С-Петербург, улица Тосина 3
+7 (812) 917-84-85
+7 (921) 316-27-00

Принцип работы компрессора


Компрессор. Принцип действия, устройство, виды компрессоров.

Компрессор (от латинского слова compressio - сжатие) - энергетическая машина или устройство для повышения давления (сжатия) и перемещения газообразных веществ.

Компрессорная установка - это совокупность компрессора, привода и вспомогательного оборудования (газоохладителя, осушителя сжатого воздуха и т. д.).

Общепринятая классификация механических компрессоров по принципу действия, под принципом действия понимают основную особенность процесса повышения давления, зависящую от конструкции компрессора. По принципу действия все компрессоры можно разделить на две большие группы: динамические и объёмные.

Объёмные компрессоры

В компрессорах объёмного принципа действия рабочий процесс осуществляется в результате изменения объёма рабочей камеры. Номенклатура компрессоров данного типа разнообразна (более десятка видов), основные из которых: поршневые, винтовые, роторно-шесте-рён- чатые, мембранные, жидкостно-кольцевые, воздуходувки Рутса, спиральные, компрессор с катящимся ротором.

Рис. 1. Классификация объемных компрессоров

Поршневые компрессоры (рис. 2-3) могут быть одностороннего или двухстороннего действия, крейцкопфные и бескрейцкопфные, смазываемые и без применения смазки (сухого трения или сухого сжатия), при высоких давлениях сжатия применяются также плунжерные.

Роторные компрессоры - это машины с вращающим сжимающим элементом, конструктивно подразделяются на винтовые, ротационнопластинчатые, жидкостно-кольцевые, бывают и другие конструкции.

Рис. 2. Схема работы поршневого компрессора

Рис. 3. Поршневой компрессор: 1 - коленчатый вал; 2 - шатун; 3 - поршень; 4 - рабочий цилиндр; 5 - крышка цилиндра; 6 - нагнетательный трубопровод; 7 - нагнетательный клапан; 8 - воздухозаборник; 9 - всасывающий клапан; 10 - труба для подвода охлаждающей воды

Рис. 4. Одноступенчатый поршневой компрессор одинарного действия

Поршневой компрессор в основном состоит из рабочего цилиндра и поршня; имеет 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. Поршневые компрессоры бывают одно и многоцилиндровые, с вертикальным, горизонтальным, V или W - образным и другим расположением цилиндров, одинарного и двойного действия (когда поршень работает обеими сторонами), а также одноступенчатого или многоступенчатого сжатия.

Действие одноступенчатого воздушного поршневого компрессора (рис. 3) 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. 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.

Для предотвращения самовозгорания смазки компрессоры оборудуются водяным (труба 10 для подвода воды) или воздушным охлаждением. При этом процесс сжатия воздуха будет приближаться к изотермическому (с постоянной температурой), который является теоретически самым выгодным. Одноступенчатый компрессор, исходя из условий безопасности и экономичности его работы, целесообразно применять со степенью повышения давления при сжатии до b = 7 - 8. При больших сжатиях применяются многоступенчатые компрессоры, в которых, чередуя сжатие с промежуточным охлаждением, можно получать газ очень высоких давлений - выше 10 Мн/м2. 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. Простейший из них - регулирование изменением частоты вращения вала.

Принципы действия ротационного и поршневого компрессора в основном аналогичны и отличаются лишь тем, что в поршневом все процессы происходят в одном и том же месте (рабочем цилиндре), но в разное время (из-за чего и потребовалось предусмотреть клапаны), а в ротационном компрессоре всасывание и нагнетание осуществляются одновременно, но в различных местах, разделенных пластинами ротора. Известны другие конструкции ротационного компрессора, в том числе винтовые, с двумя роторами в виде винтов. Для удаления воздуха с целью создания разрежения в каком-либо пространстве применяют роторные водокольцевые вакуумнасосы. Регулирование производительности ротационного компрессора осуществляется обычно изменением частоты вращения их ротора.

Ротационные компрессоры имеют один или несколько роторов, которые бывают различных конструкций. Значительное распространение получили ротационные пластинчатые компрессоры (рис. 5), имеющие ротор 2 с пазами, в которые свободно входят пластины 3, ротор расположен в цилиндре корпуса 4 эксцентрично. При его вращении по часовой стрелке пространства, ограниченные пластинами, а также поверхностями ротора и цилиндра возрастать корпуса, в левой части компрессора будут возрастать, что обеспечит всасывание газа через отверстие 1. В правой части компрессора объёмы этих пространств уменьшаются, находящийся в них газ сжимается и затем подаётся из компрессора в холодильник 5 или непосредственно в нагнетательный трубопровод. Корпус ротационного компрессора охлаждается водой, для подвода и отвода которой предусмотрены трубы 6 и 7. Степень повышения давления в одной ступени пластинчатого ротационного компрессора обычно бывает от 3 до 6.

Рис. 5. Ротационный пластинчатый компрессор: 1 - отверстие для всасывания воздуха; 2 - ротор; 3 - пластина; 4 - корпус; 5 - холодильник; 6 и 7 - трубы для отвода и подвода охлаждающей воды

Винтовые компрессоры

Конструкция винтового блока состоит из двух массивных винтов и корпуса. При этом винты во время работы находятся на некотором расстоянии друг от друга, и этот зазор уплотняется масляной пленкой. Трущихся элементов нет.

Таким образом, ресурс винтового блока практически неограничен и достигает более чем 200-300 тысяч часов. Регламентной замене подлежат лишь подшипники винтового блока.

Пластинчато-роторные компрессоры

Конструкция пластинчато-роторного блока состоит из одного ротора, статора и минимум восьми пластин, масса которых, а соответственно и толщина ограничены. На пластину в процессе работы действуют силы: центробежная и трения/упругости масляной пленки.

Так как масляная пленка нормализуется и становится равномерной и достаточной лишь после нескольких минут работы компрессора, то во время стартов и остановов идет трение пластин о статор и соответственно повышенный их износ и выработка.

Чем большее давление должен нагнетать такой блок, тем большая разницы давлений в соседних камерах сжатия, и тем большая должна быть центробежная сила для недопущения перетоков сжимаемого воздуха из камеры с большим давлением в камеру с меньшим. В свою очередь, чем больше центробежная сила, тем больше и сила трения в моменты пуска и остановки и тем тоньше масляная пленка во время работы - это является основной причиной, почему данная технология получила широкое распространение в области вакуума (то есть давление до 1 бара) и в области нагнетания давления до 0,3-0,4 МПа.

Так как масляная пленка между пластинами и статором имеет толщину всего несколько микрон, то любая пыль, тем более твердые частички крупнее размеров, выступают как абразив, который царапает статор и делает выработку по пластинам. Это приводит к тому, что возникают перепуски сжимаемого воздуха из одной камеры сжатия в другую и производительность заметно падает.

В отличие от небольших вакуумных насосов, где широко применяется пластинчато-роторная технология, в компрессорах большой производительности и давлением выше 0,5 МПа со временем необходимо будет менять весь блок в сборе, так как замена отдельно пластин эффективна лишь в случае восстановления геометрии статора, а такие большие статоры восстановлению (шлифовке) не подлежат.

Производители обычно не дают никаких данных по ресурсу пластинчато-роторного блока, так как он очень сильно зависит от качества воздуха и режима работы компрессора. Для газовых компрессоров, качающих газ практически не останавливаясь круглый год, ресурс может действительно достигать и более 100 тысяч часов потому, что масляная пленка равномерна и достаточна все время работы без остановок.

А при промышленном использовании, где разбор воздуха крайне неравномерен и компрессор запускают и останавливают десятки раз в день, большую часть времени нормальной для работы масляной пленки внутри блока нет, что является причиной агрессивного износа пластин. В таком случае ресурс блока не более 25 тысяч часов.

