Компрессор назначение принцип действия

Компрессор — это. Виды компрессоров, назначение, устройство и принцип работы

Новый этап развития в строительстве и производственной сфере переживает компрессорное оборудование. Современная генерация агрегатов данного типа характеризуется высокой мощностью, большими объемами подачи сжатого воздуха и долговечностью. Также наблюдается и процесс активного внедрения компрессоров в бытовую сферу. Рядовому домашнему пользователю сжатый воздух может помочь в работе с краскопультом и строительным инструментом, требуя минимальных усилий. В то же время компрессор бытовой имеет небольшие размеры и не требует особого внимания в процессе технического обслуживания. Но в любом случае для правильного выбора такого помощника необходимо подробнее разобраться с его устройством и рабочими параметрами.

Что такое компрессор?

Под компрессорными установками понимается широкий спектр агрегатов, нагнетающих сжатый воздух. В некотором смысле это генераторы воздушных потоков, которые используются как усилие для выполнения определенных рабочих действий. К примеру, сжатый воздух является рабочей средой для пневматических строительных инструментов. Станция направляет его к оборудованию, в результате чего выполняется конечная функция. В техническом отношении компрессор – это сложная машина, построенная на механической рабочей группе. В процессе работы оператор должен учитывать параметры состояния установки, в некоторых случаях регулируя давление подачи воздуха. Также существуют модели, которые в постоянном режиме работают без участия пользователя – ими управляет автоматика. Обычно это производственные компрессоры, которые входят в конвейерные линии обработки разных материалов.

Конструкция агрегата

Устройство компрессоров определяется типом конструкции. Наиболее распространены поршневые воздушные модели. Они могут быть масляными и безмасляными. В обоих случаях непосредственную выработку сжатого воздуха обеспечивает поршень за счет возвратно-поступательных движений. Но и сама поршневая группа нуждается в энергетической поддержке. Функцию привода могут выполнять двигатели разных типов. В частности, компрессор электрический работает на электромоторе. Такие станции выгодны своей бесшумностью, но они же зависимы от сети, что не всегда допустимо при организации рабочего процесса. Существуют и другие варианты энергоснабжения, которые будут рассмотрены отдельно. В обязательный состав практически всех компрессоров входит и емкость с воздухом. Это ресивер, от объема которого напрямую зависит производительность компрессорной установки.

Принцип работы

В поршневых агрегатах работа осуществляется за счет возвратно-поступательного действия в цилиндре. В целях обеспечения максимального эффекта компрессии небольшой промежуток от наружной поверхности поршня до внутренней стены цилиндра уплотняют демпфирующими кольцами. Циркуляция принимаемых и выпускаемых воздушных масс происходит в цилиндре между клапанами. Действие поршня реализуется за счет работы шатуна, работающего от кривошипного механизма, который активизируется двигателем. Но также распространен и винтовой компрессор. Устройство и принцип работы данного агрегата можно описать через группу валов, которые вращаются друг другу навстречу. Получается эффект динамической машины. На разных этапах рабочего цикла нарезы и кромки валов могут формировать замкнутое или открытое пространство, управляя, таким образом, потоками воздуха. В обоих механизмах могут использоваться средства для смазки – это касается масляных моделей. Техническая жидкость обволакивает механические элементы, оберегая их от разрушающего воздействия трения. Для винтовых и для поршневых механизмов применяются разные типы масел, в основном отличающиеся тепловой стойкостью.

Характеристики компрессоров

В выборе опытные пользователи компрессорного оборудования учитывают такие параметры, как давление, мощность с производительностью и объем ресивера. Давление в данном случае измеряется в Барах – единица, которая соответствует одному атмосферу. Обычно компрессоры располагают давлением на уровне 10 Бар и это довольно существенная величина, поэтому важно учитывать, что этот же параметр у обслуживаемого инструмента должен быть ниже. Мощность определяет, насколько интенсивным будет вращение тех же винтов, роторов или поршня – соответственно, обусловит и уровень производительности. Силовой потенциал в среднем составляет 1,5-2 кВт. При таких значениях производительность соответствует примерно 150-200 л/мин. Максимально современный компрессорный агрегат способен обеспечивать порядка 500 л/мин. В случае с мощностью, и в расчетах производительности должен быть остаток в 15-20% на случай перегрузок. Емкость ресивера может составлять и 10-20 л в случае с бытовым компрессором, и 500-700 л, если речь идет о промышленном агрегате.

Разновидности поршневых моделей

Принципиальным отличием между разными поршневыми моделями можно назвать потребность в смазке. Масляный компрессор – это агрегат, который требует регулярного и обильного снабжения техническими жидкостями, минимизирующими эффект трения. Своего рода антифрикционная добавка, увеличивающая срок службы элементов.

Безмасляные модели выигрывают за счет небольших размеров и возможности подачи чистого воздуха. Но нельзя сказать, что механизмы таких компрессоров полностью избавляются от смазки. Она присутствует, но распространяется по другим каналам, не контактируя с ресивером, в котором циркулирует воздух. Более того, снабжение маслом обеспечивается в автоматическом режиме специальными раздатчиками. И масляные, и безмасляные виды компрессоров находят свое место в разных сферах. Для понимания практической разницы между двумя устройствами можно сказать, что первые лучше работают в условиях интенсивного производства, а вторые скорее годятся для обслуживания малогабаритного пневматического инструмента.

Разновидности приводных систем

Тип привода в данном случае – это разновидность двигателя, благодаря которому механическая начинка выполняет свою функцию генерации воздуха. Уже говорилось, что существует электрический компрессор, который выигрывает у конкурентных моделей за счет тихой работы, но его подключение к сети накладывает определенные ограничения. К плюсам таких агрегатов относят также экологическую чистоту и скромные размеры.

