Принцип работы воздушного компрессора

Воздушный компрессор: назначение, принцип работы, виды

Назначение и принцип действия - фото 2

Назначение и принцип действия

Компрессор — это устройство для сжатия газов и перекачивания их к потребителям.

Принцип действия - атмосферный воздух поступает в механизм, который выполняет его сжатие.

Виды компрессоров

1. Промышленные;

2. Бытовые.

Они работают от разных типов привода.

Компрессор воздушный электрический 220 В работает от электрического силового агрегата с напряжением 220 В. Есть устройства, работающие от напряжения 380 В.

Дизельный компрессор работает от двигателя внутреннего сгорания, работающего на дизельном топливе. Использование такого оборудования довольно популярно среди строителей, оно используется тогда, когда отсутствует возможность подключения установок на электроприводе. Установки, работающие на дизельном топливе, обеспечивают эксплуатацию на удаленных строительных площадках.

Атмосферный воздух подается в головку блока цилиндров, в котором установлены поршни. Силовая установка передаёт крутящий момента на вал, обеспечивающий движение поршней в цилиндре. Там происходит сжатие воздуха до нужных параметров. Затем воздух направляется в воздушную систему предприятия. 

Есть несколько способов передачи крутящего момента от двигателя на исполнительный механизм, чаще все это муфты или ременные передачи.

Производительность компрессоров - фото 4

Поршневые агрегаты

Они работают от двигателя внутреннего сгорания или от электрического двигателя.

Промышленный компрессор высокого давления создаёт от 40 до 500 бар. Компрессоры этого типа отличаются высоким КПД и моторесурсом до 2000 часов. Бывают стационарного или мобильного типа, перемещающиеся на колесном или гусеничном ходу.

Агрегатирование компрессоров - фото 5

В конструкции предусмотрены маслосъемные кольца, фильтры для очистки масла и воздуха, управляющая автоматика.

Для поддержания этого устройства в работоспособном состоянии требуется квалифицированный персонал и специальный инструмент и приспособления.

Мембранный компрессор

Газ сжимается в таком устройстве под действием мембраны, которую приводит в движение шток, закреплённый на коленвале.

Воздушный компрессор мембранного типа отличается следующими параметрами:

  • герметичностью;
  • стойкостью к действию коррозии;
  • высоким уровнем компрессии;
  • надежностью конструкция;
  • безопасностью в эксплуатации и простотой обслуживания.

Такое устройство применяют для перекачки вредных и токсичных веществ.

Особенность безмасляных приборов - изображение 6

Это изделие не нуждается в смазке, что снижает риск загрязнения транспортируемой рабочей среды.

Объемные компрессоры

В них процесс сжатия воздуха достигается путём уменьшения объёма.

Сюда относятся такие типы оборудования:

  • безмасляные винтовые компрессоры;
  • дизельные поршневые компрессоры;
  • воздушные компрессоры бытовые.

Винтовые компрессоры

Установки этого типа устанавливают на мобильных компрессорных станциях, судовых и других холодильных установках.

В качестве рабочего органа использованы винтовые роторы, на которых нанесены впадины. Их устанавливают в корпус, который может быть разобран по нескольким плоскостям. В нем проделаны отверстия и выточки для установки и подшипников. В корпусе сформированы камеры всасывания и нагнетания воздуха. Насосы этого типа отличаются производительностью.

Преимущества масляных агрегатов - фото 7

Эти изделия могут развивать давление от 8 и до 13 атм., при этом расход воздуха может быть от 220 до 12400 литров в минуту.

Один такй компрессор заменяет собой несколько компрессоров, устанавливаемых в производственных цехах.

При установке и запуске в промышленную эксплуатацию целесообразно установить фильтры для очистки воздуха от излишней влаги.

Пластинчато-роторные компрессоры

Передача энергии осуществляется во время сжатия. Рабочая среда во время засасывания попадает в рабочую камеру, ею объем уменьшается при перемещении ротора. Это сжатие и приводит к увеличению давления и уходу сжатого воздуха через патрубок.

