Для чего нужны промышленные компрессоры. Воздушный компрессор

Где используются воздушные компрессоры?

Воздушные компрессоры - это механические устройства, которые используются для сжатия атмосферного воздуха уменьшением его объема. Сжатый воздух нагнетается в емкость для хранения или выпускается в систему давления - для работы.
Процедура сжатия воздуха заставляет молекулы воздуха двигаться быстрее в меньшем объеме, и разница давлений по сравнению в внешним заставит воздух быстро выходить наружу.
Поэтом считается, что - это источник энергии.
Наиболее распространенный вид компрессоров - поршневой компрессор. Он использует или очень маленькую, или очень высокую мощность.

Компрессоры имеют два элемента: сжимающий механизм и источник энергии для сжимающего механизма.
Энергия сжатия может быть взята от газа, от электродвигателя или от коробки отбора мощностей.
В воздушном компрессоре фактическую работу сжатия делают поршни, лопасти и рабочие колеса. Храня и сжимая воздух, преобразовывают механическую энергию в пневматическую. Производители воздушных компрессоров даже делают некоторые продукты, управляемые природным газом, который здорово уменьшает потребление энергии и стоимость.

Производители воздушных компрессоров предоставляют эффективный вид генератора энергии для различных пневматических энергосистем и производственных процессов. К примеру, в индустриальных установках компрессоры обеспечивают необходимым воздухом системы очистки воздуха, системы воздушных пробок, воздуходувки и системы для контроля темперетуры.

Процессы уборки становятся легче благодаря воздушным брандспойтам (воздушным компрессорам) или другим системам очистки. Воздушные брандспойты - также эффективный и быстрый и способ накачать шины велосипеда, автомобиля как дома дома, так и на газовых станциях.
На газовых станциях компрессоры используются для газовых насосов (бензонасосов).

В аэрографии (распылителях краски) также используют воздушные компрессоры - в автосалонах, частной и коммерческой аэрографии.

Воздушные компрессоры могут обеспечивать воздухом машины, различные инструменты и самые разные производственные процессы. Воздушные используют строительные компании, когда нужно дать энергию устройствам: отбойным молоткам, воздушным долотам, молотам и скальным дрелям.

Пескоструйные машины работают на сжатом воздухе. А так же различные инструменты, которые его используют, это - гвоздевые пистолеты, ленточно-шлифовальные станки, дрели, степлеры и пистолеты-распылители.
Эти довольно мощные приборы не имеют больших двигателей, и благодаря компрессорам, с ними легко работать и они мало весят.

Переведено с: aircompressors.bz

Компрессором называют любое приспособление, которое предназначено для сжатия и подачи воздуха, а также других газов под давлением. Где используется это устройство?

Автомобильные инженеры, создатели гоночных авто и просто любители скорости все время работают над увеличением мощности двигателей. Одним из способов ее увеличения есть строительство мотора большого внутреннего объема, но большие двигатели много весят и кроме того затраты на их производство и содержание очень высоки.

Фото. ProCharger D1SC – центробежный компрессор

Второй способ увеличения интенсивности двигателя – это создание агрегата стандартного размера, но более эффективного в использовании. Более эффективной отдачи можно добиться при нагнетании большего объема воздуха в камеру сгорания, которое позволяет подать в цилиндр больше топлива, а значит достичь большей мощности за счет высокого давления и соответственно сильного выброса газа. Именно компрессор, который также называют нагнетателем, позволяет усилить подачу воздуха и увеличить мощность двигателя.

Кроме компрессора существует еще турбокомпрессор. Отличия между этими двумя устройствами состоят в способе извлечения энергии. Обычный компрессор приводится в действие энергией, которая передается от коленчатого вала мотора через ременный или цепной привод механическим путем. Что касается турбокомпрессора, то она работает благодаря сжатому потоку выхлопных газов, вращающих турбину.

Как работает компрессор

Для того чтобы понять как работает данный механизм, рассмотрим схему работы обычного четырехтактного двигателя внутреннего сгорания. С движением вниз поршня создается разрежение воздуха, который под действием атмосферного давления поступает в камеру сгорания. После поступления воздуха в двигатель он объединяется с топливной смесью и создает заряд, который можно трансформировать в полезную кинетическую энергию в результате горения. Горение создает свеча зажигания. Как только происходит реакция окисления топлива, выбрасывается большой объем энергии. Сила этого взрыва приводит в движение поршень, а сила этого движения поступает на колеса, заставляя их вращаться.

Более плотный поток топливно-воздушной смеси в заряд будет создавать более сильные взрывы. Но стоит понимать, что для сжигания конкретного количества топлива требуется определенное количество кислорода. Правильным считается соотношение: 14 частей воздуха к 1 части атмосферного воздуха. Эта пропорция имеет очень большое значение для эффективной работы силового агрегата автомобиля и выражает собой правило: “для того чтобы сжечь больше топлива нужно подать больше воздуха”.

