Існує багато різних типів компресорів, таких як спіральні компресори, поршневі компресори, ротаційні гвинтові компресори та відцентрові компресори, але всі вони виконують однакову функцію: стискають повітря.
Але як саме працюють повітряні компресори? Як по-різному стискається повітря залежно від типу компресора? І взагалі, в чому справа?
Почнемо з останнього запиту та розглянемо його.
Розмір повітряного потоку залежить від передбачуваного використання стисненого повітря. Тиск, швидкість і якість навколишнього повітря є найважливішими з цих факторів. Усі компресори однаково стискають повітря, але конкретні процедури, які для цього виконує кожен тип, унікальні. Тип компресора, який вам потрібен, частково визначається метою, для якої буде використовуватися стиснене повітря, оскільки вищезазначені варіанти можуть обмежити практичні значення для різних розмірів повітряного потоку, який вони створюють.
Тепер, коли ми краще розуміємо, чому тип компресора має значення, можна повернутися до першого питання. Але перш ніж приступити до цього, давайте швидко розглянемо, звідки повітряні компресори отримують свою потужність.
Первинні джерела енергії компресорів
Стиснене повітря можна використовувати для живлення різноманітних інструментів і приладів, але для роботи самого компресора потрібно живити. Компресори зазвичай отримують електроенергію з таких джерел:
Менші вуличні компресори часто працюють від бензинових двигунів. Як правило, їх продуктивність становить менше 50 кубічних футів на хвилину (1,4 м3/хв), що вимірюється в кубічних футах за хвилину. Їх носять вручну (часто у величезному контейнері на колесах, схожому на валізу).
Більші компресори, які використовуються на відкритому повітрі, наприклад, у комерційному будівництві, часто працюють від дизельних двигунів. Включаються стаціонарні компресори, які не можна підключати до електричної розетки. Дизельне паливо має більше енергії на об’єм, ніж бензин, що робить дизельні двигуни більш економними.
Компресори, які використовуються всередині приміщень, працюють від електродвигунів, і їх застосування варіюється від завдань DIY до великомасштабних промислових операцій, таких як виготовлення на заводах. Однофазне живлення зазвичай використовується для компресорів у домі та невеликих магазинах, тоді як трифазне живлення використовується для великих магазинів і промислових підприємств.
Стиснення повітря: Основи
Впуск, стиснення, інтегроване зберігання, інтегроване охолодження та випуск є основними етапами стиснення повітря, хоча не всі компресори потребують інтегрованого зберігання чи охолодження.
1. Прийом
Першим кроком у процесі стиснення повітря є, звичайно, всмоктування повітря. Повітряний впускний клапан дозволяє зовнішньому повітрю надходити в компресор під час процесу всмоктування.
Фільтр зазвичай встановлюється перед впускним клапаном повітря, щоб захистити компресор від сміття та пилу.
2. Компресія
Потім стиснене повітря виходить із камери стиснення.
• При стисненні повітря кінетична енергія від джерела струму перетворюється на потенціальну.
Коли ми перейдемо до типів компресорів, ми докладніше розглянемо, як кожен тип компресора досягає цього, але поки знайте, що в основі всіх компресорів лежать дві основні ідеї.
Переміщення
Компресори використовують об’ємний або динамічний об’єм (іноді його називають непотрібним), щоб стиснути повітря в менший об’єм.
• Компресори, які використовують позитивний об’єм, щоб вичавити більше повітря з заданого простору.
• Переміщення в русі Компресори (також відомі як непересувні) — це пристрої, які підвищують атмосферний тиск шляхом збільшення швидкості повітря (і, таким чином, його кінетичної енергії), а потім знову сповільнюють його.
Масляні та безмасляні компресори
Усі компресори, незалежно від використовуваного методу, є або масляними, або безмасляними.
