Повітряні компресори — будова та принцип роботи
Зміст:
- Застосування компресорів
- Будова повітряного компресора
- Відмінність масляних і безмасляних компресорів
- Переваги і недоліки компресорів
Повітряні компресори — це складні установки, головна задача яких — стискати повітря та інші гази. Їх альтернативна назва — ресивери стислого повітря. Стисле повітря споживається пневматичним інструментом або може використовуватися прямо з компресора за допомогою шланга.
Щоб правильно вибрати та використовувати це обладнання, потрібно розуміти принципи його дії. Нижче ми детально розповімо про види компресорних установок, їх будову та роботу.
Де використовуються компресори та навіщо вони потрібні?
Компресорні установки використовуються як в домашніх умовах, так і на великих підприємствах. Для кожного випадку потрібне обладнання з різною будовою та технічними характеристиками.
Ось розповсюджені варіанти використання компресорного обладнання:
- Вдома. Повітряний компресор низького тиску можна підключити до повітродувки або пневматичного гвинтоверта, виконувати з його допомогою піскоструменеві роботи, накачувати шини і т.п.
- На СТО. Станції обслуговування авто використовують стисле повітря для продування деталей, підкачки шин та очищення механізмів. Їм підійдуть напівпрофесійні поршневі компресори.
- В стоматологіях. В клініках стоматологічного профілю компресори потрібні, щоб забезпечити повітрям пневматичні бормашини.
- На підприємствах. Існує велика кількість пневматичного інструменту (починаючи від пневмостеплерів, і закінчуючи обладнанням для фарбування), яке не буде працювати без великої кількості стислого повітря.
- Професійні компресори високого тиску з великою споживаною потужністю використовують і у виробничих галузях: фармацевтичній, продовольчій промисловості, металургійному та машинобудівному виробництві. Такі пристрої називають промисловими компресорами.
Повітряні компресори — будова та принцип дії
Так звані об’ємні компресори (поршневі і роторні) стискають повітря за допомогою зміни об’єму робочої порожнини. Газ під високим тиском компресори утримують у повітрозбірнику (ресивері). Навіть якщо пристрій в даний момент не працює, ви зможете використовувати накопичене в ресивері повітря.
Сам механізм стискання у кожної категорії обладнання різний. В залежності від нього, виділяють дві великі групи компресорів — роторні та поршневі агрегати. Крім основних деталей, у компресорів також є регулятори тиску, випускні клапани та манометри.
Роторні компресори
В роторних пристроях в якості нагнітаючих елементів працюють деталі, що обертаються. В цій категорії можна виділити гвинтові, роторно-пластинчасті та спіральні компресори. Всі вони показують високу продуктивність обладнання.
Гвинтові
Робота гвинтових повітряних компресорів відбувається наступним чином:
- Повітря проходить через фільтр, очищуючись від домішків та пилу.
- Потім воно потрапляє до гвинтової пари (один гвинт з увігнутим профілем, інший — з випуклим), яка обертається завдяки роботі двигуна.
- Повітря змішується з мастилом, щоб створити між роторами масляний клин — плівку, що захищає ротори від тертя.
- Обертання роторів переміщує повітря у напрямку до ємності, поступово підвищуючи в ній тиск повітря.
Спіральні
Основні робочі деталі спірального компресора — дві спіралі, одна з яких нерухома, а інша розташована всередині першої та приводиться у рух двигуном. Під час обертання спіралей між ними збільшується та зменшується порожнина з повітрям. При розширенні порожнини туди всмоктується повітря, яке потім стискається під час звуження та проходить через отвір в центрі спіралей в ємність.
Самі спіралі не торкаються одна одної — між ними є невеликий проміжок. Краї спіралей торкаються виключно стінок циліндра, в якому відбувається обертання.
Роторно-пластинчасті
В роторно-пластинчастих компресорах в камері обертається ротор зі спеціальними пластинами. Ротор розташований в камері ексцентрично, не займаючи весь її об’єм. Пластини при обертанні утворюють замкнуті простори з динамічним об’ємом. В них потрапляє повітря, після чого вони стискаються та випускають стисле повітря з ресивера через випускний клапан.
Поршневі компресори
Цей тип повітряних компресорів передбачає використання одного чи двох поршнів, що приводяться в рух двигуном. Обертання передається поршню за допомогою коленвала, що змушує поршень рухатися догори та донизу. Половину цикла займає впускний етап — поршень створює розрідження в камері, та повітря починає всмоктуватися через впускний клапан. Коли поршень рухається назад, впускний клапан закривається, та відкриває випускний — повітря стискається та потрапляє до ресивера.
Мембранні компресори
Їх принцип дії схожий на роботу поршневих приладів, тільки замість поршневого блоку в них працює гнучка мембрана. За рахунок того, що в такому обладнанні менше частин, що труться, воно вважається більш надійним. Якщо в роботі мембранного компресора спостерігається різке падіння продуктивності, значить, мембрана пошкоджена і її потрібно замінити.
Відмінність масляних та безмасляних компресорів
Існує ще одна класифікація, яка базується на використанні в механізмі змащувальної речовини.
Масляні компресори
Мастило в компресорах використовується для змащування деталей — це захищає їх від зносу. Побічним ефектом використання мастила є його наявність у повітрі на виході. Хоча в сучасних компресорах використовується фільтри, що відділяють його від повітря, в ньому все одно присутні мікроскопічні масляні частинки. Це неприпустимо у фармацевтиці, харчовій промисловості та деяких інших сферах. Потреба в чистому повітрі призвела до створення безмасляних компресорів.
В той же час, масляні компресори більш надійні та мають довгий строк експлуатації, тому що двигун і підшипники повільніше зношуються. При догляді за ними потрібно періодично перевіряти рівень мастила — якщо він низький, потрібно замінити мастило у повітряному компресорі.
Безмасляні компресори
Принцип роботи безмасляних компресорів мало чим відрізняється від масляних. Однак в цьому випадку робота відбувається в “сухій” камері, без мастила. Це призводить до підвищеного зносу деталей та високої робочої температури. Щоб подовжити життя таких агрегатів, виробники намагаються використовувати матеріали з низьким коефіцієнтом тертя та навіть впорскувати в робочу камеру воду. Ресурс безмасляних моделей все одно залишається більш низьким, ніж у масляних, натомість повітря, яке вони стискають, чисте. Щоб таке обладнання могло нормально працювати, йому потрібна хороша система охолодження.
Переваги та недоліки компресорів
Кожна категорія має свої плюси та мінуси, які зумовлені будовою та принципом роботи.
Плюси та мінуси роторного типу компресорів
Переваги роторних компресорів:
- У гвинтових та спіральних моделях елементи, що обертаються, не торкаються один одного через масляний шар. Це значно підвищує їх ресурс.
- Роторні компресори видають мало шуму при роботі та майже не вібрують.
Недоліки роторних компресорів:
- Вони коштують дорожче поршневих.
- В роторно-пластинчастих установках йде підвищений знос за рахунок тертя пластин.
Плюси та мінуси поршневого типу компресорів
Переваги поршневих компресорів:
- Вартість поршневих компресорів нижче, ніж у роторних.
- Проста конструкція дозволяє легко обслуговувати прилади та підвищує термін експлуатації.
Недоліки поршневих компресорів:
- Шум та вібрація при експлуатації.