Устройство компрессора воздушного поршневого схема
Перейти к содержимому

Устройство компрессора воздушного поршневого схема

  • автор:

Схема работы компрессора

Жесткие требования современного рынка вынуждают внедрять новое и все более эффективное оборудование. В свою очередь оборудование и инструмент совершенствуются и новые модели появляются каждый день. Благодаря таким темпам модернизации в короткие сроки охвачены практически все сферы деятельности человека. Особенно это касается предприятий, практикующих массовое производство, где обойтись без механических помощников никак нельзя.

В особенности эта тенденция касается компрессоров, которые сегодня представлены в огромном разнообразии различных моделей. Однако лидирующие позиции сегодня занимает белорусский производитель под маркой «Remeza». Оборудование этой фирмы – это агрегаты различных размеров, модификаций и мощностей. Так, модели, которые можно найти в ассортименте этого производителя, являются отличным примером для рассмотрения схемы работы компрессоров.

Винтовой компрессор

Винтовой компрессор «Remeza» ВК40Е-10

Давление этого компрессора достигает 10ти атм. Трехфазный 30ти кВт-ный электродвигатель работает при напряжении в сети 361-418 в. с переменной частотой 50 Гц. Электродвигатель выполнен с двусторонним валом, что необходимо для вращения агрегата с одной стороны, а с обратной – для работы вентилятора в обдувающей системе охлаждения. Производительность такого агрегата составляет 4м3 в минуту. Компрессор оснащен автоматической регулировкой сжатой среды в системе. Схема работы компрессора данного типа является отличным примером для рассмотрения принципа действия оборудования стандартного типа, используемого на большинстве предприятиях.

Здесь Вы можете ознакомиться с каталогом компрессоров, реализуемых ООО «ПНЕВМОТЕХ.РУ»

Данная модель стандартной комплектации не подходит для использования во взрывоопасных зонах, а также для эксплуатации под открытым небом и при наличии каких-либо осадков. Компрессор может быть дополнительно модернизирован фильтрами с величиной фракции улавливаемых твердых частиц от 3 мкм — до 0,006 мкм и сепараторами сжатого воздуха проходимостью 6 м3 в минуту.

Сигнал от датчиков давления поступает на микроконтроллер, который в свою очередь управляет магнитными клапанами, переводя тем самым агрегат из холостого в рабочий режим. Эти манипуляции позволяют избежать обратного выхода масла и уже сжатого воздуха из камеры сжатия сквозь всасывающий отдел при различных уровнях давления. Во время запуска машины, клапана подачи атмосферного воздуха находятся в закрытом положении и открываются лишь после того, как обороты двигателя достигнут своей рабочей скорости вращения. При наборе в системе максимального значения давления происходит открытие сбросного клапана, работа оборудования холостым ходом продолжается до момента, пока не возникнет потребление пневмосистемой сжатого воздуха и уровень давления в системе не начнет снижаться.

Система охлаждения, которая является одной из главных элементов в схеме работы компрессора – это, прежде всего, воздушно-масленый радиатор, который служит отводом тепла для масла, используемого в оборудовании, и воздуха на выходе из блока сжатия. На радиатор направлен поток воздуха, создаваемый вентилятором, вращаемый одной из сторон вала двигателя.

Клапан с минимальным уровнем давления и масляно-воздушный сепаратор – это основные элементы маслоотделительного блока, который находится над маслосборником. Сам маслосборник необходим как тара для охлаждающего и смазывающего компрессорного масла. На маслосборнике имеются следующие элементы – пневматический предохранительный клапан и горловина, через которую заливается масло во всю систему. Горловина закрывается герметичной крышкой. В нижней части маслосборника располагается и кран, через который происходит слив отработанного масла и возможного конденсата. Есть смотровое окно для слежения за уровнем масла. В случаях затора сепаратора, либо поломок клапана с минимальным давлением или других неполадок системы охлаждения, в корпусе отсека для сбора масла может возникнуть повышенное давление, что может привести к разгерметизации корпуса. Избежать этих проблем помогает клапан, выполняющий функцию предохранения. Клапан минимального давления служит для сохранения уровня давления на линии нагнетания в пределах 0,2-0,4 МПа до того, пока давление в компрессоре не сравняется с давлением в пневмосистеме. Этот клапан также выполняет функцию обратного клапана во время полной остановки оборудования и при его переходе в холостой ход.

