Компресори: видове, видове компресори със снимки, предназначение и принцип на действие. Бутален компресор - принципът на работа и устройството на различни видове агрегати

Днес на пазара има голямо разнообразие от модификации на бутални компресори. Има много модели едностепенни, многостепенни компресори, едностранни, двойно-смукателни, пълнени и без сальники и др. Някои бутални компресори трябва да се смазват с минерални масла, други не. Основните модели бутални компресорни агрегати могат да бъдат класифицирани според вида на задвижването, нивото на крайното налягане, броя на степените на компресия и вида на изпълнение.

Могат да се разграничат следните видове бутални компресори:

• единично (напречна глава) или двойно действие (напречна глава);
• без масло и без масло (сухо триене или суха компресия);
• хоризонтални, вертикални, ъглови според разположението на цилиндрите
• по брой стъпки - многоетапни, едностепенни.
• с различен брой цилиндри.

Според вида на задвижването компресорите се разделят на инсталации:

• с директно задвижване (осигуряват значителни спестявания на електрическа енергия, демонстрират по-ниско ниво на шум в сравнение с агрегатите с ремъчно задвижване и имат по-висок индекс на ефективност);
• с ремъчно задвижване (показват по-малко динамични натоварвания при стартиране поради приплъзване на ремъчната предавка).

Според нивото на изходното налягане буталните компресори се разделят на агрегати с ниско налягане (диапазон от 5 до 12 bar), средно (диапазон от 2 до 100 bar) и високо налягане (диапазон от 0 до 1000 bar).

Според броя на степените на компресия буталните компресорни агрегати биват многостъпални, двустепенни и едностепенни. При многостепенните компресори е важно да не се допуска прекомерно повишаване на температурата на компресирания газ (не повече от 180 ° C), тъй като съществува риск от експлозия и пожар.

Според вида на изпълнение тези възли се делят на стационарни инсталации и мобилни (мобилни).

Материал на корпуса - чугун. Корпусът съдържа цилиндъра и картера. Коляновият вал е в картера. В долната част на картера се излива масло за смазване на части. Лагерите съдържат основните шейни на коляновия вал. Маслено уплътнение като уплътнение на вала срещу изтичане на хладилен агент. Маховикът се притиска към шейната на вала. Въртене от електродвигателя чрез ремъчно задвижване.

Напречно сечение на бутален компресор

Съединителният прът и буталото са свързани с бутален щифт. Движение на буталото до крайно положение на цилиндрите със стойността на 2-ия радиус на манивелата.

Уплътнение на буталото: пръстени. Парите на хладилния агент не влизат в картера.

Смукателен и изпускателен клапан в камерите на главата на цилиндъра.

Предназначение: блокира дупките между камерата и цилиндъра.

Връзка на изпарителя със смукателна тръба, кондензатор с нагнетателна тръба.

Според вида на местоположението при монтажа на цилиндрите, буталните компресори се разделят на вертикални, хоризонтални и ъглови.

Ъглово разположениеЦилиндрите могат да бъдат поставени вертикално в някои редове и хоризонтално в други. В този случай говорим за правоъгълни компресори. Разположението на цилиндрите е V-образно и W-образно (компресорите са съответно V- и W-образни според разположението на цилиндрите).

U-образно разположение на цилиндрите:

• въздушни компресори
• едноетапно охлаждане (амоняк или фреон)
• хладилна двустепенна (амоняк)

Вертикално разположение. При вертикални инсталации цилиндрите са разположени вертикално. Броят на цилиндрите определя обхвата на компресора и нагнетателното налягане. Фигурата по-долу показва двойнодействащ напречен компресор. Върху рамката (материал: чугун, лят) цилиндрите са фиксирани в няколко реда. Колко реда са толкова колена при коляновия вал, разположени на основните лагери. Според дължината на коляновия вал и разстоянието между цилиндрите се избира необходимия брой лагери. Задвижван от електродвигател посредством съединител или трансмисия с клинов ремък. Маховикът е полусъединител на вала. Задвижващата шайба е монтирана на края на вала.

Вентили на засмукване и изпускане - ламелни, самодействащи. Такива компресори могат да бъдат произведени с една до четири степени на компресия и да имат едно- или двуредово изпълнение.

Хоризонтално разположение. При хоризонтални компресорни агрегати, цилиндрите могат да бъдат поставени от едната или от двете страни на коляновия вал.

Обратно изпълнение(подреждане на цилиндрите от двете страни на коляновия вал) на бутални компресори със среден и голям капацитет е резултат от технологичния прогрес. Буталата се движат едно към друго. Такива компресори се характеризират с висока динамика и баланс, компактност и ниско тегло.

Инсталациите с малък или среден капацитет имат правоъгълен дизайн и Y-образно разположение на цилиндрите. Поради подобрената си производителност, боксерните компресори се използват по-често от стандартните агрегати.

Ето пример за двойнодействащ хоризонтален напречен компресор с противоположни цилиндри. Буталата се движат в противоположни посоки. Такива дизайни са компактни, имат висока скорост на работа. Монтажът на такива инсталации е лесен поради удобното разположение на оборудването между стъпалата и електрическата мрежа. Части от компресора при доставка могат да се доставят в уголемени блокове.

Цилиндрите в боксерните компресори могат да бъдат подредени в 2-, 4- и 6-редови. Вижте снимката по-горе. Отработено масло в долната част на кутия с форма (материал чугун). Преградите, разположени напречно на реброто, съединителите и дистанционерите отгоре създават твърдост на основната рамка. Според броя на редовете цилиндри се избират главни лагери, могат да бъдат съответно 3, 5 и 7. Двата опорни лагера са с тънкостенни втулки и са разположени при задвижването.

Големите компресори с 8 цилиндрови банки от чужди производители имат 2 отделни рамки (форма на кутия). Задвижващият механизъм е поставен между рамките. Напречни водачи са монтирани от всяка страна на рамката и прикрепени към вертикални фланци. Осцилиращите лагери се използват за монтиране на водачи към рамката в малки компресори. За водачи в други компресори са необходими твърди крака.

Броят на редовете на цилиндрите съвпада с броя на шейните на биелните прътове на коляновия вал. Закрепване на шейните на биелните прътове на 180° по двойки (обща буза). При компресори с 4 реда двойка колянови щифтове се завъртат на 90 ° спрямо другия. Ако има 6 реда, тогава завоят вече е 120 °.

Чугунът се използва като материал за отлети цилиндри за първите 3 етапа. Капаците на цилиндрите имат кожуси с водно охлаждане. Изключение 1-ва степен на хладилен компресор. Стомана (ковани цилиндри) се използва като материал в останалите стъпки. За охлаждане се използват разглобяеми корпуси. В зависимост от размера и броя на цилиндрите в един ред, те имат 1 или 2 осцилиращи лагера. Обикновено вентилите се монтират с директен поток.

Компресорът се задвижва от електродвигател с ротор от една част. Роторът е конзолният край на вала, а статорът от една част е основата. Понякога при някои видове компресори роторът може да е на прикрепен вал.

бутала. На първите 3 степени на компресия, бутало с двойно действие, направено чрез завъртане (плъзгащ тип). На следващите стъпки поставете диференциални бутала. Компонентите на уплътнението на кутията за пълнене са кутията за пълнене, предварителният уплътнител и масления скимер.

Вентили. Някои конструкции и типове клапани са по-подходящи за работните условия от други. За работа в хладилни компресори и някои въздушни компресори, клапаните за смукателна лента са по-подходящи. За обслужване на водород, като най-надеждни се използват гъбови клапани, вентили с прорезни пластини и клапани с концентрични пръстени. За други случаи се използват клапани от пръстеновиден тип. Изпускателните клапани са от директен тип. Дисковите и пластинчатите клапани се използват на етапи с високо налягане и при работа с коксуващи се газове с примеси. Компресорните клапани могат да бъдат най-голямата единствена причина за непланирано спиране на буталните компресори.

Големите компресори имат 2 отделни рамки с 2 колянови вала, закрепени с фланци към ротора на двигателя. Валът на ротора е монтиран на 2 лагера, които са закрепени към основата. Разделният статор е монтиран на основата.

Един колянов вал в компресори с 2 рамки от среден клас е разположен върху лагерите на двете рамки на електродвигателя. Върху него между рамките е монтиран разделен ротор. За това валът се завърта ръчно или чрез електрическо задвижване, в края на коляновия вал от другата страна на електромотора е монтирано тресчото колело. Задвижващият ротор може да се постави и върху външната част на вала, при наличие на външен лагер.

За работните части се използва циркулационна система за смазване. Смазочникът смазва цилиндъра и уплътнението с масло. Помпата е свързана към електрическия двигател чрез съединител, лубрикаторът е свързан с помощта на скоростна кутия. Компресорите от този клас имат водачи, кръстови глави, свързващи пръти, основни и биелни лагери и други компоненти на коляновия механизъм със същите размери.