Динамические компрессоры

В компрессорах динамического принципа действия газ сжимается в результате подвода механической энергии от вала, и дальнейшего взаимодействия рабочего вещества с лопатками ротора. В зависимости от направления движения потока и типа рабочего колеса такие компрессоры бывают центробежные (рис. 6) и осевые (рис. 7).

Рис. 6. Центробежный компрессор: 1 - вал; 2, 6, 8, 9, 10 и 11 - рабочие колёса; 3 и 7 - кольцевые диффузоры; 4 - обратный направляющий канал; 5 - направляющий аппарат; 12 и 13 - каналы для подвода газа из холодильников; 14 - канал для всасывания газа

Центробежный компрессор в основном состоит из корпуса и ротора, имеющего вал 1 с симметрично расположенными рабочими колёсами. Центробежный 6-ступенчатый компрессор разделён на три секции и оборудован двумя промежуточными холодильниками, из которых газ поступает в каналы 12 и 13. Во время работы центробежного компрессора частицам газа, находящимся между лопатками рабочего колеса, сообщается вращательное движение, благодаря чему на них действуют центробежные силы. Под действием этих сил газ перемещается от оси компрессора к периферии рабочего колеса, претерпевает сжатие и приобретает скорость. Сжатие продолжается в кольцевом диффузоре из-за снижения скорости газа, то есть преобразования кинетической энергии в потенциальную. После этого газ по обратному направляющему каналу поступает в другую ступень компрессор и т.д.

Получение больших степеней повышения давления газа в одной ступени (более 25-30, а у промышленных компрессоров - 8-12) ограничено главным образом пределом прочности рабочих колёс, допускающих окружные скорости до 280-500 м/сек. Важная особенность центробежных компрессоров (а также осевых) - зависимость давления сжатого газа, потребляемой мощности, а также КПД от его производительности. Характер этой зависимости для каждой марки компрессоров отражается на графиках, называемых рабочими характеристиками.

Регулирование работы центробежных компрессоров осуществляет различными способами, в том числе изменением частоты вращения ротора, дросселированием газа на стороне всасывания и другими.

Рис. 7. Осевой компрессор: 1 - канал для подачи сжатого газа; 2 - корпус; 3 - канал для всасывания газа; 4 - ротор; 5 - направляющие лопатки; 6 - рабочие лопатки

Осевой компрессор (рис. 7) имеет ротор 4, состоящий обычно из нескольких рядов рабочих лопаток 6, на внутренней стенке корпуса 2 располагаются ряды направляющих лопаток 5, всасывание газа происходит через канал 3, а нагнетание через канал 1. Одну ступень осевого компрессора составляет ряд рабочих и ряд направляющих лопаток. При работе осевого компрессора вращающиеся рабочие лопатки оказывают на находящиеся между ними частицы газа силовое воздействие, заставляя их сжиматься, а также перемещаться параллельно оси компрессора (откуда его название) и вращаться. Решётка из неподвижных направляющих лопаток обеспечивает главным образом изменение направления скорости частиц газа, необходимое для эффективного действия следующей ступени. В некоторых конструкциях осевых компрессорах между направляющими лопатками происходит и дополнительное повышение давления за счёт уменьшения скорости газа. Степень повышения давления для одной ступени осевого компрессора обычно равна 1,2-1,3, то есть значительно ниже, чем у центробежных компрессоров, но КПД у них достигнут самый высокий из всех разновидностей компрессоров.

Зависимость давления, потребляемой мощности и кпд от производительности для нескольких постоянных частот вращения ротора при одинаковой температуре всасываемого газа представляют в виде рабочих характеристик. Регулирование осевых компрессоров осуществляется так же, как и центробежных. Осевые компрессоры применяют в составе газотурбинных установок.

Техническое совершенство осевых, а также ротационных, центробежных и поршневых компрессоров оценивают по их механическому КПД и некоторым относительным параметрам, показывающим, в какой мере действительный процесс сжатия газа приближается к теоретически самому выгодному в данных условиях.

Струйные компрессоры по устройству и принципу действия аналогичны струйным насосам. К ним относят струйные аппараты для отсасывания или нагнетания газа или парогазовой смеси. Струйные компрессоры обеспечивают более высокую степень сжатия, чем струйные насосы. В качестве рабочей среды часто используют водяной пар.

Турбокомпрессоры - это динамические машины, в которых сжатие газа происходит в результате взаимодействия потока с вращающейся и неподвижной решётками лопастей.

Прочие классификации

По назначению компрессоры классифицируются по отрасли производства, для которых они предназначены (химические, холодильные, энергетические, общего назначения и т. д.). По роду сжимаемого газа (воздушный, кислородный, хлорный, азотный, гелиевый, фреоновый, углекислотный и т. д.). По способу отвода теплоты - с жидкостным или воздушным охлаждением.

По типу приводного двигателя они бывают с приводом от электродвигателя, двигателя внутреннего сгорания, паровой или газовой турбины. Дизельные газовые компрессоры широко используются в отдаленных районах с проблемами подачи электроэнергии. Они шумные и требуют вентиляции для выхлопных газов. С электрическим приводом компрессоры широко используются в производстве, мастерских и гаражах с постоянным доступом к электричеству. Такие изделия требуют наличия электрического тока, напряжением 110-120 Вольт (или 230-240 Вольт). В зависимости от размера и назначения, компрессоры могут быть стационарными или портативными. По устройству компрессоры могут быть одноступенчатыми и многоступенчатыми.

По конечному давлению различают:

- вакуум-компрессоры, газодувки - машины, которые отсасывают газ из пространства с давлением ниже атмосферного или выше. Воздуходувки и газодувки подобно вентиляторам создают поток газа, однако, обеспечивая возможность достижения избыточного давления от 10 до 100 кПа (0,01-0,1 МПа), в некоторых специальных исполнениях - до 200 кПа (0,2 МПа). В режиме всасывания воздуходувки могут создавать разрежение, как правило, 10-50 кПа, а в отдельных случаях - до 90 кПа и работать как вакуумный насос низкого вакуума;

- компрессоры низкого давления, предназначенные для нагнетания газа при давлении от 0,15 до 1,2 МПа;

- компрессоры среднего давления - от 1,2 до 10 МПа;

- компрессоры высокого давления - от 10 до 100 МПа.

- компрессоры сверхвысокого давления, предназначенные для сжатия газа выше 100 МПа.

Рис. 8. Пример чертежей компрессора

Производительность компрессоров

Производительность компрессоров обычно выражают в единицах объёма газа сжатого в единицу времени (м3/мин, м3/час). Производительность обычно считают по показателям, приведённым к нормальным условиям. При этом различают производительность по входу и по выходу, эти величины практически равны при маленькой разнице давлений между входом и выходом, но при большой разнице, например, у поршневых компрессоров, выходная производительность может при тех же оборотах падать более чем в 2 раза по сравнению с входной производительностью, измеренной при нулевом перепаде давления между входом и выходом. Компрессоры называются дожимающими, если давление всасываемого газа заметно превышает атмосферное.

Агрегатирование компрессоров

Агрегатирование представляет собой процесс установки компрессора и двигателя на раму. В связи с тем, что компрессоры поршневого типа характеризуются неравномерной тряской, результатом которой при отсутствии соответствующего основания или опоры становится чрезмерная вибрация, агрегатирование должно выполняться с учетом качественно спроектированного фундамента.

www.eti.su

Устройство, правила и принцип работы поршневого компрессора

Этот тип компрессора берет за основу своей работы использование механического прибора поршневого типа с целью увеличения давления газа или жидкости посредством компрессии, то есть – уменьшения объема. Такие компрессоры используются чуть ли не во всех сферах жизни: химическая промышленность, медицина, автомобилестроение, холодильной технике, а также для бытовых и полупрофессиональных нужд.