Компрессоры этого типа могут создавать давление до 0,3 МПа, носят название воздуходувками, и те, которые нагнетают более высокое давление, называют компрессорами.

Достоинства:

Более стабильный, уравновешенный ход, обеспечивает отсутствие возвратно-поступательного движения. Конструкция предусматривает возможность прямого соединения с электрическим силовым агрегатом. Здесь не предусмотрено использование клапанов, таким образом уменьшается количество трущихся деталей.

Динамические компрессоры

Существует два типа — центробежные и осевые.

У первых воздух под воздействие центробежной силы отбрасывается к внешней части рабочего колеса, где образуется разреженное пространство. Газ постоянно попадает в рабочую камеру.Воздух направляется в диффузор, где повышается его давление.

У оборудования осевого типа воздух продвигается вдоль ротора, а сжатие осуществляется в результате изменения скорости его продвижения между лопатками ротора и направляющего устройства.

Эти компрессоры можно классифицировать по следующим свойствам:

  1. Давлению на выходе, те, которые обеспечивают давление в пределах 0,015 МПа, называют вентиляторами или воздуходувками.
  2. По количеству ступеней сжатия.
  3. По ходу движения воздуха. Если он двигается вдоль оси ротора, то это центробежные, если поперёк, то осевые. Существуют устройства, где воздух движется по диагонали.
  4. По типу привода — он может быть электрическим, паровым или газотурбинным.

Особенности эксплуатации - изображение 8

Роторные компрессоры применяют в авиационных  двигателях. С его помощью нагнетают воздух для подачи в камеру сгорания.

Производительность компрессоров

Под этим термином подразумевается тот объем газа, который нагнетается за определенную единицу времени. Единица измерения производительности — м3 в минуту. Этот параметр может быть указан или на входе, или на выходе, разумеется, это будут разные числа. Все дело в том, что при изменении давления, происходит изменение объема. Эта характеристика говорит о производительности при температуре рабочей среды, равной 20 ºC.

В зависимости от величины этой характеристики различают следующие группы — большой производительности (свыше 100 кубометров воздуха в минуту), средней (до 100 кубометров воздуха в минуту) и малой до (10 кубометров).

Динамические устройства обладают некоторыми преимуществами в сравнении с поршневыми. Они отличаются простотой конструкции и эксплуатации, малыми габаритно-весовыми параметрами, плавностью подачи воздуха и не требуют дополнительной смазки. Для их установки не требуется изготовление массивных фундаментов. Но КПД ниже, чем у поршневых.

Эти компрессоры нашли свое применение во многих отраслях. Например, химической и нефтегазовой промышленности, в металлургии, горнодобывающей и многих других отраслях. Одна из разновидностей динамических компрессоров — турбокомпрессорные, устанавливают в газоперекачивающие трубопроводы.

Особенности эксплуатации

Работа компрессора зависит от работы всех узлов и деталей. Внутри компрессора, где происходит распределение воздуха, устанавливается определенное количество золотников, распределителей и клапанов. В компрессорах устанавливают клапана следующих типов — тарельчатые, пластинчатые, шпиндельные и пр.

Клапаны, установленные в компрессоре, должны быть притерты и не должны пропускать воздух. Критерии выбора компрессорного оборудования - фото 10

Бесшумность работы компрессора — это, своего рода показатель качества настройки и работы устройства в целом.

Правила безопасности

Штатное использование компрессорного оборудование допустимо при соблюдении ряда условий:

  1. Должны быть установлены устройства, работающие в автоматическом режиме, которые предотвращающие превышение допустимого рабочего предела.
  2. Предусмотрено наличие разгрузочного клапана, предназначенного для быстрого стравливания излишнего давления.
  3. Должны быть установлены на вход и выход, фильтрационные устройства, которые обеспечивают чистоту воздуха, направляемый на обработку в компрессор и создающих препятствие его поступление в помещение.
  4. Наличие установленных манометров обеспечивают контроль над параметрами давления, создаваемые компрессором.
  5. Между компрессорной установкой и ресивером должен быть установлен маслоотделительный фильтр.
  6. В компрессорную остановку нельзя подавать воздух, который содержит в себе токсичные или вредные вещества.