• Компресори, що змащуються маслом (також відомі як компресори, заповнені маслом), використовують масло в камері стиснення для різних цілей, включаючи змащування, ущільнення та охолодження. Наслідком стиснення повітря є введення слідової кількості масла в саме повітря. Залежно від кінцевої мети, це може бути не найкраще використання стисненого повітря.
• Коли масло не використовується в камері стиснення, як у безмасляних компресорах (також відомих як безмасляні компресори), масло не потрапляє в потік повітря.
Однак це не виключає можливості використання масла в будь-якому аспекті механізму стиснення (наприклад, підшипники потребують масла для ефективної роботи).
3. Інтегроване сховище
Після стиснення деякі компресори направляють стиснене повітря безпосередньо у вбудований приймальний резервуар (також відомий як резервуар для зберігання або повітряний резервуар).
Типи компресорів будуть обговорені детально, як і багато застосувань інтегрованих накопичувачів. Однак існує два пояснення.
• Компресори з обмеженим робочим циклом, на відміну від безперервного робочого циклу, містять вбудований накопичувач, щоб забезпечити постійний доступ повітря, навіть під час технічного обслуговування.
• Щоб мати доступ до повітря під час роботи зі зниженою потужністю, модулюючі компресори (компресори з елементами керування, що дозволяють працювати зі зниженою потужністю) включають накопичувач.
Майте на увазі, що модульовані компресори – це не те саме, що компресори з обмеженим робочим циклом.
• Компресори з обмеженим робочим циклом вимкнуться, якщо їх залишать увімкненими надто довго. (Хоча великомасштабні комерційні та промислові компресори не функціонують так, це типово для менших компресорів, які використовуються в будинках і майстернях.)
• Модулюючі компресори можуть працювати безперервно, якщо необхідно, але також можуть зменшувати свою потужність для економії електроенергії в періоди низького попиту.
4. Вбудований кондиціонер
Коли повітря стискається, воно виділяє тепло. Хоча немає необхідності охолоджувати повітря перед тим, як воно буде випущено з компресора, більшість трифазних електричних компресорів і деякі дизельні компресори (будь-якого типу) мають для цього вбудовані додаткові охолоджувачі.
Водовіддільники встановлюються в компресорах з доохолоджувачами для збору вологи, яка конденсується з потоку охолодженого повітря.
5. Розрядка
Після проходження через серію осушувачів і фільтрів (наприклад, приладове повітря на виробничому підприємстві) повітря випускається через випускний клапан і відправляється далі.
Стиснення повітря різними компресорами
Усі повітряні компресори працюють однаково, але є значні відмінності в тонкощах. Давайте швидко розглянемо, як працюють чотири широко використовувані методи стиснення та як це впливає на важливі завдання.
1. Компресори для Scrolls
Об’ємні безмасляні компресори відомі як спіральні.
Компресія
Спіральний компресор має дві спіралі, які перемежовуються для стиснення повітря. Конструкція може вимагати, щоб обидва сувої оберталися в тандемі або щоб один залишався нерухомим. Олія не потрібна, оскільки сувої завжди тримаються окремо.
Оскільки спіральні компресори рухаються в безперервному безперервному русі, спіральні компресори працюють безшумно, з мінімальною вібрацією та не виробляючи жодних імпульсів у потоці повітря.
Найбільший потік повітря, який може витримати спіральний компресор, є істотним недоліком. Хоча спіральний компресор теоретично можна масштабувати нескінченно довго, його практична межа (принаймні з точки зору ефективного виробництва повітря) визначається діаметром необхідних спіральних компресорів. Їхня максимальна швидкість потоку є найнижчою з усіх розглянутих тут типів компресорів.
Інтегрована пам'ять
Спіральні компресори не потребують вбудованого накопичувача, якщо вони не використовують модуляцію, оскільки вони виробляють повітря без пульсу та масла.
2. Роторно-вихрові компресори
Поршневі компресори з масляним або безмасляним змащенням (також відомі як поршневі) є об’ємними компресорами.
Компресія
Камера стиснення в автомобільному двигуні є хорошим аналогом поршневого компресора. Поки поршень рухається вгору, утворюється вакуум, що дозволяє повітрю проникати в камеру стиснення. Повітря стискається і викидається з камери під час руху вниз. У деяких конструкціях використовується два етапи стиснення, на яких повітря, подрібнене на першому етапі, додатково стискається на другому етапі для ефективного досягнення вищого тиску та більших об’ємів.
Поршневі компресори є найгучнішими з розглянутих типів компресорів, схожих на звук автомобільного двигуна.
Плавний рух поршнів має важливе значення для їх постійної ефективності. Вони повинні бути змащені, дозволяючи невеликій кількості масла вивільнятися в повітря, або покриті матеріалом, який мінімізує тертя.
Повітря, що виходить із камери, має «пульс», а не постійний потік і тиск, оскільки стиснення відбувається лише протягом половини робочого циклу.
Інтегрована пам'ять
Поршневі компресори завжди потребують вбудованого накопичувача, навіть якщо вони не використовують масло, оскільки їхній механізм стиснення викликає імпульс у потоці повітря. Забираючи повітря з ресивера, а не з камери стиснення, можна підтримувати постійний потік і тиск у потоці повітря.
3. Гвинтові компресори, що обертаються
Ротаційні гвинтові компресори, що змащуються або не містять масла, є об’ємними компресорами.
Компресія
Компресори, у яких використовуються гвинтові гвинти, мають два спіральні гвинти (ротори) з пелюстками по всій довжині. Стиснення повітря передбачає переміщення його від більшого об’єму до меншого, коли воно рухається вздовж лопатей компресора. Як і у випадку з поршневими компресорами, у деяких конструкціях використовується два етапи стиснення для ефективного досягнення більшого тиску та більших об’ємів.
Невелика кількість масла вводиться в повітряний потік, хоча це незначно в масляних гвинтових компресорах, оскільки рідина, яка використовується для ущільнення зазорів між роторами, також дозволяє одному ротору рухати інший.
Безмасляні гвинтові компресори усувають потребу в рідині, покладаючись на синхронізацію з надзвичайно малими допусками між пелюстками ротора.
Безперервне обертання роторів забезпечує постійний потік повітря без помітних коливань. Компресори цього типу тихіші, ніж поршневі, але все ж не такі тихі, як спіральні.
Інтегрована пам'ять
Від того, чи буде ротаційний гвинтовий компресор змащений чи залитий маслом, залежить, чи потребує він вбудованого зберігання.
• Для переробки частини масла, яке втрачається в процесі стиснення, заповнені маслом гвинтові компресори потребують вбудованого накопичувача у формі приймального резервуару.
• Оскільки немає оливи для відновлення, безмасляні гвинтові компресори не вимагають вбудованого накопичувача, якщо вони не використовують модуляцію.
4. Гвинтові компресори
У відцентрових компресорах масло не потрібне через їх динамічний робочий об’єм.
Компресія
Для початкового підвищення швидкості відцентрові компресори покладаються на швидко обертове робоче колесо. Потім повітря проходить через дифузор, де його швидкість зменшується, а тиск збільшується. Оскільки змащувати повітряний потік не потрібно, це не робиться в камері стиснення. Повітря постійно утворюється під час обертання крильчатки, тому немає пульсації повітряного потоку чи тиску.
Інтегрована пам'ять
Якщо не використовується модуляція, для відцентрових компресорів не потрібен вбудований накопичувач, оскільки вони виробляють безімпульсне повітря без масла.
Проведіть дослідження перед покупкою
Хоча знайомство з роботою компресора допомагає звузити вибір потенційних моделей, є й інші фактори, про які варто подумати, наприклад енергоефективність, витрати на технічне обслуговування, очікуваний час безвідмовної роботи тощо. Виберіть ідеальний компресор для ваших потреб за допомогою досвіду місцевого дистриб’ютора.