Видове/видове и конструкции на бутални компресори

Всеки тип компресор или компресорна инсталация е проектиран да компресира, подава въздух (всякакъв газ) под налягане. Бутален компресор се нарича компресор, чието бутало извършва възвратно-постъпателни движения, докато е в цилиндъра.

В страните от ОНД предпочитание се дава на буталните компресори, най-известните сред машините с капацитет< 100 куб. метров в минуту.

известен бутални компресориследните видове:

Коаксиални бутални компресори

Коаксиалните компресори се характеризират с това, че съединителят свързва коляновия вал с електрическото задвижване, което гарантира, че няма загуба на мощност поради триене. Дизайнът на тези компресори е доста компактен. Тези компресорни агрегати се различават по методите на смазване. Групата цилиндър-бутала на безмаслени компресори от този тип не се нуждае от смазване. Сгъстеният въздух на изхода на такива устройства не съдържа маслени примеси. Устройствата от този тип са популярни в хранително-вкусовата, фармацевтичната и медицинската промишленост. В маслените коаксиални компресори минералното компресорно масло се използва като смазка. Поради това този компресор има доста висок ресурс. Коаксиалните компресори работят в пакетен режим, т.е. 20 минути работа, 40 минути почивка. Работното налягане е равно на осем бара. Мощността на двигателя е приблизително 2,25 kW, а производителността може да достигне 200 l / min. Основните предимства на тези помпени устройства включват малък размер, лекота, относително ниска цена. Коаксиалните компресори се делят на безмаслени и маслени бутални компресори.

Компресори без масло

Този тип компресор е подходящ за системи, където подаване на чист въздух е задължителен. Във въздуха не трябва да има примеси от маслена емулсия. Двигателят за безмаслени компресорни устройства се предлага с мощност 1,1 kW, оборудвани са и с приемници с различни размери. Този тип компресор има своите положителни характеристики:

• малък размер;
• рядко обслужване;
• транспортирането и придвижването се извършва във всяка позиция.

Компресорът без масло се различава от устройството за маслен компресор по това, че въздухът и смазката в него "съществуват отделно". Допълнителното пречистване допринася за високото качество на изходния поток. Компресорите без масло са разделени от своя страна на следните типове:

• Безмасленият автомобилен компресор е компактно устройство за надуване на гуми. Обикновено не е оборудван с приемник и работи на батерия.
• домакински компресор, който се използва за работа с пневматични инструменти, например с пистолети за пръскане. Безмаслените бутални компресори са отделна категория, осигуряваща например висококачествено боядисване, като същевременно се постига перфектно боядисана повърхност. При използване на сушилни компактен тип, за които параметърът на точката на оросяване не трябва да бъде по-висок от 70 ° C, влагата се отстранява напълно от сгъстения въздух и се изключва проникването й върху боядисаната от компресора повърхност.
  Този факт допринася за повишаване на устойчивостта на корозия на материалите за бояджийски и лакови покрития. Повечето вносни автомобили и някои автомобили на руски производители се боядисват във фабрики с безмаслени компресори с адсорбционни сушилни.
• полупрофесионален и професионален безмаслен компресор, използван в цехове, лаборатории, производствени халета, където голям обем чист въздух е задължителен. Тези компресори са популярни за употреба във фармацевтичната и хранително-вкусовата промишленост. Въпреки това, цената на този вид безмаслени компресори в този клас е висока.

Маслени компресори, оборудвани с директно задвижване

Приемникът на този компресор, ако има такъв, може да побере максимум 100 литра въздух, а мощността на двигателя е приблизително 1,1-1,8 kW. В сравнение с безмаслените компресорни устройства, техният ресурс е много по-висок. Освен това компресорите без масло изискват специална поддръжка. Отрицателният фактор за компресори от този тип е въздухът, който съдържа маслена емулсия на изхода и това налага дооборудване на компресора с филтър. Маслените компресори, оборудвани с директни задвижвания, намират широко приложение в производството на мебели, в автомобилния сервиз, както и при ремонтни дейности, свързани с реконструкция на фасади.

Маслени компресори с ремъчно задвижване

Приемникът на този компресор, ако има такъв, може да побере от 25 до максимум 100 литра въздух, а мощността на двигателя е приблизително 1,5-15 kW. Благодарение на ремъчното задвижване оборотите на двигателя могат да бъдат намалени, като се поддържа същата производителност. Тези компресори имат две бутала с различни размери. Първото бутало предварително компресира въздуха, второто бутало довежда въздуха до желаното налягане. Тези компресори се използват в случаите, когато се консумират големи количества въздух. Надеждната охладителна система предпазва двигателя от прекомерно прегряване и износване. Това позволява на двигателя на компресора да се използва непрекъснато.

Ремъчни бутални компресори

Ремъчните компресори се характеризират с това, че ремъчната предавка свързва коляновия вал с електрическото задвижване, което гарантира висока производителност и издръжливост. Компресорите от този тип могат да работят няколко часа и непрекъснато. Използват се най-често в строителството, в магазините за гуми, в сервизите. Мощността на двигателя е приблизително 2,25 - 5,5 kW. Капацитетът на компресора може да достигне 500 л/мин., работното налягане достига 16 бара, в някои случаи достига 30 бара. Положителната точка е компресирането на въздуха до необходимите значими параметри.

Подредба на цилиндърав компресорите ви позволява да ги разделите на вертикалнакомпресори, компресори хоризонталентип и ъгълкомпресорни устройства.

Да се вертикалнакомпресорните устройства включват тези, чиито цилиндри са разположени вертикално.

В хоризонталенкомпресори, цилиндрите могат да се поставят от едната страна на коляновия вал, съответно те се наричат ​​хоризонтални компресори с едностранно разположение на цилиндрите. Ако цилиндрите са разположени от двете страни на вала, тогава компресорите се наричат ​​компресори с двустранно разположение на цилиндрите.

В ъгълкомпресори, цилиндрите са разположени вертикално в едни редове, а в други хоризонтално. Това е правоъгълнакомпресори. За ъглови компресори, цилиндрите могат да бъдат наклонени, V-монтирани и W-монтирани. Такива компресори се наричат ​​съответно V- и W-образни компресори.

Противоположни компресори

Противоположният дизайн е характерен за компресори с голям и среден капацитет. Противоположните компресори са хоризонтални устройства, оборудвани с бутала, които се движат в противоположни посоки. Техните цилиндри са разположени от двете страни на коляновия вал. Тези бутални компресори са силно динамични, балансирани, малки по размер и леко тегло. В резултат на това боксерните компресори почти напълно заменят хоризонталните компресори с големи размери.

Компресорните устройства с малък и среден капацитет са, като правило, правоъгълни и компресори с Y-образна конфигурация на цилиндрите.

Напречни и кръстовидни компресори

Сред съвременните конструкции на бутални компресори трябва да се разграничат компресори без напречни и кръстовидни.

При напречни компресори въртеливото движение на задвижващия механизъм се преобразува в транслационно движение на буталото по различен начин в сравнение с напречните компресори. Компресорите с кръстовидна глава имат много положителни аспекти:

• те са компактни;
• имат сравнително прост механизъм за движение;
• леко тегло;
• единична система за смазване.

Наред с положителните аспекти, компресорите от този тип имат значителен недостатък: газ изтича в картера през буталото. В резултат на това картерът е под налягане и маслото в него е в контакт с изпомпваното масло. Напречните компресори са само еднодействащи. Това прави невъзможно ефективното зацепване на цилиндъра.

Следователно компресорите с висока мощност и високо налягане, както и хоризонталните компресори, винаги се правят напречни.

В допълнение към класификацията на компресорите, описана по-горе, ще групираме буталните компресори според определени характеристики.

1. според принцип на действиекомпресорите се делят на компресори с единично и двойно действащи цилиндри. Само многостепенните компресори са оборудвани с диференциални цилиндри;
2. по брой стъпки- с едностепенни, двустепенни, тристепенни компресори и др. Максималният брой степени в съвременните компресори обикновено е седем;
3. от брой цилиндрови единици- едно-, дву-, трицилиндрови и с голям брой цилиндри;
4. от брой редовес подредени цилиндри: едноредови, двуредови и многоредови;
5. от поставяне на цилиндри в равнина— ъглови компресори и компресори с U-образно разположение на цилиндрите;
6. Противоположни компресори: хоризонтални устройства, оборудвани с бутала, извършващи насрещни движения;
7. по вид охлаждане: с вода и въздух. Компресорите с водно охлаждане, като правило, са оборудвани с голям капацитет;
8. по изпълнение- мини-компресори, компресори малки, компресори със средна производителност и компресори с голяма производителност;
9. по брой бутала: едно-дву- и трибутални компресорни устройства.