Если же требуется высокая производительность, то отдавать предпочтение стоит компрессорам на жидком топливе. Как правило, это наиболее мощные генераторы сжатого воздуха, которые можно использовать на производствах. Промышленные виды компрессоров практически все формируются бензиновыми и дизельными станциями. Но, важно не забывать, что наличие традиционных ДВС увеличивает габариты компрессора и повышает ответственность техобслуживания.

Расходные материалы и аксессуары

В процессе своей работы компрессор взаимодействует с пневматическим оборудованием посредством специальных каналов, передающих сжатый воздух. Простейший бытовой компрессор комплектуется адаптерами, переходниками и фитингами, которые позволяют организовать соединение и с небольшим краскопультом, и с массивной распылительной установкой.

Также в качестве обязательного компонента выступает измерительный прибор – манометр. Он может быть стрелочным, электронным или автоматическим, и его присутствие как таковое крайне рекомендуется специалистами. Также следует не забывать, что компрессор – это машина, работающая при высоком давлении и напряжении. Причем некоторые модели вместе с воздушной струей могут распылять и абразивные частицы. Поэтому работать с такими установками желательно в специальной экипировке с очками и рукавицами.

Производители компрессоров

Крупнейшие изготовители промышленного оборудования выпускают компрессоры разных видов. Среди лидеров сегмента можно назвать Fubag, Abac, Metabo и Fini. Это передовики сегмента, предлагающие, кроме повышенных рабочих характеристик, также и эффективные защитные системы с эргономическими достоинствами конструкции. Именно фирмы Abac и Fubag предлагают высокомощный 500-литровый компрессор. Промышленный агрегат данного производства, по словам пользователей, приятно удивляет не только эксплуатационными возможностями, но и современным технологичным управлением.

Сферы применения

Простейшие задачи, которые выполняют воздушные компрессоры, охватывают весь спектр функций пневматического инструмента. Шлифмашины, гайковерты, долото, пескоструйные аппараты функционально обеспечивает компрессор. Это универсальный источник сжатого воздуха для малогабаритной пневматики как минимум.

Если говорить о более серьезных задачах, то к ним можно отнести накачку надувных изделий, покрасочные работы, а также абразивную зачистку. Опять же, за счет сжатого воздуха можно формировать довольно активную струю, способную на высокой скорости доставлять инородные частицы. Этой возможностью можно объяснить производственное назначение компрессора, благодаря которому обслуживаются станочные механизмы, распыляющие песок.

Заключение

Принцип работы компрессорного оборудования давно применяется в самых разных сферах. На данном же этапе развития в погоне за потребителем производители стремятся пересматривать и конструкции, и технико-эксплуатационные возможности таких агрегатов. В итоге появляется компрессор промышленный, в перечень задач которого входит обеспечение сложных операций гидроабразивной резки. Это мощные дизельные установки, которые внешне напоминают небольшие электростанции. С другой стороны, не теряет актуальности и малогабаритный компрессор, точечно обслуживающий малогабаритные инструменты – такие модели добавляют в функциональности, эргономике и степени автономности.

Назначение и устройство компрессоров и вентиляторов

Компрессоры и вентиляторы относятся к группе механизмов, получивших широкое распространение на всех промышленных предприятиях.

Компрессоры применяются для получения сжатого воздуха или другого газа давлением свыше Па ( ) с целью использования его энергии в приводах пневматических молотов и прессов, в пневматическом инструменте, в устройствах пневмоавтоматики и т.д. Разновидностью компрессоров являются воздуходувки, служащие для подачи воздуха или газов давлением от до Па.

По принципу действия компрессоры делятся на центробежные и поршневые. Центробежные компрессоры по конструкции подразделяют на турбинные и ротационные. В турбинном компрессоре (рис. 1, а) ротор 1 с лопастями при вращении захватывает газ из впускного трубопровода 2 и выбрасывает его в выпускной трубопровод 3. Увеличение давления происходит за счёт повышения скорости движения частиц газа и его сжатия между лопастями и корпусом компрессора при эксцентричном расположении ротора.

В ротационном компрессоре (рис. 1, б) увеличение давления осуществляется путём сжатия газа в камерах, образуемых с помощью пластин 1, которые перемещаются под действием центробежных сил в направляющих ротора 2 при его вращении и прижимаются к стенкам корпуса. Впускной вентиль 6 и выпускной вентиль 3 во время работы компрессора открыты. Для обеспечения работы компрессора при отсутствии потребления сжатого газа служит обходной трубопровод 4 с вентилем 5.

Статическая мощность на валу центробежных компрессоров изменяется пропорционально третьей степени угловой скорости (рис. 1, г) если отсутствует противодавление. Для этих механизмов характерны простота конструкции, надёжность в эксплуатации и высокая производительность. Такие компрессоры применяются для получения давлений до Па (турбинные) и Па (ротационные).

В поршневом компрессоре (рис. 1, в) при вращении кривошипного вала 1 и движения поршня 2 вниз газ засасывается через открытый впускной клапан 3. При движении поршня вверх клапан 3 закрывается, происходит сжатие воздуха, который через выпускной клапан 4 направляется к потребителям.

Поршневые компрессоры отличаются неравномерностью подачи газа. В компрессоре одинарного действия подача газа производится только при ходе поршня вверх. В компрессоре двойного действия подача газа осуществляется при ходе поршня в обе стороны. Мгновенная мощность на валу таких механизмов изменяется по синусоидальному закону в зависимости от угла поворота кривошипа (рис. 1, д). С целью сглаживания графика нагрузки на валу приводного двигателя устанавливают маховик. Для уменьшения колебаний давления у потребителя между ним и компрессором помещают ресивер (промежуточный герметичный резервуар – воздухосборник). Поршневые компрессоры имеют более сложную конструкцию чем центробежные, и применяются для получения давлений до Па при относительно небольшой производительности.