В этом и состоит работа компрессора. Он сжимает воздух на входе в двигатель, позволяя наполнять двигатель большому его количеству и создавать повышение давления. Вместе с этим в двигатель может поступать большее количество топлива, вызывая увеличение мощности. В среднем компрессор прибавляет 46% мощности и 31% крутящего момента.

Механический нагнетатель запускается с помощью приводного ремня, обернутого вокруг шкива, который подключен к ведущей шестерне. Ведущая шестерня привод в движение шестерню нагнетателя. Ротор компрессора впускает воздух, сжимает его и вбрасывает во впускной коллектор. Скорость вращения компрессора составляет 50 – 60 тысяч оборотов в минуту. В результате нагнетатель увеличивает подачу воздуха в двигатель машины примерно на 50%.

Так как горячий воздух сжимается, он теряет свою плотность и не может сильно расшириться во время взрыва. В этом случае он не может отдать столько же энергии, сколько производится при возгорании свечой зажигания более прохладной топливно-воздушной смеси. Можно сделать вывод, что для того чтобы нагнетатель работал с максимальной отдачей сжатый воздух на выходе из устройства должен быть охлажден. Процессом охлаждения воздуха занимается интеркулер. Горячий воздух охлаждается в трубках интеркулера с помощью холодного воздуха или холодной жидкости, в зависимости от вида механизма. Снижение температуры воздуха, увеличивая его плотность, делает сильнее заряд, который поступает в камеру сгорания.

Виды компрессоров

Компрессоры бывают трех видов: двухвинтовые, роторные и центробежные. Основное отличие между ними состоит в способе подачи воздуха во впускной коллектор автомобильного двигателя.

Двухвинтовый нагнетатель состоит из двух роторов, внутри которых циркулирует воздух. Эта конструкция создает много шума в виде свиста сжатого воздуха, который приглушают специальными методами шумоизоляции двигателя.

Фото. Двухвинтовой компрессор

Роторный нагнетатель расположен, как правило, в верхней части автомобильного двигателя и состоит из вращающихся кулачковых валов, которые перемещают атмосферный воздух во впускной коллектор. Он имеет большой вес и значительно утяжеляет вес транспортного средства. Кроме того, воздушный поток в данном виде компрессора имеет прерывистую структуру, что делает его наименее эффективным по сравнению с другими видами компрессоров.

Фото. Роторный компрессор

Центробежный нагнетатель – наиболее эффективен для принудительного повышения давления внутри двигателя машины. Он представляет собой крыльчатку, вращающуюся с огромной силой и нагнетающую воздух в небольшой корпус компрессора. Центробежная сила выталкивает воздух к краю крыльчатки, заставляя его с огромной скоростью покидать ее полость. Маленькие лопатки, расположенные вокруг крыльчатки преобразуют высокоскоростной поток воздуха с низким давлением в низкоскоростной поток с высоким давлением.

Фото. Центробежный компрессор

Достоинства компрессора

Основным достоинством компрессора является, естественно, увеличение мощности двигателя транспортного средства. Эксперты считают механические нагнетатели несколько лучше турбированных, потому что двигатели, оборудованные ими, не имеют задержки реакции в ответ на нажатие водителем педали газа, потому что механические компрессоры приводятся в движение непосредственно от коленчатого вала двигателя. Турбокомпрессоры в свою очередь подвержены отставанию, так как выхлопные газы набирают скорость нужную для раскручивания турбин лишь после истечения некоторого времени.

Недостатки двигателей

Так как компрессор запускается с помощью коленчатого вала мотора, это немного уменьшает мощность силового агрегата. Компрессор увеличивает нагрузку двигателя, поэтому последний должен быть крепким настолько, чтобы выдерживать сильные взрывы в камере сгорания. Современные автопроизводители учитывают это условие и создают более сильные узлы для моторов, предназначенных для работы в паре с компрессором, что повышает стоимость автомобиля, а также стоимость его технического обслуживания.

В целом нагнетатели – это наиболее эффективный способ добавить двигателю транспортного средства лошадиных сил или мощности другими словами. Компрессор может добавить от 50 до 100% мощности, поэтому его часто устанавливают на свои авто гонщики и приверженцы высокоскоростной езды.

Выполняет довольно специфические задачи, связанные с подачей воздуха под высоким давлением. Несмотря на узкую специализацию таких агрегатов, они широко используются и в профессиональной сфере, и в частных хозяйствах. Разнообразие характеристик, эксплуатационных и функциональных особенностей позволяет для любых целей найти подходящий компрессор. Это устройство, которое можно рассматривать и в качестве универсального приспособления для пневматического оборудования - главное, выбрать модель с подходящими техническими параметрами.

