Воздушный компрессор

Применение компрессоров

Применение компрессоров не несет ограничений по избираемому виду аппарата, связанных с техническими особенностями производимых работ. Во время выполнения круглосуточных работ, предусматривающих длительные по времени перерывы для техобслуживания, используют компрессоры винтовые, ввиду их особой надежности и характеристикам производительности. Компрессоры поршневые применяют в промышленных условиях и быту, в качестве аппарата для подачи сжатого воздуха к пневмоинструменту.
Наибольшей востребованностью пользуются аппараты для сжатия воздуха в строительстве и при производстве ремонтных работ. Для этого, обыкновенно, используются передвижные компрессорные станции или компрессоры. Подключаются они к различным пневмоинструментам, работающим на сжатом воздухе. Весь цикл производимых работ зачастую зависит от компрессора, считающегося в таких случаях очень важным устройством.

Поршневые компрессоры ввиду относительно несложного внутреннего устройства,
производительности, широкого разнообразия этого типа, поршневые
компрессоры представлены повсеместно, как в быту, так и промышленности.
Кстати, дыхательные аппараты, к которым применяются особые требования
безопасности, выполняются исключительно на базе поршневого вида компрессора. 

Классификация воздушных видов компрессоров по принципу действия

  1. Поршневые компрессоры были изобретены первыми, и до сих пор это оборудование пользуется популярностью на предприятиях. Данный компрессор выполняет работу подобно двигателю внутреннего сгорания, когда вращающийся коленвал в моторе приводит в движение поршень прибора. Сжимание же воздуха может осуществляться несколькими плоскостями поршня. Поршневые компрессоры, благодаря широкой линейке ассортимента и многообразным характеристикам интенсивно используются в самых разных областях деятельности человека. Самые простые модели имеют только единственный цилиндр, не создающий давление больших величин.
  2. Не менее распространены сегодня и роторно-винтовые компрессоры, они считаются объемными. В компрессорном оборудовании подобной модификации не предусмотрены клапаны, что дает возможность максимального увеличения винтовых оборотов. Потому избыточное давление воздуха способны вырабатывать механизмы, не обладающие крупными габаритами. Компрессоры такого типа обладают мощностью от 4 до 250 киловатт, уровень давления достигает от 5 до 13 бар, что представляет довольно неплохой показатель работы.
  3. Агрегаты с прямым приводом — роторно-пластинчатые компрессоры. Благодаря своему устройству, они высокопроизводительны, долговечны и исключительно надежны. Подобные аппараты характеризуются малой вращательной скоростью, мощностью в пределах от 1 до 75 киловатт, давление же не превышает десяти бар.
  4. Мембранные — такой тип компрессоров по действию схож с
    поршневыми. Отличительной особенностью здесь является рабочая
    поверхность – это мембрана, изготовленная из материалов, выдерживающих
    многократный цикл возвратно-поступательных движений. Нагнетание газа
    (либо воздуха) производится здесь за счет колебаний мембраны. Последняя,
    зачастую, для большей прочности изготавливается из нескольких слоев.
    Наиболее распространена на объектах, где требуется высокое качество газа
    (воздуха), без инородных примесей. Уступает в производительности
    поршневому типу компрессора. 

Компрессор сильно греется

Если компрессор сильно греется, то это сигнализирует о его какой-то неисправности. Причин перегрева может быть несколько. Начиная с простой, это заблокирован обдув воздуха цилиндра и картера. Проверьте не закрыта ли крыльчатка посторонними предметами.

Одной из основных причин греющегося компрессора является недостаток уровня масла. Рабочие узлы работают на износ, создаётся высокое трение в следствие сильно греется. При дальнейшей такой работе оборудование быстро выйдет из строя. Проверьте уровень масла, если его недостаточно, необходимо долить до нужного уровня.

Неисправности клапанов, в результате карбонизированного загрязнения или их ослабления. Также могут быть забитые воздушные каналы.

Посмотрите уровень давления , возможно сломалась автоматика и компрессор «молотит» до большого давления, это и вызывает перегрев. Возможно требуется ремонт или замена предохранительного клапана.