Иногда при помощи поршневых компрессоров осушают воздух. Это связано с технологическими особенностями сжатия воздуха. Они отличаются:

  • Недорогой ценой по сравнению с остальными типами компрессоров;
  • Простым технологическим процессом их производства;
  • Легкостью в ремонте и доступностью деталей.

Поршневые компрессоры бывают нескольких типов, опишем их ниже.

Воздушный

Едва ли не номер один в мире компрессорных установок, которые начал использовать человек – поршневой воздушный компрессор. Его популярность обусловлена простотой строения как механизма, так и принципа действия. Работа с ним также проста и не требует особых навыков. Его официальное название – компрессорная установка объемного сжатия.

За многие десятилетия его базовая конструкция не претерпела особых изменений. Это корпус из чугуна, а внутри него находится цилиндр. В механизме также есть собственно поршень, сделанный таким образом, чтобы оставался маленький зазор и два клапана. Каждый из них имеет свое назначение: один из них всасывающий, второй предназначен для питания.

Судовой

Компрессоры с поршневой системой нередко применяются на больших двухтактных дизелях на судах. Их используют для наддува и продувки. Дело в том, что двухтактный дизель сам по себе не способен завестись и функционировать. Для полноценной работы ему нужна дополнительная подача воздуха, под давлением больше, чем атмосфера.

Присоединенный к мотору и работающий в такт с ним, поршневой компрессор подает дополнительные объемы воздуха.

Безмасляный

Этот вид компрессора используют там, где необходима подача чистого, без примеси смазочных материалов, воздуха или другого газа. Этот воздух будет без следов масляной эмульсии. Это не означает, что устройство поршневого компрессора работает совсем без смазки, просто масло не пересекается с воздушными потоками. Под них обычно берут двигатель мощностью 1,1 кВт. Он имеет дополнительные позитивные характеристики:

  • Малый размер;
  • Не нуждается в частом обслуживании;
  • Возможна транспортировка и перемещение в любом положении.

Также на таких компрессорах устанавливают дополнительную очистку для лучшего качества воздуха.

Винтовой

Винтовой компрессор используют для снижения давления путем вращательных движений роторов. Это устройство изобрели в 30х годах. Отличается способностью работать в автоматическом режиме и экономичностью.

По сути своей, это устройство призвано преобразовывать электрическую энергию в энергию газа или простого воздуха. Это происходит посредством электродвигателя. Винтовой блок имеет конструкцию, состоящую из корпуса и двух больших винтов. Винты между собой не соприкасаются – между ними есть небольшой зазор, который просто уплотняется пленкой из масла. Собственно, принцип устройства состоит в том, что никакие узлы между собой не трутся.

Это также означает, что мелкий сор, если даже и попадет вовнутрь устройства, не повредит его, так как элементов, которые терлись бы, нет. Максимум, придется заменить масло. Еще один плюс – винтовой компрессор в разных скоростных режимах, то есть, существует возможность регулировать его производительность и тем самым экономить электроэнергию.

Как он работает

Вышеперечисленные виды компрессоров с поршневой системой имеют несколько разные принципы работы.

Воздушный

Принцип работы прост. Цикл его работы состоит всего на всего из двух движений поршня. Когда происходит поступательное движение, газ всасывается в рабочий цилиндр. Когда поршень совершает движение назад, газ сжимается, и происходит это в цилиндре. Таким образом, сила давления нарастает.

Пока это все совершается, всасывающий клапан закрывается, и к работе подключается клапан нагнетания. Он выталкивает сжатый газ в магистраль. Вот весь цикл работы воздушного поршневого компрессора. Как видно, схема действия несложная.

Судовой

Поршень компрессора имеет такой механизм привода, что движение компрессорного поршня синхронно к движению поршня дизеля. У судовых дизелей с таким приспособлением вращаются с совсем небольшой частотой. Как правило, она не превышает 180-200 об/мин. По этой причине компрессор достигает высокого значения КПД.

Читайте так же:  Обзор источников бесперебойного питания для дома и дачи

Интересно, что зачастую размеры обоих аппаратов схожи. Получается, что верхняя часть всего устройства направлена на работу двигателя внутреннего сгорания, а нижняя часть сжимает и нагнетает заряд в цилиндр и в мотор.

Безмасляный

Основные особенности безмасляного поршневого компрессора – чистота газа на выходе и немного меньший ресурс работы, чем у его собратьев. Название не означает, что узлы устройства без смазки. Просто она находится отдельно и в картер не заливается. Плюс, установлена дополнительная система очистки.

Винтовой

Воздух попадает в роторный механизм посредством клапана, проходя предварительную очистку. Потом воздух смешивается с маслом. Смесь направляется в емкость, где сжимается. Параллельно выполняются такие цели, как устранение зазоров между винтами и стенками корпуса.

Это делает появление протечек практически невозможным даже при том, что оба ротора не соприкасаются и, плюс ко всему, отводит тепло, появившееся при сжатии. Смесь, уже сжатая, направляется в маслоотделитель, где, собственно, и разделяется на смазочный материал и воздух. Масло, после прохождения сквозь фильтр и охлаждения, течет обратно в блок. Воздух тоже охлаждается и выводится из компрессора.

Принцип работы поршневых компрессоров показан на видео

За и против

Аппараты имеют несколько заметных минусов:

  1. Принцип работы вышеописанных устройств, кроме винтового, таит в себе один минус. Сжатый воздух или другой газ выходят из аппарата в виде импульсов, а не ровным потоком. Чтобы предотвратить это ненужное явление, используют дополнительный компонент, который называется ресивер. Ресивер сглаживает пульсацию, а также выравнивает давление газа.
  2. При работе поршневой компрессор создает много шума. Это происходит из-за особенностей его строения. Не шумят только установки, где положение цилиндров оппозитное.
  3. Также аппараты сильно вибрируют. Если у них большие габариты, приходится помещать их на прочный фундамент из бетона.

Но существует и множество положительных моментов:

  1. Легко ремонтируются.
  2. Просты в использовании.
  3. Могут иметь совсем небольшие габариты.
  4. Многофункциональны – используются практически во всех сферах жизни.

Читайте так же:  Говорим про 10 кВт стабилизаторы напряжения для дома

Самые важные из правил безопасности при работе с поршневыми компрессорами. Нужно проводить постоянное наблюдение за тем, чтобы герметичность сборочных единиц была соблюдена, при том абсолютно всех единиц. Особенное внимание следует уделять тем сборочным элементам, которые вынуждены переносить сильное давление.

Каждую смену необходимо осматривать предохранительные клапаны, и приборы, с помощью которых проводят замеры, а также и автоматику на предмет дефектов и неисправностей. Это важный принцип безопасности персонала и техники.

Вспоминать чистить фильтры для масла в системе смазочной циркуляции, равно как и приемную стенку насоса. Для этого нужно установить сроки, руководствуясь предписаниями в инструкции, но как минимум раз в 50 дней.

В видео рассказывается про эксплуатацию поршневого компрессора

Что делать при поломке?

  • Разорвался маслопровод – придется попотеть и исправить маслопровод.
  • Произошло повреждение перепускного клапана масляного насоса – чинить его нет смысла, надо купить новый.
  • Отсутствует масло – влить фильтрованное масло обязательно той же марки, что уже есть в картере.
  • Засорилась сетка, в функционал которой входит прием смазки в масляном насосе – как только компрессор остановится, приемную сетку нужно снять, почистить и установить назад.
  • При засорении фильтра для смазочных материалов его достаточно просто почистить.
  • Износились шатунные е подшипники – их надо подтянуть, если не получается, то заменить вкладыши. Нужно помнить, что их следует подогнать по валу.
  • В масло попала вода – придется заменить масло, затем в обязательном порядке просушить систему.