Общие сведения о компрессорах

Для понимания сущности компрессорных аппаратов следует определиться с принципом их работы. Такие устройства выполняют две основные задачи - сжатие и подачу воздуха или газовой смеси. При этом способ выполнения этих задач определяется конструкцией. Например, лопастный компрессор - это агрегат, который сжимает воздух в результате его контакта с лопатками конструкции. В сущности, это разновидность динамического оборудования, которое устраняет вибрации воздушных потоков.

Есть и другой подход к реализации главных задач компрессора, который применяется в моделях объемного типа. Подобные устройства часто используют в решении бытовых задач, а также на деревообрабатывающих и мебельных производствах. Это компрессор воздушный, в котором повышение давления происходит по мере снижения уровня запасенного газа.

Основные характеристики агрегата

Отправной точкой в выборе по характеристикам должно стать назначение. Существуют бытовые и промышленные модели, рабочие показатели которых довольно сильно расходятся. Одним из ключевых разделяющих параметров является напряжение, под которым работает компрессор, - 220 В или 380 В. Как правило, бытовые устройства питаются от сети на 220 В, а промышленные модели требуют 380 В. Следующий важный показатель работоспособности компрессора - это максимальное давление, при котором будет подаваться воздух. Данная величина обычно составляет 10 Бар. Но это вовсе не значит, что использовать устройство можно будет только с пиковым потенциалом. Как правило, в процессе эксплуатации рабочее давление понижается от 10 до 6 Бар.

Следующая характеристика представлена мощностью. Для бытовых моделей стандартом является диапазон силового потенциала от 1 до 2 кВт. Но при этом не стоит забывать, что компрессор - это динамическое оборудование, работа которого предполагает затраты энергии на трение деталей. Соответственно, к минимальному показателю требуемой мощности следует прибавлять около 30%, чтобы обеспечить необходимый запас силового потенциала.

Где применяется компрессор воздушный?

Сфера использования компрессоров охватывает практически все области, где применяется пневматическое оборудование, всевозможные распылители и краскопульты. Такие агрегаты дополняются аппаратами для подачи с целью равномерного нанесения лакокрасочных, масляных и абразивных смесей. В частности компрессор электрический довольно популярен у сотрудников автомастерских. Причем его используют не только для нанесения лакокрасочных и защитных покрытий, но и в операциях по накачиванию шин, для охлаждения, заправки баллонов, при выполнении чистки, мойки и т. д.

Также компрессоры используют в сферах промышленности и на производствах. В таких случаях оборудование может выступать не просто вспомогательным приспособлением, но и полноценным компонентом на конвейерах, в составе линий сборки или переработки.

Виды компрессоров

Уже отмечалось, что компрессоры классифицируются по принципу работы, но основное разделение предполагает более существенные конструкционные отличия. На сегодняшний день выделяют ременные, поршневые, винтовые и автомобильные модели. Первая категория агрегатов работает за счет а также предусматривает наличие системы охлаждения и специальной защиты от перегрева. Поршневой компрессор - это бытовой аппарат, который сжимает воздушные массы благодаря работе поршня в цилиндре. Автомобильные модели отличаются компактными размерами и предназначены специально для накачивания шин, матрасов, лодок, бассейнов и других резиновых изделий. типа ориентирован на длительные сеансы работы. Как правило, это профессиональные агрегаты, работающие под высоким давлением.

Расходные материалы

Покупая компрессор, стоит заранее продумать нюансы его будущей эксплуатации. Наверняка потребуется и дополнительный материал вместе с аксессуарами. В частности это могут быть крепежи, шланги и переходники. Чтобы не приходилось выполнять ремонт компрессоров уже в первое время применения, разработчики рекомендуют использовать и специальное масло для смазки трущихся деталей. Производители также предлагают и немало современных решений, которые заменяют традиционные подходы к технической организации рабочего процесса. Например, в кругах специалистов становятся все популярнее быстроразъемные соединения, которые приходят на смену байонетным системам. С помощью такого механизма пользователь может выполнить подключение пневмоинструмента к компрессору одним щелчком.

Производители и цены

Компрессоры представлены на рынке крупнейшими компаниями-изготовителями строительной техники. Стоит отметить такие марки, как Fubag, Daewoo и Metabo, которые формируют основу сегмента. Компания Remeza предлагает высокопроизводительные модели с широким набором функций. Это компрессор, цена которого может достигать 100 тыс. руб. В нижнем ценовом сегменте представлены аппараты отечественных производителей «Интерскол» и «Зубр». Преимущественно это бытовые устройства, стоимость которых составляет 5-10 тыс. руб.