Старайтесь располагать компрессор в прохладном, просторном месте, особенно в жаркое время года. Какое бы охлаждение у него не было, нагреваться будет гораздо меньше, что скажется на его положительной и долговечной работе.» Также не стоит забывать, что чем воздух холодней тем в нём меньше влаги и масляных примесей.

Как устроен и работает воздушный компрессор

Устройство агрегата для сжатия воздуха определяется типом конструкции. Компрессоры бывают поршневые, роторные и мембранные. Наиболее широко распространены поршневые воздушные агрегаты, в которых воздух сжимается в цилиндре благодаря возвратно-поступательным движениям поршня внутри него.

Схема устройства

Устройство воздушного поршневого компрессора достаточно простое. Основной его элемент – это компрессорная головка. По своей конструкции она схожа с цилиндром двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Ниже приведена схема поршневого агрегата, на которой хорошо показано устройство последнего.

В состав компрессорного узла входят следующие элементы.

  1. Цилиндр. Это объем, в котором сжимается воздух.
  2. Поршень. Возвратно-поступательными движениями всасывает воздух в цилиндр либо сжимает его.
  3. Поршневые кольца. Устанавливаются на поршне и предназначены для повышения компрессии.
  4. Шатун. Связывает поршень с коленчатым валом, передавая ему возвратно-поступательные движения.
  5. Коленчатый вал. Благодаря своей конструкции обеспечивает ход шатуна вверх и вниз.
  6. Впускной и нагнетательный клапаны. Предназначены для впуска и выпуска воздуха из цилиндра. Но компрессорные клапаны отличаются от клапанов ДВС. Они изготовлены в виде пластин, прижимаемых пружиной. Открытие клапанов происходит не принудительно, как в ДВС, а вследствие перепада давлений в цилиндре.

Для уменьшения силы трения между кольцами поршня и цилиндром в компрессорную головку поступает масло. Но в таком случае на выходе из компрессора воздух имеет примеси смазки. Для их устранения на поршневом аппарате устанавливают сепаратор, в котором происходит разделение смеси на масло и воздух.

Если требуется особая чистота сжатого воздуха, например, в медицине или на производстве электроники, то конструкция поршневого агрегата не подразумевает использование масла. В таких аппаратах поршневые кольца выполнены из полимеров, а для уменьшения силы трения применяется графитовая смазка.

Коленчатый вал приводится в движение от электродвигателя посредством ременного или прямого привода. При ременном приводе в конструкцию аппарата входят 2 шкива, один из которых устанавливается на валу двигателя, а второй — на валу поршневого блока. Второй шкив оснащается лопастями для охлаждения агрегата. В случае прямого привода валы двигателя и поршневого блока соединяются напрямую и находятся на одной оси.

Также в конструкцию поршневого компрессора входит еще один очень важный элемент – ресивер, представляющий собой металлическую емкость. Предназначен он для устранения пульсаций воздуха, выходящего из поршневого блока, и работает как накопительная емкость.

Благодаря ресиверу можно поддерживать давление на одном уровне и равномерно расходовать воздух. Для безопасности на ресивере устанавливают аварийный клапан сброса, срабатывающий при повышении давления в емкости до критических значений.

Чтобы компрессор мог работать в автоматическом режиме, на нем устанавливается реле давления (прессостат). Когда давление в ресивере достигает требуемых значений, реле размыкает контакт, и двигатель останавливается. И наоборот, при снижении давления в ресивере до установленного нижнего предела, прессостат замыкает контакты, и агрегат возобновляет работу.

Принцип действия

Принцип работы поршневого компрессора можно описать следующим образом.