Термостат необходим для термоконтроля масла, оптимальной для работы компрессора и всех его узлов. Температура должна быть не ниже установленного предела, так как содержащий влагу атмосферный воздух всасывается в компрессор и при сжатии влага конденсируется. Образование конденсата неизбежно приведет к его присутствию в нагнетаемом воздухе и в масле, что пагубно сказывается на смазывающих качествах масла. Термостат включает в себя расширяющийся глицериновый элемент и запирающий плунжер. Масло, достигая установленной температуры и выше, прогревает термочувствительный элемент, увеличивая его в объеме, он в свою очередь толкает плунжер, открывая при этом канал для потока масла, которое по каналу устремляется в радиатор для охлаждения.

Масляной фильтр находится на начальном этапе циркуляции системы смазки и служит барьером для возможных твердых частиц, не позволяя им проникнуть в подшипники и в блок с винтами. Фильтр выполнен в металлическом корпусе и заменяется очень просто.

Масляной фильтр

Воздушный фильтр является одним из важнейших элементов компрессора. Он предотвращает попадание в компрессионный блок и в масляную систему посторонних частиц, увлеченных потоком всасываемого воздуха. Фильтр состоит из разборного металлического корпуса и заменяемого фильтрующего элемента, способного создать фильтрацию до 25 микрометров.

Воздушный фильтр

На выходе из компрессора воздух попадает в сепаратор, где происходит разделение на отдельные составляющие газообразного и жидкого вещества при концентрации не выше 3мг/м3. Эффективность работы сепаратора с некоторым временем его эксплуатации снижается.

Следует помнить, что своевременное техническое обслуживание компрессора и замена расходных элементов и материалов позволит продлить срок его службы.

Воздушные компрессоры: устройство, принцип работы, назначение

Воздушный компрессор представляет собой установку, действие которой основано на сжатии воздуха и подачи его под определенным давлением в пневматическое оборудование. Выбирая компрессорное оборудование для выполнения различных видов работ, необходимо учитывать устройство компрессора, его конструктивные особенности, а также технические и рабочие характеристики установки.

Конструктивные особенности, принцип действия и устройство воздушного компрессора зависят от типа установки. Современные компрессоры имеют несколько классификаций, главной из которых является различие компрессоров по принципу действия. Сегодня производители компрессорного и пневматического оборудования предлагают большое количество данных установок различного типа, наиболее распространенными среди которых являются винтовые и поршневые установки.

Поршневые компрессоры

Винтовые компрессоры

Все виды компрессоров имеют, как общие элементы, так и различия в конструкции. Кроме того, в зависимости от типа оборудования могут быть использованы различные материалы при изготовлении тех или иных составляющих компрессоров.

Устройство компрессоров винтового типа

В промышленных отраслях наиболее распространено использование винтовых воздушных компрессоров, которым характерны высокие технические характеристики. Устройство компрессора воздушного винтового отличается от аналогичных установок наличием винтового блока, в состав которого входят два ротора с ведущим и ведомым типом. Винтовой блок является основным рабочим элементом данного оборудования.

В момент работы данного компрессора, воздух, который проходит через систему фильтрации и клапан, поступает блок с винтами, где происходит смешивание воздуха с маслом. Использование масла необходимо для устранения пузырей воздуха и уплотнения пространства.

Далее воздушно-масляная смесь нагнетается винтовым блоком в пневматическую систему. На следующем этапе смесь поступает в сепаратор, где воздух отделяется от масел и, через систему радиатора, подается в ресивер или же на пневматическое оборудование.

Так как блок, в котором расположены винты, является главным рабочим элементом компрессора, принцип его работы необходимо рассмотреть отдельно. Зубья роторов – ведущего и ведомого, находятся в зацепленном состоянии. Корпус винтового блока и открытые полости роторов создают объем, в который, при вращении винтов, поступает воздух. Вращение роторов имеет противоположные направления. При этом происходит закрытие открытых полостей, что приводит к уменьшению объема между ними и увеличению давления нагнетания.

