Навіщо потрібний повітряний компресор. Застосування поршневих компресорів на сучасних підприємствах
Навіщо потрібні поршневі компресори?
Повітряні поршневі компресори. механічні пристрої, що використовуються для стиснення повітря з атмосфери за рахунок зменшення його обсягу. Стиснене повітря зберігається в ємності для зберігання або випускається в систему тиску - в роботу.
Процес стиснення повітря змушує повітряні молекули рухатися швидше меншому обсязі, і подальше зниження зовнішнього тиску змусить повітря швидко виходити назовні.
Ось чому стиснене повітря - джерело енергії. Найпоширеніший тип компресорів - , який використовує дуже маленьку або дуже високу потужність.
Компресори мають два компоненти: механізм стиснення та джерело енергії для механізму стиснення.
Енергія для стиснення може бути взята від газу, електричного двигуна або від коробки відбору потужностей.
Різні механізми стиснення, які роблять фактичну роботу стиснення це поршні, лопаті та робочі колеса. Зберігаючи та стискаючи повітря, повітряні компресори перетворюють механічну енергію на пневматичну енергію. навіть роблять деякі продукти, керовані природним газом, який сильно зменшує вартість та споживання енергії.
Виробники повітряних і в тому числі поршневих компресорівзабезпечують ефективний типгенератора енергії для різних виробничих процесів та пневматичних енергосистем. Наприклад, в індустріальних установках компресори забезпечують необхідне повітря повітряні системиочищення, системи повітряних пробок, повітродувки та системи контролю температури.
Повітряні компресори роблять процеси збирання легшими з повітряними брандспойтами або іншими системами очищення. Повітряні брандспойти від компресорів - також швидкий і ефективний спосібнакачати шини велосипеда, автомобіля як вдома, так і на газових станціях.
Газові станції використовують компресори для газових насосів(бензонасосів).
В аерографії (розпилювачах фарби) також використовують повітряні компресори - в автосалонах, комерційній та приватній аерографі.
Піскоструминні машини працюють на стислому повітрі. Інші інструменти, які використовують стиснене повітря, включають цвяхові пістолети, стрічково-шліфувальні верстати, дрилі, степлери та пістолети-розпилювачі.
Ці потужні прилади не мають великих двигунів, і завдяки компресорам вони легкі і з ними легко працювати.
Де використовуються повітряні компресори?
Повітряні компресори – це механічні пристрої, що використовуються для стиснення атмосферного повітря зменшенням його об'єму. Стиснене повітря нагнітається в ємність для зберігання або випускається в систему тиску - для роботи.
Процедура стиснення повітря змушує молекули повітря рухатися швидше в меншому обсязі, і різниця тисків порівняно з зовнішнім змусить повітря швидко виходити назовні.
Тому вважається, що це джерело енергії.
Найбільш поширений вид компресорів – поршневий компресор. Він використовує або дуже маленьку або дуже високу потужність.
Компресори мають два елементи: стискаючий механізм та джерело енергії для стискаючого механізму.
Енергія стиснення може бути взята від газу, електродвигуна або від коробки відбору потужностей.
У повітряному компресорі фактичну роботу стиску роблять поршні, лопаті та робочі колеса. Зберігаючи та стискаючи повітря, перетворюють механічну енергію на пневматичну. Виробники повітряних компресорів навіть роблять деякі продукти, керовані природним газом, який зменшує споживання енергії і вартість.
Виробники повітряних компресорів надають ефективний виглядгенератора енергії для різних пневматичних енергосистем та виробничих процесів. Наприклад, в індустріальних установках компресори забезпечують необхідним повітрям системи очищення повітря, системи повітряних пробок, повітродувки та системи контролю температури.
Процеси збирання стають легшими завдяки повітряним брандспойтам (повітряним компресорам) або іншим системам очищення. Повітряні брандспойти - також ефективний і швидкий спосіб накачати шини велосипеда, автомобіля як вдома, так і на газових станціях.
На газових станціях компресори застосовуються для газових насосів (бензонасосів).
В аерографії (розпилювачі фарби) також використовують повітряні компресори - в автосалонах, приватній та комерційній аерографії.
Повітряні компресори можуть забезпечувати повітрям машини, різні інструментиі різні виробничі процеси. Повітряні використовують будівельні компанії, коли потрібно дати енергію пристроям: відбійним молоткам, повітряним долотам, молотам та скельним дрилям.
