Зачем нужен воздушный компрессор. Применение поршневых компрессоров на современных предприятиях Компрессор применение
Зачем нужны поршневые компрессоры?
Воздушные поршневые компрессоры - механические устройства, используемые для сжатия воздуха из атмосферы за счет уменьшения его объема. Сжатый воздух сохраняется в емкости для хранения или выпускается в систему давления - в работу.
Процесс сжатия воздуха заставляет воздушные молекулы двигаться быстрее в меньшем объеме, и дальнейшее снижение внешнего давления заставит воздух быстро выходить наружу.
Вот почему сжатый воздух - источник энергии. Самый распространенный тип компрессоров - , который использует или очень маленькую или очень высокую мощность.
Компрессоры имеют два компонента: механизм сжатия и источник энергии для механизма сжатия.
Энергия для сжатия может быть взята от газа, от электрического двигателя или от коробки отбора мощностей.
Различные механизмы сжатия, которые делают фактическую работу сжатия это поршни, лопасти и рабочие колеса. Храня и сжимая воздух, воздушные компрессоры преобразовывают механическую энергию в пневматическую энергию. даже делают некоторые продукты, управляемые природным газом, который здорово уменьшает стоимость и потребление энергии.
Производители воздушных и в том числе поршневых компрессоров обеспечивают эффективный тип генератора энергии для различных производственных процессов и пневматических энерго систем. Например, в индустриальных установках компрессоры обеспечивают необходимым воздухом воздушные системы очистки, системы воздушных пробок, воздуходувки и системы контроля темперетуры.
Воздушные компрессоры делают процессы уборки легче с воздушными брандспойтами или другими системами очистки. Воздушные брандспойты от компрессоров - также быстрый и эффективный способ накачать шины велосипеда, автомобиля как дома дома, так и на газовых станциях.
Газовые станции используют компрессоры для газовых насосов (бензонасосов).
В аэрографии (распылителях краски) также используют воздушные компрессоры - в автосалонах, коммерческой и частной аэрографи.
Пескоструйные машины работают на сжатом воздухе. Другие инструменты, которые используют сжатый воздух, включают гвоздевые пистолеты, ленточно-шлифовальные станки, дрели, степлеры и пистолеты-распылители.
Эти мощные приборы не имеют больших двигателей, и благодаря компрессорам, они легки и с ними легко работать.
Где используются воздушные компрессоры?
Воздушные компрессоры - это механические устройства, которые используются для сжатия атмосферного воздуха уменьшением его объема. Сжатый воздух нагнетается в емкость для хранения или выпускается в систему давления - для работы.
Процедура сжатия воздуха заставляет молекулы воздуха двигаться быстрее в меньшем объеме, и разница давлений по сравнению в внешним заставит воздух быстро выходить наружу.
Поэтом считается, что - это источник энергии.
Наиболее распространенный вид компрессоров - поршневой компрессор. Он использует или очень маленькую, или очень высокую мощность.
Компрессоры имеют два элемента: сжимающий механизм и источник энергии для сжимающего механизма.
Энергия сжатия может быть взята от газа, от электродвигателя или от коробки отбора мощностей.
В воздушном компрессоре фактическую работу сжатия делают поршни, лопасти и рабочие колеса. Храня и сжимая воздух, преобразовывают механическую энергию в пневматическую. Производители воздушных компрессоров даже делают некоторые продукты, управляемые природным газом, который здорово уменьшает потребление энергии и стоимость.
Производители воздушных компрессоров предоставляют эффективный вид генератора энергии для различных пневматических энергосистем и производственных процессов. К примеру, в индустриальных установках компрессоры обеспечивают необходимым воздухом системы очистки воздуха, системы воздушных пробок, воздуходувки и системы для контроля темперетуры.
Процессы уборки становятся легче благодаря воздушным брандспойтам (воздушным компрессорам) или другим системам очистки. Воздушные брандспойты - также эффективный и быстрый и способ накачать шины велосипеда, автомобиля как дома дома, так и на газовых станциях.
На газовых станциях компрессоры используются для газовых насосов (бензонасосов).
В аэрографии (распылителях краски) также используют воздушные компрессоры - в автосалонах, частной и коммерческой аэрографии.
Воздушные компрессоры могут обеспечивать воздухом машины, различные инструменты и самые разные производственные процессы. Воздушные используют строительные компании, когда нужно дать энергию устройствам: отбойным молоткам, воздушным долотам, молотам и скальным дрелям.
