Назначение поршневого компрессора: Принцип работы и назначение поршневых компрессоров

Назначение воздушных поршневых и винтовых компрессоров

Существует немало сфер применения компрессоров, обеспечивающих подачу сжатого воздуха потребителям для эксплуатации как бытового, так и профессионального оборудования. Множество компаний предлагают широкий ассортимент агрегатов различного типа и мощности, среди которых потребители могут выбрать устройство, максимально соответствующее требуемым характеристикам. Одной из них является интернет-магазин воздушных компрессоров StarKraft, специалисты которой с радостью готовы поделиться информацией о назначении того или иного аппарата. Данная статья поможет покупателям определиться с выбором конкретного агрегата согласно поставленным эксплуатационным целям.

Компрессор воздушный, назначение которого заключается в подаче сжатого воздуха в различные пневматические инструменты, производственное оборудование, распылители воды или краски и т.д., обычно представлен в одном из наиболее распространённых вариантов исполнения. О них мы и поговорим ниже.

Назначение поршневого компрессора

Наиболее часто данный тип агрегатов выбирают владельцы малых коммерческих предприятий. Кроме этого, такой аппарат станет отличным помощником в решении бытовых задач. Назначение поршневого компрессора — обеспечивать кратковременную подачу воздуха в:

• пневматические домкраты на станциях технического обслуживания;
• оборудование для мойки автомобилей;
• насосы для накачки колёс;
• ручной инструмент для проведения ремонтных работ;
• малярное оборудование для покраски поверхностей;
• устройства для абразивной чистки;
• другие приспособления и инструменты.

Оправдано использование такого агрегата при коротких циклах работы в сложных условиях. Стоит отметить, что поршневой компрессор отличается высоким уровнем шума и вибрации, а также подвержен ударным нагрузкам поэтому приобретая его, следует иметь в виду этот факт.

Назначение винтового компрессора

Винтовые агрегаты отличаются более сложной конструкцией и принципом действия. Они относятся к профессиональным устройствам и чаще покупаются владельцами промышленных предприятий. Такой аппарат прекрасно подходит для обеспечения подачи сжатого воздуха в оборудование:

• фабрик;
• заводов;
• медицинских учреждений;
• средних и крупных производственных предприятий.

Отличительной чертой каждого винтового компрессора является более долгий срок службы агрегата. Кроме этого, устройства подобного типа обеспечивают более длительную подачу сжатого воздуха, по сравнению с поршневыми аппаратами. Отсутствие вибраций и ударных нагрузок при эксплуатации делают эти компрессоры высококлассными аппаратами с долгим сроком службы. Однако, стоит отметить, что их цена значительно выше, а обслуживание, зачастую, требует участия квалифицированного специалиста.

Подготовлено: Александр Пушнов

Поршневой компрессор: устройство, характеристики, принцип работы

Поршневой компрессор — это устройство, предназначенное для повышения давления (сжатия) и перемещения газообразных веществ.

Назначение поршневого компрессора заключается в подаче сжатого воздуха или газа под избыточным давлением, более 0,2 – 0,3 МПа.

Электрические поршневые компрессоры, воздействующие с помощью поршня на определенный замкнутый объем воздуха в цилиндре в период нагнетания, могут создавать значительную степень сжатия при относительно ограниченной подаче воздуха или газа.

Содержание статьи

• Принцип работы поршневого компрессора
• Устройство
• Характеристики компрессора
• Регулирование подачи
• Типы поршневых компрессоров

Поршневой компрессор обладает высоким коэффициентом полезного действия и его применение наиболее целесообразно при давлении более 1 МПа и при малой подаче.

Компрессор поршневой центробежный конструктивно и по принципу действия похож на многоступенчатый центробежный насос. Отличие заключается в том, что рабочим телом является сжимаемый газ.

Принцип работы поршневого компрессора похож на действие поршневого насоса. Отличием является то, что поршень насоса выталкивает жидкость в течение всего нагнетательного хода, а компрессор поршневой выталкивает воздух или газ лишь после того, как давление в цилиндре превысит давление в нагнетательной линии.

Принцип действия поршневого компрессора основан на совместной работе:
  цилиндра;
  поршня;
  клапана нагнетания;
  клапана всасывания;
  шатуна;
  коленчатого вала.