Высокие давления газа могут быть получены только в многоступенчатых компрессорах, в которых газ сжимается последовательно в нескольких цилиндрах или камерах. При сжатии газа в компрессорах выделяется большое количество тепла, которое обычно отводится с помощью проточной воды, проходящей через кожух компрессора. Благодаря охлаждению сохраняется неизменной температура сжимаемого газа и снижается мощность приводного двигателя. Угловая скорость рабочего вала компрессоров составляет у поршневых 30–75 рад/с, у ротационных 300 рад/с, у турбинных до 1200 рад/с.

Вентиляторыпредназначены для вентиляции производственных помещений, отсасывания газов, подачи воздуха или газа в камеры электропечей, в котельных и других установках. Вентиляторы создают перепад давления Па.

По конструкции вентиляторы делятся на центробежные и осевые. Они выпускаются в нескольких исполнениях в зависимости от направления выхода воздуха (вверх, вниз, горизонтально и т.д.) и направления вращения. Рабочее колесо 1 центробежного вентилятора (рис. 2, а) вращается в кожухе 2.

Воздух засасывается через боковое отверстие 4 кожуха и выбрасывается через выходной раструб 3. Осевой вентилятор (рис. 2, б) имеет рабочее колесо с несколькими лопатками 1, сходными с лопатками воздушного или гребного винта. Колесо вращается электродвигателем 2, укреплённым в корпусе 3 и создаётся тяга (поток) воздуха через раструб вентилятора.

Наибольшее распространение на промышленных предприятиях получили центробежные вентиляторы. Они имеют такую же, как и центробежные компрессоры, зависимость статической мощности на валу от скорости (рис. 1, г), называемую вентиляторной характеристикой. Момент на валу вентилятора изменяется пропорционально квадрату скорости, а производительность вентилятора пропорциональна угловой скорости в первой степени.

Ротационный компрессор: устройство и принцип работы

Содержание

Ротационные компрессоры работают по тому же принципу, что и поршневые машины, т.е. по принципу вытеснения. Основная часть энергии, передаваемой газу, сообщается при непосредственном сжатии.

Сущность действия ротационного компрессора заключается в том, что независимо от его конструктивных особенностей, всасывание газа или воздуха производится той полостью компрессора, объем которой увеличивается при вращении ротора. Засасываемый газ попадает в замкнутую камеру, объем которой, перемещаясь при вращении ротора, уменьшается. Сжатие за чет уменьшения объема приводит к увеличению давления и выталкиванию газа в нагнетательный патрубок.

Типы компрессоров

Ротационные нагнетатели, развивающие избыточное давление до 0,28 – 0,3 МПа (при атмосферном давлении на входе), называют воздуходувками, а создающие более высокое давление — компрессорами.

Ротационный компрессор и воздуходувки имеют ряд преимуществ перед поршневыми:
уравновешенный ход из-за отсутствия возвратно-поступательного движения;
возможность непосредственного соединения с электродвигателем;
равномерная подача газа;
меньший вес конструкции;
отсутствие клапанов.

Вместе с тем, по сравнению с поршневыми, ротационные компрессоры имеют более низкий механический КПД, развивают более низкое давление, требуют более высокой точности изготовления.

Наибольшее распространение в различных отраслях пищевой промышленности получили два типа ротационных машин:

Ротационно пластинчатые компрессоры – применяются для создания относительно высокого давления (0,3 – 0,4 МПа). Если установить последовательно два ротационных пластинчатых компрессора с промежуточным охлаждением воздуха, то можно обеспечить давление до 0,7 МПа и более. Одноступенчатый пластинчатый компрессор работая как вакуум-насос, может создавать вакуум до 90%, а при особой тщательности изготовления и монтажа – до 95%.

Ротационный винтовой компрессор в настоящее время в основном используется в холодильной технике. Принцип его работы схож с работой винтового насоса и состоит в следующем. Когда вращаются винты, то на стороне выхода зубьев из зацепления освобождаются так называемые впадины – полости между зубьями. Из-за создаваемого компрессором разрежения эти полости заполняются паром, поступающим из всасывающего патрубка В момент, когда на противоположном торце роторов полости полностью освобождаются от заполняющих их зубьев, объем полости всасывания достигает максимальной величины. Пройдя всасывающее окно, полости разъединяются с камерой всасывания.

По мере входа зуба ведомого ротора во впадину ведущего занимаемый газом объем уменьшается и газ сжимается. Процесс сжатия паров в парной полости продолжается до тех пор, пока уменьшающийся объем со сжатым паром не подойдет к кромке окна нагнетания.

Ротационный компрессор с двумя вращающимися поршнями используется как низконапорные воздуходувки с избыточным давлением 0,06 – 0,08 МПа. Такой компрессор, работая как вакуум насос, создает вакуум до 70%.

Устройство ротационного компрессора

Ротор компрессора 2 расположен эксцентрично в цилиндре. В роторе сделаны радиальные прорези, в которых свободно перемещаются пластины 5. Вокруг цилиндра расположена водяная рубашка 4 для охлаждения компрессора. При вращении ротора по часовой стрелке через патрубок 1 происходит всасывание, а через патрубок 6 – нагнетание газа.

Благодаря эксцентричному расположению ротора при его вращении образуется серповидное пространство, разделенное пластинами на отдельные камеры. Пластины выходят из пазов ротора вследствие действия центробежной силы и прижимаются к стенкам цилиндра.

Ротационный компрессор принцип работы

Так как крышки компрессора примыкают к торцевым поверхностям ротора с малым зазором, отдельные камеры, на которые делится серповидное пространство, оказываются изолированными, увеличивающимися до некоторого объема 3, а затем уменьшающимися.

