Что такое поршневый компрессор

В десятках сфер для работы сотен технологического оборудования применяется сжатый воздух. Это безопасная рабочая среда, которая не возгорается, не взрывается и не создает других опасностей. Распространенных типов оборудования, создающим сжатый воздух, выступает поршневой компрессор. Сжатие среды, в том числе и газа, происходит поршнями в цилиндрах. Эти воздушные установки часто применяют в промышленности, автосервисах и других сферах благодаря высокой производительности. В этой статье рассмотрим компрессор поршневой, что это такое, особенности конструкции и основные типы.

Общее описание поршневых компрессоров

Аппарат относят к категории аппаратов объемного действия. В нем расположена поршневая группа, которая при вращении коленчатого вала создает избыточное давление. Конструктивно он состоит из приводного блока, баллона для накопления воздуха, насосного агрегата и различных датчиков со средствами защиты. Обладают простой конструкцией, высокой надежностью и способностью работать при большом давлении. В зависимости от типа привода и конструкции, агрегаты бывают одноступенчатыми или многоступенчатыми, влияющие их производительность и степень сжатия.

Компрессор поршневого типа способен работать с разными видами рабочих сред:

• воздух;
• газ;
• вода;
• технические жидкости.

Есть много сфер, где применяется поршневой компрессор. Сжатый воздух нужен для автомастерских. Им питают разные типы рабочих пневматических инструментов и приспособлений. В медицине аппараты безмасляного типа применяют в ингаляторах, системах жизнеобеспечения и вентиляции легких.

Отличаются эти типы агрегатов средней производительностью. Для бытовой и промышленных сфер выпускаются компрессоры на 8-12 бар. Это связано с особенностями принципа сжатия поршневой группой и его конструкции. Главными компонентами в нем выступает кривошипно-шатунный механизм, который вращение коленчатого вала преобразуется в линейно поступательные движения поршней в цилиндрах.

Кроме поршневого типа, также существует плунжерные. Рассмотрим по отдельности этапы их работы.

Принцип действия компрессора поршневого типа

Для понимания работы агрегата нужно разобраться, что это, поршневой компрессор, и как он устроен. Рассмотрим принцип действия по его конструкции:

1. Главным компонентом агрегата выступает поршневой насос. Этот узел соединяется с двигателем валом через муфту или непосредственно. Внутри имеется один или два цилиндра, коленчатый вал поршневая пара.
2. Двигатель электрический или бензиновый. Он вращает коленчатый вал с шатунами. Рычаги совершают поступательные одновременно с колебательные движения, линейно двигая поршни.
3. При подъеме поршней в верхнюю точку осуществляется сжатие воздуха в десятки раз, выдавая на выходе давление до 12 бар в зависимости от модели.
4. При опускании поршня открывается впускной клапан и закрывается выпускной. Осуществляется всасывание воздуха в цилиндр.
5. Поток проходит через регулятор давления, который объединен с блоком включения.
6. Затем, воздух нагнетается в осушитель в дорогих и профессиональных моделях или сразу в ресивер.
7. Для предотвращения потери давления имеется обратный клапан. Он удерживает воздух внутри резервуара, когда насос находится в состоянии покоя.
8. Блок управления состоит из датчика давления и контактной группы.
9. Часто установлен редуктор, на котором смонтирован манометр и регулятор давления.

10.Воздух под высоким давлением поступает в выходной клапан с быстросъемным механизмом.

11. Дополнительно в конструкции аппарата стоит фильтр. Он удаляет из воздушного потока все микрочастицы, пыль и грязь. Это гарантирует долгую эксплуатацию и качество нагнетаемой среды.

В моделях с осушителем влага оседает вниз и выводится через специальный сливной кран наружу.

Принцип действия компрессора плунжерного типа

Еще одним типом компрессоров выступают плунжерные модели. В его конструкции рабочим элементом выступает плунжер. Применяют такие аппараты там, где требуется выполнять откачку воздуха или газов из рабочих объемов, создавая отрицательное давление. Для стабильной работы аппарата требуется произвести качественную очистку среды от загрязнений одинарным или двухступенчатым фильтром. Агрегат создает разностное давление, изменяющееся в диапазоне от 1 до 0,1 Па, что указывает на высокую стабильность. При этом наибольший показатель достигает 150 Па. Это соответствует производительности 500 дм³/с.

Этот тип аппаратов также называют вакуумными, поэтому их используют в оборудовании, где требуется создать и поддерживать разряженные давление, применимее для выполнения многих технологических процессов и исследований. Также устанавливается в цепи предварительного разрешения перед включением основных насосов.

Отличие от поршневых моделей состоит в устройстве плунжера. Внутри имеется эксцентрик, который соединен через рычаг с плунжером. Эксцентрик вращается и приводит в действие рычаг. Тот, через шаровую передачу – на плунжер. При движении плунжера вверх происходит всасывающий эффект. Трение скомпенсировано сверхмалым зазором и особыми уплотнениями. Всасывание происходит при помощи лопаток, расположенных напротив друг друга. Они стремятся наружу под действием пружины.

Внутри агрегата заливают специальное вакуумное масло. Оно дополнительно герметизирует зазор и увеличивает КПД аппарата, сокращая износ и продлевая срок службы.

Основные детали и конструктивные особенности поршневых компрессоров

Чтобы понять, для чего нужен поршневой компрессор, достаточно разобраться в его конструкции. Нагнетающий аппарат состоит из следующих компонентов:

1. В конструкции данного аппарата имеются следующие основные компоненты:
2. Двигатель. Он вращает коленчатый вал насоса. Соединен с компрессорным блоком ременной передачей или муфтой.
3. Цилиндр. Это нагнетающий блок, который непосредственно сжимает воздух и проталкивает его в ресивер. В зависимости от мощности бывает с одним или двумя цилиндрами. Производительность моделей с одним поршнем составляет до 300 л/мин, в ресивере вмещается до 50 л, а мощность составляет 1,8 кВт. Модели с двумя поршнями чаще от 2,2 кВт, а производительность достигает 420 л в минуту.
4. Поршневая группа. Она присоединена к коленчатому валу, и выполняет возвратно-поступательные движения. Присоединен через шарнир к шатуну.
5. Клапаны для всасывания и нагнетания воздуха или газа. Это своего рода тарельчатые краны, через которые происходит подача и выпуск сжатой среды.
6. Система смазывания шатунной пары. Это обязательный комплекс, продлевающий срок службы всех компонентов.
7. Ресивер. Это емкость от 25 до 200 л в бытовых моделях, в которой накапливается сжатый воздух. Изготавливается из толстой стали Ст3сп5 или 09Г2С в зависимости от места размещения оборудования.

Типы поршневых компрессоров

В зависимости от особенностей работы и устройства аппараты делят на несколько типов:

• одинарные и двойного воздействия;
• одноступенчатые и многоступенчатые;
• масляные и безмасляные;
• горизонтальные, угловые и вертикальные.

Также по типу привода они бывают с прямой и ременной передачей. По величине создаваемого давления аппараты бывают до 12, до 100 и 1000 бар. Эти цифры точно поясняют, для чего нужен поршневой компрессор в быту и промышленности. Например, для домашнего пользования он применим для подкачки колес, покраски заборов. На производстве сжатый воздух используют для вспомогательных и основных операций, начиная от поддержек, упаковочных линий, комплексов по наклеиванию стикеров до сортировочных узлов.

Компрессор одинарного действия

Особенность работы этого типа устройства заключается в том, что давление создается при ходе поршня в одну сторону. Это делает их более простыми, но из-за этого качества способны развивать меньшую производительность. Плюс, выходное давление имеет пульсирующий характер, синхронизированный с работой поршня. Применяют этот вид для бытовых целей и для решения задач в промышленности умеренной степени сложности.

Установка этого типа обладает следующими минусами:

• Переменная нагрузка на мотор, из-за чего он создает пульсирующее магнитное поле, что влияет на работу рядом находящихся чувствительных устройств.
• Пульсации давления создают неудобства при выполнении покрасочных работ. Исправляет ситуацию ресивер, который накапливает его и выдает равномерный поток.
• Обладает меньшей производительностью и ниже КПД.

Компрессор двойного действия (крейцкопфный)

Более удачной, экономичной и долговечной версией поршневого механизма выступает агрегат двойного действия. Воздух сжимается при движении поршня в обе стороны. Это обеспечивает более равномерный и стабильный поток. Добавляя количество поршней производительность оборудования увеличивается в разы. К преимуществам таких устройств относят:

Снижение нагрузки на детали насосной станции.

1. Рост мощности и КПД.
2. Стабильность выходного потока.
3. Увеличенный срок службы аппарата.

Это более сложная конструкция, но имеющая очевидные преимущества в работе. И для чего нужен компрессор поршневой такого типа? Он пригодится для решения любых задач, от покраски автомобилей до обеспечения работы строительного оборудования. повышенный КПД снижает бесцельные расходы электричества и увеличивает продуктивность бригады. Но это не говорит о ненадобности в техническом обслуживании. Все равно нужно строго соблюдать график и производить работы по регламенту: первые 8 часов, 50 часов, 100 и так далее. Главным плюсом этого оборудования является его долгий срок службы, но только благодаря выполнению требований и проведения своевременного сервисного обслуживания. Это оборудование благодаря более высокой мощности используется в промышленности в качестве стабильного источника энергии для питания всех инструментов, станков, агрегатов и специальных механизмов.

Поршневые компрессоры – это надежное и эффективное оборудование для сжатия воздуха и газа. Они отличаются простотой конструкции, высокой производительностью и возможностью работы при большом давлении. Выбор типа станции зависит от конкретных задач: для небольших объемов подойдут одноступенчатые модели, а для промышленных нужд – многоступенчатые или крейцкопфные установки. Для их работы используются ресиверы повышенной вместительности на 500-1000 и более м куб., которые, в том числе, устанавливаются на улице за пределами цеха. Для работы подобных устройств важно соблюдать правила по эксплуатации вовремя проводить регулярное техническое обслуживание.