Всё начинается с того, что привод поршневого компрессора приводит в движение коленчатый вал. Работа поршневого компрессора состоит в подаче сжатого воздуха или газа под избыточным давлением и происходит это следующим образом.

При движении поршня вправо из крайнего левого положения всасывающий клапан k1 открыт и воздух всасывается в цилиндр. Давление на протяжении всего хода всасывания постоянно и равно атмосферному.

При ходе поршня из крайнего правого положения влево всасывающий клапан k1 закрывается и газ, замкнутый в левой полости цилиндра сжимается.

При достижении давления p2, равного давлению газа в нагнетательном сборнике, открывается нагнетательный клапан m1, и газ будет выталкиваться из цилиндра при постоянном давлении p2.

По окончании нагнетания, если принять полное опорожнение цилиндра от газа, начнется снова всасывание. При этом должно произойти мгновенное падение давления.

В зависимости от конструкции поршневые компрессоры бывают: простого и двойного действия.

Устройство поршневого компрессора

В устройство поршневого компрессора входят рабочий цилиндра и поршень, а также всасывающий и нагнетательный клапаны, расположенные обычно в крышке цилиндра.

Для сообщения поршню возвратно-поступательного движения в большинстве поршневых компрессорах имеется кривошипно-шатунный механизм с коленчатым валом. Компрессоры промышленные поршневые бывают одно и многоцилиндровые, с вертикальным, горизонтальным, V или W — образным и другим расположением цилиндров.

В зависимости от назначения различается конструкция поршневого компрессора одинарного действия (когда поршень имеет одну рабочую сторону) и двойного действия (когда поршень работает обеими сторонами).

По степени сжатия газа бывают модели одноступенчатого или многоступенчатого сжатия.

Схема работы поршневого компрессора заключается в следующем. При вращении коленчатого вала 1 соединённый с ним шатун 2 сообщает поршню 3 возвратные движения.

При этом в рабочем цилиндре 4 из-за, увеличения объёма, заключённого между днищем поршня и крышкой цилиндра 5, возникает разрежение и атмосферный воздух, преодолев своим давлением сопротивление пружины, удерживающей всасывающий клапан 9, открывает его и через воздухозаборник (с фильтром) 8 поступает в рабочий цилиндр поршневого компрессора.

При обратном ходе поршня воздух будет сжиматься, а затем, когда его давление станет больше давления в нагнетательном патрубке на величину, способную преодолеть сопротивление пружины, прижимающей к седлу нагнетательный клапан 7, воздух открывает последний и поступает в трубопровод 6. При сжатии газа в компрессоре его температура значительно повышается.

По расположению цилиндров подразделяются на горизонтальные, вертикальные и с наклонными цилиндрами.

По способу охлаждения – с воздушным и водяным охлаждением.

По числу ступеней сжатия компрессор бывает 2, 4 и 6 поршневой. При такой конструкции все цилиндры имеют одинаковый размер и процессы всасывания и сжатия воздуха происходят в каждом из цилиндров по очереди. Каждый элемент работает в противофазе.

Двухступенчатый поршневой компрессор напротив оборудуется цилиндрами разных размеров. Первая ступень сживает воздух, затем он попадает в межступенчатый охладитель, в качестве которого выступает медная трубка.

В такой трубке сжатый воздух охлаждается и сжимается ещё больше. Потом он попадает на вторую ступень и сжимается ещё больше. Достоинством такого типа установки является большой показатель КПД при меньшем расходе энергии.

Характеристика поршневого компрессора.

В зависимости от способа монтажа, который предусматривает конкретная модель обращают внимание на следующие характеристики компрессора.

Давление нагнетания – избыточное давление, которое способен обеспечить компрессор. В зависимости от модели этот параметр может достигать значения более 300 кгс/см²

Производительность поршневых компрессоров – количество всасываемого и сжимаемого газа или воздуха. Этот параметр зависит от диаметра поршня, длины хода поршня и скорости вращения вала.

Качество рабочего воздуха – такой показатель очень важен для оборудования используемого в промышленной отрасли, там где часто перекачиваемый воздух содержит примеси масла или других жидких сред.

