Принцип работы поршневого компрессора

Внутреннее устройство

Основным элементом компрессионного агрегата выступает поршневой узел, также именуемый компрессорной головкой. При поверхностном рассмотрении конструкция узла выглядит как двигатель внутреннего сгорания. Здесь также есть цилиндр, поршень и его кольца, шатун, коленчатый вал и клапаны – нагнетательный и впускной. Клапаны двигаются под воздействием перепада давлений, а не принудительно, как в упомянутом ранее ДВС.

Детали компрессорной головки приводятся в движение коленчатым валом, соединенным с электродвигателем. В зависимости от типа соединения электродвигателя и вала привод классифицируется на прямой и ременной:

·         При прямом приводе компрессорная головка напрямую соединяется с мотором через вал на одной оси.

·         При ременном приводе головка и двигатель находятся рядом параллельно, соединяются через ремень.

Важной деталью компрессорной установки также является ресивер. Он имеет вид стальной цилиндрической емкости. Используется для поддержания стабильного давления и равномерной подачи воздуха к подключенным потребителям. Для автоматической работы компрессорного узла используется прессостат – реле давление. Реле отключает электродвигатель при превышении настроенного давления, а в обратном случае включает мотор.

Принцип работы 

У поршневого компрессора принцип работы достаточно простой. Во время работы электродвигателя поршень передвигается по цилиндру. В одной из крайних точек положения поршня внутри цилиндра создается высокое разрежение, из-за чего открывается впускной клапан. Атмосферный воздух из-за разницы давлений проходит внутрь цилиндра. Впускной клапан закрывается, поршень движется обратно, создается повышенное давление.

Как только давление воздуха в цилиндре становится максимальным, открывается нагнетательный клапан. Под разницей давления воздушный поток устремляется в ресивер, откуда уже равномерно поступает к потребителям. Без ресивера потоки двигались бы толчками в соответствии с движениями поршня, что негативно отразилось бы на работе пневматического инструмента или другого подключенного агрегата. Ресивер устраняет эту проблему.

Многоступенчатые агрегаты

Выше описан одноступенчатый поршневой компрессор, устройство и принцип работы которого достаточно простой. Их главный недостаток заключается в низком рабочем давлении. Часто оно ограничивается на 10 Бар. Для получения мощного потока воздуха используются многоступенчатые установки. Они работают по алгоритму:

1.       Воздух поочередно сжимается в цилиндре первой ступени.

2.       Сжатый воздушный поток охлаждается в холодильнике.

3.       Охлажденный поток сжимается в цилиндре второй ступени.

4.       Весь цикл повторяется число раз, равное количеству ступеней.

Обычно диаметр цилиндра первой ступени превышает диаметр цилиндра второй ступени. Принцип действия поршневого компрессора такого типа таков, что чем больше число ступеней, тем выше давление на выходе. Многоступенчатые установки нашли широкое применение в промышленной и полупромышленной областях. Для бытового применения в большинстве случаев достаточно одноступенчатого компрессорного агрегата.