Системы управления компрессорного оборудования - изображение 11

Критерии выбора компрессорного оборудования

  1. Расход воздуха (производительность).
  2. Рабочее давление.
  3. Требования к чистоте воздуха.

Эти параметры определяются инженерами-технологами, которые разрабатывают технологические процессы с участием компрессорного оборудования.

Бытовые устройства

Это небольшие по размеру поршневые компрессоры с электроприводом. Мощность такого изделия составляет 2,2 кВт. Такие компрессоры в состоянии нагнетать воздух до 8 атм.

Для хранения сжатого воздуха используют ресиверы емкостью до 100 литров.

Как правило, их используют при выполнении окрасочных работ, внутренних и наружных.

Конструкция оборудования для производства сжатого воздуха

  • Двигатель. Широко распространены установки, работающие от сети напряжением 220 вольт. В промышленности востребовано дизельное оборудование и компрессоры, работающие от сети 380 вольт. Редко используются турбины,работающие на газе или паре.
  • Блок сжатия воздуха. Может быть поршневым и винтовым. Для некоторых отраслей промышленности можно купить компрессоры мембранного, роторно-пластинчатого, шестеренчатого и других типов. 
  • Устройство поршневого компрессора предлагает наличие одного или нескольких цилиндров, в которых происходит сжатие воздуха. При движении поршня по направлению от впускного клапана создается разряжение, вследствие которого воздух наполняет цилиндр. При обратном движении происходит сжатие рабочей среды. Когда давление достигает заданного значения, воздух преодолевает усилие пружины нагнетательного клапана и попадает в ресивер.
  • Если поршневые агрегаты сжимают рабочую среду за счет возвратно-поступательного движения, то винтовые машины для этой цели используют вращение ведущего и ведомого ротора. Плоскости винтов и внутренняя поверхность корпуса создают воздушные камеры, объем которых попеременно увеличивается и уменьшается. За счет этого происходит наполнение камер воздухом, а затем его сжатие.
  • Ресивер. Это металлический сосуд, оснащенный входным и выходным патрубком, а также предохранительным клапаном для защиты от перегрузок. 

Расходные материалы и аксессуары

Всё о компрессорах - фото 29

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.

Обязательный компонент - манометр. Он может быть стрелочным, электронным или автоматическим.

Во время работы с компрессором необходимо пользоваться специальной экипировкой (очки, рукавицы).

Производители компрессоров

Лидеры сегмента - Fubag, Abac, Metabo и Fini.Они предлагают эффективные защитные системы с эргономическими достоинствами конструкции.

Видео: как выбрать компрессор для дома и гаража

https://www.youtube.com/embed/2clftqj7ydQ

Таблица: параметры пневматического инструмента

Пневматический инструмент Давление (Бар) Расход воздуха (л/мин)
Краскораспылитель 3–6 150–400
Шлифмашина 6–7 180–450
Долото 6,5 220–390
Ударный гайковёрт 6–7 400–450
Угловой гайковёрт 6–7 85–250
Гвоздезабивной пистолет 6–7 100–350
Заклёпочный пистолет 6–7 100–350
Дрель 6 110–280
Ножницы 6,2 200
Продувочный пистолет 4 150–250
Пескоструйный пистолет 8 250
Пистолет для накачки шин 3 50
Игольчатый очиститель окалины 6–8 150–200
Пылесос 6 100–150

Видео: как выбрать компрессор для подкачки автомобильных шин

https://www.youtube.com/embed/ckuqK7aktPs

Техника безопасности

Перед началом работы следует:

  • надеть рабочую одежду, обувь и собрать волосы под головным убором;
  • проверить комплектность и устойчивость аппарата;
  • убедиться в исправности манометра и выключателя предохранителя давления;
  • оборудовать рабочее место в соответствии с нормами личной безопасности.