Мощность поршневого компрессора относится в приводу конкретной модели и измеряется в килоВаттах. Отдельно такая характеристика считается редко, поскольку в подавляющем большинстве случаев покупателям интересна только производительность.

Шум является очень важной характеристикой, поскольку оборудование этого типа считается очень шумным. Этот параметр указывается в дБ. Для уменьшения показателя шума поршневой компрессор может оборудоваться специальным защитным кожухом.

Характеристика показывает, где будут использоваться поршневые компрессоры. В зависимости от конкретных показателей это могут быть:
   на компрессорных установках для сжатия воздуха – оборудования низкого давления
   поршневая компрессорная установка для сжижения газа, его разделения и транспортирования – модели среднего давления
   на установках для синтеза газов – оборудование высокого давления.

В поршневых компрессорах обычно предусматривается автоматическое регулирование производительности в зависимости от расхода сжатого газа для обеспечения постоянного давления в нагнетательном трубопроводе. Существует несколько способов регулирования.

Регулирование подачи поршневого компрессора.

Наиболее простым и удобным способом регулировать поршневой компрессор по подаче, который сразу приходит на ум является изменение частоты вращения привода вала. Однако при более глубоком анализе выясняется, что такой способ применим только в том случает, если привод поршневого компрессора осуществляется от двигателя внутреннего сгорания.

При электроприводе, как одном из наиболее распространенных в настоящее время способе привода компрессоров, регулирование изменение частоты вращения оказывается неприемлемым как с конструктивных, так и с энергетических соображений.

Если приводной двигатель работает с постоянной частотой вращения, то регулирование подачи компрессора может быть осуществлено следующими способами.

1. Регулирование за счет полного или частичного принудительного открытия всасывающих клапанов. Это приводит к полному или частичному переводу поршневого компрессора на холостой ход. При полном открытии всасывающих клапанов сжатие газа в цилиндре не происходит и засасываемый газ снова выталкивается во всасывающую трубу. Если всасывающие клапаны закрываются не полностью или только на части хода поршня, то, подача газа уменьшается. В практике предпочтительнее, как из конструктивных, так и энергетических условий, применять полное открытие всасывающих клапанов на части хода поршня.

2. Регулирование за счет перепуска газа из нагнетательного трубопровода во всасывающий. Такой перепуск может быть свободным или дроссельным. При дроссельном способе регулирования происходит более плавное изменение подачи компрессора, но без уменьшения потребляемой мощности. Поэтому в практике чаще применяется более простой и более экономичный способ – свободный перепуск с помощью байпасного вентиля.

3. Регулирование за счет установки дросселя во всасывающем трубопроводе. Установка дросселя на всасывающем трубопроводе вызывает падение давления при всасывании компрессора. Значит, при неизменном давлении нагнетания степень сжатия будет увеличиваться, а объемный КПД уменьшаться. Следовательно будет уменьшаться и подача компрессора.

4. Регулирование за счет подключения дополнительного пространства. Если крышки компрессора сделать пустотелыми и разделить полости на несколько ячеек, подключаемых к вредному пространству, или каким-либо другим способом подключить к вредному пространству некоторый регулируемый объем, то общий объем вредного пространства будет переменным. В этом случае регулирование объема вредного пространства будет заключаться в подключении или отключении части или всего дополнительного вредного пространства.

Каждый из описанных выше способов регулирования подачи компрессоров разработан и может использоваться как в ручном варианте так и автоматическим способом, с помощью различных устройств. В наше время автоматические способы регулирования показывают достаточную надежность, поэтому ручное регулирование подачи компрессоров все больше уступает место автоматическому.

Типы поршневых компрессоров

По конструктивным особенностям и принципу действия встречаются различные типы поршневых компрессоров. Большим спросом пользуются центробежные модели. Применяются также ротационные компрессоры, которые конструктивно и по способу привода сходны с центробежными машинами, однако по принципу действия (вытеснение) они относятся к поршневым машинам.

Если оборудование установлено на шасси то такая модель считается мобильной, если нет, то это стационарные поршневые компрессоры.

Масляный поршневой компрессор

К масляным поршневым компрессорам относится оборудование, в котором применяется смазка при работе цилиндров. К этому типу оборудования относятся воздушные, винтовые, судовые и др.