Пескоструйные машины работают на сжатом воздухе. А так же различные инструменты, которые его используют, это - гвоздевые пистолеты, ленточно-шлифовальные станки, дрели, степлеры и пистолеты-распылители.
Эти довольно мощные приборы не имеют больших двигателей, и благодаря компрессорам, с ними легко работать и они мало весят.
Переведено с: aircompressors.bz
Использование поршневых компрессоров в промышленности стартовало еще в начале прошлого столетия. Это один из первых изобретенных типов компрессоров, который способствовал прогрессу и развитию производственных мощностей, с которыми мы имеем дело на сегодняшний день. Область применения компрессоров, которые используют силу движения поршня при сжатии рабочих сред, достаточно многообразна.
В поршневых компрессорах, сжатие среды происходит вследствие движения поршня. Когда компрессор работает, поршень движется вверх и вниз в цилиндре. Система клапанов используется, чтобы впустить сжимаемую среду в агрегат и выпустить затем сжатую среду.
Область применения определяется в первую очередь наличием неоспоримых преимуществ компрессоров данного типа.
Преимущества поршневых компрессоров:
- создание высокой степени сжатия (нижняя граница производительности без ограничений)
- высокий кпд
- относительная умеренная стоимость
- техническое обслуживание удобно (простое внутреннее устройство)
- возможность использования в качестве дожимного оборудования
Благодаря этим преимуществам можно предположить, что поршневой компрессор для воздуха или газа ещё долго будут использовать во многих технологических процессах в различных предприятиях.
Поршневые промышленные компрессоры используют в таких технологических процессах, где актуальны высокая надежность и работоспособность при длительной непрерывной эксплуатации.
Ниже представлены основные области применения промышленных поршневых компрессоров:
- установки для разделения воздуха
- биогаз
- химическая промышленность
- криогенная техника
- повышенное извлечение нефти из пластов
- защита окружающей среды и восстановительные природоохранные мероприятия
- этилен-оксид / гликоль
- производство удобрений
- производство продовольствия, напитков
- заполнение баллонов для сжатого газа
- нагнетание газа
- гидродесульфурация
- гидроочистка
- переработка газ промышленного назначения
- хранилище для природного газа
- нефтегазовая промышленность
- нефтехимическая промышленность
- очистка нефти
- заводы по производству полиэтилена
- производство полиэтилена низкой плотности
- производство полимеров
- производство полипропилена
- производство поликремния
- магистральных трубопроводах
- металлургия
- производство синтетического топлива
- подземное газохранилище
- процессы оксидирования
- поршневые компрессоры находили свое применение также в установках каталитического риформинга
- и прочее.
Поршневые промышленные компрессоры используют для сжатия следующих рабочих сред:
- воздух и различные некоррозивные газы и газовые смеси
- аммиак
- аргон
- бензол
- сухой газ
- бензол, толуол, ксилол
- двуокись углерода
- окись углерода
- криогенный газ
- пыленасыщенный газ
- этилен
- этиленвиниловый ацетат
- газы под высоким давлением
- высококоррозионные газы
- газообразные углеводороды
- водород
- хлороводород
- сероводород
- сжиженный природный газ
- сжиженный углеводородный газ
- смешанные газы
- природный газ
- кислород
- технологический воздух
- хладагенты
- толуол
- токсичные газы
- летучие горючие вещества
- ксилол
- и другие.
Создание безцилиндровой смазки открыло новые перспективы в применении поршневых компрессоров. В этом случае произошла смена уплотнителей поршня и сальников на самосмазываемый тип, с применением композиционных материалов, что в результате предотвращает износ цилиндров и штоков и как следствие обеспечивает правильно функционирующий технологический процесс на производстве.
Многие нефтеперерабатывающие заводы практикуют использование компрессоров без смазки цилиндров и сальников. Применение поршневых сухих компрессоров при производстве пропилена оправданно т.к не происходит адсорбирования масла на алюмогеле в процессе осушки пропилена.
Поршневые компрессоры хорошо зарекомендовали себя при работе со сжатым воздухом - важнейшим ресурсом большинства промышленных предприятий. Бесперебойное производство сжатого воздуха основное условие для нормального функционирования предприятия в целом.