Піскоструминні машини працюють на стислому повітрі. А також різні інструменти, які його використовують, це - цвяхові пістолети, стрічково-шліфувальні верстати, дрилі, степлери та пістолети-розпилювачі.
Ці досить потужні прилади не мають великих двигунів і завдяки компресорам з ними легко працювати і вони мало важать.
Перекладено з: aircompressors.bz
Використання поршневих компресорів у промисловості стартувало ще на початку минулого сторіччя. Це один із перших винайдених типів компресорів, який сприяв прогресу та розвитку виробничих потужностей, з якими ми маємо справу на сьогоднішній день. Область застосування компресорів, які використовують силу руху поршня при стисканні робочих середовищ, досить різноманітна.
У поршневих компресорах стиснення середовища відбувається внаслідок руху поршня. Коли компресор працює, поршень рухається вгору та вниз у циліндрі. Система клапанів використовується, щоб впустити стисло середовище в агрегат і випустити потім стиснуте середовище.
Область застосування визначається насамперед наявністю незаперечних переваг компресорів цього типу.
Переваги поршневих компресорів:
- створення високого ступеня стиснення (нижня межа продуктивності без обмежень)
- високий ккд
- відносна помірна вартість
- технічне обслуговування зручне (просте внутрішній пристрій)
- можливість використання як дожимне обладнання
Завдяки цим перевагам можна припустити, що поршневий компресор для повітря чи газу ще довго використовуватимуть у багатьох технологічних процесах у різних підприємствах.
Поршневі промислові компресоривикористовують у таких технологічних процесах, де актуальні висока надійність та працездатність при тривалій безперервній експлуатації.
Нижче представлені основні сфери застосування промислових поршневих компресорів:
- установки для поділу повітря
- біогаз
- хімічна промисловість
- кріогенна техніка
- підвищений витяг нафти з пластів
- захист довкіллята відновлювальні природоохоронні заходи
- етилен-оксид/гліколь
- виробництво добрив
- виробництво продовольства, напоїв
- заповнення балонів для стисненого газу
- нагнітання газу
- гідродесульфурація
- гідроочищення
- переробка газ промислового призначення
- сховище для природного газу
- нафтогазова промисловість
- нафтохімічна промисловість
- очищення нафти
- заводи з виробництва поліетилену
- виробництво поліетилену низької щільності
- виробництво полімерів
- виробництво поліпропілену
- виробництво полікремнію
- магістральних трубопроводах
- металургія
- виробництво синтетичного палива
- підземне газосховище
- процеси оксидування
- поршневі компресори знаходили своє застосування також в установках каталітичного риформінгу
- та інше.
Поршневі промислові компресори використовують для стиснення наступних робочих середовищ:
- повітря та різні некорозивні гази та газові суміші
- аміак
- аргон
- бензол
- сухий газ
- бензол, толуол, ксилол
- двоокис вуглецю
- окис вуглецю
- кріогенний газ
- пиленасичений газ
- етилен
- етиленвініловий ацетат
- гази під високим тиском
- висококорозійні гази
- газоподібні вуглеводні
- водень
- хлороводень
- сірководень
- скраплений природний газ
- скраплений вуглеводневий газ
- змішані гази
- природний газ
- кисень
- технологічне повітря
- холодоагенти
- толуол
- токсичні гази
- леткі горючі речовини
- ксилол
- та інші.
Створення безциліндрового мастила відкрило нові перспективи застосування поршневих компресорів. У цьому випадку відбулася зміна ущільнювачів поршня і сальників на самозмащувальний тип, із застосуванням композиційних матеріалів, що в результаті запобігає зношуванням циліндрів і штоків і як наслідок забезпечує правильно функціонуючий технологічний процесна виробництві.
Багато нафтопереробних заводів практикують використання компресорів без мастила циліндрів і сальників. Застосування поршневих сухих компресорів при виробництві пропілену виправдано тому, що не відбувається адсорбування масла на алюмогелі в процесі осушення пропілену.
Поршневі компресори добре зарекомендували себе при роботі зі стисненим повітрям. найважливішим ресурсомБільшість промислових підприємств. Безперебійне виробництво стиснутого повітряосновна умова для нормального функціонуванняпідприємства загалом.
Коли існує невелика потреба в стиснутому повітрі, актуальним стає використання напівпрофесійних установок поршневих і побутових поршневих компресорів. Побутові поршневі компресори зазвичай використовують у майстернях, що займаються ремонтом, на станціях технічного обслуговування автомобільного транспорту, при будівельних роботах.
Їх відмінності компактний дизайн, прийнятна вартість, робота в умовах малих та підвищених навантажень. Одноступінчасті компресори для тисків переважно приблизно до 8 бар, тоді як версії з кількома ступенями можуть виробляти до 16 бар. У цьому режим роботи з перервами. Рівень навантаження компресора з повітряним охолодженнямні перевищувати 60-70%. Деякі виробники рекомендують максимальний час роботи в день для таких установок до 4-х годин і після 2-х хвилин роботи бажана перерва на 1,5 хвилини.
Типове застосування:
- сушка
- підкачування
- фарбування
- розпилення води
- гайковерти
- висмикування цвяхів
- мийки високого тиску
- піскоструйна обробка
- забивання цвяхів та дужок
- професійне обдування
- професійне загвинчування
- професійне порошкове забарвлення
- пневматичні ключі ударної дії та тріскачкові ключі
- накачування шин вантажних автомобілів
Деякі безшумні моделі поршневих компресорів встановлюють у приміщеннях поблизу робочих місць.
Типовим застосуванням можуть бути:
- розпилення рідин у промислових цілях
- пневмомолотки та ключі ударної дії.
- професійні тріскачкові ключі та мийки високого тиску.
- ґрунтовка під фарбування.
Поршневі компресори як частина систем зі стисненим повітрям використовуються у виробництві продовольства та напоїв, наприклад, для очищення контейнерів (перед наповненням продуктом), автоматичного сортування продукції та систем упаковки продукції. Стиснене повітря використовується тут також у виробничому процесі, Такому як бутилювання.
Для деяких застосувань наявність олії в стислому повітрі не становить проблеми. Але в деяких ситуаціях потрібне повітря без вмісту олії.
Безмасляні поршневі компресори мають ряд переваг, таких як екологічність - немає витоків та розлиття олії. Їхня безпека підкріплюється у тому числі відсутністю ризику займання, пов'язаним із розлиттям олії поблизу електропроводів. Олія не акумулюється в повітрозбірнику. У таких компресорах менше складових частин, а це у свою чергу означає, що потрібно менше запасних частин і менше технічне обслуговуванняв зв'язку з цим. Термін служби супутнього обладнання буде більшим. На те, щоб надати руху безмасляний поршневий компресор потрібно менше енергії, а це робить застосування таких компресорів більш економічним для підприємства. Всі ці переваги змушують користувачів робити вибір на користь цього компресорів.
Типова сфера застосування від харчової промисловостіта виробництва напоїв, цифрового друку та сортування рису до медицини та залізничної галузі.
Деякі компанії потребують стисненого повітря, вільного від масла, щоб згодом використовувати стиснене повітря для очищення чутливих схемних плат. Стиснене повітря також може бути використане для очищення машин, які залучені до виробничого процесу, який безпосередньо пов'язаний з електричними схемами.
Фармацевтичні компанії також приділяють велику увагу чистому повітріу виробничому процесі своєї фармацевтичної продукції. Безмасляні поршневі компресори знаходять своє застосування у таких випадках.
У текстильній промисловості стиснене повітря використовується для текстильних верстатів з повітряними форсунками.
Такі безмасляні поршневі компресори можна зустріти у медичній галузі. Як правило, такі компресори мають компактні габарити і малу вагу, що дозволяє переміщати їх на будь-які відстані і в будь-якому положенні.
Безмасляні компресори також потрібні при виробництві м'яких та корпусних меблів, невеликих. фарбувальних робітдля живлення стоматологічних пристроїв.
Компресором називають будь-який пристрій, який призначений для стиснення та подачі повітря, а також інших газів під тиском. Де використовується цей пристрій?
Автомобільні інженери, творці гоночних авто та просто любителі швидкості постійно працюють над збільшенням потужності двигунів. Одним із способів її збільшення є будівництво мотора великого внутрішнього об'єму, але великі двигуни багато важать і, крім того, витрати на їх виробництво і утримання дуже високі.
Фото. ProCharger D1SC – відцентровий компресор
Другий спосіб збільшення інтенсивності двигуна – це створення агрегату стандартного розміру, але більш ефективного у використанні. Більш ефективної віддачі можна досягти при нагнітанні більшого обсягу повітря в камеру згоряння, яке дозволяє подати в циліндр більше палива, а значить досягти більшої потужності за рахунок високого тиску і сильного викиду газу. Саме компресор, який також називають нагнітачем, дозволяє посилити подачу повітря та збільшити потужність двигуна.