Подобное устройство винтового компрессора и его принцип действия обеспечивает высокую эффективность работы всей установки, бесперебойную подачу сжатого воздуха на пневмооборудование и возможность интенсивной эксплуатации данной системы на протяжении длительного времени.

Устройство поршневого компрессора и принцип его действия

Другим видом компрессорных систем, широко используемых в быту и на небольших предприятиях, является оборудование поршневого типа. Главным отличием такой установки от винтового и других типов оборудование является достаточно простое устройство поршневого компрессора и принцип его работы.

Основные элементы данной установки можно разделить на группы в зависимости от выполняемых функций:

  • цилиндровая группа;
  • поршневая группа;
  • механизмы движения;
  • системы регулирования, представляющие собой элементы, регулирующие производительность оборудования – трубопроводы, вспомогательные клапаны;
  • системы смазки;
  • элементы охлаждения;
  • детали для установки оборудования.

Конструктивно поршневой компрессор представляет собой корпус, выполненный из чугуна, алюминия или же другого материала и оснащенный цилиндром, расположение которого может быть как вертикальным, так и горизонтальным. Основную подвижную и рабочую часть компрессора составляет сам поршень и два клапана, выполняющие всасывающие и нагнетательные функции.

Основу работы данного оборудования составляет движение поршня – поступательные движения приводят к всасыванию воздуха в цилиндр, а при возвратном действии воздух сжимается. Данный процесс и приводит к увеличению силы давления. В этот момент происходит закрытие клапана всасывающего действия, а нагнетательный клапан подает в магистраль сжатый воздух. Данный цикл повторяется на протяжении всего периода работы оборудования, обеспечивая пневмоинструменты воздухом под давлением необходимого уровня. Устройство компрессора воздушного поршневого отличается своей сравнительной простотой в сочетании с высокими рабочими и эксплуатационными характеристиками.

Учитывая устройство компрессоров поршневых и винтовых, их конструктивные, технические и эксплуатационные особенности, можно легко выбрать наиболее подходящий тип оборудования в соответствии с предъявляемыми к ним требованиями и для использования с различными пневмоинструментами при проведении как промышленных, так и бытовых работ.

Устройство воздушных поршневых компрессоров

Устройство воздушных поршневых компрессоров

Поршневой компрессор — это старейший вид оборудования, используемого для производства сжатого воздуха. Первые рабочие модели появились еще в XVII веке, а с началом промышленной революции поршневые агрегаты стали использоваться на мануфактурах, в литейных производствах и т.д. Конечно, с течением времени оборудование неоднократно дорабатывали. Но модернизация в большей степени затронула материалы, из которых изготовлены элементы конструкции. Что же касается основного принципа действия, то он дошел до наших дней без изменений.

Как работает поршневое оборудование?

Наиболее простым видом поршневых воздушных компрессоров является одноцилиндровый агрегат. На его примере мы и рассмотрим принцип работы устройства.

Сжатие воздуха в цилиндре происходит за счет поршня, который приводится вращающимся коленвалом. При движении в направлении от крышки цилиндра, внутренний объем увеличивается и создается разряженное пространство. Когда разряжение достигает значения равного жесткости пружины всасывающего клапана, последний открывается и камера заполняется воздухом. Далее поршень начинает двигаться в обратном направлении, всасывающий клапан закрывается, а воздух сжимается. При достижении заданного давления открывается нагнетательный клапан, и сжатый воздух поступает в пневмосистему.

Примеры оборудования

Модель: RIKO H 700/270 ST-S
4​ 358​ 288 руб.

Модель: Airrus CE 250-W125-25
413​ 273 руб.

Модель: ENERGY 6
15​ 324 руб.

Типы поршневых компрессорных агрегатов

Все поршневые компрессоры можно разделить на несколько групп в соответствии с такими признаками, как:

  • количество цилиндров — одно-, двух- и многоцилиндровые установки;
  • расположение цилиндров — рядные, V-образные, W-образные;
  • заполненность — масляные и безмасляные агрегаты;
  • количество ступеней сжатия — одно- и многоступенчатые;
  • тип двигателя — электрические и ДВС (чаще всего дизельные);
  • взаиморасположение компрессорной головки и двигателя — коаксиальные и аксиальные.