Вследствие того, что объем газа в камерах левой части серповидного пространства увеличивается, всасывание происходит через патрубок 1, а нагнетание через патрубок 6, так как при дальнейшем перемещении ротора происходит уменьшение объема газа в камерах и его выталкивание.

Для уменьшения трения центробежная сила пластин воспринимается двумя разгрузочными кольцами 2, которые охватывают пластины и свободно вращаются в цилиндре. В зазор между внешней поверхностью разгрузочных колец и внутренней поверхностью выточек в цилиндре через отверстия подается масло. Число пластин в таких компрессорах обычно бывает не менее двадцати, чтобы уменьшить перепад давления между камерами и этим ослабить перетекание газа и увеличить объемный КПД.

Для предотвращения чрезмерного износа цилиндра и пластин, окружная скорость на внешней кромке пластин должна быть не больше 10 – 12 м/с. Для обеспечения плотного прилегания пластин к внутренней поверхности цилиндра необходимо, чтобы минимальная окружная скорость была в пределах 7-7,5 м/с. Поэтому изменение частоты вращения ротационных компрессоров допустимо только в определенных пределах.

Воздуходувки

В качестве воздуходувок чаще всего применяется ротационный компрессор с двумя вращающимися поршнями.

Такие компрессоры могут применяться и как вакуум насосы, например во всасывающих системах пневмотранспорта зерна и солода на пивоваренных и спиртовых заводах.

Конструкция такого компрессора состоит из корпуса 3, в котором вращаются в противоположных направлениях два поршня 4, профилированных в виде восьмерок с циклоидальным зацеплением. Привод осуществляется с помощью зубчатой передачи.

В процессе вращения поршни непрерывно соприкасаются, разделяя объем корпуса на отдельные камеры. Воздух всасывается через патрубок 5, а затем при повороте роторов он попадает в замкнутую камеру 1 (заштрихованную на рисунке) и, не меняя объема, перемещается к нагнетательному патрубку 2, через который выталкивается в нагнетательный трубопровод или наружу.

Следовательно, сжатие происходит только в самом конце цикла в момент сообщения замкнутой камеры с воздухом в нагнетательном патрубке воздуходувки.

Недостатками ротационных компрессоров с двумя вращающимися поршнями считают существенное уменьшение объемного КПД при малейшем увеличении зазоров, а так же сильный шум, который создают воздуходувки во время работы.

Видеоматериалы

Ротационный компрессоры бывают нескольких типов – это ротационной винтовой тип компрессора, ротационный пластинчатый тип компрессора и воздуходувки.

Оборудования этого вида относится к объемному типу компрессоров и осуществляет работу по нагнетанию воздуха за счет сжатия вещества с помощью вращающегося ротора.

Компрессор. Виды и устройство. Работа и применение. Как выбрать

Компрессор – оборудование, которое служит для сжатия воздуха и подачи его для дальнейшего использования. Такая техника используется практически во всех отраслях промышленности и народного хозяйства. Появление компактных и мобильных устройств, позволило применять их в быту, и сейчас такой агрегат есть в хозяйстве у большинства домашних мастеров.

Виды компрессоров

Существует классификация такого оборудования по нескольким признакам.

По типу рабочей среды они могут быть:

• Воздушные. Самый распространенный вид. Такое оборудование сжимает воздух, после чего он применяется для разных целей, например для работы пневмоинстурмента и другого оборудования.

• Газовые. В этом случае, агрегаты используются для сжатия газов и их смесей, чаще всего они применяются для сжатия водорода и кислорода.

• Циркуляционные. С их помощью воздух или газ сжимаются, после чего циркулируют по замкнутому контуру.

• Аппараты многослужебного типа. Они способны одновременно сжимать несколько видов газов.
• Многоцелевые. Используются для сжатия газов по переменной схеме.

По типу конструкции:

• Поршневые. Это самая старая модификация, но она до сих пор является популярной и востребованной. Такое оборудование имеет двигатель внутреннего сгорания, в котором есть поршневая группа, и сжатие воздуха выполняется поршнем. Компрессор может приводиться в действие и при помощи электродвигателя. Самыми доступными являются аппараты небольшой мощности с одним поршнем.

• Мембранные. Они похожи на предыдущий тип, но здесь рабочим элементом является поршневая мембрана. Во время работы агрегата она колеблется и нагнетает воздух. Мембраны делают многослойными, чтобы увеличить их срок службы. Хотя такие приборы имеют производительность меньше, чем поршневые, но на выходе получается воздух без примесей.

• Роторно-винтовые. В таких конструкциях нет клапанов, поэтому винт имеет максимальные обороты. Чтобы обеспечить необходимое давление, рабочая камера должна быть большой. Мощность таких приборов может быть от 4 до 250 кВт, и они создают давление от 5 до 13 бар.

• Роторно-пластинчатые. Они имеют прямой приводной механизм, поэтому у них высокая производительность, надежность и большой срок службы. Ротор вращается со сравнительно небольшой частотой, поэтому мощность таких агрегатов в пределах 1-75 кВт, и они могут создавать давление до 10 бар.

Особенности устройства

Самым распространенным является поршневой компрессор:

Винтовые агрегаты имеют немного другое устройство:

• Основным рабочим элементом является винтовая пара.
• Всасывающий клапан.
• Фильтр.
• Электромотор.

Для того чтобы оборудование меньше нагревалось во время работы, на любых его типах дополнительно устанавливаются охлаждающие радиаторы. Для накопления сжатого воздуха, могут быть встроенные ресиверы или они устанавливаются отдельно.