Принцип работы такого оборудования довольно прост. Цикл работы заключается в движении поршня. Одним движением поршень уходит из цилиндра и газ поступает в освободившийся объем, при возвращении поршня – газ сжимается, при этом сила давления растет. Пока совершается этот процесс всасывающий клапан закрывается и в работу включается клапан нагнетания, который выталкивает газ в магистраль.

Безмасляный поршневой компрессор

Безмасляные поршневые компрессоры используются тогда, когда необходима подача чистого воздуха или газа без риска попадания в них примесей смазочного материала.

Оборудования такого типа не требует масло для поршневых компрессоров, но это не значит, что оно работает без смазки. Конструктивно выполнено так, что масло не пересекается с воздушными потоками.

Первоначально это достигалось тем, что в корпусе компрессора делали специальные лабиринтные уплотнения. Такая конструкция не нашла широкого применения и в настоящее время безмасляные поршневые компрессоры комплектуются кольцами, выполненными из специальных композитных материалов.

Несмотря на особенности конструкции оборудование этого типа способно работать без ремонта более продолжительные периоды, чем компрессоры с использованием смазки цилиндров.

Вместе со статьей «Поршневой компрессор: устройство, характеристики, принцип работы» читают:

Что такое поршневой компрессор? Как они работают?

Существует два основных принципа сжатия воздуха, и одним из них является вытесняющее сжатие. Многие типы компрессоров классифицируются как объемные компрессоры, одним из которых является поршневой компрессор. Поршневой компрессор — это самый старый и наиболее распространенный тип промышленного компрессора.

Воздушный компрессор этого типа использует принцип вытеснения для повышения давления в замкнутом объеме газа или воздуха. Они доступны в различных конфигурациях, от одинарного действия, двойного действия, с масляной смазкой или без масла. Распространенной конфигурацией является конструкция двойного действия, которая имеет L-образную конфигурацию с одним вертикальным цилиндром низкого давления и одним горизонтальным цилиндром высокого давления. В конструкциях с масляной смазкой используется смазка разбрызгиванием или смазка под давлением, а в безмасляных конструкциях используются поршневые кольца или зубчатые стенки.

Как работает поршневой компрессор?

Поршневой компрессор Atlas Copco

Поршневой компрессор работает с системой клапанов и двумя дисками клапанов из нержавеющей стали. Поршень движется вниз и всасывает воздух в цилиндр, затем самый большой диск сгибается вниз, пропуская воздух. Когда поршень затем движется вверх, большой диск снова изгибается, уплотняя седло клапана. Затем сжатый воздух нагнетается через отверстие в седле клапана и подается в конечный процесс.

Чтобы описать этот процесс более подробно, мы разбили пошаговый процесс, описывающий больше внутренней работы поршневого компрессора. Поршневой/поршневой компрессор представляет собой объемный воздушный компрессор с коленчатым валом, приводимым в действие поршнем и цилиндрами. Процесс сжатия воздуха уменьшает его объем при увеличении плотности, не превращая его в жидкость.

Поршневой/поршневой воздушный компрессор работает по следующему принципу:

1. Газ поступает в цилиндр через впускной клапан.
2. Поршень отходит от впускного клапана и позволяет газу проходить в цилиндры.
3. Коленчатый вал приводит в действие поршень, который сжимает газ за один такт давления.
4. В двухступенчатых компрессорах воздух проходит во второй цилиндр для еще одного цикла сжатия. Второй поршень сжимает газ под давлением 175 фунтов на квадратный дюйм.
5. После завершения сжатый воздух направляется в резервуар для хранения для использования.

Поршневые воздушные компрессоры представляют собой компактный вариант для работы в различных отраслях промышленности и обеспечивают мощное сжатие. Поршневые компрессоры бывают дизельными, бензиновыми и электрическими.

Для чего используются поршневые компрессоры?

Поршневые компрессоры основаны на возвратно-поступательном действии одного или нескольких поршней для сжатия газа в цилиндре (или цилиндрах) и его выпуска через клапаны в приемные резервуары высокого давления.

В то время как основное применение поршневых компрессоров заключается в обеспечении сжатым воздухом в качестве источника энергии, поршневые компрессоры также используются операторами трубопроводов для транспортировки природного газа.