Эксплуатация и техобслуживание компрессоров

Многое в сохранении рабочего ресурса таких агрегатов зависит от эксплуатационных условий. Использовать компрессор можно только для работы с чистым воздухом, поскольку проникновение пыли и мусора может повредить элементы технической начинки. Стоит отметить, что именно контакты с инородными телами под высоким давлением приводят к факторам, которые делают ремонт компрессоров неизбежностью. Это же относится и к стабильной подаче электроэнергии, причем нарушения в работе агрегата могут быть вызваны не только перебоями в сети, но также и неправильным расчетом мощности устройства. Что касается техобслуживания, то в обязательном порядке следует проверять масло перед каждым сеансом эксплуатации и чистить воздушный фильтр после использования аппарата.

Заключение

Уникальность данного оборудования заключается в том, что не существует аналогов, способных полностью воспроизвести его функцию. Другое дело, что существуют разные конструкционные вариации, в которых выпускается современный компрессор. Цена, к слову, напрямую зависит от технического исполнения и может варьироваться от 3-4 до 150 тыс. руб. Насколько оправданы такие затраты - этот вопрос решается индивидуально. Но, как показывает практика, использование автомобиля обходится дешевле, чем оплата аналогичных услуг в специализированных мастерских. Конечно, есть и другие способы применения такого оборудования, которые позволят сэкономить на услугах специалистов.

Компания «Cистемотехника» занимается производством и продажей энергетического оборудования.

Оказываем комплексные услуги по поставке, монтажу и обслуживанию систем бесперебойного электроснабжения по оптимальным ценам в Москве.

Зачем нужен воздушный компрессор

Современная промышленность практически не имеет таких отраслей, где не используются компрессоры. Причем потребность в них абсолютно не зависит от объемов производства: применяются лишь разные по производительности и мощности агрегаты. Главной задачей воздушного компрессорного оборудования является производство сжатого газа или воздуха, который применяется в качестве движущей силы или для иных производственных процессов.

Однако сегодня существует огромная разновидность типов данной техники, разработка которых была обусловлена требованиями разных отраслей. И лидерами по популярности являются винтовые и поршневые воздушные компрессоры . Альтернативой им обоим считаются устройства центробежного типа, однако они обладают некоторыми особенностями в обслуживании и эксплуатации, что пока негативно отражается на их востребованности.

Сфера применения поршневых компрессоров

Это наиболее распространенная группа компрессоров, которые используются в деревообработке, металлургической, косметической, медицинской, нефтеперерабатывающих отраслях и на иных производствах. Их популярность обусловлена невысокой стоимостью и сравнительной простотой ремонта и обслуживания. В зависимости от требований производственного процесса эксплуатируются две основные группы компрессоров поршневого типа. Если необходимо высокое качество сжатого воздуха, в котором исключено содержание иных примесей, то используются безмасляные агрегаты. Их используют чаще всего в мебельной промышленности, в автомобиле и машиностроении на участках покраски готовой продукции. К тому же подобная техника применяется только тогда, когда требуется небольшой объем сжатого газа или воздуха, т.к. она характеризуется невысокой мощностью (не более 1,5 кВт).

В остальных случаях экономически оправданным считается использование масляных устройств, которые отличаются максимально низкой стоимостью и в сравнении с безмасляными аналогами способны служит намного дольше. В силу этого в течении последних ста лет воздушные компрессоры поршневого типа были чуть ли не единственными агрегатами, производящими сжатый воздух. Однако их основным недостатком является масляный фильтр, которому требуется регулярная очистка.

Сфера применения винтовых компрессоров

Винтовой компрессор в рабочем модуле имеет два ротора с разнонаправленным движением. Такие агрегаты отличаются повышенной шумностью, поэтому для их эксплуатации лучше всего оборудовать на производственном участке отдельное помещение. Это обусловлено еще и тем, что подобное оборудование характеризуется высокой производительностью внушительными рабочими характеристиками, вследствие чего одна установка способна обеспечивать достаточно крупный производственный процесс.

Очевидно, что подобные агрегаты более эффективно применять в тех случаях, когда требуется сжатый газ или воздух в больших объемах, а не для обеспечения работоспособности нескольких шуруповертов или иных пневматических инструментов. К примеру, компрессор Kraftmann способен поддерживать производственный процесс, в котором есть потребность в большом расходе сжатого воздуха.

Для удобства эксплуатации можно подобрать компрессор с прямой передачей или ременным приводом, а также с уже встроенными системами воздухоподготовки и очистки. Также применение такого класса устройств обусловлено и их энергоемкостью, что немаловажно в выпуске рентабельной продукции. Как показывает практика, винтовые компрессоры способны снизить энергопотребление на треть.

Компрессоры пользуются большим спросом в промышленности и строительстве. Их используют в медицине и стоматологии. В каждом бытовом холодильнике и кондиционере компрессор играет роль главного движущего механизма. Выпуск компрессорной техники считается обособленной отраслью, которая быстро развивается, впитывая в себя достижения электроники и новые технологии. Знания об устройстве, правилах эксплуатации и технического сервиса помогут сделать правильный выбор при покупке компрессора, а также решить задачи, связанные с починкой вышедшего из строя агрегата.