Во время работы с компрессионным оборудованием запрещается:

  • подключаться к электрической сети без заземления;
  • оставлять работающий компрессор без надзора;
  • направлять воздушную струю в сторону людей;
  • допускать к управлению компрессором детей и несовершеннолетних;
  • пользоваться заведомо неисправным агрегатом.

После окончания работ необходимо:

  • полностью обесточить аппаратуру;
  • очистить рабочее место от мусора и использованных материалов;
  • оборудование, рабочую одежду, респиратор и противошумовые наушники убрать в отведённые места.Принцип работы воздушного компрессора - изображение 48Всё о компрессорах После окончания работ и во время технического обслуживания компрессор должен быть отключён от электрической сети

Уход за компрессором

Техническое обслуживание компрессора состоит из следующих регламентных работ:

  1. После начальной обкатки устройства необходимо провести подтяжку всех болтов. Вибрация способствует их откручиванию, этого допускать нельзя.
  2. Раз в месяц производится осмотр и очистка воздушного фильтра. Замена фильтрующего элемента рекомендуется не реже одного раза в год.
  3. Ежедневный контроль уровня смазки. Побелевшее масло говорит о попадании в него влаги, потемневшее — о перегреве и чрезмерном сгущении. Полная замена масла производится после обкатки (100 часов), а также через каждые 450–550 часов эксплуатации компрессора. Используется только тот тип масла, который рекомендован изготовителем.
  4. Ежедневный слив конденсата. При интенсивной эксплуатации в холодное время года удаление конденсата производится несколько раз в день.Принцип работы воздушного компрессора - изображение 49Всё о компрессорах Отверстие для слива конденсата расположено в нижней части ресивера
  5. Контроль натяжения приводного ремня осуществляется ежедневно. Кроме этого, необходимо удалять с его поверхности смазку и другой мусор. Прогиб хорошо натянутого ремня не должен превышать 4–5 мм при усилии 5–6 кг в середине между шкивами.Принцип работы воздушного компрессора - изображение 50Всё о компрессорах Правильное натяжение ременной передачи определяется нажатием на ремень в пространстве между шкивами с усилием 5–6 кг
  6. Не менее одного раза в месяц производится контроль крепления компрессора к платформе и визуальный осмотр головки цилиндров, а также остальных узлов, приборов контроля и управления.

Видео: как поменять масло в поршневом компрессоре и ТО

https://www.youtube.com/embed/q0kIv-Hx7Ok

Наиболее распространённые поломки и ремонт своими руками

Если компрессор приобретён недавно и срок гарантийного обслуживания ещё не закончился, все поломки обязаны устранить работники сервисной организации. Но если гарантия закончилась и ремонтировать оборудование приходится самостоятельно, изучите таблицу, приведённую ниже.