Поршневые компрессоры используются в следующих отраслях и областях применения:

• Промышленные
• Коммерческие
• Торговые площадки
• Мастерские
• Пневматические инструменты
• ; для питания пневматических инструментов, краскораспылителей и абразивно-струйного оборудования; для фазового сдвига хладагентов для кондиционирования воздуха и охлаждения; для подачи газа по трубопроводам.

  Чем отличаются поршневые компрессоры одинарного, двойного действия, с масляной смазкой или без масла?

  Очень важно анализировать информацию, поэтому будьте ясны в отношении поршневых компрессоров. Эти компрессоры бывают одностороннего, двустороннего действия, с масляной смазкой или без масла, различия мы опишем в следующем разделе этой статьи.

  В поршневых компрессорах одностороннего действия рабочая жидкость поступает с одной стороны и толкает поршень, а в поршневых компрессорах двойного действия рабочая жидкость подается с обеих сторон с возвратной линией. Различают безмасляные и масляные поршневые компрессоры. Теперь более подробно обсудим элементы одинарного и двойного действия:

  Модель одностороннего действия является наиболее распространенным компрессором, используемым в таких приложениях, как небольшие воздушные компрессоры для хобби, грузовики в их пневматических системах — даже в холодильнике. Эти компрессоры одностороннего действия обычно смазываются маслом, имеют воздушное охлаждение и ограничение выходной мощности.

  Компрессоры двойного действия отличаются тем, что они имеют крейцкопфы, которые создают чисто прямолинейное движение после коленчатого вала и шатуна, технология, используемая в основном в тяжелых промышленных и технологических компрессорах мощностью от 45 кВт/ч.

  Техническая рабочая информация о поршневых воздушных компрессорах

  Поршневые компрессоры имеют ряд версий, которые соответствуют потребности в сжатом воздухе или требуемому уровню давления. Поршневой компрессор состоит из коленчатого вала, шатуна, цилиндра, поршня и головки клапана. Коленчатый вал приводится в движение клиновым ремнем, обычно от электродвигателя.

  Как правило, большинство компрессоров имеют ресивер со сжатым воздухом для поддержания стабильного давления в системе к потребителю сжатого воздуха. Работа пневмоинструмента приводит к падению давления в баке. Когда давление падает ниже нижнего предела, двигатель запускается; когда давление снова поднимется до рабочего предела, двигатель автоматически выключится. Реле давления обеспечивают стабильное давление в системе в заданных пределах. Давление в баке, доступное рабочее давление и функция выключателя, показанные манометром в машине.

  Зачем покупать поршневой воздушный компрессор?

  Поршневой или поршневой компрессор считается одной из самых популярных доступных технологий. Это связано с его доступностью и экономичностью эксплуатации. Прошли те времена, когда поршневые компрессоры были громоздкими и шумными, поскольку они вступили в новую эру современных поршневых компрессоров, которые не обладают ни одной из этих устарелых функций и являются триумфом современных технологий и промышленной производительности.

  Как правило, мощность большинства компрессоров малого и среднего размера составляет от 0,55 до 15 кВт, и обычно они бывают как с масляной, так и безмасляной смазкой.

  Эти машины продаются с огромным разнообразием дополнительных опций и вариантов продукта, с акцентом на предоставление конечным пользователям широкого выбора компрессоров. Как правило, они поставляются либо в виде стандартных базовых блоков, смонтированных на тележке или ресивере, либо в виде комплектной станции сжатого воздуха, включающей осушитель воздуха с рефрижератором и предварительно смонтированное пусковое и регулирующее оборудование. Широкий модельный ряд поршневых компрессоров предназначен для конкретных применений, таких как использование сжатого природного газа, и может достигать мощности до 560 кВт.

  Преимущества и недостатки поршневых компрессоров

  Приобретение поршневого компрессора имеет ряд преимуществ и недостатков.

  Технология дешевле с практической точки зрения; обслуживание низкое, техников легко найти, а запасные части (если они вам понадобятся) легко доступны. Для сравнения, поршневые компрессоры могут генерировать высокий уровень шума и более восприимчивы к попаданию масла в систему подачи сжатого воздуха и должны иметь правильный размер в соответствии с рабочим циклом или генерировать высокий уровень тепла во время работы.