Крім компресора, існує ще турбокомпресор. Відмінності між цими двома пристроями полягають у способі отримання енергії. Звичайний компресор приводиться в дію енергією, яка передається від колінчастого валу двигуна через ремінний або ланцюговий привід механічним шляхом. Що стосується турбокомпресора, то вона працює завдяки стиснутому потоку вихлопних газів, що обертають турбіну.
Як працює компресор
Для того щоб зрозуміти, як працює даний механізм, розглянемо схему роботи звичайного чотиритактного двигуна. внутрішнього згоряння. З рухом вниз поршня створюється розрідження повітря, яке під дією атмосферного тискунадходить у камеру згоряння. Після надходження повітря в двигун він поєднується з паливною сумішшю і створює заряд, який можна трансформувати в корисну кінетичну енергію в результаті горіння. Горіння створює свічка запалювання. Як тільки відбувається реакція окиснення палива, викидається великий обсяг енергії. Сила цього вибуху рухає поршень, а сила цього руху надходить на колеса, змушуючи їх обертатися.
Більш щільний потік паливно-повітряної суміші в заряд створюватиме сильніші вибухи. Але варто розуміти, що для спалювання конкретної кількості палива потрібна певна кількість кисню. Правильним вважається співвідношення: 14 частин повітря до 1 частини атмосферного повітря. Ця пропорція має дуже велике значеннядля ефективної роботисилового агрегату автомобіля і виражає собою правило: "для того, щоб спалити більше палива, потрібно подати більше повітря".
У цьому полягає робота компресора. Він стискає повітря на вході в двигун, дозволяючи наповнювати двигун велику його кількість і створювати підвищення тиску. Разом з цим двигун може надходити Велика кількістьпалива, викликаючи збільшення потужності. У середньому компресор додає 46% потужності і 31% крутного моменту.
Механічний нагнітач запускається за допомогою приводного ременя, оберненого навколо шківа, який підключений до шестерні. Провідна шестерня приводить у рух шестерню нагнітача. Ротор компресора впускає повітря, стискає його та вкидає у впускний колектор. Швидкість обертання компресора становить 50 – 60 тисяч обертів за хвилину. В результаті нагнітач збільшує подачу повітря у двигун машини приблизно на 50%.
Оскільки гаряче повітря стискається, він втрачає свою щільність і може сильно розширитися під час вибуху. В цьому випадку він не може віддати стільки ж енергії, скільки виробляється при загорянні свічкою запалювання більш прохолодної паливно-повітряної суміші. Можна зробити висновок, що для того, щоб нагнітач працював з максимальною віддачею, стиснене повітря на виході з пристрою має бути охолодженим. Процесом охолодження повітря займається інтеркулер. Гаряче повітряохолоджується у трубках інтеркулера за допомогою холодного повітря або холодної рідини, залежно від виду механізму. Зниження температури повітря, збільшуючи його щільність, робить сильнішим заряд, який надходить у камеру згоряння.
Види компресорів
Компресори бувають трьох видів: двогвинтові, роторні та відцентрові. Основна відмінність між ними полягає у способі подачі повітря у впускний колектор автомобільного двигуна.
Двогвинтовий нагнітач складається з двох роторів, усередині яких циркулює повітря. Ця конструкція створює багато шуму у вигляді свисту стисненого повітря, яке приглушують спеціальними методами шумоізоляції двигуна.
Фото. Двохвинтовий компресор
Роторний нагнітач розташований, як правило, у верхній частині автомобільного двигуна і складається з кулачкових валів, що обертаються, які переміщують атмосферне повітря у впускний колектор. Він має велику вагу і значно ускладнює вагу транспортного засобу. Крім того, повітряний потік у даному виді компресора має уривчасту структуру, що робить його найменш ефективним у порівнянні з іншими видами компресорів.
Фото. Роторний компресор
Відцентровий нагнітач – найефективніший для примусового підвищення тиску всередині двигуна машини. Він є крильчаткою, що обертається з величезною силою і нагнітає повітря в невеликий корпус компресора. Відцентрова сила виштовхує повітря до краю крильчатки, змушуючи його з величезною швидкістю залишати її порожнину. Маленькі лопатки, розташовані навколо крильчатки, перетворять високошвидкісний потік повітря з низьким тиском в низькошвидкісний потік з високим тиском.