Что такое компрессор и как он работает

Название «компрессор» происходит от латинского слова compressio, что означает сжатие. Это устройство для создания повышенного давления газа и подачи его в нужном направлении. В зависимости от того, каким образом достигается поставленная задача, компрессоры подразделяют на группы. Отличительной чертой каждого вида этих приборов является конструктивное решение процесса сжатия и подачи воздуха. В целом все агрегаты делятся на две большие категории - объёмные и динамические. Каждая группа, в свою очередь, имеет свои разветвления.

Многообразие компрессорных машин обусловлено широким диапазоном их применения

Динамические компрессоры основаны на принципе сжатия газов посредством механической энергии. Различают осевые и центробежные машины в зависимости от направления движения воздуха, а также от вида вращающегося колеса. Один из ярких представителей этой группы - турбокомпрессор. Его конструкция основана на взаимодействии движущегося воздуха с неподвижной решёткой и вращающимися лопастями привода.

В компрессорах динамического действия газ сжимается в за счёт механической энергии, которая подводится от вращающегося вала

Объёмные компрессоры используют в работе свойство газов сжиматься при изменении размеров замкнутого пространства, в который он помещён. Уменьшение габаритов рабочей камеры ведёт к повышению давления. К этой группе относятся большинство бытовых и промышленных агрегатов, их насчитывается более 10 различных типов:

1. Поршневые. Самый распространённый тип нагнетательных машин, которые служат для подачи газа или пара под давлением. Конструктивных решений великое множество, однако основным признаком поршневого насоса считается сжатие рабочей среды за счёт уменьшения объёма внутри цилиндра, производимое поступательно-возвратным движением поршня. Такие компрессоры нашли применение в тяжёлом машиностроении, в химическом, текстильном и холодильном производстве. По конструктивным признакам поршневые устройства классифицируют на вертикальные, горизонтальные, угловые. Существуют многоступенчатые поршневые компрессорные станции - при сжатии газа до высокого давления существует опасность взрыва или воспламенения нагара масла, скапливающегося в трубопроводе и поверхности выпускных клапанов, поэтому эта процедура проводится в несколько этапов.

   Поршневой компрессор увеличивает давление газа за счёт уменьшения его объёма при рабочем ходе поршня

2. Винтовые. Специалисты считают этот вид машин самым экономным. Именно поэтому винтовые компрессоры используются на передвижных компрессорных станциях, в мобильной военной технике, судовом холодильном оборудовании. По сравнению с другими видами нагнетательных аппаратов экономия электроэнергии может доходить до 25–30%. Кроме того, отмечаются малые габариты, надёжность и невысокая себестоимость. Суть конструкции состоит в двух соосно-вращающихся роторах, выполненных в виде спирали Архимеда. Винты двигаются синхронно, не контактируют между собой, и не нуждаются в смазке. Внутри корпуса ротора расположены каналы всасывания и нагнетания газа, а также уплотнители и подшипники скольжения. Газ сжимается порциями по мере заполнения камер и выдаётся в накопительный резервуар. Благодаря этому агрегат обладает высокой производительностью. В последнее время получили распространение не только двухвинтовые, но и четырёхвинтовые компрессоры, продуктивность которых ещё выше. По оценкам специалистов, при такой конструкции достигается дополнительная экономия от 10 до 15%.

   Винтовой компрессор нагнетает воздух под давлением за счёт синхронного вращения двух валов с винтовыми лопастями

3. Роторно-шестерёнчатые. Характеризуются длительным сроком эксплуатации, относительно простой конструкцией, сбалансированностью и высоким уровнем чистоты нагнетаемого газа. Используются для подачи воздуха в двигатели внутреннего сгорания, вытеснив пластинчатые модели. Роторно-шестерёнчатый компрессор отличается оптимальной зависимостью давления на выходе от скорости вращающихся роторов, что благоприятно сказывается при изменении режимов работы двигателя. В процессе перенесения воздуха от всасывающего клапана к выпускному давление практически не изменяется, поэтому такие устройства называют компрессорами с наружным сжатием. Как следствие, этот вид функционирует эффективно лишь для небольшого уровня изменения рабочего давления. Другие недостатки заключаются в наличии пульсаций нагнетаемого потока воздуха и высоком шуме при работе. При нарушении зазоров между деталями наблюдается резкое падение КПД агрегата.