Когда существует небольшая потребность в сжатом воздухе, актуальным становится использование полупрофессиональных поршневых установок и бытовых поршневых компрессоров. Бытовые поршневые компрессоры обычно используют в мастерских, занимающихся ремонтом, на станциях техобслуживания автомобильного транспорта, при строительных работах.
Их отличия компактный дизайн, приемлемая стоимость, работа в условиях малых и повышенных нагрузок. Одноступенчатые компрессоры для давлений преимущественно примерно до 8 бар, в то время как версии с несколькими ступенями могут производить до 16 бар. При этом режим работы с перерывами. Уровень нагрузки компрессора с воздушным охлаждением не должен превышать 60-70%. Некоторые производители рекомендуют максимальное время работы в день для таких установок до 4часов и после 2х минут работы желателен перерыв на 1,5 минуты.
Типичное применение:
- сушка
- подкачка
- покраска
- распыление воды
- гайковерты
- выдергивание гвоздей
- мойки высокого давления
- пескоструйная обработка
- забивание гвоздей и скобок
- профессиональный обдув
- профессиональное завинчивание
- профессиональная порошковая окраска
- пневматические ключи ударного действия и трещеточные ключи
- накачивание шин грузовых автомобилей
Некоторые бесшумные модели поршневых компрессоров устанавливают в помещениях, вблизи рабочих мест.
Типичным применением могут быть:
- распыление жидкостей в промышленных целях
- пневмомолотки и ключи ударного действия.
- профессиональные трещеточные ключи и мойки высокого давления.
- грунтовка под покраску.
Поршневые компрессоры как часть систем со сжатым воздухом используются в производстве продовольствия и напитков, например для очистки контейнеров (перед наполнением продуктом), автоматической сортировки продукции и систем упаковки продукции. Сжатый воздух используется здесь также в производственном процессе, таком как бутилирование.
Для некоторых применений наличие масла в сжатом воздухе не представляет проблемы. Но в некоторых ситуациях требуется воздух без содержания масла.
Безмасляные поршневые компрессоры обладают рядом преимуществ, таким как экологичность - нет утечек и разлития масла. Их безопасность подкрепляется в том числе отсутствием риска возгорания, связанным с разлитием масла вблизи электропроводов. Масло не аккумулируется в воздухосборнике. В таких компрессорах меньше составных частей, а это в свою очередь означает, что потребуется меньше запасных частей и меньше технического обслуживания в этой связи. Срок службы сопутствующего оборудования будет более долгим. На то, чтобы привести в движение безмаслянный поршневой компрессор требуется меньше энергии, а это делает применение таких компрессоров более экономичным для предприятия. Все эти преимущества заставляют пользователей делать выбор в пользу этого типа компрессоров.
Типичная область применения от пищевой промышленности и производства напитков, цифровой печати и сортировки риса до медицины и железнодорожной отрасли.
Некоторые компании нуждаются в сжатом воздухе, свободном от масла, чтобы в последствии использовать сжатый воздух для очистки чувствительных схемных плат. Сжатый воздух также может быть использован для очистки машин, которые вовлечены в производственный процесс, который напрямую связан с электрическими схемами.
Фармацевтические компании также уделяют большое внимание чистому воздуху в производственном процессе своей фармацевтической продукции. Безмасляные поршневые компрессоры находят свое применение в таких случаях.
В текстильной промышленности, сжатый воздух используется для текстильных станков с воздушными форсунками.
Такие безмасляные поршневые компрессоры можно встретить в медицинской отрасли. Как правило, такие компрессоры обладают компактными габаритами и малым весом, что позволяет перемещать их на любые расстояния и в любом положении.
Безмасляные компрессоры также нужны при производстве мягкой и корпусной мебели, небольших окрасочных работ, для питания стоматологических устройств.
Компрессором называют любое приспособление, которое предназначено для сжатия и подачи воздуха, а также других газов под давлением. Где используется это устройство?
Автомобильные инженеры, создатели гоночных авто и просто любители скорости все время работают над увеличением мощности двигателей. Одним из способов ее увеличения есть строительство мотора большого внутреннего объема, но большие двигатели много весят и кроме того затраты на их производство и содержание очень высоки.
Фото. ProCharger D1SC – центробежный компрессор
Второй способ увеличения интенсивности двигателя – это создание агрегата стандартного размера, но более эффективного в использовании. Более эффективной отдачи можно добиться при нагнетании большего объема воздуха в камеру сгорания, которое позволяет подать в цилиндр больше топлива, а значит достичь большей мощности за счет высокого давления и соответственно сильного выброса газа. Именно компрессор, который также называют нагнетателем, позволяет усилить подачу воздуха и увеличить мощность двигателя.