Фото. Відцентровий компресор
Переваги компресора
Основною перевагою компресора є, природно, збільшення потужності двигуна транспортного засобу. Експерти вважають механічні нагнітачі дещо кращими за турбовані, тому що двигуни, обладнані ними, не мають затримки реакції у відповідь на натискання водієм педалі газу, тому що механічні компресори наводяться в рух безпосередньо від колінчастого валу двигуна. Турбокомпресори у свою чергу схильні до відставання, так як вихлопні гази набирають швидкість потрібну для розкручування турбін лише після закінчення деякого часу.
Недоліки двигунів
Так як компресор запускається за допомогою колінчастого валу двигуна, це трохи зменшує потужність силового агрегату. Компресор збільшує навантаження двигуна, тому останній повинен бути настільки міцним, щоб витримувати сильні вибухи в камері згоряння. Сучасні автовиробники враховують цю умову та створюють сильніші вузли для моторів, призначених для роботи в парі з компресором, що підвищує вартість автомобіля, а також вартість його технічного обслуговування.
Загалом нагнітачі – це найефективніший спосіб додати двигуну транспортного засобу кінських сил чи потужності іншими словами. Компресор може додати від 50 до 100% потужності, тому його часто встановлюють на свої авто гонщики та прихильники високошвидкісної їзди.
Що таке компресор ми дізналися завдяки винаходу насоса з поршнем прототипом, що став. сучасного пристрою. Винайшов компресор німецький фізик Отто фон Геріке, який проживав ще в 17 столітті. У 18 та 19 століттях прототип сучасної енергетичної машини для підвищення тиску сприяв розвитку металургії та гірничорудної промисловості.
Основне завдання тоді ще званих повітродувних машин у металургії полягало в подачі повітря в доменні печі, пізніше мартени або конвертери щоб забезпечити повноцінний процес горіння.
Зараз, що таке компресор - пристрій, що створює тиск на виході вище атмосферного.
Види компресорів за принципом дії
За принципом дії або особливістю процесу підвищення тиску види компресорів залежать від конструкції пристрою та поділяються на дві великі групи: об'ємні та динамічні.
- Об'ємного принципу дії робочий процес здійснюється в результаті зміни об'єму камери і поділяються на поршневі, гвинтові, роторно-шестерні, мембранні, ротором, що котиться, рідинно-кільцеві, спіральні і т.п.
- Принцип динамічної дії полягає у взаємодії обертових лопаток з газом, що підводиться, і діляться на відцентрові та осьові.
Цікаво застосування виду компресорів у двигунах внутрішнього згоряння, де вони вже стали складовою літаків. Відомо, що літаки літають на висотах, де значно менше кисню доступно для згоряння. Впровадження енергетичних машин для підвищення тиску як нагнітач повітря дозволило літакам літати на великій висоті без зниження потужності двигунів.
За таким же принципом працюють аналогічні пристрої на деяких сучасних автомобілях. Вони отримують енергію безпосередньо від валу двигуна та сприяють подачі в камеру згоряння палива для збільшення потужності.
Зрозуміло, щоб збільшити потужність мотора автомобіля необхідно або збільшити об'єм камери згоряння або кількості палива, що згоряється. Збільшення об'єму камери згоряння та в цілому двигуна не завжди доцільне. Легше збільшити кількість палива, проте для згоряння палива потрібна певна кількість кисню, якого недостатньо при звичайному тиску. І ось тут на допомогу приходить вид компресора, який стискаючи, вводить під тиском більше повітря з киснем і, таким чином, потужність двигуна різко збільшується.
Застосовуються різні видикомпресорів у різнотипних установках: хімічних, холодильних, енергетичних, автомайстерень, для пневмоінструменту, установки для стоматологічних кабінетів, загального та домашнього призначення, наприклад, при заварюванні кави навіть у кавомашині.
Таких пристроїв потребує і обладнання для виробництва харчових продуктівта упаковок.
Застосовуються такі енергетичні машини для підвищення тиску на промислових підприємствах, починаючи від потужних автоматів дожимних типів компресорів, станцій, що складаються з багатьох блоків низького та високого тиску, систем для осушення, очищення та охолодження повітря, що мають єдине управління та контроль. автоматичних установоквидування з пристроями низького тиску.