Към днешна дата компресорите от бутален тип остават най-приемливите и често срещани видове компресори за хладилни агрегати. Те намират широко приложение и в климатичните системи. Предлагат се следните видове бутални компресори:

• Херметични бутални компресори . При този тип компресор двигателят е директно свързан към самия компресор, като е в един запечатан стоманен корпус, изработен от листова стомана. Входящият газов поток охлажда електродвигателя.
• Полухерметични компресорни устройства. Двигателят е директно свързан с компресора, те се помещават в чугунен корпус, където има достъп за поддръжка или ремонт. Електрическият двигател охлажда всмукания газообразен хладилен агент.
• Отворени компресорни устройства. Компресорът е поставен директно в чугунен корпус, от който се простира вал за свързване към отделен двигател. Такъв компресор е оборудван с електронен тип авариен сензор за определяне на липсата на смазка.

Компресор(от латинската дума compressio - компресия) - енергийна машина или устройство за повишаване на налягането (компресия) и преместване на газообразни вещества.

Компресорна инсталация- това е комбинация от компресор, задвижване и спомагателно оборудване (газов охладител, сушилня за сгъстен въздух и др.).

Общоприетата класификация на механичните компресори според принципа на действие, принципът на действие се разбира като основна характеристика на процеса на повишаване на налягането, в зависимост от конструкцията на компресора. Според принципа на действие всички компресори могат да бъдат разделени на две големи групи: динамични и обемни.

Обемни компресори

При обемните компресори работният процес се осъществява в резултат на промяна в обема на работната камера. Гамата от компресори от този тип е разнообразна (повече от дузина вида), основните от които са: бутални, винтови, ротационни, мембранни, течни пръстени, вентилатори на Roots, спирални, роторни компресори.

Ориз. един. Класификация на компресори с работен обем

Буталните компресори (фиг. 2-3) могат да бъдат еднодействащи или двойнодействащи, напречна глава и без кръстообразна глава , смазани и без използване на смазка (сухо триене или суха компресия), при високи налягания на компресия се използват и бутални.

Ротационните компресори са машини с въртящ се компресиращ елемент, структурно разделен на винт, лопатка, течен пръстен и има и други конструкции.

Ориз. 2.

Ориз. 3. : 1 - колянов вал; 2 - свързващ прът; 3 - бутало; 4 - работен цилиндър; 5 - капак на цилиндъра; 6 - изпускателен тръбопровод; 7 - изпускателен клапан; 8 - всмукване на въздух; 9 - смукателен клапан; 10 - тръба за подаване на охлаждаща вода

Ориз. 4.

Основно се състои от работен цилиндър и бутало; има смукателни и подаващи клапани, обикновено разположени в главата на цилиндъра. За да съобщават възвратно-постъпателното движение на буталото, повечето бутални компресори имат колянов механизъм с колянов вал. Буталните компресори са едно- и многоцилиндрови, с вертикално, хоризонтално, V или W-образно и друго разположение на цилиндрите, единично и двойно действие (когато буталото работи от двете страни), както и едностепенна или многостепенна компресия .

Действието на едностепенен въздушно-бутален компресор (фиг. 3) е както следва. Когато коляновият вал 1 се върти, свързващият прът 2, свързан към него, информира буталото 3 за движението на връщане. В същото време в работния цилиндър 4, поради увеличаване на обема, затворен между дъното на буталото и капака на цилиндъра 5, възниква вакуум и атмосферният въздух преодолява съпротивлението на пружината, задържаща смукателния клапан 9 със своя налягане, отваря го и влиза през входа за въздух (с филтър) 8 в работния цилиндър. По време на обратния ход на буталото въздухът ще се компресира и след това, когато налягането му стане по-голямо от налягането в нагнетателната тръба със сума, способна да преодолее съпротивлението на пружината, притискаща изпускателния клапан 7 към седлото, въздухът отваря последния и навлиза в тръбопровода 6. Когато газът се компресира в компресора, температурата му се повишава значително.

За да се предотврати самозапалване на смазката, компресорите са оборудвани с водно (тръба 10 за водоснабдяване) или с въздушно охлаждане. В този случай процесът на компресиране на въздуха ще се приближи до изотермичен (с постоянна температура), което теоретично е най-изгодно. Въз основа на условията за безопасност и ефективност на неговата работа е препоръчително да се използва едностепенен компресор със степен на повишаване на налягането по време на компресия до b = 7 - 8. При високи компресии се използват многостъпални компресори, в който, редувайки компресия с междинно охлаждане, е възможно да се получи газ с много високи налягания - над 10 MN/m2. Буталните компресори обикновено осигуряват автоматично управление на капацитета в зависимост от потока на сгъстен газ, за ​​да се осигури постоянно налягане в изпускателния тръбопровод. Има няколко начина за регулиране. Най-простият от тях е регулиране чрез промяна на скоростта на вала.

Принципи на работа на ротационен и бутален компресорса по същество сходни и се различават само по това, че в буталния компресор всички процеси протичат на едно и също място (работен цилиндър), но по различно време (затова е било необходимо да се осигурят клапани), а в ротационен компресор засмукването и изпускането са извършва се едновременно, но на различни места, разделени от роторни пластини. Известни са и други конструкции на ротационен компресор, включително винтови, с два ротора под формата на винтове. За отстраняване на въздуха, за да се създаде вакуум във всяко пространство, се използват ротационни течнопръстенени вакуумни помпи. Производителността на ротационния компресор обикновено се контролира чрез промяна на скоростта на техния ротор.

Ротационни компресориимат един или повече ротори, които се предлагат в различни дизайни. Широко се използват ротационни лопаткови компресори (фиг. 5), имащи ротор 2 с канали, в които свободно влизат плочи 3, като роторът е разположен ексцентрично в корпусния цилиндър 4. Когато се върти по посока на часовниковата стрелка, пространствата, ограничени от плочите, както и повърхностите на ротора и цилиндъра, ще се увеличат в корпуса, в лявата страна на компресора те ще се увеличат, което ще осигури засмукване на газ през отвора 1. В дясната страна на компресора обемите на тези пространства намаляват, газът в тях се компресира и след това се подава от компресора към охладителя 5 или директно към нагнетателния тръбопровод. Корпусът на ротационен компресор се охлажда с вода, за чийто вход и изход са предвидени тръби 6 и 7. Степента на повишаване на налягането в една степен на ротационен компресор е обикновено от 3 до 6.

Ориз. 5.: 1 - отвор за всмукване на въздух; 2 - ротор; 3 - плоча; 4 - тяло; 5 - хладилник; 6 и 7 - тръби за отвеждане и подаване на охлаждаща вода

Винтови компресори

Конструкцията на винтовия блок се състои от два масивни винта и корпус. В този случай винтовете са на определено разстояние един от друг по време на работа и тази междина е запечатана с маслен филм. Няма движещи се елементи.

По този начин ресурсът на винтовия блок е практически неограничен и достига повече от 200-300 хиляди часа. Единствено лагерите на винтовия блок подлежат на рутинна смяна.

Ротационни компресори

Конструкцията на ламеларно-роторния блок се състои от един ротор, статор и най-малко осем пластини, чиято маса и съответно дебелината са ограничени. Следните сили действат върху плочата по време на работа: центробежни и триене/еластичност на масления филм.

Тъй като масленият филм се нормализира и става равномерен и достатъчен само след няколко минути работа на компресора, по време на стартиране и спиране възниква триене на плочите срещу статора и съответно тяхното износване и мощност се увеличават.

Колкото по-голямо налягане трябва да изпомпва такъв блок, толкова по-голяма е разликата в налягането в съседните компресионни камери и толкова по-голяма трябва да бъде центробежната сила, за да се предотврати потокът на сгъстен въздух от камера с високо налягане към камера с по-ниско. От своя страна, колкото по-голяма е центробежната сила, толкова по-голяма е силата на триене в моментите на пускане и спиране и толкова по-тънък е масленият филм по време на работа - това е основната причина тази технология да е широко разпространена в областта на вакуума (т.е. до 1 bar) и в зоната на налягане до 0,3-0,4 MPa.

Тъй като масленият филм между плочите и статора е с дебелина само няколко микрона, всеки прах, особено по-големите твърди частици, действат като абразив, който надрасква статора и причинява износване на плочите. Това води до факта, че има байпаси на сгъстен въздух от една компресионна камера в друга и производителността пада значително.

За разлика от малките вакуумни помпи, където технологията с ротационни лопатки се използва широко, в компресори с голям капацитет и налягане над 0,5 MPa, ще е необходимо да се смени целия монтаж с течение на времето, тъй като подмяната на отделните пластини е ефективна само ако геометрията на статора е възстановена , а такива големи статори не подлежат на възстановяване (шлайфане).

Обикновено производителите не дават никакви данни за ресурса на въртящата се лопатка, тъй като той много зависи от качеството на въздуха и работата на компресора. За газови компресори, изпомпващи газ практически без спиране през цялата година, ресурсът може да достигне повече от 100 хиляди часа, тъй като масленият филм е равномерен и достатъчен през цялото време без спиране.

