Виды поршневых компрессоров
23 января 2018
Поршневой компрессор – самый экономичный и универсальный тип оборудования для сжатия воздуха (газа), который справится с рабочими задачами в промышленности и в быту. Устойчивый к переходным процессам включения и выключения, такой агрегат незаменим в условиях частых запусков и частых остановок, а также при работе в запыленной среде.
Принцип действия
Поршневые компрессоры относятся к популярному объемному типу устройств, сжимающих воздух (газ) в рабочих камерах. Камеры попеременно сообщаются с входом и выходом компрессора, в результате чего периодически изменяется их объем, а вместе с ним – и давление внутри. Повышая давление от 0,015 МПа до многократных величин, агрегат подает его на другие приборы для получения от сжатия воздуха (газа) требуемой энергии.Этот принцип работы востребован во многих технологических процессах и отраслях промышленности, где давно и успешно используется данное оборудование.
Давление воздуха тем больше, чем меньше объем камеры. Когда при опускании поршня в полости цилиндра образуется свободное пространство, перепадом давления открывается впускной клапан, воздух заходит в камеру и сжимается до максимального объема. После достижения заданных параметров нагнетательный клапан открывается, и сжатый воздух выходит из полости камеры.
Такой вид нагнетателя можно применять для работ с разными величинами требуемого давления. Необходимая степень сжатия воздуха в устройстве достигается поступательным движением поршня, а функциональными элементами являются электропривод, крышка цилиндра, регулятор давления и ресивер.
Для обеспечения постоянного уровня давления в трубопроводе обычно в оборудовании поршневого типа предусматривается автоматическое регулирование производительности. Регулировка заключается в изменении частоты вращения компрессорного вала.Один оборот вала – это два хода поршня. За один оборот в каждом цилиндре компрессора совершается полный рабочий цикл.
Достоинства и недостатки
Для предотвращения износа стенок цилиндра и поршня в механизм подается масло, но это ухудшает качество воздуха. Если технология требует использование чистого воздуха, для масла на линии подачи нужно предусмотреть сепаратор.
В промышленном использовании поршневые компрессоры работают в паре – один агрегат на всякий случай нужно держать в резерве. Недостатками такого оборудования можно считать шумность и необходимость регулярной профилактики из-за высокой вероятности поломок. Правда, их частота компенсируется доступными запчастями и недорогим ремонтом.
Поршневые насосы – лучший выбор при потребности в малой производительности или сжатии агрессивных газов. Это находка в грязных условиях работы – на складах угля, мельницах или погрузке цемента. Оптимальным решением такие устройства станут при повышенной влажности, перепадах температуры и изменении объемов сжатого воздуха. При нагнетании давления высокого уровня (до 40 атмосфер) поршневые компрессоры одинаково хорошо себя проявляют как с несколькими поршнями, так и с одним. Их преимущества – выдерживание высокого давления, простое техобслуживание и относительно невысокая цена.
С маслом или без?
Одни модели поршневых компрессоров нуждаются в смазке минеральными маслами, другие – нет. Безмасляные компрессоры приемлемы для систем с условием подачи чистого воздуха, без примесей эмульсии. Их достоинства – компактность, редкость обслуживания и простота транспортировки (можно перемещать в любом положении). Примеры таких устройств – автомобильный компрессор для подкачки шин или бытовой компрессор для краскопульта.
Масляные и безмасляные модификации (сухого трения и сухого сжатия) различаются также по типу сжатия – одноступенчатому или многоступенчатому: в современных моделях может быть до семи ступеней. В компрессорах многоступенчатого сжатия есть опасность возгорания и взрыва при несоблюдении правил эксплуатации – нельзя допускать перегрева сжимаемого газа сверх допустимой температуры 180°С.
Поршневые агрегаты бывают сальниковые и бессальниковые, одинарного или двойного всасывания (во втором случае поршень работает на обе стороны). Компрессоры одинарного действия называются бескрейцкопфными, двойного – крейцкопфными. «Плюсы» бескрейцкопфных компрессоров – единая система смазки, простой механизм, небольшой объем и вес. «Минус» - утечка газа через поршень в картер. Кроме того, такие компрессоры – исключительно одинарного действия, что не позволяет задействовать цилиндр максимально эффективно. Именно поэтому горизонтальные компрессоры, агрегаты высокого давления и большой мощности изготавливаются только крейцкопфными.
Разнообразие модификаций
Поршневые компрессоры производятся с разным количеством цилиндров, которые размещаются вертикально, горизонтально либо под углом – V- или W-образно. Многоступенчатые компрессоры комплектуются дифференциальными цилиндрами. По количеству рядов цилиндров поршневые компрессоры делятся на многорядные, двухрядные и однорядные. Они могут быть одно -, двух- и трехпоршневыми.
V - образный компрессор W - образный компрессор
Горизонтальные компрессоры с движущимися навстречу друг другу поршнями называются оппозитными.
Есть поршневые компрессоры с воздушными водяным охлаждением. Последнее предусматривается для агрегатов большой производительности. Выпускаются устройства большой, средней и малой производительности, а отдельно выделяются еще и мини-компрессоры.
По типу привода различаются установкис ременными прямым приводом. Из-за проскальзывания ременной передачи при запуске компрессоры с ременным приводом характеризуются меньшими динамическими нагрузками. Агрегаты с прямым приводом отличаются более низким уровнем шума и более высоким КПД при существенной экономии электроэнергии.
Все модели поршневых компрессоров можно классифицировать по уровню конечного давления. В зависимости от показателей на выходе бывают агрегаты высокого давления (до 1000 бар), среднего (до 100 бар) или низкого (до 12 бар).