Неполадки в работе компрессора и способы их устранения

Внешние признаки неисправности Возможная причина поломки Способ устранения и ремонта
Снизилась производительность компрессора
  1. Разгерметизация, снижение компрессии нагнетаемого воздуха.
  2. Нарушение работы клапанных пластин.
  3. Разгерметизация прямоточного клапана, увеличение зазора прилегания.
  4. Засорение воздушного фильтра.
  5. Повреждение или износ компрессионных колец поршня.
  1. Найти и ликвидировать место утечки газа.
  2. Прочистить клапаны, при необходимости заменить.
  3. Очистка и промывка клапана, притирка прилегающих плоскостей.
  4. Очистка фильтра от загрязнения, при необходимости — замена.
  5. Ремонт поршневой группы, замена колец и подшипников.
Перегрев головки компрессора
  1. Сбой в работе системы охлаждения.
  2. Превышение сроков замены масла, низкий уровень смазки.
  3. Применение масла высокой вязкости.
  4. Чрезмерная затяжка болтов шатуна двигателя.
  5. Не отрегулирован тепловой зазор клапанов.
  6. Недостаточная затяжка болтов крепления блока цилиндра.
  1. Очистка загрязнённой головки от масла, пыли и мусора.
  2. Полная замена масла.
  3. Замена масла на рекомендованную изготовителем марку.
  4. Отпустить затяжку болтов до нормы.
  5. Отрегулировать зазор клапанов.
  6. Произвести затяжку при помощи динамометра.
Металлический стук внутри цилиндра
  1. Появление трещин и сколов на компрессионных кольцах поршня.
  2. Выработка поршневого пальца и направляющей втулки головки шатуна.
  3. Деформация цилиндра или поршневой группы.
  1. Замена изношенных колец, замена масла.
  2. Замена дефектных деталей на новые.
  3. Замена поршня в комплекте с кольцами и втулкой, при необходимости расточка цилиндра под ремонтные размеры.
Металлические несистемные удары в масляном картере
  1. Выход из строя подшипника коленвала.
  2. Ослабление болтов крепления шатуна.
  3. Выработка вкладышей шатуна, шеек коленвала.
  1. Замена подшипников.
  2. Подтяжка болтов крепления шатуна при помощи динамометра.
  3. Замена поршневых вкладышей, расточка шейки коленвала под ремонтный размер.
Утечка масла из картера двигателя
  1. Выработка сальника коленвала.
  2. Засорение входного отверстия сапуна.
  1. Замена сальника.
  2. Прочистка входного канала сапуна.
Чрезмерное образование нагара
  1. Использование смазки, несоответствующей марки.
  2. Превышение уровня смазки в картере.
  1. Замена смазки, очистка деталей от нагара.
  2. Слить избыток масла из картера.
Компрессор входит в рабочий режим с задержкой или не стартует при полном ресивере
  1. Вышел из строя обратный клапан.
  2. Приводной ремень недостаточно натянут.
  1. Замена клапана, притирка рабочей плоскости.
  2. Натяжение приводного ремня в соответствии с нормой.
Заклинил маховик двигателя Клапан упёрся в верхнюю часть поршня. Регулировка зазоров клапана в соответствии с техническим паспортом.
Уменьшение компрессии ресивера при выключенном двигателе и закрытом клапане Вышел из строя обратный клапан, механическое засорение. Очистка или замена клапана.
Утечка газа через отверстие слива конденсата Вышел из строя перепускной клапан. Очистка или замена клапана.
Утечка газа из трубки сброса давления Вышел из строя обратный клапан. Очистка или замена клапана.

Как сделать компрессор своими руками

Народные умельцы давно научились делать компрессоры своими руками. Некоторые самостоятельно изготовленные приборы способны выполнять работу не хуже заводских. Как правило, в качестве ресиверов используются газовые баллоны или огнетушители. А роль нагнетательной машины исполняет компрессор от отслужившего холодильника.

Принцип работы воздушного компрессора - изображение 51

Всё о компрессорах Простейший аппарат для производства сжатого воздуха состоит из компрессора от старого холодильника, газового баллона и манометра

Производительность такого устройства будет невелика, но с его помощью можно нанести равномерный слой краски на любую поверхность. Для этого используются либо краскопульт, либо аэрограф.

Видео: как сделать компрессор из старого холодильника

https://www.youtube.com/embed/DL0fYbubn1Y

Посмотрите видео «Выбираем компрессор»

Источники:

Понравилась статья? Расскажите друзьям:
Оцените статью, для нас это очень важно:
Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Оставить комментарий:

Отправить

Полезные сервисы:

Опрос: Насколько Вам помогла информация на нашем сайте? (Кол-во голосов: 602)
Сразу все понял
Не до конца понял
Пришлось перечитывать несколько раз
Вообще не понял
Как я сюда попал?
Чтобы проголосовать, кликните на нужный вариант ответа. Результаты