу ротора, образуя компрессионные карманы.Этот механизм проще, менее чувствителен и более эффективен, чем винтовой, что обеспечивает более длительный срок службы этого компрессора и более низкую стоимость с течением времени.

    Гайки и болты

    Как и следовало ожидать, воздушные компрессоры требуют особого обслуживания. Их необходимо регулярно смазывать, чтобы обеспечить плавную работу поршня и коленчатого вала и уменьшить износ цилиндра. Их системы охлаждения также необходимо регулярно контролировать, чтобы воздух оставался постоянной температуры.

    Независимо от того, над чем вы работаете, всегда найдется компрессор, который удовлетворит ваши потребности. Чтобы узнать больше о том, как работают пластинчато-роторные компрессоры и какую пользу они могут принести вашему бизнесу, не стесняйтесь обращаться к нам сегодня.

     

    Основы воздушного компрессора на корабле

    Компрессор — это одно из таких устройств, которое используется на корабле для нескольких целей. Основная цель компрессора, как следует из названия, — сжимать воздух или любую жидкость, чтобы уменьшить ее объем.Компрессор — это многофункциональное устройство, которое находит множество применений на корабле. Некоторые из основных типов компрессоров, используемых на судах, — это главный воздушный компрессор, палубный воздушный компрессор, компрессор кондиционера и холодильный компрессор. В этой статье мы узнаем о воздушных компрессорах и их типах.

    Применение воздушных компрессоров

    Воздушный компрессор — это устройство с широким применением практически во всех отраслях промышленности и бытовых нужд. В морской отрасли воздушные компрессоры также используются в основном оборудовании или питающем оборудовании различных систем.Их можно использовать в ряде процессов, начиная от небольшого процесса очистки фильтров и заканчивая более крупными и важными задачами, такими как запуск основных и вспомогательных двигателей.

    Воздушный компрессор

    производит сжатый воздух за счет уменьшения объема воздуха и, в свою очередь, увеличения его давления. Различные типы воздушных компрессоров используются в зависимости от использования.

    Говоря более техническим языком, воздушный компрессор можно определить как механическое устройство, в котором электрическая или механическая энергия преобразуется в энергию давления в виде сжатого воздуха.

    Воздушный компрессор работает по принципу термодинамики. Согласно уравнению идеального газа без разности температур с увеличением давления газа его объем уменьшается. Воздушный компрессор работает по тому же принципу, по которому он производит сжатый воздух, за счет уменьшения объема воздуха это уменьшение объема приводит к увеличению давления воздуха без какой-либо разницы температур.

    Типы воздушных компрессоров

    Общая классификация:

    Воздушный компрессор на судах можно разделить на два разных типа, а именно:

    Главный воздушный компрессор: Эти воздушные компрессоры представляют собой компрессоры высокого давления с минимальным значением давления 30 бар и используются для запуска главного двигателя.

    Сервисный воздушный компрессор: Сжимает воздух до низкого давления всего 7 бар и позже используется в служебных и контрольных авиалиниях.

    Классификация компрессоров по конструкции и принципу работы:

    В основном существует четыре типа компрессоров:

    1. Центробежный компрессор
    2. Пластинчатый компрессор
    3. Винтовой компрессор
    4. Поршневой воздушный компрессор

    Однако на судах широко используется поршневой воздушный компрессор.Поршневой воздушный компрессор состоит из поршня, шатуна, коленчатого вала, поршневого пальца, всасывающего и нагнетательного клапанов.

    Поршень подсоединен к нижней и верхней сторонам линии всасывания и линии нагнетания. Коленчатый вал вращается, который, в свою очередь, вращает поршень. Поршень, движущийся вниз, уменьшает давление в главном цилиндре, разница давлений открывает всасывающий клапан.

    Поршень опускается вращающимся коленчатым валом, и в цилиндр наполняется воздух низкого давления.Теперь поршень совершает возвратно-поступательное движение вверх, и это движение вверх начинает повышать давление и закрывает всасывающий клапан.

    Когда воздух нагнетается до определенного значения, выпускной клапан открывается, и сжатый воздух начинает проходить через нагнетательную линию и накапливается в воздушном баллоне.

    Этот сжатый воздух в воздушном баллоне можно использовать для запуска как основного, так и вспомогательных двигателей в дальнейшем. На судне может быть поршневой воздушный компрессор одностороннего и двустороннего действия.

    Классификация на основе использования

    Обычно воздушные компрессоры на борту судов:

    • главный воздушный компрессор
    • дозаправка компрессора
    • палубный воздушный компрессор
    • Аварийный воздушный компрессор
    • Главный воздушный компрессор

    Главный воздушный компрессор: Используется для подачи воздуха под высоким давлением для запуска основных и вспомогательных двигателей. Воздушный компрессор имеет баллон для хранения воздуха, в котором хранится сжатый воздух.Имеются главные воздушные компрессоры разной мощности, но этой мощности должно быть достаточно для запуска главного двигателя. Минимальное давление воздуха, необходимое для запуска главного двигателя, составляет 30 бар. Предусмотрен клапан давления, который снижает давление и подает контролируемый воздух из баллона с воздухом для хранения. Воздушный фильтр управления контролирует как входной, так и выходной воздух в воздушный баллон.

    Заправочный компрессор: Этот тип компрессора используется для устранения любых утечек в системе.Это означает, что если в системе наблюдается какая-либо утечка, компрессор наддувочного воздуха покрывает утечку, беря на себя инициативу. При утечке в системе давление воздуха падает ниже необходимого уровня, который можно восполнить до заданного уровня путем дозаправки компрессора подачей сжатого воздуха.