А при промишлена употреба, където всмукването на въздух е изключително неравномерно и компресорът се стартира и спира десетки пъти на ден, през повечето време няма нормален маслен филм вътре в блока за работа, което причинява агресивно износване на плочите. В този случай ресурсът на блока е не повече от 25 хиляди часа.

Динамични компресори

В компресорите с динамичен принцип на работа газът се компресира в резултат на подаване на механична енергия от вала и по-нататъшно взаимодействие на работното вещество с лопатките на ротора. В зависимост от посоката на потока и вида на работното колело, такива компресори биват центробежни (фиг. 6) и аксиални (фиг. 7).

Ориз. 6. : 1 - вал; 2, 6, 8, 9, 10 и 11 - работни колела; 3 и 7 - пръстеновидни дифузори; 4 - обратен направляващ канал; 5 - направляващ апарат; 12 и 13 - канали за подаване на газ от хладилници; 14 - канал за засмукване на газ

Центробежният компресор се състои главно от корпус и ротор с вал 1 със симетрично разположени работни колела. Центробежният 6-степенен компресор е разделен на три секции и е снабден с два междинни охладителя, от които газът постъпва в канали 12 и 13. По време на работа на центробежния компресор, газовите частици, разположени между лопатките на работното колело, се подлагат на въртеливо движение , поради което върху тях действат центробежни сили . Под въздействието на тези сили газът се придвижва от оста на компресора към периферията на работното колело, претърпява компресия и придобива скорост. Компресията продължава в пръстеновидния дифузьор поради намаляване на скоростта на газа, тоест превръщането на кинетичната енергия в потенциална. След това газът навлиза в другия етап на компресора през връщащия канал и т.н.

Получаването на големи степени на повишаване на налягането на газа в една степен (повече от 25-30, а за промишлени компресори - 8-12) е ограничено главно от якостта на опън на работните колела, които позволяват обиколни скорости до 280-500 m/s. Важна характеристика на центробежните компресори (както и на аксиалните) е зависимостта на налягането на сгъстен газ, консумацията на енергия и ефективността от неговата производителност. Естеството на тази зависимост за всяка марка компресори е отразено в графики, наречени работни характеристики.

Работата на центробежните компресори се регулира по различни начини, включително чрез промяна на скоростта на ротора, дроселиране на газа от смукателната страна и др.

Ориз. 7.: 1 - канал за подаване на сгъстен газ; 2 - тяло; 3 - канал за засмукване на газ; 4 - ротор; 5 - направляващи лопатки; 6 - работни остриета

Аксиалният компресор (фиг. 7) има ротор 4, обикновено състоящ се от няколко реда роторни лопатки 6, редове направляващи лопатки 5 са ​​разположени на вътрешната стена на корпуса 2, газът се засмуква през канал 3 и се изпуска през канал 1. Една степен на аксиалния компресор е редови работници и множество направляващи лопатки. По време на работа на аксиален компресор, въртящите се лопатки упражняват сила върху газовите частици между тях, което ги кара да се компресират, както и да се движат успоредно на оста на компресора (оттук и името му) и да се въртят. Решетката от фиксирани направляващи лопатки осигурява основно промяна в посоката на скоростта на газовите частици, което е необходимо за ефективната работа на следващия етап. При някои конструкции на аксиални компресори се получава допълнително увеличение на налягането между водещите лопатки поради намаляване на скоростта на газа. Степента на повишаване на налягането за една степен на аксиален компресор обикновено е равна на 1,2-1,3, тоест значително по-ниска от тази на центробежните компресори, но тяхната ефективност е най-високата от всички видове компресори.

Зависимостта на налягането, консумацията на мощност и ефективността от производителността за няколко постоянни скорости на ротора при една и съща температура на входящия газ е представена под формата на работни характеристики. Аксиалните компресори се регулират по същия начин като центробежните. Аксиалните компресори се използват като част от газотурбинни инсталации.

Техническото съвършенство на аксиалните, както и на ротационните, центробежните и буталните компресори се оценява чрез тяхната механична ефективност и някои относителни параметри, показващи степента, до която действителният процес на компресиране на газ се доближава до теоретично най-изгодния при дадени условия.

Реактивните компресори са подобни по дизайн и принцип на действие на реактивните помпи. Те включват струйни устройства за засмукване или впръскване на газ или смес газ-пара. Реактивните компресори осигуряват по-висок коефициент на компресия от реактивните помпи. Като работна среда често се използва пара.

Турбокомпресорите са динамични машини, при които газът се компресира в резултат на взаимодействието на потока с въртяща се и фиксирана решетка от лопатки.

Други класификации

По предназначение компресорите се класифицират според индустрията, за която са предназначени (химически, хладилни, енергийни, общо предназначение и др.). Според вида на сгъстен газ (въздух, кислород, хлор, азот, хелий, фреон, въглероден диоксид и др.). Според метода на топлоотвеждане - с течно или въздушно охлаждане.

Според вида на задвижващия двигател те се задвижват от електродвигател, двигател с вътрешно горене, парна или газова турбина. Дизелови газови компресори се използват широко в отдалечени райони с проблеми със захранването. Те са шумни и изискват вентилация за отработените газове. Електрически задвижвани компресори намират широко приложение в производството, работилниците и гаражите с постоянен достъп до електричество. Такива продукти изискват наличието на електрически ток с напрежение 110-120 волта (или 230-240 волта). В зависимост от размера и предназначението, компресорите могат да бъдат стационарни или преносими. Според устройството компресорите могат да бъдат едностепенни и многостепенни.

Според крайния натиск те разграничават:

Вакуум компресори, газови вентилатори - машини, които засмукват газ от пространство с налягане под атмосферното или по-високо. Вентилаторите и газовите вентилатори, подобно на вентилаторите, създават газов поток, но осигуряват възможност за постигане на свръхналягане от 10 до 100 kPa (0,01-0,1 MPa), в някои специални версии - до 200 kPa (0,2 MPa). В режим на засмукване, вентилаторите могат да създават вакуум, обикновено 10-50 kPa, а в някои случаи и до 90 kPa, и да работят като вакуумна помпа с нисък вакуум;

Компресори с ниско налягане, предназначени за впръскване на газ при налягане от 0,15 до 1,2 MPa;

Компресори със средно налягане - от 1,2 до 10 MPa;

Компресори за високо налягане - от 10 до 100 MPa.

Компресори с ултра високо налягане, предназначени за компресиране на газ над 100 MPa.

Ориз. осем.

Производителност на компресора

Производителността на компресорите обикновено се изразява в единици обем компресиран газ за единица време (m3/min, m3/час). Производителността обикновено се разглежда от гледна точка на показатели, намалени до нормални условия. В същото време се разграничават производителността на входа и изхода, тези стойности са почти равни с малка разлика в налягането между входа и изхода, но с голяма разлика, например за бутални компресори, изходният капацитет може спад с повече от 2 пъти при същата скорост в сравнение с входящия капацитет, измерен при нулев спад на налягането между входа и изхода. Компресорите се наричат ​​бустери, ако налягането на всмукания газ е значително по-високо от атмосферното налягане.

Агрегация на компресори

Агрегацията е процесът на инсталиране на компресора и двигателя върху рамката. Поради факта, че компресорите от бутален тип се характеризират с неравномерно разклащане, което води до прекомерни вибрации при липса на подходяща основа или опора, агрегирането трябва да се извършва, като се вземе предвид добре проектираната основа.

Рядко какво предприятие прави без използване на сгъстен въздух. В някои предприятия се използва за покриване на различни повърхности, в други се използва за осигуряване на работата на оборудването за щамповане. Компресор се използва за производство на сгъстен въздух.

Предназначение и принцип на действие

Какво е компресор? Официалната дефиниция е следната - устройство, предназначено за компресиране на газове и изпомпването им до потребителите, се нарича въздушен компресор. Как работи той? Принципът на работа на устройството е доста прост, атмосферният въздух влиза в механизма, който го компресира. За това могат да се използват различни методи, които ще бъдат разгледани по-долу. Механизмът, който компресира въздуха, определя дизайна и принципите на работа на компресора. За ефективна работа на оборудването, то трябва да бъде свързано към електрическа мрежа и въздушна мрежа, през която ще се предава сгъстен въздух. Схемата за свързване на двигателя обикновено е посочена в инструкциите за експлоатация.

Видове компресори

На пазара на индустриално оборудване има много предложения за доставка на тези устройства. Може да се раздели на използвани в индустрията и такива, използвани в ежедневието, например за надуване на автомобилни колела. Всички тези устройства могат да работят от различни видове задвижване. Електрическият въздушен компресор 220 V, както подсказва името, работи от електрически блок с напрежение 220 V. Но има и устройства, които работят при напрежение 380 V.