Принцип действия

Независимо от типа конструкции, любой компрессор имеет одинаковый принцип действия: воздух засасывается в рабочую камеру, где он сжимается до определенного давления, после чего открывается выпускной клапан и сжатый воздух подается напрямую к потребителю или накапливается в ресивере.

В зависимости от типа устройства компрессора, воздух может нагнетаться поршнем, мембраной или винтовой парой. Лопастные приборы будут подавать сжимаемый воздух в непрерывном режиме, так как увеличивают скорость потока за счет вращения лопастей. В объемных агрегатах воздух подается в пульсирующем режиме. Есть большой выбор видов, поэтому всегда можно подобрать тот, который соответствует предъявляемым требованиям.

Область применения

Сжатый воздух необходим для многих технологических процессов, поэтому такое оборудование используется на разных предприятиях. В зависимости от того, для чего используется воздух, к его качеству предъявляются разные требования. Приборы, применяемые в медицине, электронной промышленности, должны подавать воздух без примесей.

Области применения компрессоров:

• Нефтехимическое производство, часто наличие примесей в сжатом воздухе может быть опасным, поэтому к его качеству высокие требования.
• Пищевая промышленность.
• Медицина.
• Строительство.
• Металлургия.
• Машиностроение.
• Сельское хозяйство.

Широкое применение такое оборудование нашло и в быту:

• Для накачивания шин автомобиля, мячей, матрасов, лодок, бассейнов и т.д.
• Подключив продувочный пистолет, можно убрать в машине, очистить двигатель или радиатор.
• При помощи моющего пистолета, можно мыть не только автомобиль, но и любые другие предметы.
• Во время ремонта, с помощью краскопульта можно красить, белить.
• Для работы пневмоинструментов: отбойный молоток, шуруповерт, дрель, гвоздезабивной пистолет, пневмопила.
• С помощью специальной насадки, можно прочищать канализационные, водосточные трубы.
• На даче пневматическими ножницами можно легко стричь кусты и обрезать деревья.

Как выбрать компрессор

Несмотря на большое разнообразие моделей компрессоров, при совершении выбора, нужно обращать внимание на:

• Давление воздуха, оно может указываться в барах или атмосферах, для бытового использования достаточно 4-12 атмосфер.
• Производительность, этот параметр измеряют в литрах за минуту, для использования в быту достаточно 350 л/мин.
• Мощность силовой установки, этот показатель характеризует мощность двигателя, для бытовой техники достаточно его показателей в пределах 0,8-2,5 кВт.
• Вес и габариты, в зависимости от мощности, производительности и размеров, такие устройства могут иметь вес от нескольких килограмм, до нескольких сотен килограмм, чем больше агрегат, тем он менее мобильный.
• Объем ресивера, бак для накопления сжатого воздуха у бытовых приборов обычно не превышает 50 литров, а у профессиональных, он оставляет 100 и более литров.

Чем больше будет размер и объем ресивера, тем стабильнее будет давление воздуха на выходе, особенно это касается поршневых аппаратов, так как они работают в пульсирующем режиме. Выбирая компрессор, надо покупать тот, мощность и производительность которого будет минимум на 30% больше, чем требуется для выполнения работ.

Плюсы и минусы

Так как существует два основных типа компрессоров: винтовые и поршневые, рассмотрим преимущества и недостатки каждого вида.

Плюсы поршневых приборов:

• Удобны для кратковременной подачи сжатого воздуха.
• Могут работать в сложных условиях, поэтому используются в таких загрязненных помещениях как угольные, фасовочные склады, места помола зерна и другие сферы.
• Эффективно используется при необходимости сжатия агрессивных газов.
• Является оптимальным вариантом, когда надо производительность не более 200 л/мин.
• В промышленности его выгоднее использовать, чем винтовые аналоги.
• Доступная стоимость.

Недостатки таких устройств:

• Высокие энергозатраты.
• Необходимо часто проводить техническое обслуживание, обычно это делают не реже, чем через 500 часов работы.
• Во время работы создается много шума и вибрация.

Винтовые устройства являются более современным оборудованием, среди их преимуществ надо отметить следующие:

• Низкий уровень шума и вибрации.
• Сравнительно небольшой вес и размеры.
• Мобильность.
• Получается более чистый воздух.
• Могут работать в непрерывном режиме длительное время.
• Небольшое энергопотребление.
• Есть возможность плавно регулировать производительность.

Имеет винтовой компрессор и некоторые недостатки:

• Более сложное устройство.
• Высокая стоимость.

Интересные факты

• В документации к отечественному и зарубежному оборудованию, часто производительность указывается по-разному. В зарубежных моделях указывают объем забираемого воздуха, а он на 30% больше, чем на выходе. Приобретая зарубежные аппараты, надо добавлять эту величину, чтобы получить необходимую производительность.
• Если оборудование должно работать длительный период времени, то лучше покупать винтовые устройства, но включать и выключать их часто нельзя. Для кратковременной подачи сжатого воздуха, лучше установить поршневые компрессорные агрегаты.
• Учитывайте, к какой сети будет подключаться прибор: одно- или трехфазной и в соответствии с этим, делайте его выбор.
• Для автосервиса или мебельного производства, лучше приобретать поршневые аппараты с ременной передачей, хотя они и более шумные, но имеют больший срок службы и высокую надежность.

Компрессор является таким оборудованием, которое используется в самых различных промышленных сферах и в народном хозяйстве.

Устройство компрессора холодильника

Работа бытового и промышленного холодильного оборудования напрямую зависит от циркуляции хладагента, отвечает за этот процесс компрессорная установка. По сути, это самый важный элемент конструкции, без которого домашний холодильник заинтересует только приемщиков вторсырья. Чтобы произвести ремонт этого устройства или произвести замену, важно понимать принцип его работы. В данной публикации мы расскажем о внутреннем устройстве различных компрессоров бытовых холодильников и их особенностях.

