Поршневые компрессоры воздушные

Выбор и особенности поршневых компрессоров

Подачу сжатого воздуха (жидкости) для работы пневматического инструмента, заполнения камер, обдува, обеспечивают поршневые компрессоры различных моделей и устройства. Компрессия поршня при возвратно-поступательном движении используется в различных конструктивных решениях этого типа агрегатов.

Поршневой ременной компрессор Remeza

Классификация

Компрессоры подразделяются:

• по числу, расположению цилиндров;
• всасыванию;
• производительности;
• присутствию масла в рабочей камере;
• количеству ступеней сжатия;
• способу соединения поршневого вала с электрическим двигателем;
• объем ресивера.

Производители оснащают дополнительными опциями для применения в определенных производствах: рефрижератор-осушитель воздуха, шумозащитный кожух, усиленный обдув, тандемная компоновка (поочередная работа двух пневмоблоков на один ресивер), автоматика.

Классификация компрессоров по принципу действия

По области использования различают:

• бытовые;
• полупрофессиональные;
• промышленные.

Расположение цилиндров

По углу между поршневыми группами компрессоры делят на V, W-образные, рядные (вертикальные, горизонтальные). Расположение влияет на наружный габарит этой части установки.

Прогрессивным решением стала оппозитная компоновка – штоки расположены в горизонтальной плоскости в противоположном направлении от оси вала. Она улучшила балансировку, снизила шум, вес, размеры. Применяется в аппаратах средней и большой мощности.

Подробный и поперечный разрезы компрессора

В установках малой и средней мощности, в основном, применяют V- образное расположение или прямоугольное (чередуются цилиндры вертикальные и горизонтальные).

Пневматическая часть

Всасывание воздушной массы может быть:

• крейцкопфным (двусторонним) при мощности свыше 100 кВт;
• односторонним (безкрейцкопфным).

Очистка от мелких механических частиц достигается воздушным фильтром.

Влага проходит с воздухом, частично оседает в ресивере, на выходе может дополнительно удалятся осушителем. Сушат воздушные пары в компрессорах, применяемых в медицине, линиях упаковки, покрасочной технологии, пищевой промышленности. В некоторых отраслях важно, чтобы частицы, корродирующих от воды внутренние стальных поверхностей, не попадали в исходящую струю. В качестве защиты применяют антикоррозионные покрытия.

Принципиальная схема

Получить на выходе поток требуемого давления, но более низкой температуры, можно увеличив число ступеней сжатия. Различают одно-, двух-, многоступенчатые поршневые компрессоры. Вторая цель при высоких давлениях – не допустить нагрева масла выше температуры вспышки. В больших установках вводят водяное охлаждение. Температура воздуха при сжатии в 5 ступенчатом компрессоре около 180 °С, на выходе получают 50 °С.

Увеличение ресурса, интенсивности работы трущихся поверхностей, охлаждение, пленочная защита от водяных паров обеспечивается присутствием в рабочем объеме компрессорного масла. Испарения в рабочую среду нормируются (25-30 мг/м³ сжатого воздуха). Там, где наличие паров масла не допустимо, применяют воздушные модели без смазки цилиндров. Уплотнение делают лабиринтным или из антифрикционных полимерных колец.

Ресивер

Равномерный расход воздуха с поддержанием давления не ниже рабочего обеспечивается емкостью ресивера. Объем такого бака в разных моделях компрессора составляет от 5 до 500 л. Вместимость определяет стабильную работу пневматического инструмента.

Непрерывность работы определяется по минимальному давлению в ресивере. Включение нагнетания должно происходить раньше его снижения до величины меньше, чем рабочее для инструмента.

Второй параметр – время заполнения сжатым воздухом. Зная время снижения давления до минимального на выходе, выбирают объем бака. При недостаточной величине баллона включается часто (износ); при чрезмерной кубатуре – долго качает (перегрев поршневой группы). Оптимальное время, в зависимости от технических условий, непрерывной работы до 6 мин, 20 мин/ч, не более 8 — 10 включений в час. Установка дополнительных ресиверов обосновывается расчетом.

Ресиверы различных объемов

Передача

Выпускается установки с 2 типами передачи вращающего момента с электродвигателя на вал с поршнями:

• прямой (коаксиальный). Муфтовое соединение не дает падения мощности. Высокие обороты требуют охлаждения. Конструктивно решают задачу алюминиевой рубашкой с ребрами на блок цилиндров, совмещенной с обдувом лопастного вентилятора;
• ременной. Разница Ø шкивов уменьшает оборот поршневого вала до 1000 об/мин (двигатель – 3000 об/мин). Снижается нагрев деталей и потока, увеличивается время использования. Отсутствие жесткой связи защищает двигатель от обратного воздействия, перегруза, вызванного неисправностью компрессорной части.

Прямой привод ставят на бытовые, полупрофессиональные агрегаты.

Промышленные сборки оборудуют ременным типом. Он повышает интенсивность работы, но, все равно, не допускает эксплуатации в непрерывном режиме.

Важные характеристики

Давление конечное указывается в технических характеристиках. Для работы нужно знать давление включения компрессора (минимальное в ресивере) при очередном цикле.

Производительность выбирают в 1,2-1,3 раза выше реальной потребности. С учетом того, что на практике, нагнетающая способность поршневой группы на 20 — 30% ниже теоретически рассчитанных показателей.

В паспорте указана марка компрессорного масла, возможная замена. Автомобильное масло имеет другую вязкость, заливать категорически запрещено. Противопоказано смешивание различных марок масел.

Двигатель может быть установлен одно или трехфазный. Если питание от 3 фаз, то при подключении контролируют направление вращения. Противоход не сразу заметен по параметрам, но приводит к быстрому перегреву и разрушению поршневой части.

Падение давления происходит по всей последующей магистрали компрессора, дополнительным элементам. Осушитель дает снижение 0,2 Бар, фильтр — 0,1 Бар (и больше при растущем загрязнении). Суммируются переходы диаметров, длинные воздухопроводы (особенно эластичные).

Классификация по потребителям

Установки для выполнения бытовой задачи включают не часто. Место применения: гараж, дача, мастерская. Малый вес, размер, шум. Легкая транспортировка и техобслуживание.

Полупрофессиональные аппараты работают до 4 часов в сутки в малом бизнесе, мелкосерийном производстве, вспомогательных операциях мобильных бригад.

Промышленные сборки предполагают выполнение длительных операций в цехах, крупных автосервисах, конвейерном промышленном производстве. Часто питают сжатым воздухом целые распределительные сети с определенным числом потребителей.