Дизелов компресор, задвижван от двигател с вътрешно горене, работещ на дизелово гориво. Използването на такова оборудване е доста популярно сред строителите, използва се, когато не е възможно да се свържат електрически инсталации. Агрегатите с дизелово гориво позволяват работа на отдалечени строителни обекти.

Атмосферният въздух се подава към главата на цилиндъра, в която са монтирани буталата. Електроцентралата от своя страна предава въртящ момент към вала, което осигурява движението на буталата в цилиндъра. Именно там въздухът се компресира до необходимите параметри. След компресиране се изпраща във въздушната система на предприятието. Буталните компресори се делят на маслени и безмаслени. Маслото се различава по това, че за ефективната му работа в него се излива специално масло, което намалява силата на триене между триещите се части и възлите на устройството. Това увеличава неговия оперативен ресурс.

Има много начини за прехвърляне на въртящ момент от двигател към задвижващ механизъм. При производството на компресори най-често се използват съединители или ремъчни задвижвания. Устройството, на което е инсталиран последният тип, се нарича ремъчен компресор.

Изброените видове оборудване се използват в почти всички индустрии, те се различават един от друг по производителност, размер и редица други параметри. Но, разбира се, основната характеристика е количеството налягане, което компресорът може да създаде.

Въздушните компресори се отличават с принципа на работа, повече за това по-долу.

Бутални агрегати

Буталните компресори са един от най-разпространените видове това оборудване. Както беше отбелязано по-горе, компресията на въздуха възниква под действието на буталата, движещи се вътре в ръкавите. За да се задоволят нуждите на индустрията, се използват бутални компресори с високо налягане. Те могат да се захранват както от двигател с вътрешно горене, така и от електрически двигател. Промишлен компресор за високо налягане създава от 40 до 500 бара. Компресорите от този тип се характеризират с висока ефективност и двигателен ресурс до 2000 часа. Буталните компресори се произвеждат както в стационарни, така и в мобилни версии. За преместването им се използва шаси на колела или гъсеница.

Това е доста сложно устройство, дизайнът му включва маслени скреперни пръстени, филтри за почистване на масло и въздух, автоматизация за управление и това определя, че за поддържане на това устройство в работно състояние е необходим квалифициран персонал и специални инструменти и устройства.

Диафрагмен компресор

Газът се компресира в такова устройство под действието на мембрана, която извършва възвратно-постъпателно движение. Мембраната се задвижва от прът, който е фиксиран върху коляновия вал.

Мембранната плоча е фиксирана към работната камера и по този начин не е необходимо да се използват допълнителни части, като бутални пръстени, уплътнителни устройства и др.

Въздушният компресор от мембранен тип има следните параметри:

• стягане;
• устойчивост на корозия;
• високо ниво на компресия;
• надеждност дизайн;
• безопасна работа и лесна поддръжка.

Компресорът с ремъчно задвижване от мембранен тип се характеризира с това, че работната среда влиза в контакт само с мембраната и вътрешните кухини на камерата. Той обаче не влиза в контакт с атмосферата. Такова устройство се използва за изпомпване на вредни и токсични вещества.

Друго предимство на мембранния продукт е, че не е необходимо да се смазва, което намалява риска от замърсяване на транспортираната работна среда.

Компресори с положителен обем

Устройство, при което процесът на получаване на сгъстен въздух се осъществява чрез намаляване на обема му, се нарича обемен компресор. Те включват следните видове оборудване:

• безмаслени винтови компресори;
• дизелови бутални компресори;
• битови въздушни компресори.

Винтови компресори

Историята на това оборудване започва през 1934 г. Винтовите компресори се отличават с висока надеждност, малки размери, ниска консумация на метал, което доведе до голямо потребителско търсене на оборудване от този клас. Използването на това оборудване може да намали разходите за електроенергия до 30%. Инсталации от този тип се монтират на мобилни компресорни станции, корабни и други хладилни агрегати.

Като работен орган се използват винтови ротори, върху които се полагат кухини. Те са инсталирани в корпус, който може да се разглобява в няколко равнини. Има отвори и канали за монтаж и лагери. Освен това в корпуса са оформени камери за всмукване и изпускане на въздух. Помпите от този тип се различават по производителност.

Тези продукти могат да развият налягане от 8 до 13 атм., докато въздушният поток може да бъде от 220 до 12400 литра в минута.

Доста често една единица от такова оборудване може да замени няколко единици компресори, инсталирани в производствените цехове.

При инсталиране и пускане в търговска експлоатация на такива компресори е препоръчително да се монтира устройство на входа за почистване на въздуха от излишната влага. Някои производители допълват своите продукти с такива филтри.

Ротационни компресори

Компресорите от този клас работят по същия начин като буталните компресори, тоест на изместване. Преносът на енергия се извършва по време на компресия. Работната среда по време на засмукване навлиза в работната камера, нейният обем намалява, когато роторът се движи. Тази компресия води до повишаване на налягането и изтичане на сгъстен въздух през дюзата.

Компресорите от този тип могат да създават налягания до 0,3 MPa, наричат ​​се вентилатори, а тези, които осигуряват по-високо налягане, се наричат ​​компресори.

Устройствата от този тип се отличават със следните предимства:

По-стабилният, балансиран ход гарантира липсата на възвратно-постъпателно движение. Дизайнът на това оборудване предвижда възможност за директно свързване към електрическия блок. Теглото на ротационен компресор ще бъде по-ниско от буталния компресор със сходни характеристики. Дизайнът не предвижда използването на клапани. Тоест броят на частите, които се трият една в друга, намалява.

Динамични компресори

Компресорите от тази група са разделени на два типа - центробежни и аксиални. При първия въздухът се изхвърля към външната част на работното колело под въздействието на центробежна сила. Така от смукателната страна се образува разредено пространство. Газът постоянно влиза в работната камера, след преминаване през колелото, въздухът се насочва към дифузора (устройство за демпфиране на дебита), където всъщност налягането му се повишава.

За оборудване от аксиален тип въздухът се движи по протежение на ротора, а компресията се осъществява в резултат на промяна в скоростта на движението му между лопатките на ротора и направляващото устройство.

Тези компресори могат да бъдат класифицирани според следните свойства:

1. Изходното налягане, което осигурява налягане в рамките на 0,015 MPa, се наричат ​​вентилатори или вентилатори.
2. По броя на степените на компресия.
3. Докато въздухът се движи. Ако се движи по оста на ротора, тогава е центробежен, ако напречно, тогава аксиален. Има устройства, при които въздухът се движи диагонално.
4. По вид задвижване - може да бъде електрическо, парно или газово турбино.

Ротационните компресори се използват в двигателите на самолетите. С негова помощ въздухът се вкарва в горивната камера.

Производителност на компресора

Този термин се отнася до обема газ, който се инжектира за определена единица време. Единицата за производителност е m 3 в минута. Този параметър може да бъде зададен или на входа, или на изхода, разбира се, това ще бъдат различни числа. Работата е там, че когато налягането се промени, обемът се променя. Тази характеристика показва производителност при температура на работната среда от 20 градуса по Целзий.

В зависимост от стойността на тази характеристика се разграничават следните групи - висока производителност (над 100 кубически метра въздух в минута), средна (до 100 кубични метра въздух в минута) и малка до (10 кубични метра).

Динамичните устройства имат някои предимства пред буталните. Те са прости като дизайн и работа. Те имат малки габаритни размери и параметри на теглото. Плавно подаване на въздух и не изискват допълнително смазване. Монтажът им не изисква производството на масивни основи. Но, наред с това, тяхната ефективност е малко по-ниска от тази на буталните.

Тези компресори са намерили своето приложение в много индустрии. Например в химическата и петролната и газовата промишленост, в металургията, минното дело и много други индустрии. Една от разновидностите на динамични компресори - турбокомпресор, инсталиран в газопроводи.

За много години на работа на такова оборудване са проектирани и пуснати в експлоатация много устройства с различни характеристики, по-специално съвременните машини са в състояние да осигурят производителност до 200 m 3 в минута, със скорост на въртене на колелото от 250 оборота в секунда . И всичко това с малки размери и параметри на теглото.

Агрегация на компресори

Процесът на монтиране на компресора и електроцентралата върху рамката се нарича агрегиране. Поради факта, че устройствата от бутален тип имат вибрации, е необходимо да се проектира и произведе основата, като се вземат предвид тези характеристики.

Характеристика на безмаслените уреди

Тези устройства са намерили своето приложение там, където е необходимо да се осигурят високи изисквания за чистота на въздуха. Те са инсталирани в лечебни заведения, фармацевтична и химическа промишленост. Честно казано, трябва да се каже, че тези устройства са сред най-достъпните устройства по отношение на тяхната цена. Тези компресори са лесни за работа и поддръжка. Това предполага, че няма нужда от обучен персонал и няма специални изисквания при монтажа им на работното място.

Но компресорите без масло имат някои недостатъци, като прекомерен шум, който възниква по време на работа. Но производителите успяха да решат този проблем, като инсталираха звукоизолирани корпуси на тези продукти.

