Поршневые компрессоры: особенности поршневых компрессоров, устройство, принцип работы

Поршневые компрессоры: принцип работы, особенности конструкции, классификация

Оборудование для производства сжатого воздуха широко применяется на территории промышленных предприятий, станций технического обслуживания, а также на всевозможных строительных площадках. Особая категория компрессорного оборудования – поршневые компрессоры. Они заслужили популярность благодаря высокому КПД и доступной стоимости.

Поршневыми компрессорами рекомендуется оснащать системы сжатого воздуха, рабочее давление в которых достигает 1 МПа. Впрочем, этому критерию соответствует большинство промышленных магистралей, что автоматически увеличивает спрос на компрессоры поршневого типа.

Устройство поршневых компрессоров

Простота конструкции всегда выступала гарантом длительной эксплуатации, и поршневые компрессоры этого качества не лишены. На современных предприятиях широко применяются как однопоршневые, так и двухпоршневые модели, основные узлы которых состоят из следующих элементов:

• цилиндропоршневая группа деталей;

• нагнетающие и всасывающее клапаны;

• коленчатый вал;

• шатун, передающий усилие на поршень

Работает поршневой компрессор в соответствии со следующим циклом:

• крутящий момент от электродвигателя передается на шкив коленчатого вала;

• далее вращательное движение вала преобразуется в поступательное – шатуна;

• в момент, когда поршень идет вниз, в пространстве над поршнем создается разрежение, что позволяет впускному клапану открыться и запустить в цилиндр порцию воздуха;

• когда поршень начинает подниматься вверх, в цилиндре создается давление, закрывающее впускной клапан и открывающее выпускной (воздух по соединительной магистрали начинает поступать в ресивер).

Затем рабочий цикл повторяется.

Таким образом давление в ресивере постепенно возрастает. Собственно, ресивер для того и применяется, чтобы выровнять давление, которое нарастает скачкообразно. Дополнительно снизить пульсацию потоков воздуха в магистрали высокого давления позволяет применение двухцилиндровых компрессоров. Они обеспечивают поступление более равномерного потока сжатого воздуха: в момент, когда первый цилиндр работает на всасывание, второй подает воздух в систему и наоборот.

Основные элементы поршневого компрессора заключены в чугунный корпус. Во вращение коленчатый вал приводится с помощью электрического двигателя или с помощью ДВС.

В некоторых случаях двухпоршневые компрессоры комплектуются цилиндрами различного диаметра. Такая конструкция усложняет рабочий цикл компрессора, но позволяет при этом создать в системе более высокое давление. Такой тип конструкции предполагает объединение верхней полости цилиндров посредством специальной медной трубки. Она играет роль охладителя. По этой трубке воздух из большего цилиндра подается в меньший. Здесь, благодаря разнице объемов, происходит усиленное сжатие воздушного потока.

Разновидности поршневых компрессоров

Поршневые компрессоры отличаются между собой типом привода, количеством цилиндров, их расположением, количеством ступеней сжатия, типом двигателя и прочими особенностями. По типу привода, к примеру, встречаются следующие модели:

• модели с прямым приводом – отличаются высоким КПД, низким энергопотреблением и невысоким уровнем шума;

• модели с ременным приводом – характеризуются невысокой нагрузкой на основные элементы в момент запуска оборудования, что существенно продлевает срок его эксплуатации.

Классификация компрессоров по уровню давления выглядит следующим образом:

• оборудование низкого давления – имеет рабочий диапазон от 5-ти до 12-ти бар;

• оборудование среднего давления – характеризуется рабочим давлением от 12 до 1000 бар;

• установки высокого давления – рабочее давление, создаваемое ими, может достигать 1000 бар.

По расположению цилиндров агрегаты бывают вертикальными, горизонтальными и угловыми. Угловые модели при этом могут иметь различную компоновку с V- или W-образным исполнением.

По типу установки следует различать стационарные и передвижные компрессоры. Первые применяются на производственных объектах. Кроме этого стационарные компрессоры низкого давления используются на строительных площадках. Мобильные/передвижные установки среднего и высокого давления работают в дорожном, а также в промышленном и гражданском строительстве.