   Роторно-шестерёнчатые компрессоры могут конструироваться по схеме с водяным или воздушным охлаждением

4. Мембранные. Это разновидность объёмных приборов, которая очень хорошо подходит для поднятия давления малого количества паров или газов до невысокого уровня. Как видно из названия, основным рабочим механизмом в этом типе компрессоров служит гибкая мембрана, сделанная из резины, прорезиненой ткани или металла. Колебания вызываются искусственно, при помощи механического воздействия. Его может оказывать шток, приводимый в движение шатуном или гидравликой - столбом жидкости, упирающимся в нижнюю часть подвижной мембраны. Приборы такого типа используются в промышленности и в лабораторных исследованиях. Длительность эксплуатации напрямую зависит от качества материала, из которого изготовлена мембрана. Часто применяются многослойные композитные материалы, способные выдержать многократные колебания и деформацию.

   Мембранный компрессор сжимает воздух за счёт гибкой мембраны, которая вибрирует от механического воздействия штока, совершающего возвратно-поступательные движения

5. Жидкостно-кольцевые. Применяются в сельском хозяйстве и пищевой промышленности (для производства сахара, дрожжей, безалкогольных напитков и хлеба). Благодаря конструктивным особенностям хорошо защищают воздух от загрязнения масляными парами. Несмотря на низкий КПД и увеличенные габариты, водокольцевые компрессоры отличаются надёжностью в эксплуатации, не производят много шума и, главное, сжимают газ практически без выделения тепла, т. е. изотермически. Принцип действия основан на сжимании воздушной массы более вязкой жидкостью. Конструктивно этого добиваются при помощи цилиндра, наполненного жидкостью (водой), в котором вращается ротор с лопастями. Серповидное пространство, разделённое на сегменты лопастями, является функциональным объёмом аппарата. Всасываемый воздух сжимается и вытесняется через нагнетательный патрубок компрессора.

   В промышленных компрессионных установках используется принцип сжатия воздуха при помощи воды

6. Воздуходувки Рутса. Низконапорные компрессоры, запатентованные братьями Рутс в 1860 г. в США. Простая и эффективная конструкция, которая с течением времени совершенствовалась и многократно видоизменялась. Тем не менее эти агрегаты используются в технике до сегодняшнего дня. Их выходные показатели достигают 16 000 м 3 /час и добавочного давления 1 000 Мбар. Отличительным свойством воздуходувок Рутса является отсутствие смазки в рабочем механизме. Минимум трущихся деталей делает механизм очень надёжным в эксплуатации. Низкий уровень вибрации и компактность позволяют использовать агрегат для закачивания агрессивных и взрывоопасных газов. Приводится в действие, как правило, асинхронным электродвигателем.

   В воздуходувке Рутса работу по перемещению и сжатию воздуха выполняет пара роторов с винтовыми лопастями

7. Спиральные. Сжатие рабочей газовой среды происходит за счёт взаимодействия двух спиралей, которые эксцентрично движутся друг возле друга. Так как спирали не соприкасаются и между ними постоянно остаются зазоры, моторесурс этого вида компрессоров достаточно большой. Однако при сборке и наладке к производителю предъявляются жёсткие требования. Нарушение технологических зазоров в несколько долей миллиметра может привести к функциональной непригодности конструкции. Частота, с которой движется спираль, исчисляется несколькими десятками тысяч оборотов в минуту. Недостатком спиральной конструкции считается необходимость приработки внутренней «улитки» на начальном этапе эксплуатации. Необходима обкатка компрессора для сглаживания технологических зазоров. Это сказывается на общем износе рабочей пары.

   В спиральном компрессоре рабочие зазоры измеряются долями миллиметра, поэтому такие устройства требуют тщательной приработки

8. Ротационные. Разновидность объёмных агрегатов, в которой нет всасывающих клапанов, а используются только нагнетательные. Ось ротора (поршня) вращается вокруг оси цилиндра, который неподвижен. В результате образуется так называемое серповидное пространство, в котором происходит сжатие газов или пара.

   В компрессоре с катящимся ротором рабочий цилиндр закреплён неподвижно, а вокруг него вращается поршень

Создание спирального компрессора датировано 1905 годом. Идея принадлежит инженеру из Франции Леону Круа. Но внедрение в промышленность оказалось возможным лишь в середине XX века, когда уровень технологий сделал серьёзный шаг в сфере обработки материалов. Массовое применение конструкция получила в конце столетия, когда спиральные компрессоры начали использовать в климатическом и холодильном оборудовании. Оказалось, что КПД и уровень создаваемого давления у этого вида агрегатов превосходят все другие известные на тот момент приборы.

Кроме приведённой классификации существуют и другие способы разделения компрессоров:

• по типам приводящего механизма (электропривод, ДВС, турбинный);
• по выходному давлению воздуха (компрессоры низкого, среднего, высокого и сверхвысокого давления);
• по производительности, выраженной в количестве объёма сжимаемого газа (в м 3) за определённое время (мин., час).

Как выбрать компрессор

Очевидно, что выбор компрессора зависит от целевого назначения. Никто не станет применять автомобильный компрессор, к примеру, в холодильнике или наоборот.