При избора на безмаслен компресор е необходимо да се обърне внимание на мощността на устройството, тяхната производителност и параметри на работно налягане, които се показват от устройствата, монтирани на компресора. Не трябва да забравяме за силата на звука на приемника. По правило в компресорното устройство се монтират контейнери с обем 50 литра.

Предимства на маслените агрегати

Най-разпространеният метод за намаляване на триенето, което възниква по време на работа на различни части и възли, е тяхното смазване. Това намалява натоварването на продукта като цяло, по-специално на неговата ключова част - двигателя.

За решаването на този проблем се използват специални компресорни масла, които могат да се използват при различни работни условия.

Компресорите от този тип са по-евтини за производство. Следователно цената на такова оборудване е значително по-евтина от аналозите без масло. Но в експлоатация те са по-скъпи. Това се дължи на факта, че по време на работа, заедно с отстраняването на въздуха от работната зона, се отделя масло. Между другото, той трябва да се сменя на всеки 2000-3000 часа работа.

Тъй като във въздуха под налягане има маслени микрочастици, в системата трябва да се монтират елементи за улавяне на масло, като филтри. След определен период от време те също трябва да бъдат сменени, а това усложнява поддръжката и изисква допълнителни разходи за закупуване на резервни филтри.

Въпреки взетите мерки обаче не е възможно напълно да се почисти въздухът, който е преминал през масления компресор. Например, след обработка на въздух върху винтово устройство, замърсяването му е 3 mg на кубичен метър. Чистотата на въздуха, след като е бил обработен с бутален компресор, пряко зависи от степента на износване на неговите части и възли.

Това доведе до факта, че при определени технологични процеси е забранено използването на маслени компресори.

Характеристики на работа

Редовната работа на компресора зависи преди всичко от работата на всички негови компоненти и части. По-специално, всмукателни и изпускателни клапани. Вътре в компресора, където се разпределя въздух, се монтират определен брой макари, разпределители и клапани. В компресорите се монтират следните типове клапани - отвор, тръстика, шпиндел и др.

За да може оборудването да не намалява индикаторите за мощност и да не консумира излишна мощност, вентилите, които са монтирани в компресора, трябва да бъдат заточени и да не пропускат въздух. Когато развият клапи, те трябва спешно да бъдат сменени. Повишената консумация на въздух може рано или късно да доведе до намаляване на живота на оборудването.

Забавянето на работата на клапана води до появата на удари, почукване показва, че седалката се износва. Освен това едно почукване може да означава, че горната му част е прищипана в кутията.

Безшумността на компресора е един вид индикатор за качеството на настройката и съответно за работата на устройството като цяло.

Правила за безопасност

На строителни обекти и производство широко се използват компресорни агрегати с различни принципи на работа и предназначение. Компресорите могат да бъдат постоянно монтирани върху бетонни основи или мобилни, т.е. монтирани на шаси.

Редовната употреба на компресорно оборудване е разрешена при спазване на редица условия:

1. Компресорът трябва да бъде оборудван с устройства, работещи в автоматичен режим, които предотвратяват превишаването на допустимата работна граница.
2. Предвиден е разтоварващ клапан за бързо освобождаване на излишното налягане.
3. Това оборудване трябва да бъде инсталирано на входа и изхода, филтриращи устройства, които осигуряват чистотата на въздуха, изпратен за обработка към компресора и създават пречка за навлизането му в помещението.
4. Наличието на монтирани манометри осигурява контрол върху параметрите на налягането, създавани от компресора.
5. Между компресора и приемника трябва да се монтира маслен сепаратор.
6. В допълнение, въздух, съдържащ токсични или вредни вещества, не трябва да се подава към стопа на компресора.

Зад инсталираното оборудване трябва да се установи подходящ надзор и поддръжка. В същото време трябва да се помни, че поддръжката и рутинната поддръжка трябва да се извършват от обучен персонал. Оборудването, което е в гаранция на доставчика, трябва да се обслужва от специалисти от съответните сервизни центрове.

По-специално, при измиване на компоненти и части на компресора трябва да се използват само онези течности и състави, препоръчани от производителя на това оборудване. Резервоарите за съхранение, сгъстен въздух трябва да бъдат оборудвани с предпазни клапани, изпускателен кран, манометър. В съответствие с изискванията на експлоатационната документация, тези резервоари (приемници) трябва да бъдат подложени на рутинна поддръжка и изпитване. Техните резултати трябва да бъдат записани в дневника за поддръжка.

При организиране на работата на компресора и свързаното с него оборудване е необходимо да се използват указанията и други регулаторни документи, обнародвани от контролни органи, например Ростехнадзор.

Критерии за избор на компресорно оборудване

Какво трябва да се ръководи от потребителя при избора на въздушен компресор. Най-важното е, че той трябва да разбере за какви цели ще се използва закупеното оборудване. Веднага трябва да се отбележи, че има отделни индустрии и само компресори, работещи без масло, могат да се използват в технологични операции.

Основните параметри на компресорното оборудване са:

1. Консумация на въздух (производителност).
2. Работно налягане.
3. изисквания за чистота на въздуха.

По правило тези параметри трябва да се определят от технологични инженери, които разработват технологични процеси, включващи компресорно оборудване.

Например, въздушният поток може да се изчисли по следния начин:

1. Изчисляване на количеството въздух при продължителна работа.
2. Извършване на корекции на получената стойност, като се вземе предвид времето за работа на оборудването на смяна или ден.

При избора на оборудване е необходимо да се вземе предвид увеличаването на броя на консуматорите на сгъстен въздух.

Системи за управление на компресорно оборудване

За да се гарантира, че въздухът е под постоянно налягане в компресорните системи, е инсталирано оборудване за управление. Най-простата система се състои от сензор за налягане и проста система за настройка. Тя ви позволява да поддържате постоянно налягане в приемника. При превишаване на зададените параметри компресорът се изключва и след като налягането спадне до определен минимум, автоматиката се активира и компресорът се включва. Такива или почти такива системи се монтират в почти всички компресорни инсталации. Тяхното присъствие гарантира безопасната работа на оборудването.

Битова техника

За извършване на определена работа, която се извършва у дома или в гаража, се използват битови компресори. По правило това са малки бутални компресори с електрическо задвижване. Мощността на такъв продукт е 2,2 kW. Такива компресори са в състояние да изпомпват въздух до 8 атм.

В по-голямата си част те могат безопасно да осигурят налягане от 10 атм. За съхраняване на сгъстен въздух се използват приемници с капацитет до 100 литра.

Като правило те се използват при извършване на бояджийски работи, вътрешни и външни.

Компресор е всяко устройство, което е предназначено да компресира и подава въздух, както и други газове под налягане. Къде се използва това устройство?

Автомобилни инженери, производители на състезателни автомобили и просто любители на скоростта непрекъснато работят за увеличаване на мощността на двигателите. Един от начините за увеличаването му е да се изгради двигател с голям вътрешен обем, но големите двигатели тежат много и освен това разходите за тяхното производство и поддръжка са много високи.

Снимка. ProCharger D1SC - центробежен компресор

Вторият начин за увеличаване на интензивността на двигателя е да се създаде единица със стандартен размер, но по-ефективна при използване. По-ефективно връщане може да се постигне чрез принуждаване на повече въздух в горивната камера, което позволява повече гориво да се подава в цилиндъра, което означава, че може да се постигне повече мощност поради високото налягане и съответно силните газови емисии. Именно компресорът, който също се нарича компресор, ви позволява да увеличите подаването на въздух и да увеличите мощността на двигателя.

В допълнение към компресора има и турбокомпресор. Разликата между тези две устройства се крие в начина, по който се извлича енергията. Конвенционалният компресор се задвижва от енергия, която се предава от коляновия вал на двигателя чрез ремъчно или верижно задвижване механично. Що се отнася до турбокомпресора, той работи благодарение на компресирания поток от отработени газове, въртящ турбината.

Как работи компресорът

За да разберете как работи този механизъм, помислете за работата на конвенционален четиритактов двигател с вътрешно горене. С движението на буталото надолу се създава разреждане на въздуха, който под въздействието на атмосферното налягане навлиза в горивната камера. След като въздухът навлезе в двигателя, той се комбинира с горивната смес и създава заряд, който може да се преобразува в полезна кинетична енергия в резултат на горенето. Изгарянето се създава от запалителната свещ. След като настъпи реакцията на окисление на горивото, се отделя голямо количество енергия. Силата на тази експлозия привежда буталото в движение и силата на това движение се прехвърля на колелата, карайки ги да се въртят.

По-плътният поток на сместа гориво-въздух в заряда ще създаде по-силни експлозии. Но трябва да се разбере, че е необходимо определено количество кислород за изгаряне на определено количество гориво. Съотношението се счита за правилно: 14 части въздух към 1 част атмосферен въздух. Тази пропорция е много важна за ефективната работа на силовия агрегат на автомобила и изразява правилото: „за да изгорите повече гориво, трябва да подадете повече въздух“.