На видео показан один из случаев ремонта

Принцип работы поршневого компрессора достаточно прост даже для того, что бы его оператором был человек без специальной технической подготовки. Легко поддающиеся ремонту, они при этом имеют большой рабочий ресурс. Устройства используются повсеместно – начиная от научных лабораторий и медицины, заканчивая полупрофессиональным строительством.

И пока не придумано ничего лучшего, поршневые компрессоры остаются лидерами среди устройств, которые увеличивают давление газов и жидкостей.

generatorexperts.ru

Как выбрать компрессор: виды (масляный, безмасляный), типы, принцип работы, устройство, как сделать своими руками с видео, ремонт неисправностей

Сжатые газы широко применяются в разных сферах деятельности. Такая технология стала разновидностью получения энергии. Свойства сжатого воздуха используются для выполнения разных работ: накачивание резиновых изделий, окрашивание материалов, продувание соединений, взаимодействие с пневматическим инструментом. Для получения сжатого воздуха используются компрессоры. Ниже подробно рассмотрим их устройство, виды и принцип работы.

Что это такое

Компрессор представляет собой устройство, которое сжимает газообразные вещества и подаёт их под давлением. Несмотря на множество разновидностей, все аппараты имеют основные элементы:

  1. Двигатель.
  2. Привод.
  3. Нагнетающая установка.
  4. Ёмкость для сжатого воздуха.
  5. Соединительные шланги и трубы.

Все компрессоры имеют альтернативные основные элементы

Принцип действия всех устройств заключается в том, что в ёмкость нагнетается воздух или газ. Рабочее вещество сжимается каким-либо способом. И под давлением поступает на выход через шланг или трубу.

Технические характеристики агрегата

Основные параметры компрессора:

  • мощность;
  • производительность;
  • давление;
  • объём ресивера;
  • напряжение в сети.

Мощность показывает энергетический потенциал прибора. Но трение деталей образует потери мощности. Поэтому нужно подбирать устройство с некоторым запасом, например, 30 процентов.

Производительность означает, сколько литров сжатого газа в минуту может нагнать аппарат. Так как величина производительности указывается для окружающей температуры в 20 градусов, выбирайте прибор с запасом около 40 процентов от значения.

Давление указывают в барах и атмосферах. Имейте в виду, что они примерно равны. Этот параметр показывает силу сжатия воздуха. Во время работы давление меняется. Оно колеблется в пределах 60–100 процентов от максимального.

Объём ресивера — это ёмкость бака, который наполняется сжатым воздухом. Он нужен для того, чтобы продлить рабочий цикл компрессора. Чем больше бак, тем дольше будет цикл и медленнее его наполнение.

Параметр напряжения показывает, от какой сети работает прибор. Трёхфазный компрессор вы не сможете использовать дома. Так как ему нужно напряжение 380 В. Также обращайте внимание на частоту. Она должна быть равна 50 Гц.

Виды компрессоров и их назначение

Компрессоры нашли широкое применение в быту, медицине и различных отраслях промышленности. Это обусловлено большим разнообразием видов и типов устройств. Перед выбором аппарата определите задачи, для которых он покупается.

Все аппараты делятся на три больших класса:

  • динамические. Сжатие газа происходит под воздействием вала, подводящего механическую энергию. Далее, роторные лопатки передвигают газ. Такие агрегаты используются в авиации;
  • объёмные. Здесь рабочая камера изменяет свой объём, создавая давление. Объёмные компрессоры нашли своё применение везде: на разных производствах и в быту;
  • термокомпрессоры. Вместо газа и воздуха сжимается жидкость. Из неё выделяется тепло и энергия, которые используются для передачи на нагрузку. Применяются в пищевой, химической и перерабатывающей отраслях промышленности.

Динамические компрессоры делятся на следующие виды:

  • центробежные;
  • осевые;
  • турбокомпрессоры.

Объёмные компрессоры имеют большую номенклатуру:

  • поршневые;
  • винтовые;
  • роторно-шестерёнчатые,
  • мембранные,
  • жидкостно-кольцевые;
  • воздуходувки Рутса;
  • спиральные;
  • с катящимся ротором;
  • газовые;
  • воздушные;
  • линейные;
  • инверторные;
  • ротационно-пластинчатые.

Объёмные аппараты самые востребованные. Рассмотрим наиболее распространённые из них.

Воздушные и газовые отличаются типом сжимаемого вещества. Это может быть воздух, азот, хлор, кислород, гелий, фреон или другой газ.

У мембранных компрессоров в рабочей камере расположена мембрана, которая колеблется и сжимает воздух. Могут работать при высоких и низких температурах. Они используются на северных широтах и в тропическом климате.

Поршневые устройства отличаются возвратно-поступательным движением поршня, которое передаётся от двигателя. Обладают небольшими размерами и их легко эксплуатировать. Поэтому они используются на маленьких производствах и в быту.

У поршневого компрессора воздух сжимается под действием движения поршня

У винтовых компрессоров рабочий блок включает два больших винта, заключённых в корпус. Они расположены на некотором расстоянии друг от друга. Чтобы убрать зазор между этими элементами, применяется масляная плёнка. Поэтому винты не трутся. А ресурс работы становится неограниченным.

У винтового компрессора два винта вращаются, сжимают воздух и не трутся друг об друга

Линейные машины не имеют звена, способного преобразовывать вращение ротора в движение поршня. Здесь используется обмотка с электромагнитным полем.

Инверторные компрессоры управляются электронным блоком. Этим обусловлено их название. По сути, инверторным может быть любой компрессор с электронным управлением.

Различают два типа привода:

В прямом приводе вал двигателя соединён напрямую с коленчатым валом компрессора.

У ременных аппаратов крутящий момент двигателя на вал компрессора передаётся посредством ремня и двух шкивов. Эти компрессоры обладают более низкой скоростью вращения двигателя, но высокой производительностью. Потому что у них улучшена система охлаждения. Её использование увеличивает износостойкость. А проскальзывание ремня предотвращает поломку двигателя, когда поршень заклинивает. Такие аппараты более долговечны и надёжны.

Поршневые компрессоры бывают двух видов:

В масляном устройстве масло заливается в картер с коленчатым валом. А в безмасляном для смазки и газа используются не соприкасающиеся каналы. Поэтому воздух получается чистым и без примесей. Масляные поршневые машины являются источником сжатого газа для пневматического инструмента. А для работы краскопультом подойдёт безмасляный аппарат.

По типу питания компрессоры бывают:

  • сетевые;
  • аккумуляторные;
  • работающие от прикуривателя или аккумулятора автомобиля;
  • бензиновые. Вместо подключения к сети нужно заливать топливо в бак. Делятся на поршневые и винтовые. Последние обладают большой выносливостью. Их используют спасатели, дорожные работники, строители.

Делаем выводы

Для непродолжительных редких работ дома или в гараже подойдёт масляный компрессор с прямым приводом. Такой же аппарат нужен для пневмоинструмента. Частички масла в воздушном канале будут способствовать автоматической смазке элементов. А для покраски используйте безмасляный компрессор.

Для накачки шин подойдёт небольшой прибор с прямым приводом или специальный автомобильный компрессор. Его можно подключать к прикуривателю или аккумулятору машины.

Для более продолжительных работ подбирайте поршневой аппарат с ременным приводом. А если вы собираетесь эксплуатировать компрессор постоянно, то вам нужен винтовой компрессор, обладающий износостойкостью и высокой производительностью.