  Где купить поршневой компрессор?

  Важно убедиться, что вы правильно выбрали воздушный компрессор, соответствующий вашим потребностям. Итак, если у вас есть какие-либо вопросы или вам нужна помощь, звоните нам по телефону 1300 998 647

  Поршневые компрессоры: Как они работают — Воздушные компрессоры — Подготовка воздуха

  Перейти к вашему выбору⤸
  

  • Как поршневые компрессоры сжимают воздух
  • Различные типы поршневых компрессоров
  • Поршневые компрессоры с впрыском масла
  • Безмасляные поршневые компрессоры
  • Поршневые компрессоры с впрыском масла и безмасляные поршневые компрессоры

  Приблизительное время прочтения: 7 минут

  7 марта 2023 г.

  Первое упоминание о поршневом компрессоре (также известном как «поршневой компрессор») было сделано в конце 18 века. Хотя с тех пор технология значительно улучшилась, Основная концепция за поршневым компрессором остается прежней:

  1.     Когда поршень в поршневом компрессоре опускается, он создает вакуум , втягивая воздух в компрессор через вход.

  2.    Этот воздух проходит через впускные клапаны в цилиндр. Пока эти впускные клапаны в настоящее время открыты, выпускные клапаны закрыты. Другими словами, воздух входит внутрь, но не может выйти.

  3.    Когда цилиндр наполнен воздухом, поршень поднимается, сжатие воздуха .

  Выпускные клапаны обычно открываются при определенном уровне давления. Когда поршень поднимается, он выталкивает сжатый воздух через открытые выпускные клапаны.

  Теоретически все поршневые компрессоры работают по одному принципу. Однако есть существенные различия в том, как компрессор использует этот принцип. Основное различие основано на количестве стадий, на которых происходит сжатие.

  Есть одноступенчатые, двухступенчатые и многоступенчатые компрессоры . Разделение сжатия на несколько разных ступеней означает, что компрессору не нужно работать так усердно. Температура воздуха на выходе также ниже.

  Конечно, чтобы в полной мере воспользоваться преимуществами многоступенчатого сжатия, необходимо охлаждать воздух между различными ступенями, что обеспечивает еще большее сжатие. Сделать это можно с помощью интеркулера . Существуют также поршневые компрессоры с впрыском масла и безмасляные поршневые компрессоры, которые имеют определенные преимущества и области применения.

  Поршневые компрессоры с впрыском масла смазывают цилиндры, поршни и кривошипы за счет циркуляции масла в компрессоре. Небольшое количество остаточного масла попадает в сжатый воздух. Не о чем беспокоиться — в зависимости от того, для чего вы используете сжатый воздух.

  В электронной, пищевой и медицинской промышленности наличие даже следовых количеств масла в сжатом воздухе представляет серьезную проблему. Таким образом, в этих отраслях промышленности часто используются безмасляные поршневые компрессоры с подшипниками с постоянной смазкой и поршневыми кольцами без смазки. Хотя это означает безмасляный сжатый воздух, к сожалению, это также требует дополнительного обслуживания.

  Без ограничений по смазке, поршневые компрессоры с впрыском масла обычно имеют на больше движущихся частей , чем их безмасляные собратья. Это означает, что они тяжелее, дороже и мощнее, с более длительным сроком службы. Это наиболее часто используемые поршневые компрессоры.

  Хотите знать, нужен ли вам поршневой компрессор или воздушный компрессор другого типа? Хотите знать, нужна ли вам модель без масла или с впрыском масла? Или вам интересно мнение специалистов, которые целыми днями работают с компрессорами, а ночи о них мечтают? Команда ALUP к вашим услугам.

  Свяжитесь с нами сегодня и узнайте больше о поршневых воздушных компрессорах

  Прокрутить вверх ↰

  Смотрите также
  

  Ищите другие обязательные к прочтению статьи в нашем блоге о сжатом воздухе !

  Ассортимент поршневых компрессоров
  

  поршень двигателяAIR
  

  Поршневые компрессоры с автономным приводом обеспечивают полную свободу при любых обстоятельствах.