Кратко о типах оборудования

По принципу работы данное оборудование можно разделить на четыре вида:

• Пароэжекторное, в качестве хладагента выступает, как правило, вода. Применяется в различных промышленных техпроцессах.
• Абсорбционное, для работы использует не электрическую, а тепловую энергию.
• Термоэлектрическое, на элементах Пельтье, широкое применение остается под вопросом ввиду низкого КПД (подробную информацию об этих устройствах можно найти на нашем сайте).
• Компрессорное.

Именно последний вид оборудования широко используется в бытовых и промышленных агрегатах.

Компрессор для холодильника: принцип работы

Чтобы понять назначения данного аппарата, следует рассмотреть схему работы оборудования. Упрощенный вариант, где указаны только основные элементы конструкции, приведен ниже.

Рис. 1. Принцип работы холодильной установки

Обозначения:

• А – Испарительный радиатор, как правило, изготовлен из медных трубок и расположен внутри камеры.
• B – Компрессорный аппарат.
• С – Конденсатор, представляет собой радиаторную сборку, расположенную на тыльной стороне установки.
• D – Капиллярная трубка, служит для выравнивания давления.

Теперь рассмотрим, алгоритм работы системы:

1. При помощи компрессора (В на рис. 1), пары хладагента (как правило, это фреон) нагнетаются в радиатор конденсатора (С). Под давлением происходит их конденсация, то есть фреон меняет свое агрегатное состояние, переходя из пара в жидкость. Выделяемое при этом тепло радиаторная решетка рассеивает в окружающий воздух. Если обратили внимание, тыльная часть работающей установки ощутимо горячая.
2. Покинув конденсатор, жидкий хладагент поступает в выравниватель давления (капиллярная трубка D). По мере продвижения через данный узел давление фреона снижается.
3. Жидкий хладагент, теперь уже под низким давлением, поступает в испарительный радиатор (А), под воздействием тепла которого, он опять меняет агрегатное состояние. То есть становиться паром. В процессе этого происходит охлаждение испарительного радиатора, что в свою очередь привод к понижению температуры в камере.

Далее идет повторение цикла, до установления в камере необходимой температуры, после чего датчик подает сигнал на реле для отключения электроустановки. Как только происходит повышение температуры выше определенного порога, аппарат включается и установка работает по описанному циклу.

Исходя из вышеописанного, можно заключить, что данное устройство представляет собой насос, обеспечивающий циркуляцию хладагента в системе охлаждения.

Классификация компрессоров в холодильном оборудовании

Несмотря на общий принцип работы, конструкция механизмов может существенно отличатся. Классификация производится по принципу действия на три подтипа:

1. Динамический. В таких устройствах циркуляция хладагента производится под воздействием вентилятора. В зависимости от конструкции последнего их принято разделять на осевые и центробежные. Первые устанавливаются внутрь системы, и в процессе работы нагнетают давление. Их принцип работы такой же, как у обычного вентилятора. Осевой компрессор

У вторых более высокий КПД за счет роста кинетической энергии, под воздействием центробежной силы.

Центробежный компрессор в разрезе

Основной недостаток таких систем – деформация лопастей вследствие эффекта кручения, возникающего под воздействием крутящего момента. Динамические установки не применяются в бытовом оборудовании, поэтому для нас они не представляет интереса.

1. Объемный. В таких устройствах эффект сжатия производится при помощи механического приспособления, приводящегося в действие двигателем (электромотором). Эффективность данного типа оборудования значительно выше, чем у винтовых агрегатов. Широко применялся до появления недорогих роторных аппаратов.
2. Роторный. Этот подвид отличается долговечностью и надежностью, в современных бытовых агрегатах устанавливается именно такая конструкция.

Учитывая, что в бытовых устройствах используются два последних подвида, имеет смысл рассмотреть их устройство более подробно.

Устройство поршневого компрессора холодильника

Данный аппарат представляет собой электрический мотор, у которого вертикальный вал, конструкция размещается в герметизированном металлическом кожухе.

Внешний вид поршневого компрессора со снятым верхним кожухом

При включении питания пусковым реле мотор приводит в движение коленчатый вал, благодаря чему закрепленный на нем поршень начинает совершать возвратно-поступательное движение. В результате этого происходит откачка паров фреона из испарительного радиатора (А на рис. 1) и нагнетание хладагента в конденсатор. Данному процессу способствует система клапанов, открывающаяся и закрывающаяся при смене давления. Основные элементы поршневой конструкции представлены ниже.

Конструкция поршневого компрессора в виде схемы

Обозначения:

1. Нижняя часть металлического кожуха.
2. Крепление статора электромотора.
3. Статор двигателя.
4. Корпус внутреннего электромотора.
5. Крепеж цилиндра.
6. Крышка цилиндра.
7. Плита крепления клапана.
8. Корпус цилиндра.
9. Поршневой элемент.
10. Вал с кривошипной шейкой.
11. Кулиса.
12. Ползунок кулисного механизма.
13. Завитая в спираль медная трубка для нагнетания хладагента.
14. Верхняя часть герметичного кожуха.
15. Вал.
16. Крепление подвески.
17. Пружина.
18. Кронштейн подвески.
19. Подшипники, установленные на вал.
20. Якорь электродвигателя.

В зависимости от конструкции поршневой системы данные устройства делятся на два типа:

1. Кривошипно-шатунные. Используются для охлаждения камер большого объема, поскольку выдерживают значительную нагрузку.
2. Кривошипно-кулисные. Применяются в двухкамерных холодильниках, где практикуется совместная работа двух установок (для морозильника и основной емкости).