При работах в экстремальных температурных режимах используют мембранные компрессоры.

Когда вы определились с видом будущего устройства, рассмотрите необходимые технические параметры. Не забывайте о запасе мощности и производительности. Для правильного выбора аппарата под пневмоинструмент ознакомьтесь с характеристиками самого инструмента, чтобы компрессор не использовался на износ или впустую.

Таблица: технические характеристики различного инструмента для подбора компрессора

Популярные производители

Польская торговая марка AIRPOL обладает большим опытом и обширным парком. Имеет международные сертификаты качества и безопасности. Итальянская компания COMARO — compressors производит винтовые компрессоры прекрасного качества и по невысоким ценам. Германский COMPAG выпускает агрегаты, способные конкурировать с дорогими моделями именитых производителей. Китайский бренд DALI удовлетворит самого требовательного покупателя. Немецкая фирма KRAFTMANN производит винтовые и поршневые компрессоры, которые входят в сегмент высокого класса. Это надёжные машины со сроком эксплуатации до 25 лет.

Рейтинг

Самый популярный компрессор на сегодняшний день — это Metabo Classic Air 255. Он имеет хорошую производительность при небольшом ресивере. Давление регулируется редуктором с манометром. Наличие специальных колёс создаёт удобство при транспортировке.

Компрессор Metabo Classic Air 255 имеет хорошую производительность и регулятор давления

Второе место занимает Elitech КМП 360/50. У него установлены не только колёса, но и ручка, которые закреплены на ресивере. За одну минуту может сжать 350 литров воздуха.

Компрессор Elitech КМП 360/50 удобно перемещать с помощью ручки и колёс

Третье место принадлежит компрессору Elitech Кр 2047/100/2.2. У него высокая производительность, но крупные габариты. Поэтому аппарат имеет усиленную защиту от перегрева.

У компрессора Elitech Кр 2047/100/2.2 крупные габариты, поэтому он снабжён качественной защитой от перегрева

Четвёртым идёт «итальянец» Abac B 3800 B 200 CT. Он сжимает около 500 л/мин. Он предназначен для трёхфазной сети. Имеет ременной привод, что обеспечивает продолжительную работу. Таким агрегатом можно одновременно обеспечить воздухом несколько инструментов.

Компрессор Abac B 3800 B 200 CT крупный и мощный. Способен подавать газ на несколько пневмоинструментов одновременно

На пятом месте менее производительный и небольшой аппарат Fini Ciao 50/230. У двигателя имеется кожух для шумопоглощения и защита от перегрева. Установлены колёса и ручка. Прямой привод. Этот безмасляный компрессор идеально подойдёт для покрасочных работ и использования любого пневматического инструмента.

Безмасляный компактный компрессор Fini Ciao 50/230 подойдёт для покрасочных работ

Таблица: сравнение технических характеристик рейтинговых моделей

Отзывы

Компрессор Кратон Hobby 260/24 приобрел в магазине абсолютно новый, пользуюсь им до сих пор, эта вещь всегда пригодится в гараже, колесо накачать как на машине так и на мокике или велосипеде, где-то что-то продуть, места много не занимает, имеет автоматический регулятор давления воздуха в рессивере, у меня выключается на восьми очках. Его я использовал даже при покраске переднего и заднего бамперов на своем автомобиле, правда компрессор практически не выключался, слишком большой расход воздуха да и объем в 24 литра маловат для таких работ. Вообщем полезная и удобная штука, в хозяйстве нужно всё.

Компрессор Кратон Hobby 260/24 можно использовать для накачки шин, бассейнов и покраски

medalist

http://otzovik.com/review_2813816.html

Компрессор Metabo Basic 250–50 W был приобретен к нам авто мастерскую около полу года назад. Компрессор себя показал в работе очень хорошо работает практически бесшумно. Огромный плюс этого компрессора что у него есть колеса, что облегчает его передвижение с места на место при необходимости. Компрессор Metabo Basic 250–50 W очень быстро нагнетает воздух в баллон что тоже очень хорошо. Компрессор Metabo Basic 250–50 W прост в эксплуатации. Как только его к нам привезли мы подключили все шланги подключили питание и все он готов к работе.

Компрессор Metabo Basic 250–50 W работает бесшумно и быстро нагнетает воздух

GARFELD

http://otzovik.com/review_1732817.html

Для домашних работ совершенно не нужны многоцилиндровые ременные агрегаты. Некоторые сомнения вызвал лишь объем ресивера у предстоящей покупки. «Классические» 25 литров я счел недостаточными, а модели на 50 литров, показались мне слишком громоздкими. К счастью, довольно быстро обнаружил интересный промежуточный вариант. Агрегат ECO AE-401 представляет собой поршневой одноцилиндровый масляный коаксиалный компрессор с прямым приводом. Объем его ресивера — 40 литров. Но главное достоинство компрессора — оригинальная вертикальная компоновка, благодаря которой он занимает совсем немного места. Сделан агрегат, естественно в Китае, по лицензии итальянской фирмы ECO.

Компрессор ECO AE-401 компактный, лёгкий, прост в эксплуатации

Бартимеус

http://otzovik.com/review_2584585.html

Достоинства автомобильного компрессора Агрессор AGR-80: большая комплектация, сумочка, скорость накачки. Три года пользуюсь данным компрессором, все полностью устраивает, качаю не только колеса, но и лодку когда еду на рыбалку. Стандартная комплектация позволяет без лишних покупок накачивать много гаджетов.

Автомобильный компрессор Агрессор AGR-80 имеет хорошую комплектацию и скорость накачки

Iborisenko

http://otzovik.com/review_3294789.html

Компрессор Etalon 200/25 эффективный, универсальный, не дорогой, надёжный, удобная конструкция, множество насадок. Выдаёт он аж 8 атмосфер и это позволяет надуть практически любую шину в считанные секунды, а это очень радовало! к компрессору продаются насадки для покраски автомобиля или иных поверхностей и для обработки днища. Комплект был приобретён немедленно. Компрессор даже брал на дачу и переделывал штуцер на советском опрыскивателе, чтобы не качать вручную как раньше. Секунда и вперед на деревья. Очень хороший и надёжный компрессор. Такой непременно должен быть в хозяйстве, особенно автомобильном. Он себя окупит несколько раз. И докажет на деле что деньги потрачены не зря.

Компрессор Etalon 200/25 очень быстро накачивает шины, опрыскивает деревья, красит

chernyakov

http://otzovik.com/review_2093924.html

Принцип работы компрессора: пользуемся аппаратом правильно и безопасно

От правильного использования компрессора зависит качество его работы и срок службы.

  1. Установите компрессор в сухом и чистом месте. Угол наклона не должен превышать 15 градусов. Между вентиляционной решёткой аппарата и ближайшим препятствием должно быть не менее 50 см. А расстояние до пневматического инструмента около трёх метров. При окрашивании брызги не должны попадать на корпус устройства. Если это происходит, значит, компрессор стоит слишком близко.
  2. Проверьте уровень масла. Если его недостаточно, долейте. Используйте то, которое рекомендовал производитель в инструкции. Включите компрессор. При первом запуске прогоните агрегат 15–20 минут вхолостую.
  3. После первого часа работы подтяните крепёжные соединения.

Рабочее помещение необходимо проветривать или пылесосить во избежание попадания пыли внутрь аппарата.