Важно отметить, что разнообразие типов оборудования обусловлено широчайшей сферой применения. Сегодня их используют в составе пневмосистем крупных промышленных предприятий, на небольших производствах, в автомастерских, на стройплощадках, а также на любых других объектах, где есть потребность в сжатом воздухе.

Особенности, преимущества и недостатки

Особенностью поршневых компрессорных установок является пульсация при производстве сжатого воздуха. Для устранения данного эффекта используют ресиверы, выравнивающие давление. Кроме того, существуют многоцилиндровые (чаще всего двухцилиндровые) компрессоры. По принципу действия они не отличаются от одноцилиндровых моделей, однако их поршни работают в противофазе. За счет этого компенсируется пульсация давления в пневмосистеме.

К числу наиболее значимых преимуществ поршневых компрессоров можно отнести:

  • простоту конструкции, которая обеспечивает ремонтопригодность оборудования;
  • достаточно высокую производительность — до 7000 л/мин;
  • нетребовательность к условиям эксплуатации;
  • сравнительно невысокую стоимость — в каталоге нашего интернет-магазина цены стартуют с отметки 20-30 тысяч рублей.

Также стоит отметить модельный ряд поршневых компрессоров. Отечественные и зарубежные производители предлагают настолько широкий выбор, что легко подобрать оборудование как для бытового, так и для коммерческого использования.

Важно! У поршневых компрессоров есть ряд недостатков. Например, это высокий уровень шума во время работы. Сюда же можно отнести и сравнительно небольшой интервал между ТО — около 500 часов. Впрочем, последний минус искупается тем, что при своевременном выполнении регламентных процедур эти агрегаты можно назвать «вечными».

Рекомендации по выбору техники от специалистов компании «Энергопроф»

Продажа компрессорного оборудования — это одна из приоритетных сфер деятельности компании «Энергопроф». За 9 лет работы в данном направлении мы досконально изучили особенности поршневых агрегатов, выпущенных российскими и зарубежными производителями и готовы делиться своими знаниями. Выбирать и заказывать поршневое оборудование в каталоге нашего интернет-магазина по-настоящему просто, так как каждая модель имеет фотографию и подробное описание.

Кроме того, мы предлагаем вам ознакомиться с несколькими советами. Следуя им, вы сможете купить именно тот компрессор, который оптимально подойдет для решения той или иной задачи. Итак:

  1. Для определения необходимой производительности следует высчитать суммарную потребность в сжатом воздухе, а затем умножить ее на коэффициент использования оборудования, который вычисляют опытным путем или находят в справочной литературе. К примеру, коэффициент использования пневмоинструмента равен 0,35.
  2. В спецификации производители указывают максимальное давление. В реальности же компрессор сжимает воздух до заданной величины, а затем отключается. Повторное включение происходит при снижении давления на 1-2 атмосферы. Таким образом, при эксплуатации оборудования давление в ресивере может отличаться от величины, указанной в спецификации. Это следует учитывать при выборе техники.
  3. Рабочий ресурс оборудования напрямую связан с частотой вращения компрессорной группы (принято считать, что два хода поршня равны одному обороту вала). Чем меньше этот показатель, тем выше эксплуатационный ресурс установки.

Что же касается наиболее популярных поршневых компрессоров, то к их числу можно отнести оборудование таких марок, как Kraftmann (Германия), Remeza (Беларусь), Abac (Италия).

Обратите внимание! Мы всегда готовы помочь с выбором подходящей модели. Для получения консультации технического специалиста, свяжитесь с нами по телефону: 8 (800) 333-47-93 (бесплатный звонок из Москвы и РФ).

Источники:

  1. Компрессорные машины. Страхович К.И., Френкель М.И., Кондряков И.К., Рис В.Ф. Государственное издательство торговой литературы. Москва. 1961
  2. Бесшатунные поршневые двигатели внутреннего сгорания / С.С. Баландин. М.: ЁЁ Медиа, 1989. — 477 c.
  3. Сакун.И.А. Винтовые компрессоры. Л.: Машиностроение, 1970. — 400 с.