  1. При запуске двигателя начинает вращаться коленчатый вал, передавая возвратно-поступательные движения посредством шатуна поршню.
  2. Поршень, двигаясь вниз, создает в цилиндре разрежение, под воздействием которого открывается впускной клапан. По причине разности давлений воздуха, он начинает засасываться в цилиндр. Но перед попаданием в камеру сжатия воздух проходит через фильтр очистки.
  3. Далее, поршень начинает движение вверх. При этом оба клапана находятся в закрытом состоянии. В момент сжатия в цилиндре начинает повышаться давление, и когда оно достигает определенного уровня, происходит открытие выпускного клапана.
  4. После открытия выпускного клапана сжатый воздух направляется в ресивер.
  5. При достижении определенного давления в ресивере срабатывает прессостат, и сжатие воздуха приостанавливается.
  6. Когда давление в ресивере снижается до установленных значений, прессостат снова запускает двигатель.

ГОСТ

Термины, определения и общие понятия, связанные со стандартными компрессорами, указаны в ГОСТ 28567-90.

Кроме того, для стационарных воздушных поршневых агрегатов общего назначения введен еще в 1982 году ГОСТ 20073-81, а для гаражных компрессоров существует ГОСТ 18517-84.

Маркировка

Каждый производитель поршневых компрессоров маркирует свои изделия согласно собственных стандартов и технических условий.

Единую стандартизацию маркировки получили винтовые приборы.

Она состоит из буквенно-цифровой последовательности, например, ВК20Е-8-500Д, где:

  • ВК – тип прибора (винтовой в данном случае).
  • 20 – мощность в киловаттах.
  • Е – приставка, информирующая о наличии электронной панели управления.
  • 8 – значение нормального рабочего давления в барах. Если оборудование имеет 3 варианта значений (переключаются между собой), то другие 2 указываются в скобочках.
  • 500Д – объем встроенного ресивера в литрах.

Наличие в маркировке сочетания “ВС” свидетельствует об установленном частотно-регулируемом приводе, а обозначение “А”, которое встречается крайне редко, говорит об отсутствии внешнего кожуха.

Преимущества масляных агрегатов

Самый распространенный метод снижения трения, возникающего при работе различных деталей и узлов, является их смазывание. Это позволяет снизить нагрузку на изделие в целом, в частности, на его ключевую деталь — двигатель.

Для решения, этой задачи применяют специальные, компрессорные масла, которые можно использовать в различных условиях эксплуатации.

Компрессоры такого типа в производстве обходятся дешевле. Поэтому, стоимость такого оборудования существенно дешевле, чем безмасляные аналоги. Но в эксплуатации, они обходятся дороже. Это вызвано тем, что в процессе эксплуатации вместе удалением воздуха из рабочей зоны, происходит выброс масла. Кстати, его необходимо заменять через каждые 2 000–3 000 часов эксплуатации.

Так как в сжатом воздухе присутствуют микрочастицы масла, в систему приходится устанавливать маслоулавливающие элементы, например, фильтры. Через определенное количество времени их так же необходимо заменять, а это усложняет обслуживание, и требует дополнительных расходов на приобретение заменяемых фильтров.

Тем не менее, несмотря на принимаемые меры, воздух, прошедший через масляный компрессор полностью очистить не представляется возможным. Например, после обработки воздуха на винтовом устройстве его загрязнение равно 3 мг на один кубометр. Чистота воздуха после его обработки на поршневом компрессоре, напрямую зависит от уровня износа его деталей и узлов.

Это привело к тому, что в отдельных технологических процессах использование масляных компрессоров запрещено.

Как функционируют воздушные электрические компрессоры?

На современном рынке большой интерес представляют компрессоры воздушные электрические. Это связано с тем, что они применяются для выполнения огромного количества операций.

Такое оборудование представляет собой специальное оснащение, которое предназначено для работ с инструментом с использованием сжатого воздуха или газа. Подобное функционирование осуществляется под давлением. Сжатые газы или воздух подаются дозировано к месту требования.

На современном рынке представлено огромное количество моделей, которые эксплуатируются как для бытовых нужд, так и в промышленности.

Существующие модели значительным образом отличаются между собой по:

  • мощности;
  • напряжению;
  • производительности.

Режим сжатия воздуха может быть абсолютно различным. Так, выделяют мембранные, поршневые и ротационные устройства.