В более поздних моделях поршень приводится в действие не электродвигателем, а катушкой. Такой вариант реализации более надежен, за счет отсутствия механической передачи, и экономичен, поскольку потребляет меньше электроэнергии.

Обратим внимание, что поршневые аппараты не подлежат ремонту в бытовых условиях, поскольку их разборка приводит к потере герметичности. Теоретически ее можно восстановить, но для этого необходимо специализированное оборудование. Поэтому при выходе аппаратов из строя, как правило, производится их замена.

Устройство роторных механизмов

Если быть точным, то такие устройства необходимо называть двухроторными, поскольку необходимое давление создается благодаря двум роторам со встречным вращением.

Внешний вид двухшнекового (ротационного) компрессора

Внутри компрессора фреон, попадая в сжимающийся «карман» выталкивается в отверстие небольшого диаметра, чем создается необходимое давление. Несмотря на относительно небольшую скорость вращения роторов, создается необходимый коэффициент сжатия. Отличительные особенности: небольшая мощность, низкий уровень шума. Основные элементы конструкции механизма представлены ниже.

Конструкция линейного роторного компрессора в виде схемы

Обозначения:

1. Отводной патрубок.
2. Отделитель масла.
3. Герметичный кожух.
4. Фиксируемый на кожухе статор.
5. Обозначение внутреннего диаметра кожуха.
6. Обозначение диаметра якоря.
7. Якорь.
8. Вал.
9. Втулка.
10. Лопасти.
11. Подшипник на валу якоря.
12. Крышка статора.
13. Вводная трубка с клапаном.
14. Камера-аккумулятор.

Устройство инверторного компрессора холодильника

По сути, это не отдельный вид, а особенность работы. Как уже рассматривалось выше, мотор установки отключается при достижении пороговой температуры. Когда она поднимается выше установленного предела, производится подключение двигателя на полной мощности. Такой режим запуска приводит к снижению ресурса электромеханизма.

Возможность избавиться от такого недостатка появилась с внедрением инверторных установок. В таких системах двигатель постоянно находится во включенном состоянии, но при достижении нужной температуры снижается его скорость вращения. В результате хладагент продолжает циркулировать в системе, но значительно медленней. Этого вполне достаточно для поддержки температуры на заданном уровне. При таком режиме работы продлевается срок службы и меньше потребляется электроэнергии. Что касается остальных характеристик, то они остаются неизменными.

Все особенности воздушных компрессоров

В наш век высоких технологий трудно удивить человека чем-то необычным. В повседневной жизни на помощь потребителю пришли такие бытовые приборы, как стиральная машина, пылесос, кондиционер и многие другие. На фоне перечисленных агрегатов довольно скромное место занимает воздушный компрессор, но значение его нельзя недооценивать. Как автономная техническая единица или в составе сложного оборудования этот аппарат просто незаменим. Все его особенности – в материале далее.

Воздушный компрессор – определение и предназначение

Воздушный компрессор ─ агрегат для производства сжатого воздуха, широко применяемого в строительстве, во многих областях промышленности, медицине. Особое место занимает этот аппарат в угольной, горнодобывающей и нефтегазовой сферах. Преобразование электрической энергии в энергию сжатого воздуха даёт колоссальный эффект и делает производственные процессы более безопасными.

Кроме того, компрессор – основная движущая сила пневматического инструмента, который существенно облегчает людям решение бытовых задач, например, во время ремонта. Так, пневматическим молотком легко и быстро можно пробить штробы для электрической проводки, отрезной машинкой — удалить старый кафель. Широкое применение получили гвоздезабивные и скобозабивные пистолеты, которые могут помочь в работе и профессиональным мастерам, и любителям.

На заметку! Без пневмоинструмента не обойтись автолюбителям и слесарям. При помощи компрессора продувают узлы, накачивают шины, делают покраску, откручивают гайки, поднимают машину. Используя моющий пистолет, компрессор воздуха можно превратить в мини-мойку.

В домашних условиях воздушный агрегат поможет совершать такие действия, как сверление, шлифование, продувание засорившихся труб. В загородном доме или на даче компрессор становится универсальным инструментом, который можно использовать в пневмоножницах для стрижки кустов, в распылителе для полива, в краскопульте и т.д. Народные умельцы умудряются делать такие аппараты своими руками, используя компрессор от старого холодильника. Для этого они одну трубку присоединяют к ресиверу, а на другой устанавливают фильтр. Получившийся компрессор можно применять для аквариума, продува деталей, а также как автомобильный насос. Схема этой самоделки очень проста.

Устройство и принцип действия компрессорного оборудования разных типов

По принципу действия воздушные компрессоры делятся в основном на три вида: поршневые, роторные и мембранные. Они различаются способом сжатия рабочего газообразного вещества до необходимого давления. Поэтому конструктивное исполнение и принцип действия у всех трех разновидностей отличается.

Поршневые аппараты

Поршневые компрессоры широко используются и на промышленных предприятиях, и в быту. Они отличаются от других видов несложным устройством и простым принципом действия. Главными конструктивными элементами этих агрегатов является цилиндр и поршень внутри него. Принцип работы заключается в движениях поршня: при поступательном ходе воздух всасывается в цилиндр, при возвратном — сжимается. Таким образом повышается давление. При этом направление движения воздушного потока задается и ограничивается: всасывающим клапаном на входе, а нагнетательным на выходе, откуда подаётся сжатый воздух в магистраль.

На заметку! Поршневые агрегаты по сравнению с компрессорами другого принципа действия обходятся дешевле.