Принцип работы поршневого компрессора

Поршневым называется компрессор, который использует для сжатия воздуха возможности цилиндропоршневой группы. Это самый распространенный вид компрессорного оборудования, прототип которого был построен физиком Герике еще в XVII веке. В России эта конструкция была использована изобретателем Ползуновым для постройки паровой машины. Действительно, принцип их работы схож, только в компрессоре поршни сжимают воздух, а в паровой машине энергия пара приводит их в движение. Каков принцип действия современных компрессоров поршневого типа рассмотрим в этой статье. А для начала выясним, из каких деталей построен агрегат и как они взаимодействуют друг с другом.

Устройство одноступенчатого поршневого компрессора

Схема поршневого компрессора:

Из рисунка мы видим, что обычный одноступенчатый компрессор состоит:

  1. Цилиндр.
  2. Поршень.
  3. Водяная рубашка цилиндра.
  4. Шатун.
  5. Коленчатый вал.
  6. Картер.
  7. Всасывающий клапан.
  8. Всасывающий патрубок.
  9. Нагнетательный патрубок.
  10. Нагнетательный клапан.
  11. Водяная рубашка головки цилиндра.

Компрессор не может работать сам по себе, ему помогает внешний источник энергии: электрический, либо двигатель внутреннего сгорания. При проворачивании коленчатого вала поршень начинает движение вверх, сжимая воздух в воздушной камере. Когда давление газа в цилиндре начинает превышать усилие пружины, нагнетательный клапан открывается и выпускает воздух в коллектор. Обратное движение кривошипно-шатунного механизма приводит в действие впускной клапан, и полость цилиндра вновь наполняется воздухом.

Устройство двухступенчатого поршневого компрессора

Схема двухступенчатого компрессора:

Рассмотрим, из каких частей состоит простейший двухступенчатый компрессор:

  1. Поршень.
  2. Цилиндр первой ступени.
  3. Всасывающий клапан.
  4. Холодильник.
  5. Нагнетательный клапан.

Принцип работы двухступенчатого компрессора отличается от одноступенчатого. Воздух через всасывающий клапан(3) устремляется в цилиндр первой ступени. При движении поршня вверх сжатый воздух поступает в холодильник, где охлаждается и подается через клапан в цилиндр второй ступени. Далее охлажденный воздух дожимается до критического значения и поступает в ресивер, через открывшийся выпускной клапан.

Работа компрессора двойного действия более эффективна за счет охлаждения воздуха между ступенями. Следовательно, такое оборудование при тех же размерах выполняет большую работу. Для увеличения мощности в одноступенчатом компрессоре пришлось бы увеличивать его массу.

Принцип работы масляных и безмасляных компрессоров

Поршневые компрессоры разделяются не только по устройству, но и по наличию масла в рабочей полости. И хотя принцип работы их во многом схож, конструкция немного отличается друг от друга.

Как работает масляный компрессор

В картере таких агрегатов непрерывно циркулирует компрессорное масло. В результате этого тонкий слой масляной пленки постоянно покрывает трущиеся детали компрессора: коленчатый вал, поршни и цилиндры. Применение масла значительно снижает трение, уплотняет зазоры и отводит лишнее внутреннее тепло.

Масляные установки обладают большим КПД и длительным сроком службы. Такие комплексы могут работать в тяжелых условиях и применяются на большинстве промышленных предприятий. Компрессорные масла имеют свой срок службы, по окончании которого должны быть заменены. Меняются масла при техническом обслуживании строго в регламентированные сроки. Срыв сроков обслуживания может привести к проблемам в работу компрессора и его поломке.

Как работает безмасляный компрессор

Безмасляные установки генерируют чистый поток сжатого воздуха без примесей масла, и этим они отличаются от масляных. Но к производству такого оборудования предъявляются особые требования. Ввиду того что для эффективного сжатия требуются минимальные зазоры, детали таких компрессоров изготавливаются на высокоточном оборудовании.

Тугоплавкие материалы и специальное антифрикционное покрытие снижают трение узлов агрегата, но для отвода тепла требуется мощная система охлаждения. Поэтому увеличить производительность таких машин крайне сложно без применения дополнительного охлаждающего оборудования.