Кроме компрессора существует еще турбокомпрессор. Отличия между этими двумя устройствами состоят в способе извлечения энергии. Обычный компрессор приводится в действие энергией, которая передается от коленчатого вала мотора через ременный или цепной привод механическим путем. Что касается турбокомпрессора, то она работает благодаря сжатому потоку выхлопных газов, вращающих турбину.
Как работает компрессор
Для того чтобы понять как работает данный механизм, рассмотрим схему работы обычного четырехтактного двигателя внутреннего сгорания. С движением вниз поршня создается разрежение воздуха, который под действием атмосферного давления поступает в камеру сгорания. После поступления воздуха в двигатель он объединяется с топливной смесью и создает заряд, который можно трансформировать в полезную кинетическую энергию в результате горения. Горение создает свеча зажигания. Как только происходит реакция окисления топлива, выбрасывается большой объем энергии. Сила этого взрыва приводит в движение поршень, а сила этого движения поступает на колеса, заставляя их вращаться.
Более плотный поток топливно-воздушной смеси в заряд будет создавать более сильные взрывы. Но стоит понимать, что для сжигания конкретного количества топлива требуется определенное количество кислорода. Правильным считается соотношение: 14 частей воздуха к 1 части атмосферного воздуха. Эта пропорция имеет очень большое значение для эффективной работы силового агрегата автомобиля и выражает собой правило: “для того чтобы сжечь больше топлива нужно подать больше воздуха”.
В этом и состоит работа компрессора. Он сжимает воздух на входе в двигатель, позволяя наполнять двигатель большому его количеству и создавать повышение давления. Вместе с этим в двигатель может поступать большее количество топлива, вызывая увеличение мощности. В среднем компрессор прибавляет 46% мощности и 31% крутящего момента.
Механический нагнетатель запускается с помощью приводного ремня, обернутого вокруг шкива, который подключен к ведущей шестерне. Ведущая шестерня привод в движение шестерню нагнетателя. Ротор компрессора впускает воздух, сжимает его и вбрасывает во впускной коллектор. Скорость вращения компрессора составляет 50 – 60 тысяч оборотов в минуту. В результате нагнетатель увеличивает подачу воздуха в двигатель машины примерно на 50%.
Так как горячий воздух сжимается, он теряет свою плотность и не может сильно расшириться во время взрыва. В этом случае он не может отдать столько же энергии, сколько производится при возгорании свечой зажигания более прохладной топливно-воздушной смеси. Можно сделать вывод, что для того чтобы нагнетатель работал с максимальной отдачей сжатый воздух на выходе из устройства должен быть охлажден. Процессом охлаждения воздуха занимается интеркулер. Горячий воздух охлаждается в трубках интеркулера с помощью холодного воздуха или холодной жидкости, в зависимости от вида механизма. Снижение температуры воздуха, увеличивая его плотность, делает сильнее заряд, который поступает в камеру сгорания.
Виды компрессоров
Компрессоры бывают трех видов: двухвинтовые, роторные и центробежные. Основное отличие между ними состоит в способе подачи воздуха во впускной коллектор автомобильного двигателя.
Двухвинтовый нагнетатель состоит из двух роторов, внутри которых циркулирует воздух. Эта конструкция создает много шума в виде свиста сжатого воздуха, который приглушают специальными методами шумоизоляции двигателя.
Фото. Двухвинтовой компрессор
Роторный нагнетатель расположен, как правило, в верхней части автомобильного двигателя и состоит из вращающихся кулачковых валов, которые перемещают атмосферный воздух во впускной коллектор. Он имеет большой вес и значительно утяжеляет вес транспортного средства. Кроме того, воздушный поток в данном виде компрессора имеет прерывистую структуру, что делает его наименее эффективным по сравнению с другими видами компрессоров.
Фото. Роторный компрессор
Центробежный нагнетатель – наиболее эффективен для принудительного повышения давления внутри двигателя машины. Он представляет собой крыльчатку, вращающуюся с огромной силой и нагнетающую воздух в небольшой корпус компрессора. Центробежная сила выталкивает воздух к краю крыльчатки, заставляя его с огромной скоростью покидать ее полость. Маленькие лопатки, расположенные вокруг крыльчатки преобразуют высокоскоростной поток воздуха с низким давлением в низкоскоростной поток с высоким давлением.