Советы по технике безопасности

  • при использовании компрессора с пневматическим инструментом надевайте защитную одежду. Чтобы не повредить слух, используйте специальные наушники;
  • для работы с краскораспылителем запаситесь защитными перчатками и комбинезоном;
  • не забывайте про глаза. Для них есть пластиковые очки;
  • при подключении травмоопасных инструментов, таких, как перфоратор или шлифмашина, надевайте нескользкую обувь и плотные рукавицы;
  • не забывайте отключать компрессор от сети при проведении технического обслуживания;
  • не трогайте аппарат мокрыми руками во включённом состоянии. Не оставляйте компрессор под открытым небом без навеса;
  • повреждённый ресивер подлежит замене. Его нельзя эксплуатировать после сварки;
  • не используйте компрессор не по назначению. Например, для наполнения баллонов акваланга.

Компрессор можно подключать к аккумулятору

Вам понадобятся провода с металлическими зажимами «крокодил». Аккумулятор зарядите и выключите. Подключите провода к компрессору и клеммам аккумулятора, соблюдая маркировку: плюс к плюсу, а минус к минусу.

При подключении компрессора к аккумулятору крокодилами нужно соблюдать полярность

Использование компрессора зимой

Если компрессор находится на морозе, но не используется при минусовой температуре, то хладагент конденсирует в масле. При запуске происходит поломка агрегата. Во избежание неприятностей применяют различные средства:

  • установите специальные нагревательные элементы. Один должен быть встроен для постоянного функционирования, а другой дополнительно подогревает картер до запуска;
  • если нет нагревательных элементов, перед стартом прогрейте компрессор тепловой пушкой. Температура аппарата должна подняться до + 11 градусов;
  • следите за исправностью обратного клапана. Он предотвращает попадание конденсата в цилиндры;
  • возьмите аэрозоль для размораживания замков. Набрызгайте на все клапаны для стравливания воздуха;

    Чтобы избежать конденсации на клапанах, их нужно обработать размораживающей жидкостью

  • установите будку с войлочным утеплением внутри.

Как и когда проводить обслуживание аппарата

Чтобы избежать частых поломок устройства, Нужно регулярно производить его техническое обслуживание.

Фиксируйте отработанное компрессором время, чтобы через каждые 500 часов менять масло и фильтры. Вместе с этой процедурой протирайте лепестковые клапаны и прокладку. Воздушный фильтр, который стоит на входе, очищайте и промывайте каждые 7–10 дней. Перед включением сливайте влагу из ресивера. Для этого открутите клапан, расположенный в днище.

Клапан для слива влаги из ресивера расположен в днище

Раз в полгода очищайте баллон средствами, описанными в инструкции. В конце работы через спускной клапан выпускайте воздух и отсоединяйте компрессор от сети.

После работы компрессора через спускной клапан выпускают воздух

Если аппарат долго не включали, перед запуском извлеките воздушный фильтр и очистите его пылесосом или продувкой. Пользуйтесь только заземлёнными розетками.

Замена масла

  1. Отключите компрессор от сети и выпустите весь воздух из ресивера. На манометрах должны быть нули.
  2. Отрежьте горлышко пластиковой бутылки под углом.

    Для слива масла обрезают бутылку под углом

  3. Подставьте ёмкость выступающим краем под крышку компрессора. Открутите гайку. Слейте масло.

    Выступающий край бутылки нужно подставить под крышку так, чтобы масло не выливалось на ресивер

  4. Открутите болты крепления крышки. Снимите её и резиновую прокладку.
  5. Смочите небольшую малярную кисть бензином или керосином и смажьте все детали, которые соприкасались с маслом, чтобы лучше промыть. Протрите всё чистой тряпкой и соберите.
  6. Закрутите гайку сливного отверстия. Налейте новое масло в кратер.

    Новое масло заливают после закручивания гайки сливного отверстия

  7. Оно должно доходить до уровня контрольной отметки в смотровом окошке. Закройте горловину кратера.

    Уровень масла виден в смотровом окне

Как почистить

  1. Открутите все клапаны и очистите их от грязи.
  2. Снимите и продуйте воздушный фильтр. Он находится на головке цилиндра. Фильтров может быть от 1 до 3, в зависимости от количества цилиндров.

    Воздушный фильтр нужно снять и почистить

  3. Снимите головку цилиндра. Открутите болты, которые держат поршень в резервуаре для масла.

    Поршни закреплены болтами в масляном резервуаре

  4. Извлеките поршень и промойте его вместе с головкой и клапанами керосином.

    Грязный поршень нужно промыть керосином

  5. Соберите детали.
Видео: как разобрать и почистить компрессор

Устранение распространённых неисправностей своими руками

У компрессора возникают частые неисправности, которые можно устранить самостоятельно и не тратить время на обращение в мастерскую.

Аппарат работает и не качает воздух

Эта неисправность обусловлена утечкой воздуха.

  1. Набрызгайте мыльный раствор на трубопровод.
  2. Включите компрессор. Если есть наружная утечка, то вы увидите пузыри.
  3. Резьбовые соединения обмотайте герметизирующей лентой. А развальцованные — смажьте маслом для компрессора. Воздух не будет пропускаться. Например, такое соединение есть у штуцера шланга обратного клапана.

    Штуцера шланга имеет развальцованное соединение. Его нужно смазывать для герметизации

Видео: поиск и устранение утечки воздуха

Проверьте прокладку и клапаны головки цилиндра. Их повреждение влияет на процесс нагнетания воздуха.

  1. Прогрейте компрессор для ослабления креплений и отключите его от сети.
  2. Открутите болты головки цилиндра.

    Головка цилиндра крепится четырьмя болтами

  3. Снимите головку, прокладку и плоские лепестковые клапаны. Если детали повреждены, то замените их.

    Один лепестковый клапан сломался и подлежит замене

  4. Протрите ветошью, смоченной в керосине, все элементы.
  5. Соберите головку цилиндра.

При запуске двигателя перегорает предохранитель или срабатывает автомат термозащиты

Предохранитель перегорает или срабатывает термозащита, если мощность предохранителя ниже мощности компрессора. Проблема решается заменой. Вторая причина кроется в реле напряжения. Отключите его контакты от цепи. Если компрессор возобновил работу, замените реле.

Двигатель гудит, но не работает или работает на малых оборотах

  1. Если напряжение в сети нестабильно, то во время скачков двигатель работает некорректно. Установите стабилизатор или отключите от сети другие устройства.
  2. При нормальном напряжении слишком большое давление в ресивере не даёт нагнетаться воздуху. Выключите компрессор на 20 секунд. Если после включения работа не восстановилась, замените реле давления.

    Реле давления влияет на работу нагнетателя

  3. Открутите перепускной клапан.

    Повреждённый перепускной клапан выпускает воздух из ресивера

  4. Он находится на ресивере. Прочистьте от загрязнений. Если клапан разрушен, то замените его.

    Перепускной клапан находится на ресивере

  5. Проверьте работу реле напряжения. Его сложно ремонтировать самостоятельно. Замените или отнесите в сервис.

Не запускается под давлением

Когда компрессор не может запуститься под давлением, а без давления запускается, проблема заключена в обратном клапане или реле давления.

  1. Открутите обратный клапан и проверьте его на наличие повреждений и засорений.

    Обратный клапан соединён с манометром

  2. Если дефектов и мусора нет, но резинка выработалась, замените клапан.

    Проверка целостности пружины и резинки обратного клапана

  3. Снимите крышку реле. С обратной стороны есть 4 контакта. Их нужно почистить мелкой наждачкой от нагара.

    Грязные контакты нужно чистить наждачкой

Агрегат перегревается

Компрессор подвержен перегреванию при повышенной температуре окружающей среды или длительной непрерывной работе. Если с этим всё в порядке, извлеките воздушный фильтр, который устанавливается на впуске. Очистите его. Загрязнённый фильтр сильно нагружает двигатель, поэтому и происходит перегрев и преждевременный износ устройства.