По типу силового агрегата компрессоры делятся на три разновидности:

1. Электрические компрессоры – оснащаются трехфазными или однофазными двигателями. Их ключевые преимущества – экологичность, низкий уровень шума, а также возможность регулировки рабочих параметров в широком диапазоне. В помещениях целесообразно использовать именно электрические компрессоры.

2. Дизельные компрессоры – комплектуются силовыми агрегатами, работающими на соответствующих видах топлива. Такое оборудование превосходно справляется с интенсивным режимом эксплуатации и позволяет решать производственные задачи повышенной сложности.

3. Бензиновые компрессоры – характеризуются сравнительно невысоким уровнем шума, обладая при этом достаточно высокой мощностью. Такой компрессор можно без особого труда запустить даже в сильный мороз.

Под различные задачи выпускаются модели, обладающие различной мощностью и комплектацией. Поэтому у потребителя всегда есть возможность выбрать установку, обладающую подходящей мощностью, способную полностью соответствовать производственным требованиям.

Сфера применения поршневых компрессоров

Область применения поршневых компрессоров можно назвать поистине необъятной. Они используются в мастерских автосервиса, обеспечивая работу различного пневмоинструмента и позволяя создавать необходимое давление в шинах автомобиля. Очень часто такое оборудование бывает задействовано в пищевой промышленности: для упаковки продуктов питания, для обеспечения работы автоматических линий и т. д. В строительстве поршневые компрессоры генерируют сжатый воздух, необходимый для работы отбойного оборудования, а также всевозможных дрелей и перфораторов. В дорожном строительстве к поршневым компрессорам привязана работа мощных отбойных молотков и т. д.

Самые мощные модели используются в металлургии. Аналогичное оборудование используется в машиностроительных отраслях, а также в мебельной промышленности (например, на участках сборки или покраски).

Преимущества компрессоров поршневого типа

Ключевое преимущество поршневых компрессоров заключается в простоте конструкции, которая позволяет использовать оборудование в различных отраслевых сегментах. Сюда же следует отнести:

• продолжительный период эксплуатации, который оптимально сочетается с минимальными требованиями к обслуживанию;

• сравнительно невысокая стоимость;

• широкий ассортимент, позволяющий подобрать оборудование под любые условия;

• возможность использования в экстремальных климатических условиях.

Любой поршневой компрессор изначально рассчитан на интенсивную эксплуатацию. Это факт, который делает представленное оборудование идеальным выбором для самых разнообразных производственных отраслей.

Выразительным недостатком поршневых компрессоров является повышенный уровень шума, который установки создают в процессе работы. От него, впрочем, легко избавиться, установив оборудование в отдельном помещении.

Производители поршневых компрессоров

Компрессоры поршневого типа в больших количествах производятся отечественными и зарубежными предприятиями. Особое внимание хочется обратить на импортную продукцию:

• FUBAG – производитель из Германии, предлагающий большой ассортимент оборудования для малых производственных предприятий, небольших строительных организаций, а также для частного использования (его продукция используется в малярных работах, на станциях технического обслуживания и т. д.);

• FIAC – итальянская корпорация, занимающаяся выпуском продукции, имеющей различную конструкцию и производительность (ее отличительные характеристики – высокое качество сборки и большая продолжительность межсервисных интервалов);

• компания KRONVUZ – производит качественное оборудование по доступной цене;

• белорусское предприятие REMEZA – его продукция отличается доступностью комплектующих и расходных материалов, а также простотой обслуживания;

• KRAFTMAN – производитель из Германии, выпускающий компрессоры, рассчитанные на длительный период эксплуатации (до 25-ти лет), его модельный ряд состоит из установок, ориентированных на различные отраслевые сегменты;

• итальянская фирма ABAC – занимается выпуском компрессорного оборудования на протяжении 70-ти лет (ее продукция отличается надежностью, доступной ценой и высокой производительностью);

На вершине спроса сегодня находится продукция итальянских и немецких брендов. Они постоянно отслеживают потребности своих покупателей, совершенствуя модельный ряд в соответствии с меняющимся спросом.