Фото. Центробежный компрессор
Достоинства компрессора
Основным достоинством компрессора является, естественно, увеличение мощности двигателя транспортного средства. Эксперты считают механические нагнетатели несколько лучше турбированных, потому что двигатели, оборудованные ими, не имеют задержки реакции в ответ на нажатие водителем педали газа, потому что механические компрессоры приводятся в движение непосредственно от коленчатого вала двигателя. Турбокомпрессоры в свою очередь подвержены отставанию, так как выхлопные газы набирают скорость нужную для раскручивания турбин лишь после истечения некоторого времени.
Недостатки двигателей
Так как компрессор запускается с помощью коленчатого вала мотора, это немного уменьшает мощность силового агрегата. Компрессор увеличивает нагрузку двигателя, поэтому последний должен быть крепким настолько, чтобы выдерживать сильные взрывы в камере сгорания. Современные автопроизводители учитывают это условие и создают более сильные узлы для моторов, предназначенных для работы в паре с компрессором, что повышает стоимость автомобиля, а также стоимость его технического обслуживания.
В целом нагнетатели – это наиболее эффективный способ добавить двигателю транспортного средства лошадиных сил или мощности другими словами. Компрессор может добавить от 50 до 100% мощности, поэтому его часто устанавливают на свои авто гонщики и приверженцы высокоскоростной езды.
Что такое компрессор мы узнали благодаря изобретению насоса с поршнем ставшего прототипом современного устройства. Изобрел компрессор немецкий физик Отто фон Герике проживавший еще в 17 веке. В 18 и 19 веках прототип современной энергетической машины для повышения давления способствовал развитию металлургии и горнорудной промышленности.
Основная задача тогда еще называемых воздуходувных машин в металлургии состояла в подаче воздуха в доменные печи, позже мартены или же конвертеры чтобы обеспечить полноценный процесс горения.
Сейчас, что такое компрессор – устройство создающее давление на выходе выше атмосферного.
Виды компрессоров по принципу действия
По принципу действия или особенностью процесса повышения давления виды компрессоров зависят от конструкции устройства и делятся на две большие группы: объёмные и динамические.
- Объёмного принципа действия рабочий процесс осуществляется в результате изменения объёма камеры и подразделяются на поршневые, винтовые, роторно-шестерёнчатые, мембранные, катящимся ротором, жидкостно-кольцевые, спиральные и т.п.
- Принцип динамического действия заключается во взаимодействии вращающихся лопаток с подводимым газом, и делятся на центробежные и осевые.
Интересно применение вида компрессоров в двигателях внутреннего сгорания, где они уже стали составляющей самолетов. Известно, что самолеты летают на больших высотах, где значительно меньше кислорода доступно для сгорания. Внедрение энергетических машин для повышения давления в качестве нагнетателей воздуха позволило самолетам летать на большой высоте без снижения мощности двигателей.
По такому же принципу работают и аналогичные устройства на некоторых современных автомобилях. Они получают энергию непосредственно от вала двигателя и способствуют подаче в камеру сгорания топлива для увеличения мощности.
Понятно, чтобы увеличить мощность мотора автомобиля необходимо либо увеличить объем камеры сгорания, либо количества сгораемого топлива. Увеличение объема камеры сгорания и в целом двигателя не всегда целесообразно. Легче увеличить количество топлива, однако для сгорания топлива необходимо определенное количество кислорода, которого недостаточно при обычном давлении. И вот здесь на помощь приходит вид компрессора, который сжимая, вводит под давлением большее количество воздуха с кислородом и, таким образом, мощность двигателя резко увеличивается.
Применятся различные виды компрессоров в разнотипных установках: химических, холодильных, энергетических, автомастерских, для пневмоинструмента, установки для стоматологических кабинетов, общего и домашнего назначения, например, при заваривании кофе даже в кофемашине.
В такого типа устройствах нуждается и оборудование для производства пищевых продуктов и упаковок.
Применяются такие энергетические машины для повышения давления на промышленных предприятиях начиная от мощных автоматов дожимных типов компрессоров, станций, состоящих из многих блоков низкого и высокого давления, систем для осушения, очищения и охлаждения воздуха, имеющих единое управление и контроль до автоматических установок выдува с устройствами низкого давления.