Това е работата на компресора. Той компресира въздуха, влизащ в двигателя, позволявайки на голямо количество въздух да напълни двигателя и да натрупа налягане. В същото време повече гориво може да влезе в двигателя, което води до увеличаване на мощността. Средно компресорът добавя 46% мощност и 31% въртящ момент.

Механичният компресор се стартира от задвижващ ремък, увит около шайба, която е свързана към зъбното колело. Задвижващата предавка задвижва зъбното колело на вентилатора. Роторът на компресора поема въздух, компресира го и го хвърля във всмукателния колектор. Скоростта на въртене на компресора е 50 - 60 хиляди оборота в минута. В резултат на това компресорът увеличава подаването на въздух към двигателя на машината с около 50%.

Тъй като горещият въздух се компресира, той губи своята плътност и не може да се разшири много по време на експлозия. В този случай той не може да издаде толкова енергия, колкото се произвежда, когато свещ запали по-хладна смес въздух-гориво. Може да се заключи, че за да работи компресорът с максимална ефективност, сгъстеният въздух на изхода на устройството трябва да бъде охладен. Интеркулерът е отговорен за охлаждането на въздуха. Горещият въздух се охлажда в тръбите на интеркулера със студен въздух или студена течност, в зависимост от вида на механизма. Понижаването на температурата на въздуха, увеличаването на неговата плътност прави заряда, който влиза в горивната камера, по-силен.

Видове компресори

Има три вида компресори: двувинтови, ротационни и центробежни. Основната разлика между тях е начинът, по който въздухът се подава към всмукателния колектор на автомобилния двигател.

Двувинтовият компресор се състои от два ротора, вътре в които циркулира въздух. Този дизайн създава много шум под формата на свирка на сгъстен въздух, който се заглушава от специални методи за звукоизолация на двигателя.

Снимка. двувинтов компресор

Ротационният вентилатор обикновено се намира в горната част на автомобилния двигател и се състои от въртящи се разпределителни валове, които придвижват атмосферния въздух във всмукателния колектор. Той е тежък и добавя значително тегло към автомобила. Освен това въздушният поток в този тип компресори има периодична структура, което го прави най-малко ефективен в сравнение с други видове компресори.

Снимка. Ротационен компресор

Центробежен компресор - най-ефективен за принудително повишаване на налягането вътре в двигателя на машината. Това е работно колело, което се върти с голяма сила и изтласква въздух в малък корпус на компресора. Центробежната сила изтласква въздуха към ръба на работното колело, принуждавайки го да напусне кухината си с голяма скорост. Малките лопатки около работното колело преобразуват високоскоростен въздух с ниско налягане във въздух с ниска скорост и високо налягане.

Снимка. Центробежен компресор

Предимства на компресора

Основното предимство на компресора е, разбира се, увеличаването на мощността на двигателя на превозното средство. Експертите смятат механичните компресори за малко по-добри от тези с турбо, тъй като двигателите, оборудвани с тях, нямат забавяне на реакцията в отговор на натискане на педала за газ от водача, тъй като механичните компресори се задвижват директно от коляновия вал на двигателя. Турбокомпресорите от своя страна са обект на изоставане, тъй като отработените газове набират скоростта, необходима за въртене на турбините, само след изтичане на определено време.

Недостатъци на двигателя

Тъй като компресорът се стартира с помощта на коляновия вал на двигателя, това леко намалява мощността на захранващия блок. Компресорът увеличава натоварването на двигателя, така че последният трябва да е достатъчно силен, за да издържи на силни експлозии в горивната камера. Съвременните автомобилни производители вземат това предвид и създават по-здрави компоненти за двигатели, предназначени да работят в тандем с компресор, което увеличава цената на автомобила, както и разходите за поддръжката му.

Като цяло, компресорите са най-ефективният начин за добавяне на конски сили или с други думи мощност към двигателя на превозното средство. Компресорът може да добави от 50 до 100% мощност, поради което състезателите и състезателите с висока скорост често го инсталират в своите автомобили.

Но искам да допълня материала му с това - тъй като повечето дрифт коли използват компресори/турбини, за да получат повече мощност, смятах за необходимо да ви разкажа за принципите на работа на компресорите, техните видове и как са подредени.

От изобретяването на двигателя с вътрешно горене, автомобилните инженери, ентусиастите на скоростта и дизайнерите на състезателни автомобили търсят начини да увеличат мощността на двигателя. Един от начините за увеличаване на мощността е изграждането на двигател с голям вътрешен обем. Но по-големите двигатели, които тежат повече и струват значително повече за производство и поддръжка, не винаги са недвусмислено по-добри.

Друг начин да добавите мощност е да изградите двигател с нормален размер, но по-ефективен. Можете да постигнете това, като вкарате повече въздух в горивната камера. Повече въздух прави възможно подаване на повече гориво към цилиндъра, което означава, че ще бъде произведена по-силна експлозия и ще бъде постигната повече мощност. Добавянето на компресор към вашата всмукателна система е чудесен начин да постигнете тласък на подаването на въздух. В тази статия ще обясним какво представляват компресорите (наричани още компресори), как работят и как се различават от турбокомпресорите (турбокомпресори).

Компресор е всяко устройство, което генерира изходно налягане над атмосферното налягане. И компресорите, и турбокомпресорите могат да направят това. Всъщност турбокомпресорът е съкращение от "турбокомпресор" - официалното му име.

Разликата между тези единици се крие в метода за получаване на енергия. Турбокомпресорите се захранват от плътен поток от отработени газове, които въртят турбина. Компресорите работят чрез енергия, предавана механично чрез ремък или верижно задвижване от коляновия вал на двигателя.
В следващия раздел ще разгледаме по-отблизо как компресорът върши своята работа.

Основи на компресора:
Конвенционалният четиритактов двигател с вътрешно горене използва един от своите ходове, за да поема въздух. Този цикъл може да бъде разделен на три стъпки:
Буталото се движи надолу
Това създава вакуум
Въздухът под атмосферно налягане се засмуква в горивната камера
След като въздухът навлезе в двигателя, той трябва да се комбинира с гориво, за да образува заряд, пакет от потенциална енергия, която може да бъде превърната в използваема кинетична енергия чрез химическа реакция, известна като горене. Свещта инициира тази реакция, като запалва заряда. След като горивото претърпи реакция на окисление, веднага се отделя голямо количество енергия. Силата на тази експлозия, концентрирана над короната на буталото, избутва буталото надолу и създава възвратно-постъпателно движение, което в крайна сметка се предава на колелата.
Подаване на повече смес въздух/гориво в заряда ще генерира по-големи експлозии. Но не можете просто да поставите повече гориво в двигателя, защото е необходимо определено количество кислород, за да изгори определено количество гориво. Химически правилната смес - 14 части въздух към една част гориво - е много важна за ефективната работа на двигателя. Резултатът - за да изгорите повече гориво, трябва да подадете повече въздух.
Това е работата на компресора. Компресорите повишават входното налягане на двигателя, като компресират въздуха над атмосферното, без да създават вакуум. Това принуждава повече въздух в двигателя, осигурявайки повишаване на налягането. С повече въздух може да се добави повече гориво, което води до увеличаване на мощността на двигателя. Компресорът добавя средно 46 процента мощност и 31 процента въртящ момент. При условия на голяма надморска височина, където мощността на двигателя е намалена поради факта, че въздухът е с по-ниска плътност и налягане, компресорът осигурява по-високо налягане на въздуха в двигателя, което му позволява да работи оптимално.

Центробежен компресор

За разлика от турбокомпресорите, които използват отработени газове за завъртане на турбина, механичните компресори се задвижват директно от коляновия вал на двигателя. Повечето от тях се задвижват от задвижващ ремък, който е увит около шайба, която е свързана със задвижващо зъбно колело. Задвижващата предавка от своя страна върти зъбното колело на компресора. Роторът на компресора може да бъде проектиран по различни начини, но във всеки случай неговата работа е да улавя въздух, да компресира въздуха в по-малко пространство и да го изхвърля във всмукателния колектор. За да създаде въздушно налягане, компресорът трябва да се върти по-бързо от самия двигател. Правенето на задвижващата предавка по-голяма от зъбните колела на компресора кара компресора да се върти по-бързо. Компресорите могат да се въртят при скорости над 50 000-60 000 об/мин. Компресорът, който се върти при 50 000 оборота в минута, е в състояние да повиши налягането от шест до девет инча на квадратен инч (PSI). Това е допълнително увеличение от шест на девет паунда на квадратен инч. Атмосферното налягане на морското равнище е 14,7 psi, така че типичният ефект на компресора е да увеличи подаването на въздух към двигателя с около 50 процента.
Тъй като въздухът се компресира, той става по-горещ, което означава, че губи своята плътност и не може да се разшири толкова по време на експлозия. Това означава, че той не може да освободи толкова енергия, колкото се отделя, когато свещ запали по-студена смес въздух/гориво. За да може компресорът да работи с максимална ефективност, сгъстеният въздух, напускащ компресора, трябва да бъде охладен, преди да влезе във всмукателния колектор. Интеркулерът е отговорен за този процес на охлаждане. Интеркулерите се предлагат в два дизайна: въздух-въздух и въздух-течност. И двете работят на принципа на радиатор, като по-хладен въздух или течност циркулират през система от тръби или канали. Горещият въздух, напускащ компресора, влиза в тръбите на интеркулера и се охлажда там. Намаляването на температурата на въздуха увеличава неговата плътност, което прави заряда, влизащ в горивната камера, по-плътен.
След това ще разгледаме различните видове компресори.