Такие агрегаты осуществляют две важные функции, при этом следует отметить, что они являются взаимосвязанными. Устройство нагнетает воздух в специальный заборник. В нем он прессуется под давлением, а после этого подается уже сжатый газ в необходимом количестве.

Воздушные электрические компрессоры конструктивно состоят из:

  1. Цилиндра. Он представляет собой емкость, где и осуществляется сжатие воздуха.
  2. Поршней. За счет их обеспечивается обратно пропорциональное движение маховика. Именно он непосредственно и создает давление.
  3. Клапанов-распределителей. Данные детали предназначены для регулировки количества и объема воздуха.
  4. Редуктора. За счет него обеспечивается герметичность. Это исключает улетучивание воздуха.
  5. Системы охлаждения. Она представляет собой одну или несколько установок для предотвращения перегрева оснащения в процессе его эксплуатации.

Работа установки полностью основывается на движении поршней. Забор воздуха осуществляется, когда происходит поступательное движение. При возвратном – выполняется сжатие. Процесс должен быть многократным, что обеспечивает непрерывную подачу.

Чтобы поршень был приведен в движение, необходимо обеспечить электрическое питание. Это свою очередь гарантирует бесперебойное функционирование агрегата.

Большинство людей, которые не сталкивались с использованием такого оборудования, считают, что оно необходимо только в промышленности. Однако компрессоры воздушные электрические имеют широкую сферу применения.

К этим сферам применения относятся:

  • строительство;
  • ремонт конструкций, сооружений и жилых объектов;
  • покраска транспортных средств или различных элементов;
  • шлифовка поверхностей;
  • равномерное нанесение красок и лаков на поверхность.

Такие установки часто эксплуатируются при добыче полезных ископаемых. В данном случае они применяются как инструмент, который приводит в движение все основное оборудование.

Инновационным и совершенно нестандартным стало применение компрессов в аэрографии. Такое направление получило широкое распространение за счет необычного нанесения красок на холст. Это в свою очередь позволяет значительным образом разнообразить картину.

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.

Как он работает

Вышеперечисленные виды компрессоров с поршневой системой имеют несколько разные принципы работы.

Воздушный


Принцип работы прост. Цикл его работы состоит всего на всего из двух движений поршня. Когда происходит поступательное движение, газ всасывается в рабочий цилиндр. Когда поршень совершает движение назад, газ сжимается, и происходит это в цилиндре. Таким образом, сила давления нарастает.

Пока это все совершается, всасывающий клапан закрывается, и к работе подключается клапан нагнетания. Он выталкивает сжатый газ в магистраль. Вот весь цикл работы воздушного поршневого компрессора. Как видно, схема действия несложная.

Судовой


Поршень компрессора имеет такой механизм привода, что движение компрессорного поршня синхронно к движению поршня дизеля. У судовых дизелей с таким приспособлением вращаются с совсем небольшой частотой. Как правило, она не превышает 180-200 об/мин. По этой причине компрессор достигает высокого значения КПД.

Простой вариант агрегата из огнетушителя/газового баллона

Сделать компрессор своими руками с использованием в качестве накопительной емкости для воздуха огнетушителя или газового баллона достаточно просто. Например, сам компрессорный блок, если требуется сделать мощный агрегат, можно взять из зиловского компрессора. Но сначала его нужно немного доработать.

  1. Просверлите одно отверстие в стенке компрессора, через которое будет заливаться масло в картер. С какой стороны вы это сделаете, не имеет значения. Главное, чтобы оно располагалось ниже оси коленвала приблизительно на 10 мм. В этом отверстии нарезается резьба М8 под пробку.
  2. К крышке, закрывающей задний подшипник, подсоединяется штуцер. На него одевается маслостойкий шланг, который будет соединяться с системой смазки в виде расширительного бачка (можно взять бак для тормозной жидкости от авто), установленного на уровне цилиндров.

  3. Чтобы во время работы агрегата излишки масла могли попадать в расширительный бачок, следует убрать клапан (7) масляной магистрали (см. рис. ниже), находящийся под крышкой подшипника.

  4. Далее, следует просверлить отверстия в шатунах и вкладышах, как показано на следующем рисунке.

