Поршневые компрессоры

Назначение

Назначение поршневого компрессора — обеспечение воздухом с избыточным давлением механизмов и пневматических машин во всех промышленных отраслях. Компрессоры поршневые — оборудование спецназначения, широко используемое во множестве отраслей. Основная задача компрессора — сжатие воздуха. Воздух под давлением от компрессорного агрегата может использоваться в качестве источника энергии исполнительных механизмов; для проведения технологических работ, требующих применения сжатого воздуха. 

Среди различных модификаций компрессорных установок, наибольшее применение нашли поршневые. Они повсеместно распространены как в сфере профессиональной, так и в быту. Применение их в качестве нагнетателей воздуха обеспечивает работу пневматических инструментов (пневмогайковерты, краскопульты и т. п.), использование для подкачки шин на автосервисах.

Поршневой компрессор, благодаря своей несложной конструкции, — наиболее распространенный тип компрессорного аппарата в настоящий момент. Компрессоры поршневые применяются во множестве сфер человеческой деятельности: в машиностроении, в пищевой, химической и других промышленностях. Такое значительное распространение компрессоры подобного типа получили из-за своих технических характеристик. К примеру, одним из весомейших показателей является высокое давление на выходе — до 30 атмосфер.

Конструкция поршневого компрессора

Конструктивно этот агрегат представлен цилиндром с заключенным внутри него поршнем. Независимо от множества видов исполнения (установки с горизонтальным, оппозитным, вертикальным, наклонным расположением цилиндров), сама реализация механизма довольно проста и не требует ощутимых затрат. Очевидно, что поршневые компрессоры дешевле аппаратов иного типа. Кроме этого, простота в реализации его конструкции — залог более дешевого ремонта, а также возможности работы в загрязненной среде, при которой риск повреждения механизма является минимальным. Но если не применять спецочистку воздуха, на выходе будет такой же грязный воздух, что и на входе, к тому же, содержащий пары масла и продукты износа компрессора. Воздух такого качества использовать можно не везде.

Принцип работы компрессора поршневого

Компрессор поршневой снабжен устройством, аналогичным двигателю внутреннего сгорания. Поршень приводится в действие кривошипно-шатунным механизмом, использующим прямой привод. Поршень, совершая возвратно-поступательные движения, сжимает и выталкивает в область подсоединенной магистрали воздух атмосферы.

При опускании поршня, в полости цилиндра образуется свободное пространство, разряжающее воздух. В результате перепада потенциалов давления, открывается впускной клапан, впускающий воздух в камеру, где он сжимается. После этого, когда поршень пересекает точку поворота, соответствующую максимальному объему камеры сжатия, впускной клапан затворяется, и давление воздуха начинает расти.

С сокращением объема камеры давление воздуха становится все выше. Когда оно достигает заданных величин, открывается нагнетательный клапан — сжатый воздух в этот момент покидает камеру. Для достижения наибольшего КПД во время сжатия между неподвижным цилиндром и скользящим в его плоскости поршнем необходимо эффективное уплотнение. Несмотря на наличие в продаже безмасляных поршневых компрессоров, чаще всего встречаются смазываемые аппараты.

Подача масла в цилиндровую групп снижает износ цилиндровых стенок и поршня, но при этом сопровождается ухудшением качества подаваемого воздуха, ввиду подмешивания мелких частичек масла. Таким образом, если технология производства требует использования чистого воздуха, необходимо установить маслоотделитель на линии подачи, для устранения из воздушного потока масла. Но поскольку рассматривается в данном случае использование компрессоров для нужд СТО, здесь требования выдвигаются диаметрально противоположные — устанавливаются лубрикаторы для работы в маслянистой среде гайковерта, насоса пневмогидравлического, шинного стенда.

Виды поршневых компрессоров

1. Коаксиальные — коленвал соединяется с электроприводом посредством муфты. Такое соединение исключает потери мощности на трение. Конструкция компактна. Различие агрегатов этого типа заключается в методах смазки. Безмасляные не требуют смазывания цилиндропоршневой группы. Сжатый воздух, производимый подобными устройствами, не имеет масляных примесей. Такие аппараты применяются в пищевой промышленности, фармацевтике, медицине. В масляных компрессорах используют в качестве смазки минеральное компрессорное масло, благодаря чему компрессор имеет значительный ресурс. Рабочий режим коаксиальных агрегатов — периодический (20 минут работы, 40 — перерыва). Рабочее давление — восемь бар. Мощность не более 2,25 киловатт. Производительность — около 200 л/мин. Основные достоинства — малогабаритны, легки, относительно дешевы ($100-200).
2. Ременные — коленвал соединяется с электроприводом ременной передачей. Характерна высокая производительность и длительность эксплуатации. Могут работать непрерывно несколько часов подряд. Применяются чаще всего в строительстве, в шиномонтажных мастерских, на СТО. Мощность — от 2,25 до 5,5 киловатт. Производительность достигает 500 литров в минуту, рабочее давление — до 16 бар. Основное преимущество — сжатие воздуха до значительных величин. Рабочее давление может достигать 30 бар.

Недостатки, присущие поршневому компрессору

Механизм поршневого компрессора при работе создает сильный шум и вибрацию (исключение — аппараты с оппозитным положением цилиндров), поэтому для размещения требуется выделение специального помещения с прочным бетонным фундаментом.

Еще один недостаток компрессора поршневого — достаточно низкая производительность — до 5 кубометров воздуха в минуту, что также ограничивает области применения. Но компенсируются эти недостатки тем, что компрессор поршневой сравнительно легко переносит работу в периодическом режиме, при частом включении и выключении агрегата. Многие предприятия не требуют наличия сжатого газа в непрерывном режиме, именно для таких случаев используется компрессор поршневой.

Особенности применения и рабочий регламент

Для безотказной и длительной работы компрессор поршневой требует периодического профилактического техосмотра. Интенсивная эксплуатация приводит к износу сальников, клапанов, колец.

Область применения

Компрессоры поршневые используются для пневмооборудования, не требовательного к большому минутному расходу воздуха под давлением. Незаменимы также при получении высоких цифр давления сжатого воздуха. Удобны, когда подразумеваются частые остановки и запуски оборудования — устойчивы к переходным процессам, сопровождающим процессы включения/выключения оборудования. Отлично зарекомендовали себя в неблагоприятных эксплуатационных условиях (пониженные и повышенные температурные режимы, запыленность среды). Применению их на цементо- и муковозах альтернативы нет.