Ротационен компресор

Има три вида компресори: ротационни, двувинтови и центробежни. Основната разлика между тях се крие в начина, по който въздухът се подава към всмукателния колектор на двигателя. Ротационните и двувинтовите компресори използват различни видове разпределителни валове, докато центробежният компресор използва работно колело, което изтегля въздух. Въпреки че всички тези конструкции осигуряват увеличаване на мощността, те се различават значително по своята ефективност. Всеки от тези видове компресори се предлага в различни размери, в зависимост от това дали искате да подобрите производителността на автомобила си или да го подготвите за състезания.
Дизайнът на ротационния компресор е най-древният. Братята Филандер и Франсис Руутс патентоват дизайна на своя компресор през 1860 г. като машина, способна да осигурява вентилация в мините. През 1900 г. Готлиб Вилхелм Даймлер включва ротационен компресор в дизайна на автомобилния двигател.

Докато гърбичните валове се въртят, въздухът в пространството между гърбиците е между страната за пълнене и страната под налягане. Голямо количество въздух се движи във всмукателния колектор и създава условия за образуване на положително налягане. Поради тази причина въпросният дизайн не е нищо повече от вентилатор с изместване, а не компресор, като терминът "компресор" все още често се използва за описание на всички компресори.
Ротационните компресори обикновено са доста големи и са разположени в горната част на двигателя. Те са популярни при драгстерите и родърите, защото често стърчат извън размерите на качулката. Въпреки това, те са най-малко ефективни компресори по две причини:
Те значително увеличават теглото на автомобила.
Те създават дискретен периодичен въздушен поток, а не плавен и непрекъснат.

Фиг.3 Двувинтов компресор

Двувинтовият компресор работи чрез изтласкване на въздух през два ротора, които приличат на набор от червячни зъбни колела. Както при ротационен компресор, въздухът вътре в двувинтовия компресор се озовава в кухини между лопатките на ротора. Но двувинтов компресор компресира въздуха в корпуса на ротора. Това се дължи на факта, че роторите са с конична форма, като въздушните джобове намаляват по размер, когато въздухът се движи от страната на пълнене към страната на налягането. Въздушните кухини се компресират и въздухът се изстисква в по-малко пространство.

Това прави двойните винтови компресори по-ефективни, но те струват повече, тъй като винтовите ротори изискват допълнителна прецизност по време на производствения процес. Някои видове двувинтови компресори са разположени над двигателя, подобно на ротационния компресор тип Roots. Те също така генерират много шум. Сгъстеният въздух на изхода на компресора издава силна свирка, която трябва да бъде заглушена с помощта на специални техники за поглъщане на шума.

Фиг.4 Центробежен компресор

Центробежният компресор е работно колело, наподобяващо ротор, което се върти с много висока скорост и принуждава въздуха в малък корпус на компресора. Скоростта на въртене на работното колело може да достигне 50 000-60 000 rpm. Въздухът, влизащ в централната част на работното колело, под действието на центробежна сила се отвежда до неговия ръб. Въздухът напуска работното колело с висока скорост, но ниско налягане. Дифузор - набор от перки, постоянно разположени около работното колело, което преобразува високоскоростен въздушен поток с ниско налягане в нискоскоростен въздушен поток с високо налягане. Скоростта на въздушните молекули, които срещат лопатките на дифузора по пътя си, намалява, което води до повишаване на налягането на въздуха.

Центробежните компресори са най-ефективните и най-често срещаните от всички системи за принудително налягане. Те са компактни, леки и са монтирани отпред на двигателя, а не отгоре. Те също така издават характерна свирка при увеличаване на оборотите на двигателя, което може да накара случайни минувачи на улицата да обърнат глави по посока на вашия автомобил.
Monte Carlo и Mini-Cooper S са две коли, които се предлагат в компресорни версии. Всеки от горните типове компресори може да бъде добавен към автомобила като опция. Няколко компании предлагат комплекти,
състоящ се от всички необходими части за самостоятелно оборудване на автомобили с компресори. Подобни подобрения също са неразделна част от културата на "забавните коли" (смешни коли) и колите от света на спорта "Fuel Racing". Някои производители дори включват компресори в своите производствени модели автомобили.
След това ще научим за всички предимства на компресора, инсталиран във вашия автомобил.

Предимства на компресора
Най-важното предимство на компресора е увеличаването на мощността на двигателя, измерена в конски сили. Добавете компресор към всеки обикновен автомобил или камион и той ще се държи като кола с по-голям двигател или просто като по-мощен двигател. Но как да разберете кой компресор да изберете - механичен компресор или турбокомпресор? Този въпрос е горещо обсъждан от автомобилни инженери и ентусиасти, но като цяло механичните компресори имат няколко предимства пред турбокомпресорите. Механичните компресори нямат такъв недостатък като забавяне на двигателя (закъснение), термин, използван за описване на времето, изминало от момента, в който водачът натисне педала за газ, докато двигателят реагира на това външно въздействие. Турбокомпресорите за съжаление са подложени на явлението изоставане, доколкото е необходимо известно време, преди изгорелите газове да достигнат скорост, достатъчна за пълно завъртане на работното колело на турбината. Механичните компресори нямат това изоставане, тъй като се задвижват директно от коляновия вал на двигателя. Някои компресори са най-ефективни, когато работят в диапазона на ниските скорости на коляновия вал, докато други разкриват пълния си потенциал само при високи скорости. Например, ротационните и двувинтовите компресори осигуряват повече мощност при ниски скорости. Центробежните компресори, които стават по-ефективни с увеличаване на скоростта на работното колело, осигуряват повече мощност във високия диапазон на оборотите.
Инсталирането на турбокомпресор изисква обширна преработка на изпускателната система на двигателя, докато механичните компресори могат лесно да бъдат закрепени с болтове към предната част на двигателя или отгоре. Това ги прави по-евтини за инсталиране и по-лесни за работа и поддръжка.
И накрая, когато използвате компресор, не се изисква специална процедура за изключване на двигателя. Това се дължи на факта, че те не се смазват с моторно масло и могат да бъдат спрени по обичайния начин. Турбокомпресорите трябва да работят на празен ход за 30 секунди или повече, за да се охлади двигателното масло. Като се има предвид това, предварителното загряване е от съществено значение за компресорите, тъй като те работят най-ефективно при нормална работна температура на двигателя.
Компресорите са характерен компонент на двигателите с вътрешно горене на самолетите. Това има смисъл, като се има предвид, че самолетите прекарват по-голямата част от времето си на големи височини, където има много по-малко кислород за изгаряне. Въвеждането на компресори позволи на самолетите да летят на по-големи височини, без да се нарушава работата на двигателя.
Компресорите, инсталирани на двигатели на самолети, работят на същите принципи, които са вградени в дизайна на автомобилните компресори. Компресорите получават енергия директно от вала на двигателя и допринасят за подаването на смес под налягане към горивната камера.
След това помислете за някои от недостатъците на компресорите.

Недостатъци на компресорите:
Най-големият недостатък на компресорите е и тяхната определяща характеристика: доколкото компресорът се задвижва от коляновия вал на двигателя, той отнема няколко конски сили от двигателя. Компресорът може да консумира до 20 процента от общата мощност на двигателя. Но тъй като компресорът е в състояние да добави до 46 процента от мощността, повечето автомобилисти са склонни да вярват, че играта си заслужава свещта. Компресорът създава допълнително напрежение върху двигателя, който трябва да е достатъчно силен, за да издържи на допълнителната инерция и по-големи експлозии в горивната камера. Повечето производители вземат това предвид и създават подсилени агрегати за двигатели, предназначени да работят в тандем с компресор. Това от своя страна увеличава цената на автомобила. Компресорите също са по-скъпи за поддръжка и повечето производители предлагат първокласно високооктаново гориво.
Въпреки своите недостатъци, компресорите все още са най-рентабилният начин за увеличаване на конските сили. Компресорът може да осигури 50 до 100 процента увеличение на мощността, което го прави находка за състезателни автомобили, тежкотоварни превозни средства и шофьори, които искат нова тръпка при шофирането на своя автомобил.