Грязный воздушный фильтр способствует перегреву компрессора

Как сделать компрессор своими руками

Для работы вам понадобятся:

  • компрессор от холодильника;
  • металлический баллон для хранения газов или жидкостей под давлением;
  • реле давления РДМ-5;
  • статический манометр;
  • редуктор с диапазоном регулирования 1–10 Атм;
  • манометр для редуктора;
  • фильтр для маслоотделения. Он нужен только в том случае, если вы собираетесь использовать компрессор для покраски;
  • фитинги;
  • тройники;
  • хомуты;
  • сантехнические прокладки и лента;
  • силиконовый герметик;
  • кабель;
  • клавишный выключатель;
  • штекер;
  • шланг для масла,
  • ДСП для установки.

Запаситесь терпением и приступайте к работе.

  1. С помощью разводного ключа, ленты и герметика соберите конструкцию с ресивером.

    Схема конструкции с ресивером состоит из соединительных деталей

  2. Для удобства установки и перемещения купите в мебельном магазине 4 ролика, 4 болта М8*25 с гайками и шайбами. Вы будете делать сборку на двух уровнях. Параметры D, W, D2, W2 зависят от размеров ресивера.

    Подставка состоит из двух уровней

  3. Разметьте и просверлите отверстия под болты. Установите ресивер и обожмите его перфорированной лентой. Она должна сидеть плотно, но не создавать усилие.

    Гайки нужно затянуть так, чтобы плотно обжать лентой ресивер

  4. Для закрепления компрессора на втором этаже подставки просверлите в его ножках отверстия.
  5. Теперь соберите схему подключения. Вилку с выключателем соединяет фазный провод L. Далее, он идёт на реле. Второй провод вилки подключается к заземляющей клемме реле. Оба провода от реле ведутся к блоку запуска на компрессоре. Он выполнен в виде коробочки на корпусе.

    Подключение электрических деталей к проводу с вилкой

  6. Все соединения заизолируйте.

При своевременном соблюдении правил технического обслуживания и использования компрессор долго будет находиться в рабочем состоянии. А ремонт не придётся делать часто. Не забывайте прогревать аппарат перед запуском при отрицательной температуре.

  • Автор: Наталья Панкова
  • Распечатать

postroika.biz

Воздушный компрессор: схема устройства и принцип работы, ремонт распространенных неисправностей, замена масла

Воздушный компрессор является универсальным и экономичным аппаратом, без которого невозможна работа различного пневматического оборудования, применяемого на производстве и в быту. Компрессоры могут быть как стационарными, так и передвижными, благодаря чему расширяется сфера использования данных агрегатов.

Область применения воздушных компрессоров

Воздушные компрессоры широко используются во многих областях деятельности человека. Данные аппараты незаменимы при проведении монтажных, столярных, строительных и ремонтных работ. Также воздушные аппараты с успехом применяются и в быту. Например, бытовой агрегат может использоваться для подкачки шин, проведения покрасочных работ, аэрографии и т.д. Как правило, это компрессор, имеющий электрический двигатель, работающий от сети 220 В. Для профессионального использования лучше подойдет роторный масляный агрегат, имеющий повышенный срок службы и не требовательный к частому обслуживанию.

Высока востребованность воздушных компрессоров и в промышленной сфере, в отраслях, где требуется использование сжатого воздуха.

Существуют аппараты с высокой степенью очистки воздуха. Их применяют на “чистых” производствах, например, в химической, фармацевтической и пищевой промышленности, а также в сфере производства электроники.

Кроме всего, воздушные компрессоры нашли применение в нефте- и газодобывающих отраслях, в горнодобывающей промышленности, при добыче угля и камня.

Как устроен и работает воздушный компрессор

Устройство агрегата для сжатия воздуха определяется типом конструкции. Компрессоры бывают поршневые, роторные и мембранные. Наиболее широко распространены поршневые воздушные агрегаты, в которых воздух сжимается в цилиндре благодаря возвратно-поступательным движениям поршня внутри него.

Схема устройства

Устройство воздушного поршневого компрессора достаточно простое. Основной его элемент – это компрессорная головка. По своей конструкции она схожа с цилиндром двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Ниже приведена схема поршневого агрегата, на которой хорошо показано устройство последнего.

В состав компрессорного узла входят следующие элементы.

  1. Цилиндр. Это объем, в котором сжимается воздух.
  2. Поршень. Возвратно-поступательными движениями всасывает воздух в цилиндр либо сжимает его.
  3. Поршневые кольца. Устанавливаются на поршне и предназначены для повышения компрессии.
  4. Шатун. Связывает поршень с коленчатым валом, передавая ему возвратно-поступательные движения.
  5. Коленчатый вал. Благодаря своей конструкции обеспечивает ход шатуна вверх и вниз.
  6. Впускной и нагнетательный клапаны. Предназначены для впуска и выпуска воздуха из цилиндра. Но компрессорные клапаны отличаются от клапанов ДВС. Они изготовлены в виде пластин, прижимаемых пружиной. Открытие клапанов происходит не принудительно, как в ДВС, а вследствие перепада давлений в цилиндре.

Для уменьшения силы трения между кольцами поршня и цилиндром в компрессорную головку поступает масло. Но в таком случае на выходе из компрессора воздух имеет примеси смазки. Для их устранения на поршневом аппарате устанавливают сепаратор, в котором происходит разделение смеси на масло и воздух.

Если требуется особая чистота сжатого воздуха, например, в медицине или на производстве электроники, то конструкция поршневого агрегата не подразумевает использование масла. В таких аппаратах поршневые кольца выполнены из полимеров, а для уменьшения силы трения применяется графитовая смазка.

Поршневые агрегаты могут иметь 2 или больше цилиндров, расположенных V-образно. За счет этого повышается производительность оборудования.

Коленчатый вал приводится в движение от электродвигателя посредством ременного или прямого привода. При ременном приводе в конструкцию аппарата входят 2 шкива, один из которых устанавливается на валу двигателя, а второй — на валу поршневого блока. Второй шкив оснащается лопастями для охлаждения агрегата. В случае прямого привода валы двигателя и поршневого блока соединяются напрямую и находятся на одной оси.

Также в конструкцию поршневого компрессора входит еще один очень важный элемент – ресивер, представляющий собой металлическую емкость. Предназначен он для устранения пульсаций воздуха, выходящего из поршневого блока, и работает как накопительная емкость.

Благодаря ресиверу можно поддерживать давление на одном уровне и равномерно расходовать воздух. Для безопасности на ресивере устанавливают аварийный клапан сброса, срабатывающий при повышении давления в емкости до критических значений.

Чтобы компрессор мог работать в автоматическом режиме, на нем устанавливается реле давления (прессостат). Когда давление в ресивере достигает требуемых значений, реле размыкает контакт, и двигатель останавливается. И наоборот, при снижении давления в ресивере до установленного нижнего предела, прессостат замыкает контакты, и агрегат возобновляет работу.

Принцип действия

Принцип работы поршневого компрессора можно описать следующим образом.

  1. При запуске двигателя начинает вращаться коленчатый вал, передавая возвратно-поступательные движения посредством шатуна поршню.
  2. Поршень, двигаясь вниз, создает в цилиндре разрежение, под воздействием которого открывается впускной клапан. По причине разности давлений воздуха, он начинает засасываться в цилиндр. Но перед попаданием в камеру сжатия воздух проходит через фильтр очистки.
  3. Далее, поршень начинает движение вверх. При этом оба клапана находятся в закрытом состоянии. В момент сжатия в цилиндре начинает повышаться давление, и когда оно достигает определенного уровня, происходит открытие выпускного клапана.
  4. После открытия выпускного клапана сжатый воздух направляется в ресивер.
  5. При достижении определенного давления в ресивере срабатывает прессостат, и сжатие воздуха приостанавливается.
  6. Когда давление в ресивере снижается до установленных значений, прессостат снова запускает двигатель.