Следует просверлить по 2 отверстия в каждом шатуне (в собранном виде, вместе с вкладышами) и по 1 отверстию в каждой крышке шатунов.

При работе агрегата масло, находящееся в картере, будет поступать через данные отверстия к вкладышам и уменьшать трение между ними и коленвалом.

Далее, к компрессору подсоединяется ресивер и обвязка с автоматикой. Как ее сделать, было рассмотрено в предыдущем пункте.

Если взять для ресивера огнетушитель, то сначала нужно извлечь из него все лишние детали, оставив лишь саму емкость и крышку.

В чугунной крышке следует нарезать резьбу ¼ дюйма. Также под чугунную крышку необходимо проложить резиновую прокладку, если ее там не было, и закрутить крышку, применив для герметизации резьбы фум-ленту.

Далее, следует ввинтить в крышку переходник с 1/4НР на 1/2НР и установить крестовину.

Действия по соединению всех элементов обвязки были описаны в начале статьи. Но, поскольку данный агрегат сделан из компрессора ЗИЛ 130, и является более мощным, чем ранее рассматриваемый, то потребуется установка предохранительного (аварийного) клапана. Он сбросит излишек давления, если по каким-либо причинам не сработает автоматика.

Также можно сделать компрессор из газового баллона. Но сначала из баллона нужно выпустить газ, после чего скрутить вентиль. Далее, нужно полностью заполнить баллон водой для удаления остатков газа. Баллон следует промыть водой несколько раз и, по возможности, высушить. Обычно под баллон устанавливают газовую горелку и выпаривают из емкости всю влагу.

В отверстие, где был размещен вентиль, вкручивается футорка, а в нее — крестовина, к которой крепится автоматика и вся обвязка. В нижней части баллона необходимо просверлить отверстие и приварить к нему штуцер для слива конденсата. На штуцер можно установить обычный водопроводный кран.

Для закрепления на ресивере двигателя и компрессорного блока изготавливается рама из металлического уголка. Предварительно к баллону привариваются крепежные болты. К ним и будет крепиться рама (см. фото. ниже).

Также самому сделать компрессор для накачки шин можно из бензопилы, которая не подлежит ремонту. Аппарат делается из двигателя, то есть из поршневого блока: выходной шланг подсоединяется через обратный клапан вместо свечи зажигания, а отверстие для выхлопных газов перекрывается. Для вращения коленвала можно использовать либо электродвигатель, либо обычную электродрель.

Что такое автомобильный компрессор, и какие они бывают?

Автомобильный компрессор – это устройство, которое автоматически накачивает шины автомобиля.

Существует два вида автокомпрессоров: мембранный и поршневой.

Мембранные (вибрационные) компрессоры накачивают колесо автомобиля с помощью резиновой пробки, которая очень быстро двигается вперед и назад, поглощая таким образом воздух снаружи в шину. В таких компрессорах выходит из строя чаще всего резиновая пробка, которую легко заменить.

Поршневой компрессор закачивает воздух в шину таким же образом, как и мембранный, но с помощью специального поршня. Основным положительным качеством считается высокая скорость работы.

Правила устройства и безопасной эксплуатации поршневых компрессоров

Самые важные из правил безопасности при работе с поршневыми компрессорами. Нужно проводить постоянное наблюдение за тем, чтобы герметичность сборочных единиц была соблюдена, при том абсолютно всех единиц

Особенное внимание следует уделять тем сборочным элементам, которые вынуждены переносить сильное давление

Каждую смену необходимо осматривать предохранительные клапаны, и приборы, с помощью которых проводят замеры, а также и автоматику на предмет дефектов и неисправностей. Это важный принцип безопасности персонала и техники.

Вспоминать чистить фильтры для масла в системе смазочной циркуляции, равно как и приемную стенку насоса. Для этого нужно установить сроки, руководствуясь предписаниями в инструкции, но как минимум раз в 50 дней.

В видео рассказывается про эксплуатацию поршневого компрессора

Поделитесь в социальных сетях:vKontakteFacebookTwitter
Напишите комментарий

Adblock
detector