Основными потребителями атмосферных нагнетательных машин являются автолюбители, мастера-строители, слесари, мебельщики. Как показала практика, для их нужд наиболее приемлемы винтовые и поршневые компрессоры. Причём безмасляные используют для небольших объёмов работ - подкачки шин, покраски мелких деталей кузова и т. д., а для пневмоинструмента применяются более мощные - масляные поршневые и винтовые компрессоры.

Поршневые нагнетательные машины появились раньше других и поныне являются самыми распространёнными.

Рабочее давление таких агрегатов достигает 25–30 атмосфер, чем не могут похвастаться другие компрессоры. Главные достоинства - невысокая себестоимость, простота конструкции и лёгкость в ремонте. К тому же приборы нечувствительны к составу воздушной среды - пыль, влага и перепады температуры практически не влияют на качество работы. Срок службы при правильной эксплуатации и своевременном обслуживании очень продолжительный. К недостаткам поршневых компрессоров относится необходимость регулярной замены деталей, которые быстро изнашиваются - компрессионных колец поршня, сальников и клапанов, а также высокий уровень шумового давления, который достигает 95 dB (это сопоставимо с грохотом локомотива, идущего по железной дороге). На производствах, которые интенсивно используют такие компрессоры, выделяются специальные комнаты для размещения «шумного» оборудования. Исходя из перечисленных особенностей, поршневые машины применяют в следующих случаях:

Винтовые компрессоры выгодно отличаются от поршневых тем, что в конструкции нет быстроизнашиваемых деталей. Блок винтов, являющийся основным рабочим механизмом, рассчитан на срок службы в 15–20 лет без капитального ремонта. Отсутствие деталей с поступательно-возвратным движением и клапанов делает винтовые компрессоры весьма надёжными и долговечными. Динамика подачи сжатого воздуха в меньшей степени зависит от скорости вращения приводного вала, в то время как в поршневом компрессоре замедление хода поршня приводит к провалам давления. Благодаря тому, что в конструкции отсутствуют поршни и шатуны, снижается вибрация и шум. Поэтому такие агрегаты не требуют отдельного помещения для установки. Кроме того, компрессор излучает большое количество тепла, которое образуется во время сжатия газов. Его можно использовать для обогрева рабочего пространства в холодное время года. Стоимость винтовых компрессоров на порядок выше, чем поршневых устройств. Это связано с более сложным производством. Но окупается такое оборудование быстрее, так как оно является более производительным и экономным. Применение «винтовиков» оправдано в тех случаях, когда необходимы большие количества спрессованного воздуха в бесперебойном режиме.

Основные параметры, на которые следует обращать внимание при выборе рабочего инструмента:

1. Давление, создаваемое компрессором. Один из самых важных параметров, по которому можно судить о рабочих характеристиках изделия. Давление измеряется в атмосферах (атм.) или в барах. Чтобы не путаться в единицах измерения, нужно знать, что одна атмосфера примерно равна одному бару. Зная максимальное значение давления компрессора, можно определить к какому инструменту он подойдёт. На практике всегда приобретают компрессор с запасом. Если, к примеру, пневматический гайковёрт приводится в движение давлением воздуха в 6–7 Бар, рекомендуется выбирать компрессор, сжимающий воздух до 10 Бар.

   Гайковёрт приводится в действие сжатым воздухом, подаваемым из компрессора

2. Уровень производительности. Выражается в количестве литров воздуха, перекачиваемого за минуту. Следует обращать внимание на то, что в поршневых машинах присутствует явление «воздушного провала» - понижения производительности во время работы, связанного с изменениями внешней воздушной среды. Поэтому такой компрессор выбирают с запасом производительности до 20% от номинальной.
3. Мощность. Величина, обозначающая рабочий потенциал оборудования. Говоря простым языком, мощность отображает скорость, с которой машина может справиться с работой. Она измеряется в ваттах и отображается в техническом паспорте устройства. Как и в первых двух случаях, расчётная величина мощности должна включать в себя погрешность на различие между номинальным и реальным значением. С течением времени, в силу износа деталей и выработки двигателя, мощность понижается, что может привести к несовместимости с рабочим инструментом. Исходя из этого, рекомендуется приобретать компрессоры с мощностью, превышающей заданную на 20–25%.
4. Объём ресивера. Сразу после сжатия воздух попадает в накопительный металлический бак, который служит для стабилизации подачи воздуха. В технической терминологии он называется ресивером. Чем больше объём ресивера, тем меньше перепадов давления будет во время работы. Но следует также учитывать, что компрессору понадобится больше времени, чтобы закачать в герметичную ёмкость необходимое количество воздуха.