Роторные аппараты

В промышленности наибольшее применение получил компрессор роторного типа, имеющий отменные технические данные. Его отличия заключаются в винтовом блоке, куда входят два ротора: ведомый и ведущий. Во время работы воздух через фильтры и клапан проходит в винтовой блок, где смешивается с маслом во избежание появления пузырей. Полученная смесь нагнетается в пневматическую систему. Затем в сепараторе воздух очищается и через радиатор идёт в ресивер или на пневмоинструмент.

Мембранные аппараты

Мембранное компрессорное оборудование используется в тех отраслях, где требуется воздух или газ без масел и другого рода примесей (в нефтехимии, фармацевтике и др.). Их отличительной чертой является способность нагнетать высокое давление при незначительной производительности. Принцип работы такой установки во многом схож с поршневыми моделями, но в качестве элемента, изменяющего объем рабочей камеры для увеличения давления газовоздушной смеси, используется гибкая мембрана. Сжатие воздуха в данных аппаратах осуществляется двумя способами:

• посредством поршня гидропривода, создающего давление жидкости на мембрану;
• посредством кривошипно-шатунного механизма.

Мембраны способны выдерживать огромные нагрузки благодаря уникальным материалам, из которых они изготовлены. Самое широкое применение заслужили агрегаты с гидроприводом. Они имеют ряд преимуществ:

• не содержат механических примесей в газе;
• исключают утечку вредных выбросов, тем самим способствуют охране природы;
• оснащены системой аварийной остановки;
• очень просты в эксплуатации и техническом обслуживании.

Критерии выбора компрессора

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

Мощность

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

На заметку! Если к компрессору необходимо одновременно подключать несколько инструментов, их мощности складываются и умножаются в полтора раза.

Ресивер

При выборе ресивера опять же нужно обратить внимание на особенности своих инструментов. Если предстоит работать шлифовальной машиной, объём бака должен быть большим (около 50 литров). Воздухосборник компрессора для бытовых нужд может достигать 100 литров. Большой объём очень удобен, так как позволяет равномерно без потёков завершить покраску.

На заметку! Ресивер также играет роль запасника — можно продолжать работать, даже если отключили электроэнергию.

Производительность

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

Питание

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

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

На заметку! Если нужно электро-компрессор выбрать для гаража, следует учесть несколько обстоятельств. Для электросети 220В можно купить только однофазную установку. При скачках напряжения необходим стабилизатор.

Если электросети позволяют, лучше приобрести трёхфазный комбинированный агрегат.

Давление

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

Шумность

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

Совет! При выборе установки следует обратить внимание на наличие шумоизоляции. Терпимым для человека уровнем шума считается значение не более 68 дБ. Перед покупкой оборудования лучше его послушать.

Наименее громкими считаются роторные установки.

Масляный или безмасляный

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

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

Но есть и некоторые недостатки:

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

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

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

На заметку! Самыми надёжными являются винтовые воздушные компрессоры. Однако они очень дорогие и находят применение преимущественно на крупных предприятиях.

Топ-3 лучших моделей

В обзоре лучших брендов и моделей, представленных на российском рынке, можно отметить отечественную продукцию, а также изделия украинских (например, Dnipro-M), белорусских и китайских (к примеру, Сталь КСТ-50) производителей. Чтобы помочь сориентироваться в многообразии выбора данного оборудования, приведем тройку лидеров рейтингов 2019 года в разных категориях.

1. ВИХРЬ КМП-300/50 – это один из лучших масляных аппаратов отечественного производства с прямым электрическим приводом, производительность которого достигает 300 литров. Значение его номинальной мощности – 2 кВт, ресивер – 50л. Этих показателей достаточно для применения в быту, частных мастерских и даже на небольших производствах. Дополнительные плюсы: регулятор давления, контур, защищающий от перегрева, небольшой вес (20кг) и транспортировочные колеса. Модель можно купить очень недорого (до 10 тыс.руб.).
   
2. Уникальными способностями обладает белорусский воздушный компрессор REMEZA ВК20Т-15-500. Он представляет собой группу профессионального безмасляного оборудования, обладающего лучшей мощностью (15кВт) и давлением (15 бар). Характеристики модели: двигатель – электрический трехфазный с ресурсом работы – 15-20 лет, ресивер – 500 л, уровень шумности – 77 дБ.
   
3. Среди компрессоров западных брендов стоит отметить двухпоршневой (двухцилиндровый) аппарат марки Fubag VCF 50 CM 3 от немецких производителей. Его характеристики: мощность электродвигателя – 2,2 кВт, значение рабочего давления – 9 атм., производительность – 300л, питание – сеть 200В, имеется ресивер и 2 манометра. Агрегат оснащен системами: защиты от перегревов и повторного автоматического пуска. Образец изготовлен с использованием высоких технологий и последних разработок, позволяющих применять его в достаточно жестких условиях, а также делающих конструкцию максимально простой для эксплуатации и обслуживания.
   

Замена масла

Обслуживание масляного компрессорного оборудования включает в себя регулярную замену смазывающего состава. Данный процесс в поршневых аппаратах имеет некоторые нюансы. Так, на компрессорах с прямым приводом первая замена масла проводится через 50 часов эксплуатации, а с ременным ─ через 100 часов, затем данную процедуру нужно повторять через каждые 300 часов. Для осуществления процесса нужно выполнить следующую последовательность действий:

• выключить компрессор, понизить давление в ресивере до атмосферного, отсоединить аппарат от сети;
• остудить масло до 50-80 градусов;
• открутить пробку на поршневом блоке;
• снять пробку и слить отработку в ненужную посудину;
• вернуть сливную пробку на место;
• залить новое масло до красной метки смотрового стекла;
• закрутить заливную пробку.

Теперь агрегат можно запускать в работу.

Типичные поломки

Как и с любым механизмом, с компрессорами иногда случаются различного рода неисправности. Самые распространенные из них приведены в таблице.