Распространенные неисправности и их устранение

Основные неисправности в работе воздушного компрессора, которые можно устранить своими руками, следующие:

  • двигатель не запускается;
  • двигатель гудит, но не запускается;
  • воздух (на выходе) имеет частицы воды;
  • падение производительности агрегата;
  • перегрев компрессорной головки;
  • перегрев агрегата;
  • стук в цилиндре;
  • стук в картере;
  • вытекание масла из картера;
  • заклинивание маховика;
  • ресивер не держит давление;
  • агрегат не развивает обороты.

Двигатель агрегата не запускается

Прежде всего, при отказе двигателя агрегата следует убедиться в наличии напряжения в сети. Также не лишним будет проверить кабель питания на предмет повреждений. Далее, проверяются предохранители, которые могут перегорать при скачке напряжения в сети. При обнаружении неисправности кабеля или предохранителей их следует заменить.

Также на запуск двигателя влияет реле давления. Если оно неправильно настроено, то агрегат перестает включаться. Чтобы проверить работу реле, необходимо выпустить воздух из ресивера и снова включить аппарат. Если двигатель заработал, то проведите правильную (согласно инструкции) регулировку реле давления.

В некоторых случаях, двигатель может не запускаться по причине срабатывания теплового реле. Обычно это происходит, если агрегат работает в интенсивном режиме, практически без остановок. Чтобы оборудование снова начало работать, необходимо дать ему немного времени для остывания.

Двигатель гудит, но не запускается

Гудение двигателя без вращения его ротора может быть по причине низкого напряжения в сети, из-за чего ему не хватает мощности для запуска. В таком случае проблему можно решить установкой стабилизатора напряжения.

Совет! Если сеть “проседает” по причине работы какого-либо аппарата, например, сварочного, то его следует отключить на время пользования компрессором.

Также двигатель не в силах провернуть коленчатый вал, если давление в ресивере слишком велико, и происходит сопротивление нагнетанию. Если это так, то необходимо немного стравить воздух из ресивера, после чего настроить или заменить реле давления. Повышенное давление в ресивере может возникать и при неисправном клапане сброса. Его нужно снять и прочистить, а в случае его разрушения – заменить.

Воздух на выходе имеет частицы воды

Если в выходящем из ресивера воздухе содержится влага, то качественно произвести покраску какой-либо поверхности не получится. Частицы воды могут присутствовать в сжатом воздухе в следующих случаях.

  1. В помещении, где работает агрегат, повышенная влажность. Необходимо обеспечить помещение хорошей вентиляцией или установить на компрессор влагоотделитель (см. рис. ниже).
  2. Скопилась вода в ресивере. Требуется регулярно сливать воду из ресивера через сливной клапан.
  3. Неисправен водоотделитель. Проблема решается заменой данного элемента.

Падение производительности агрегата

Производительность аппарата может снижаться, если прогорают или изнашиваются поршневые кольца. В результате снижается уровень компрессии, и аппарат не может работать в стандартном режиме. Если этот факт подтвердится при разборке цилиндра, то изношенные кольца следует заменить.

Падение производительности могут вызвать и клапанные пластины, если они сломались или зависли. Неисправные пластины следует заменить, а засорившиеся – промыть. Но самая частая причина, вызывающая потерю мощности агрегата – это засорение воздушного фильтра, который следует промывать регулярно.

Перегрев компрессорной головки

Поршневая головка может перегреваться при несвоевременной замене масла или при использовании смазочного материала, который не соответствует указанному в паспорте. В обоих случаях масло следует заменить на специальное компрессорное, с вязкостью, значение которой указано в паспорте к агрегату.

Также перегрев поршневой головки может вызываться чрезмерной затяжкой болтов шатуна, из-за чего масло плохо поступает на вкладыши. Неисправность устраняется ослаблением болтов шатуна.

Перегрев агрегата

В норме, агрегат может перегреваться при работе в интенсивном режиме или при повышенной температуре окружающего воздуха в помещении. Если при стандартном режиме работы и нормальной температуре в помещении агрегат все равно перегревается, то виновником неисправности может служить засорившийся воздушный фильтр. Его следует снять и промыть, после чего хорошо высушить.

Совет! Данную процедуру рекомендуется проводить регулярно. Если агрегат используется интенсивно, то фильтр следует промывать ежедневно.

Вызывается поломкой или износом поршневых колец по причине образования нагара. Обычно он появляется, если использовать некачественное масло.

Также стук в цилиндре может вызываться износом втулки головки шатуна или поршневого пальца. Чтобы устранить проблему, данные детали следует заменить на новые. При износе цилиндра и поршня ремонт воздушного компрессора заключается в растачивании цилиндра и замене поршня.

Стук в картере

Появление стука в картере при работе агрегата вызывается следующими поломками.

  1. Ослабли шатунные болты. Необходимо подтянуть болты с требуемым усилием.
  2. Вышли из строя подшипники коленчатого вала. Требуется поменять подшипники.
  3. Износились шатунные шейки коленвала и вкладышей шатуна. Устранение данных неисправностей заключается в обработке шатунных шеек до ремонтного размера. Вкладыши также меняются на аналогичные детали ремонтного размера.

Прочие неисправности

Если обнаружена течь масла из картера, то в первую очередь следует проверить и, при необходимости, заменить сальники. Если маховик не проворачивается, значит, поршень уперся в клапанную доску. Необходимо обеспечить зазор (0,2-0,6 мм) между поршнем и клапанной доской. При падении давления в ресивере, если агрегат выключен, следует прочистить или заменить обратный клапан.

Если компрессор плохо развивает обороты, то причина может крыться в ослаблении приводных ремней, натяжение которых следует усилить. Также мешать развить обороты двигателю может неисправный обратный клапан. Его следует заменить на новый.

Как заменить масло в воздушном компрессоре

Просчитать отработанные агрегатом моточасы достаточно сложно. Но все же рекомендуется, хотя бы приблизительно, вести их учет, поскольку своевременная замена масла в аппарате значительно продлевает срок его службы. В среднем, для нового устройства первая замена масла должна быть не позже, чем через 50 моточасов. Следующее обслуживание компрессора по замене смазки уже проводят через количество моточасов, указанное в инструкции к компрессору. В каждом случае, в зависимости от модели устройства, этот показатель будет отличаться.

Масло для воздушного компрессора лучше использовать фирменное, предназначенное именно для данного оборудования. Если фирменное масло найти сложно, то можно его заменить любым компрессорным маслом необходимой вязкости.

Важно! Простое машинное масло заливать в агрегат запрещается!

Итак, замена масла в аппарате для сжатия воздуха происходит следующим образом.

  1. Прежде всего, требуется отключить устройство от электросети, и полностью спустить воздух из ресивера. Стрелки на всех манометрах должны находиться на нуле.
  2. Изготовьте из пластиковой бутылки емкость, в которую будет сливаться смазка.
  3. Подставьте емкость под отверстие для слива смазки и открутите гайку-заглушку, закрывающую его. В норме, смазка не должна быть слишком осветленной или темной. Светлая смазка говорит о том, что в нее попадает влага. Слишком темное масло – результат перегрева агрегата.
  4. После того, как смазка перестанет вытекать из картера, закрутите гайку обратно.
  5. Далее, открутите и снимите сапун из заливного отверстия картера.
  6. Залейте смазку в картер. Заливать масло удобнее через лейку, чтобы исключить его проливание. Залейте такое количество смазки, чтобы она достигла контрольной отметки в смотровом окне.

В дальнейшем, следует постоянно контролировать уровень масла в картере, и, при необходимости, доливать его.

tehnika.expert


Смотрите также

 

"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453

Новости