Принцип работы холодильного компрессора

Компрессоры, которые применяются в промышленном холодильном оборудовании, тоже имеют поршневой принцип действия. Но в отличие от воздушных он сжимает и перекачивает хладагент, который циркулирует от испарителя к конденсатору. Холодильный агрегат – это сложная, замкнутая, герметичная система, основной характеристикой которой является степень сжатия и объем хладагента, нагнетаемый компрессором.

Оборудованию приходиться работать в тяжелых условиях, где максимальное давление паров фреона может достигать 15-20 атмосфер, а температура 70-90°С. Для смазки деталей компрессора применяется специальное фреоновое масло, которое свободно циркулирует по системе вместе с хладагентом. Также масло отводит часть тепла от трущихся поверхностей, а масляная пленка, образующаяся на деталях, служит дополнительной герметизацией.

Принцип работы компрессора высокого давления

Кроме обычных воздушных компрессоров, которые применяются повсеместно, существуют компрессоры высокого давления. Это мощные поршневые агрегаты, которые используют принцип многоступенчатого сжатия. Воздух, сжимаясь в первой камере до определенной величины, дожимается во второй и так далее. Количество ступеней может быть разное и зависит от нужд предприятия.

Поскольку компрессор высокого давления работает на запредельных нагрузках, в его устройстве подшипники качения заменяются на бронзовые втулки. Высокие требования предъявляются к охлаждению и смазке. Эти системы представляют собой отдельный контур, который снабжается многочисленными датчиками для контроля всех необходимых параметров.

Плюсы и минусы поршневых компрессоров

Несмотря на простоту конструкции и несложный принцип работы, поршневые компрессоры имеют свои преимущества и недостатки.

Преимуществами являются:

  • Низкая стоимость.
  • Простая конструкция.
  • Хорошая ремонтопригодность.
  • Экономичность.
  • Высокая производительность.

Недостатки:

  • Сильные шумы и вибрации.
  • Высокие пульсации воздуха на выходе.
  • Малые интервалы между обслуживанием.
  • Наличие фундамента для установки.
  • Высокий нагрев при сжатии.

Некоторые недостатки нивелируются дополнительным оборудованием. Например, высокие пульсации успешно сглаживаются за счет установленного ресивера, а температура снижается эффективными системами охлаждения. Шумы и вибрации гасятся установкой специальных кожухов и вибрационных подушек.

Установка поршневого компрессора

Как уже говорилось выше, принцип работы поршневого компрессора имеет свои недостатки. Один из них – высокая вибрация. И если винтовой компрессор можно установить на любую ровную площадку, то для установки такого поршневого агрегата требуется надежный железобетонный фундамент. По прибытии компрессор распаковывается, ставиться на место вилочным погрузчиком или краном. Для этого в корпусе станины предусмотрены специальные транспортировочные проушины.

После установки оборудования его подключают к системе электропитания предприятия. Соответствующие кабели должны быть в комплекте. при подключении обязательно соблюдают фазность: вращение электродвигателя в обратную сторону недопустимо. Отдельное внимание уделяют защите от короткого замыкания и скачков напряжения. Для этого используют автоматические выключатели или специальные реле, которые реагируют на изменение тока в цепи и отключает оборудование.

Обслуживание и ремонт

Обслуживание поршневых компрессоров проводится строго по техническому регламенту. Занимаются этим специалисты предприятия, прошедшие соответствующую подготовку, или сотрудники сервисного центра поставщика после заключения соответствующего договора. В мероприятия по обслуживанию входят: контроль уровня и замена масла, замена воздушных фильтров, проверка натяжения ремней, проверка пневмосистемы на герметичность.

Ремонтом компрессорной техники занимается сервисный центр. Но в зависимости от поломки, при наличии соответствующих знаний, можно обойтись своими силами. Так, например, долить масло в картер может любой квалифицированный мастер, а с заменой сгоревшего электродвигателя справится электрик с соответствующим допуском. Для более сложного ремонта потребуются запчасти и комплектующие, которые обязательно должны соответствовать оборудованию.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *