Устройство поршневого компрессора

Статья обновлена 14.01.2019

Компрессоры работают по простому принципу – внутри увеличивается давление газа или жидкости с помощью компрессии. То есть, уменьшается исходный рабочий объём веществ. Применение приспособлений актуально для многих сфер жизни, включая различные направления промышленности. Но мало кто знает о том, как устроены поршневые компрессоры.

Сфера применения устройств

Вот лишь некоторые примеры применения данного оборудования в различных направлениях:

1. В самолётах, чтобы поддерживать необходимый уровень давления.
2. Повышение эффективности работы двигателей внутреннего сгорания у автомобилей.
3. В производстве и строительстве – на любых объектах, куда приносят пневматические инструменты.
4. Заполнение кислородом баллонов, которыми потом пользуются аквалангисты.
5. Заправление баллонов газом.
6. На заводах химической и других видов промышленности с газами, требующими сжатия.
7. Перекачка природного газа по трубопроводу.

Список далеко не полный, но уже его хватает, чтобы понять, насколько необходимы компрессоры.

Компрессор имеется в быту почти и у каждого автомобилиста. Благодаря этому решается сразу несколько задач:

1. Надуть резиновые изделия.
2. Покраска поцарапанной части транспорта.
3. Подключение пневматического шуруповёрта для ремонта мебели.
4. Быстрая накачка шин.

О разновидностях поршневых компрессоров

Каждая из групп обладает своими особенностями, хотя общее устройство и принцип работы компрессора остается одинаковыми.

Воздушные

По факту, такая разновидность компрессоров стала применяться первой. Простота строения, принципа работы механизма – главные причины, по которым устройство стало популярным. Работая с подобными устройствами, можно не обладать особыми навыками.

Общая конструкция практически не претерпевала изменений на протяжении многих десятилетий. Механизм снабжается специальным зазором и двумя клапанами. Один отвечает за поставку питания, другой – всасывающий. Обслуживание промышленного компрессора не доставит хлопот.

Безмасляные

Безмасляный компрессор сохраняет актуальность там, где требуется подавать чистые материалы, у которых отсутствуют какие-либо примеси. Отсутствие следов эмульсии масла в воздухе не вызывает сомнений. Но это не значит, что во время работы обходятся совсем без смазки. Просто масло для воздушного поршневого компрессора и потоки воздуха не проходят друг через друга.

Из оптимальных дополнений – двигатели с мощностью на 1,1 кВт. Причиной этому служат различные положительные характеристики:

1. Отсутствие проблем при транспортировке, перемещении.
2. Отсутствие необходимости часто обслуживать установку.
3. Небольшие размеры.

Улучшению качества воздушной смеси способствует дополнительная очистка на таких компрессорах.

Винтовые установки

Снижение давления – результат вращательных движений у ротора. Устройство было впервые изобретено ещё в 30-ых годах прошлого века. Экономичность, автоматический режим работы относят к главным преимуществам.

Такое устройство предполагает превращение – из энергии электричества в газ или воздух. Для чего применяется электродвигатель установки. Свои элементы присутствуют в конструкции блоков поршня:

1. Корпуса.
2. Два больших винта.

Соприкосновение между винтами отсутствует. Предполагается сохранение зазора, уплотняющегося при помощи масляной плёнки.

Благодаря такой работе мелкий сор не повреждает установки, даже если оказывается внутри. Купить запчасти для компрессора не составит труда.

Судовые разновидности

Часто совмещаются с большими двухтактными двигателями, на которых работают современные суда. Ведь сами по себе эти устройства не способны функционировать, заводиться. Необходимо, чтобы воздух подавался под давлением больше обычных показателей. Создание необходимых объёмов происходит как раз за счёт поршневого компрессора.

Особенности конструкции

Выделяются одно- либо многоступенчатые поршневые компрессоры. Но некоторые детали встречаются во всех типах.

Компрессорная головка узел поршня – основные детали в компрессорах. Конструкция у части такая же, что и у двигателей внутреннего сгорания. Сама деталь состоит из следующих компонентов:

1. Цилиндр.
2. Поршень.
3. Поршневые кольца компрессора.
4. Шатун.
5. Коленчатый вал.
6. Впускной, нагнетательный клапан.

Но клапаны становятся первым отличием от ДВС. Здесь они выглядят как специальная пластина, снабжённая пружиной. Движение начинается не принудительно, а в случае перепада давления. Масло заливают, чтобы части конструкции оставались подвижными, не издавали посторонних звуков.

Безмасляные компрессоры применяются, когда требуется получить сжатый воздух, для которого характерна почти идеальная чистота. Тогда для колец внутри используются современные полимерные материалы. Графитовая смазка обеспечивает надёжную работу конструкции.

Компрессорные головки изготавливают с несколькими цилиндрами, когда важно добиться повышения производительности в любых условиях. Устройство такого оборудования бывает разным:

1. Оппозитным.
2. V-рядным.
3. Рядным.

Коленчатый вал начинает работать благодаря электродвигателю. После этого начинает работу сам поршневый компрессор. Приводы у конструкции бывают ременными либо прямыми:

1. Привод прямого типа предполагает наличие одной оси у головки и двигателя. Напрямую соединены валы, которые становятся основой для деталей, описанных ранее.
2. Если конструкция относится к ременному типу – расположение головки и двигателя параллельное по отношению друг к другу. Ременная передача – главный компонент, участвующий в передаче движения.

Охлаждение узла обеспечивается за счёт шкива привода головки.

Ресивер – ещё одна важная часть компрессора. Это стальная ёмкость, у которой главное назначение – равномерно расходовать воздух, поддерживать давление на одном уровне. Внутри установлен клапан, чтобы сбрасывать давление в аварийной ситуации.

Прессостат способствует поддержанию автоматических режимов работы. Контакты размыкаются, когда давление достигает определённого уровня. Двигатель после этого останавливается. Если показатели снижаются – устройство снова запускается.

Описание принципа работы

Следующее описание принципа будет актуальным для любых поршневых компрессоров:

1. В цилиндре создаётся разрежение, когда поршень движется вниз.
2. Результат предыдущего действия – открытие впускного клапана.
3. Давление ниже внутри цилиндра по сравнению с атмосферным показателем.
4. Это причина поступления воздуха внутрь клапанов.
5. Фильтр для поршневого воздушного компрессора применяется, чтобы очищать воздух, проходящий через устройство.
6. Оба клапана остаются закрытыми, если поршень движется вверх.

Сжатие воздуха приводит к увеличению давления внутри цилиндров. Происходит открывание клапанов-нагнетателей. На следующем этапе ресивер получает воздух. По такому принципу работают так называемые одноступенчатые устройства. Обратный клапан в процессе тоже участвует.

Ограничения по рабочему давлению – главный недостаток одноступенчатых моделей. Давление можно повышать только на 10 атмосфер. Иначе внутри может загореться масло, что приводит к порче всего механизма.

Многоступенчатый принцип используют, когда давление требуется повышать ещё больше. В каждой ступени воздух сжимается поочерёдно, пока не достигает определённого значения. После этого состав охлаждается с участием специальной холодильной установки. Далее идёт подача к цилиндру на следующей ступени. Там происходит сжатие до более высоких ступеней. Медные трубки для компрессора и рёбра охлаждения обеспечивают снижения температур до нужных показателей.

Двухступенчатые установки чаще всего применяются небольшими производствами.

Особенности эксплуатации

Производительность поршневых компрессоров – это переменная величина. Она зависит от условий всасывания и того, как себя показывает окружающая среда. Производители указывают этот параметр, но он остаётся больше теоретическим. Он равен объёму, который описывается поршнем за единицу времени.

Теоретическая производительность сильно отличается от того, что происходит в реальности. Это связано с несколькими нюансами работы:

1. Поршень в крайнем положении сверху находится на определённом зазоре от клапанной группы.
2. Из-за зазора образуется так называемый свободный объём – это «вредное пространство».
3. В результате такого устройства внутри цилиндра после нагнетания всегда остаётся некоторое количество сжатого воздуха. Модель Fubag не стала исключением.

Включение обратного хода предполагает расширение воздуха. Состав начинает двигаться с уменьшенным давлением. Потому и сам всасывающий клапан будет открываться не сразу. Это происходит только после того, как давление в цилиндре снижается до определённого значения.

При таких обстоятельствах сжатие на протяжении некоторого времени осуществляется вхолостую. Производительность самого компрессора в такие момента будет снижаться.

У двухступенчатых компрессоров имеются определённые преимущества перед одноступенчатыми:

1. Низкая температура внутри цилиндров. Из-за этого повышается надёжность, рабочий ресурс.
2. Более высокая производительность.
3. Меньше затрат по энергии. Такие преимущества имеет и электрический поршневой компрессор 220 В.

Ремонт компрессоров

Работа устройства часто связана с неполадками, которые можно устранять по-разному. Рассмотрим некоторые:

1. Отсутствие проворачивания у маховика. Между клапанной доской и основанием зазор требует увеличения. Неполадка появляется из-за того, что поршень упирается в зазор клапана.
2. Когда воздух пропускается через влагоудалитель. Клапан требует промывки либо полной замены. К примеру, он разрушился, засорился. Ремонт своими руками проводится без проблем.
3. Прочистка помогает и в той ситуации, когда обнаруживается так называемый пропуск.
4. Повышение нагрева компрессорной головки. Такое часто случается, если применять масло с характеристиками, не соответствующими требованиям технического паспорта. Рекомендуется сменить состав на тот вариант, что указан в сопроводительных документах. Шатунные болты тоже иногда перетягиваются, из-за чего возникают подобные проблемы.
5. Медленно набираются обороты, под давлением прибор не запускается. Клапан меняется, корпус притирается. Помогает и проведённая ревизия по ремням. Так происходит, когда натяжение ремней становится слабее, обратный клапан засоряется. Справится с проблемой не так сложно. Цены на воздушный компрессор остаются доступными, даже учитывая ремонт.

Заключение

Высокая эффективность оборудования и неплохие технические параметры сделали поршневые компрессоры незаменимыми помощниками в разных сферах жизнедеятельности. Практичность, длительный срок эксплуатации становятся дополнительными преимуществами. Установки популярны не только на промышленных объектах, но и в бытовых условиях. Приобрести устройство не составит труда, если заранее знать подходящие характеристики. Остаётся только приобрести прибор, дождаться, пока его доставят и установят на место. Эксплуатация не требует дополнительных навыков.

Читайте еще: