Промышленный компрессор – это устройство, которое используется для сжатия газа (как правило, воздуха). Производительность и давление на выходе достаточно высокое, чтобы удовлетворять нужды промышленного оборудования. Сжатая воздушная среда применяется в ряде сфер: строительство, машиностроение, нефтехимия, металлургия, сельское хозяйство, медицина и пищевая промышленность. Воздух под давлением необходим для работы пневматических инструментов: дрелей, нейлеров, молотков, пескоструев, а также гайковертов.
Типы установок по принципу работы
Различают две категории компрессорных установок в зависимости от принципа их работы:
- Объемные. Воздух сжимается за счет изменения объема рабочей камеры. В зависимости от типа основного рабочего элемента выделяются поршневые, винтовые, мембранные, шестеренчатые, роторно-пластинчатые, жидкостно-кольцевые и спиральные модели.
- Динамические. Сжатие происходит благодаря разгону частиц газа и их перенаправлению в емкость (ресивер). Разгон выполняется при помощи лопастного ротора (осевые модели), рабочего колеса (радиальные, или центробежные) либо за счет движения активного потока уже сжатого воздуха, который захватывает с собой частицы газа из пассивного потока с низким давлением (струйные).
На большинстве производств применяются объемные компрессорные установки. Их выбирают благодаря сочетанию производительности, высокого давления на выходе, энергоэффективности, относительной простоты конструкции. Самые распространенные разновидности – поршневые и винтовые компрессоры.
Устройство и принцип работы поршневых воздушных компрессоров
Основной элемент конструкции поршневой установки – поршень, который совершает движения вперед-назад внутри цилиндра с обрабатываемым воздухом. Поршень закреплен на валу, который приводится в движение двигателем. При движении вперед – объем рабочей камеры уменьшается, что приводит к увеличению давления рабочей среды. Когда давление достигает необходимой величины, открывается клапан, который пропускает воздух дальше – в следующую рабочую камеру (во многоступенчатых моделях) либо в ресивер. При движении поршня назад объем камеры увеличивается и создается разрежение, благодаря которому в камеру поступает новая рабочая среда.
Поршневые компрессоры имеют достаточно простую конструкцию, высокую надежность и ремонтопригодность механизмов, а также низкую чувствительность к чистоте обрабатываемого воздуха, что позволяет использовать их в запыленных или загрязненных производственных помещениях, мастерских, цехах. Их устройство позволяет обеспечить высокое давление на выходе. Но у таких моделей есть ряд недостатков: высокий шум и вибрация во время работы, невозможность работать в течение долгих непрерывных периодов. При использовании поршневых устройств необходимо применять ресивер, который сгладит пульсации рабочей среды перед подачей на оборудование-потребитель.
Подвидом поршневых компрессорных установок можно назвать мембранные. В рабочей камере устройств расположена эластичная мембрана, которая выгибается при движениях поршня. Такое устройство защищает воздух от загрязнения частицами масла, что позволяет использовать установку на производствах, где чистота рабочей среды принципиальна – например, в пищевой промышленности или при использовании пневматических краскопультов.
Особенности винтовых (роторных) компрессоров
Основной рабочий элемент – винтовая пара. При ее вращении размер камеры изменяется, что приводит к сжатию рабочей среды и ее последующей подаче в ресивер или следующую камеру.
Конструкция роторных компрессоров обеспечивает устройству ряд преимуществ: высокий КПД, энергоэффективность, стабильный поток воздуха без пульсаций, минимальная вибрация и шум при работе. Для установки не требуется отдельное помещение или особый фундамент. Винтовые компрессоры рассчитаны на стабильную работу в течение длительного времени, но, в отличие от поршневых, не подходят для функционирования в режиме частых остановок/запусков. Основной недостаток – более сложное устройство (и, следовательно, более сложное обслуживание или ремонт) и высокая цена по сравнению с поршневыми установками.
Разновидности воздушных компрессоров
Помимо типа рабочего элемента, различные разновидности устройств выделяются по следующим основным критериям:
- Давление. Существуют компрессоры низкого (0,15-1,2 МПа), среднего (1,2-10 МПа), высокого (10-100 МПа), сверхвысокого (100 МПа и выше) давления, а также вакуумные модели.
- Количество ступеней. Одноступенчатые устройства имеют только одну камеру и используются на тех производствах, где не требуется высокого давления на выходе. Многоступенчатые предполагают последовательное сжатие в двух и более камерах, что позволяет повысить конечное давление.
- Тип системы охлаждения. Существуют воздушные и водяные системы. Воздушное проще в обслуживании, но приводит к повышению шума из-за гула вентиляторов. Водяное охлаждение считается более эффективным и работает бесшумно, но требует дополнительного обслуживания.
- Контакт смазки с обрабатываемым воздухом. Доступны масляные и безмасляные разновидности устройств. Масляные модели, как правило, имеют более длительный срок службы благодаря меньшему износу и нагреву трущихся деталей, но рабочая среда в них контактирует со смазочным материалом, что делает ее непригодной для некоторых задач. В безмасляных компрессорах смазочный материал не попадает в рабочую камеру и не контактирует со сжимаемым воздухом, что позволяет получить рабочую среду без примесей.
- Мобильность. Большинство промышленных компрессоров – стационарные модели. Но существуют и мобильные разновидности для тех сфер и производств, где сжатый воздух не требуется постоянно либо специфика работы предполагает частые изменения места установки.
Компрессоры также можно разделить по типу питания (сетевые, топливные), напряжению (380В или 220В), типу привода (прямой или ременной). Большинство промышленных моделей имеют ременной привод и работают от сети 380В.