   В зависимости от мощности и производительности компрессоры могут оснащаться ресиверами объёмом от 25 до 250 литров

5. Номинальное рабочее напряжение и сила тока. В бытовых условиях - там, где нет подключения трёхфазного тока - используется однофазное оборудование, рассчитанное на напряжение 220 В и силу тока 6 А. В отечественных сетях частота тока равна 50 Гц. Приобретая импортный компрессор, необходимо убедиться, что он совместим с этими параметрами. В противном случае возможен перегрев и преждевременный выход инструмента из строя.
6. Вес. Как правило, он напрямую связан с мощностью и производительностью компрессора. Бытовые модели, рассчитанные для домашнего и «гаражного» применения, имеют массу до 5 кг. Такой компрессор более мобилен, легко перемещается и транспортируется. Профессиональные модели, устанавливаемые стационарно, весят 20 кг и более.
7. Габариты. Этот показатель напрямую связан с весом компрессора. От того, каких размеров будет устройство, зависит удобство в работе. Если необходимо часто перемещаться, целесообразно выбрать небольшой компрессор с рукояткой для переноса. Мощные и тяжёлые устройства с ресиверами большого объёма устанавливаются на передвижные платформы, которые перекатываются на колёсах.
8. Показатель шумового давления. Считается, что комфортный и безвредный для здоровья уровень шума - до 70 dB. Многие производители, решая эту проблему, используют дополнительные шумопонижающие и антивибрационные конструкции. Сведения об уровне шуме отражаются в техническом паспорте изделия.

Видео: как выбрать компрессор для дома и гаража

Таблица: параметры пневматического инструмента

Видео: как выбрать компрессор для подкачки автомобильных шин

Как пользоваться компрессором

Подготовка компрессора к работе - важный этап, соблюдение которого связано с долгосрочной и исправной эксплуатацией. Состоит она из следующих последовательных этапов:

1. Внимательное изучение инструкции, прилагаемой к изделию изготовителем. Данные, приведённые в техническом паспорте, должны совпадать с данными, отражёнными на металлических табличках. Они располагаются в нижней части корпуса компрессора.
2. Проверка комплектации и отсутствия механических повреждений на корпусе. При обнаружении дефектов корпуса, ресивера или соединительных шлангов их необходимо устранить.
3. Установка в рабочее положение. На передвижные модели надеваются колёса и амортизаторы в соответствии с комплектацией. Агрегат располагается таким образом, чтобы управление осуществлялось беспрепятственно и легко. Никакие посторонние предметы на корпусе не допускаются. Если компрессор имеет ременную передачу, необходимо ставить его на расстоянии не менее 1 м от стен. Поверхность пола в помещении, где производятся работы, должна быть ровной.
4. Проверка уровня масла в картере двигателя. Красная метка указывает на предельно допустимое количество смазки. Если масла недостаточно, необходимо аккуратно долить его, не переливая через край и не допуская попадания на ремень и другие детали.

   Масло должно быть залито до уровня, обозначаемого красной меткой

5. Подключение аппарата к сетевому питанию. В некоторых устройствах важно не перепутать подключение фазного и нулевого проводов.
6. Соединение патрубка ресивера со штуцером пневматического инструмента. При правильном подключении стравливание воздуха запускает реле включения двигателя автоматически. Самостоятельная регулировка реле недопустима и прекращает гарантийные обязательства со стороны производителя.
7. Приборы, оборудованные функцией защиты двигателя от перегрузки, отключаются при слишком продолжительной работе или перепадах напряжения в сети. Следует об этом помнить и не искать причину остановки в механической части аппарата.
8. После окончания работы силовой агрегат нужно полностью отключить и выпустить избыточный воздух из накопительного бака (ресивера). Для этого служит специальный клапан, установленный на корпусе бачка.

   После окончания работы необходимо стравить избыточный воздух из ресивера, открыв обратный клапан

В некоторых компрессорах вместо указателя уровня масла применяется щуп. Для определения наличия смазки щуп опускается в специальное отверстие, закрытое пластмассовой крышкой.

Если нет возможности подключить автомобильный компрессор от штатного прикуривателя или нужно сэкономить заряд батареи, возможно (а в некоторых случаях - рекомендовано) подключение клемм напрямую к аккумулятору. Для этого используются специальные зажимы, входящие в комплектацию компрессора для подкачки шин.

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:

Уход за компрессором

Техническое обслуживание компрессора состоит из следующих регламентных работ:

Видео: как поменять масло в поршневом компрессоре и ТО

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.

Таблица: неполадки в работе компрессора и способы их устранения

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.

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

Пользуясь пневматическим инструментом, а также пескоструйными устройствами, помните о том, что при небрежном обращении компрессор из помощника в хозяйстве может превратиться в опасное устройство, способное причинить травму или стать угрозой для здоровья. Только соблюдение норм техники безопасности и осторожное отношение к работе гарантирует личную безопасность.