А по исполнению компрессоры поршневого типа могут быть как стационарными (устанавливаются на неподвижной платформе), так и передвижными (самоходными, прицепными, переносными и транспортными). В ряде случаев им нет альтернативы.
Вернуться
Принцип действия
Поршневые компрессоры относятся к популярному объемному типу устройств, сжимающих воздух (газ) в рабочих камерах. Камеры попеременно сообщаются с входом и выходом компрессора, в результате чего периодически изменяется их объем, а вместе с ним – и давление внутри. Повышая давление от 0,015 МПа до многократных величин, агрегат подает его на другие приборы для получения от сжатия воздуха (газа) требуемой энергии.Этот принцип работы востребован во многих технологических процессах и отраслях промышленности, где давно и успешно используется данное оборудование.
Давление воздуха тем больше, чем меньше объем камеры. Когда при опускании поршня в полости цилиндра образуется свободное пространство, перепадом давления открывается впускной клапан, воздух заходит в камеру и сжимается до максимального объема. После достижения заданных параметров нагнетательный клапан открывается, и сжатый воздух выходит из полости камеры.
Такой вид нагнетателя можно применять для работ с разными величинами требуемого давления. Необходимая степень сжатия воздуха в устройстве достигается поступательным движением поршня, а функциональными элементами являются электропривод, крышка цилиндра, регулятор давления и ресивер.
Для обеспечения постоянного уровня давления в трубопроводе обычно в оборудовании поршневого типа предусматривается автоматическое регулирование производительности. Регулировка заключается в изменении частоты вращения компрессорного вала.Один оборот вала – это два хода поршня. За один оборот в каждом цилиндре компрессора совершается полный рабочий цикл.
Достоинства и недостатки
Для предотвращения износа стенок цилиндра и поршня в механизм подается масло, но это ухудшает качество воздуха. Если технология требует использование чистого воздуха, для масла на линии подачи нужно предусмотреть сепаратор.
В промышленном использовании поршневые компрессоры работают в паре – один агрегат на всякий случай нужно держать в резерве. Недостатками такого оборудования можно считать шумность и необходимость регулярной профилактики из-за высокой вероятности поломок. Правда, их частота компенсируется доступными запчастями и недорогим ремонтом.
Поршневые насосы – лучший выбор при потребности в малой производительности или сжатии агрессивных газов. Это находка в грязных условиях работы – на складах угля, мельницах или погрузке цемента. Оптимальным решением такие устройства станут при повышенной влажности, перепадах температуры и изменении объемов сжатого воздуха. При нагнетании давления высокого уровня (до 40 атмосфер) поршневые компрессоры одинаково хорошо себя проявляют как с несколькими поршнями, так и с одним. Их преимущества – выдерживание высокого давления, простое техобслуживание и относительно невысокая цена.
С маслом или без?
Одни модели поршневых компрессоров нуждаются в смазке минеральными маслами, другие – нет. Безмасляные компрессоры приемлемы для систем с условием подачи чистого воздуха, без примесей эмульсии. Их достоинства – компактность, редкость обслуживания и простота транспортировки (можно перемещать в любом положении). Примеры таких устройств – автомобильный компрессор для подкачки шин или бытовой компрессор для краскопульта.
Масляные и безмасляные модификации (сухого трения и сухого сжатия) различаются также по типу сжатия – одноступенчатому или многоступенчатому: в современных моделях может быть до семи ступеней. В компрессорах многоступенчатого сжатия есть опасность возгорания и взрыва при несоблюдении правил эксплуатации – нельзя допускать перегрева сжимаемого газа сверх допустимой температуры 180°С.
Поршневые агрегаты бывают сальниковые и бессальниковые, одинарного или двойного всасывания (во втором случае поршень работает на обе стороны). Компрессоры одинарного действия называются бескрейцкопфными, двойного – крейцкопфными. «Плюсы» бескрейцкопфных компрессоров – единая система смазки, простой механизм, небольшой объем и вес. «Минус» - утечка газа через поршень в картер. Кроме того, такие компрессоры – исключительно одинарного действия, что не позволяет задействовать цилиндр максимально эффективно. Именно поэтому горизонтальные компрессоры, агрегаты высокого давления и большой мощности изготавливаются только крейцкопфными.
Разнообразие модификаций
Поршневые компрессоры производятся с разным количеством цилиндров, которые размещаются вертикально, горизонтально либо под углом – V- или W-образно. Многоступенчатые компрессоры комплектуются дифференциальными цилиндрами. По количеству рядов цилиндров поршневые компрессоры делятся на многорядные, двухрядные и однорядные. Они могут быть одно -, двух- и трехпоршневыми.
V - образный компрессор W - образный компрессор
Горизонтальные компрессоры с движущимися навстречу друг другу поршнями называются оппозитными.
Есть поршневые компрессоры с воздушными водяным охлаждением. Последнее предусматривается для агрегатов большой производительности. Выпускаются устройства большой, средней и малой производительности, а отдельно выделяются еще и мини-компрессоры.
По типу привода различаются установкис ременными прямым приводом. Из-за проскальзывания ременной передачи при запуске компрессоры с ременным приводом характеризуются меньшими динамическими нагрузками. Агрегаты с прямым приводом отличаются более низким уровнем шума и более высоким КПД при существенной экономии электроэнергии.
Все модели поршневых компрессоров можно классифицировать по уровню конечного давления. В зависимости от показателей на выходе бывают агрегаты высокого давления (до 1000 бар), среднего (до 100 бар) или низкого (до 12 бар).
А по исполнению компрессоры поршневого типа могут быть как стационарными (устанавливаются на неподвижной платформе), так и передвижными (самоходными, прицепными, переносными и транспортными). В ряде случаев им нет альтернативы.