    Палубный воздушный компрессор: Палубный воздушный компрессор используется для использования на палубе и в качестве рабочего воздушного компрессора и может иметь для него отдельный баллон с рабочим воздухом. Это компрессоры с низким давлением производительности, поскольку давление, необходимое для рабочего воздуха, находится в диапазоне от 6 до 8 бар.

    Аварийный воздушный компрессор: Аварийный воздушный компрессор используется для запуска вспомогательного двигателя в аварийной ситуации или при выходе из строя основного воздушного компрессора для заполнения основного воздушного ресивера. Этот тип компрессора может быть с приводом от двигателя или двигателем. Если двигатель приводится в действие, он должен питаться от аварийного источника питания.

    Эффективность воздушных компрессоров

    Воздушные компрессоры могут работать эффективно, если они правильно установлены в соответствии с руководством по установке.Весь имеющийся экипаж должен быть готов к работе с воздушным компрессором в аварийной ситуации, поскольку он является основной частью почти всех важных систем машин на корабле. Эффективность воздушного компрессора можно повысить, используя следующие методы и установки.

    Бар давления: Бар давления или манометр должны быть установлены во всех компрессорах, чтобы гарантировать давление воздуха и выпуск воздуха при указанном давлении. Без этого устройства, если воздух находится под давлением ниже требуемого значения, он не может привести в движение или запустить систему, в которой он используется.

    Защитные устройства: Это устройства, используемые для снижения потерь энергии от воздушного компрессора и повышения эффективности. Устройства безопасности автоматически перекрывают входной и выходной воздух при достижении достаточного сжатия и защищают устройство от избыточного давления.

    Основные компоненты воздушного компрессора

    Некоторые из важных компонентов воздушного компрессора, которые являются общими для всех доступных типов компрессоров, описаны ниже:

    1. Электричество или источник питания: Это ключевой компонент любого типа компрессора, необходимый для работы компрессора.Источник питания или электродвигатель используются для эффективной работы компрессора с постоянной скоростью без колебаний.
    2. Охлаждающая вода: Охлаждающая вода используется для охлаждения компрессора между различными ступенями.
    3. Смазочное масло: Смазочное масло необходимо для смазки всех подвижных частей компрессора. Эта смазка уменьшает трение в частях компрессора и, таким образом, увеличивает срок службы компрессора за счет уменьшения износа компонентов компрессора.
    4. Воздух: Это компонент, без которого невозможно представить воздушный компрессор. Окружающий нас воздух находится под низким давлением и служит входом в компрессор.
    5. Всасывающий клапан: Всасывающий клапан снабжен всасывающим фильтром, через него поступает воздух, который должен быть сжат в основном отсеке компрессора.
    6. Выпускной клапан: Этот клапан направляет выходящий воздух в требуемое место или в резервуар для хранения или баллон с воздухом для хранения.

     

    Работа воздушного компрессора

    Воздушный компрессор состоит из воздушного баллона, который может хранить сжатый воздух под заданным давлением. Компрессор сжимает воздух и хранит этот сжатый воздух в воздушном баллоне. Когда этот сжатый воздух впрыскивается в двигатель через пневматический пистолет или любое другое оборудование, он толкает винт и запускает двигатель.

    Использование воздушного компрессора на корабле

    На борту корабля сжатый воздух используется для нескольких целей.В зависимости от применения различные воздушные компрессоры предназначены для конкретного использования.

    • Воздушный компрессор используется для подачи пускового воздуха к различным машинам и главному двигателю.
    • Другие системы, кроме основного двигателя, также требуют сжатого воздуха. Эти системы являются регулирующими клапанами. Регуляторы дроссельной заслонки и другие системы контроля, работающие на сжатом воздухе.
    • Этот сжатый воздух также управляет многими операциями вспомогательного двигателя.
    • В пневматических инструментах, таких как устройства для очистки, требуется сжатый воздух, чтобы устройства работали и эффективно выполняли свои функции.
    • В судовых свистках также используется сжатый воздух, и туманные сирены работают на сжатом воздухе.
    • Гидравлический домкрат на корабле также использует сжатый воздух для выполнения подъемных операций.
    • Многоразовые котлы; хладагенты и теплообменники на корабле запускаются с помощью сжатого воздуха.
    • Иногда для раскачки гребных винтов системы маневрирования корабля используется сжатый воздух.

    В двух словах, компрессор — это механическое устройство, работающее на принципах термодинамики, которое уменьшает объем воздуха и увеличивает давление воздуха.

    Этот воздух под высоким давлением при впрыскивании для запуска главного двигателя или вспомогательных устройств, таких как теплообменник; котлы; и т.д.

    Наиболее распространенным типом компрессоров, используемых в морской промышленности, являются поршневые воздушные компрессоры двойного действия. На корабле предусмотрено несколько компрессоров для разных целей. Они могут запускать главные и вспомогательные двигатели.

    Иногда гребной винт корабля работает на сжатом воздухе, что увеличивает применение воздушного компрессора в морской промышленности.

    Воздушные компрессоры никогда не могут быть упущены с корабля, поскольку они имеют широкое применение на борту, от небольших задач по очистке фильтров до критического процесса запуска двигателя и даже приведения корабля в движение.

    Вам также может быть интересно прочитать – Линии сжатого воздуха на судах – Общий обзор

    Отказ от ответственности:  Мнения авторов, выраженные в этой статье, не обязательно отражают точку зрения Marine Insight. Данные и диаграммы, если они используются в статье, были получены из доступной информации и не были подтверждены каким-либо установленным законом органом.

  • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.

    *