Можно ли использовать воздушный компрессор для сжатия других газов

20.05.2019

Компрессоры это механические устройства, используемые для увеличения давления в различных сжимаемых жидкостях или газах (чаще это воздух). Они используются во всех отраслях промышленности для обеспечения помещений или приборов воздухом. Для питания пневматических инструментов, распылителей краски, фазового сдвига хладагентов, кондиционирования воздуха и охлаждения, доставки газа по трубопроводам и т. д.

Как и насосы, компрессоры делятся на центробежные (динамические или кинетические) и объемные типы. Однако в отличие от преобладания динамического типа насосов компрессоры чаще встречаются объемного типа. Размеры могут варьироваться от насоса, который надувает шины, до гигантских поршневых или турбокомпрессорных машин, использующиеся в трубопроводном обслуживании.

Компрессоры различаются по методу генерации сжатого воздуха или газа.

• Поршневой
• Мембранный
• Винтовой
• Пластинчатый
• Спиральный
• Роторный
• Центробежный
• Осевой

Поршневой компрессор

Поршневые компрессоры полагаются на возвратно-поступательное действие одного или нескольких поршней для сжатия газа в цилиндре (или цилиндрах) и выгрузки его через клапан в резервуары высокого давления. Во многих случаях резервуар и компрессор монтируются в общую раму или полозья в виде сборочного блока.

В то время как главная функция поршневых типов — это производство сжатого воздуха как источник энергии, они также используются для передачи природного газа по трубопроводу. Выбор агрегатов такого типа, как правило, основывается на необходимом давлении и скорости потока.

Для достижения более высокого давления одноступенчатого компрессора не хватит, поэтому используются двухступенчатые. Сжатый воздух, проходя через вторую ступень, заранее охлаждается при прохождении через первую ступень.

Говоря о температуре, многие поршневые компрессоры предназначены для работы по включению, а не непрерывно. Такие циклы позволяют нивелироваться теплу, произведенному во время деятельности, в большинстве случаев, через охладительные каналы.

Поршневые типы выпускаются двух видов конструкций: масляные и безмасляные. Безмасляные типы подходят для случаев, когда требуется воздух без примесей наилучшего качества.

Мембранный компрессор

Мембранный компрессор похож внешне на поршневые модели и использует концентрически расположенный двигатель, который колеблет гибкий диск. Он попеременно расширяет и сжимает компрессионную камеру. Как и мембранный насос, привод герметизируется от попадания жидкости гибким диском, и, таким образом, никакая жидкость не сможет контактировать с газом.

Воздушные мембранные типы – это агрегаты малой емкости, которые применяются при необходимости в очень чистом воздухе без примесей, например, в лабораториях или медицинских учреждениях.

Винтовой компрессор

Винтовые компрессоры это роторные машины, которые могут работать в течение всего дня, что делает их хорошим вариантом для применений в строительстве или прокладки дорог. Он цепляет ведущие и ведомые роторы, которые втягивают газ внутри в сторону привода, сжимают его до тех пор, пока роторы не сформируют клетку, и газ не выйдет вдоль по оси через отверстие на конце аппарата.

Роторное действие винтового типа делает его более тихим по сравнению с поршневыми компрессорами вследствие уменьшенной вибрации. Еще одним преимуществом такого вида над поршневым типом является функция выпуска воздуха без вибрации. Такие аппараты могут использовать в качестве смазки масло или воду. Однако при использовании масла агрегату может потребоваться частая диагностика.

Пластинчатый компрессор

Пластинчатый компрессор работает с помощью серии пластин, установленных в роторе, которые движутся вдоль внутренней стенки аппарата. Лопасти, по мере того как они вращаются от стороны входа к стороне выхода газа, сокращают радиус по которому крутятся, сжимая захваченный газ (воздух). Лопасти скользят по масляной пленке, которая образуется на стенке внутренней полости аппарата, обеспечивая герметизацию.

Пластинчатый тип не сможет производить безмасляный воздух, но они способны обеспечивать сжатый воздух без колебаний и толчков. Они относительно тихие, надежные, и способны работать без перерыва довольно долгое время. Компрессоры используются во многих «безвоздушных» видов работ, например, в нефте- и газо- и других обрабатывающих промышленностях.

Спиральный компрессор

Спиральные компрессоры используют неподвижные и вращающиеся спирали, которые уменьшают расстояние друг между другом по мере того как подвижные спирали обводят неподвижные. Вход газа осуществляется на внешнем крае спиралей, и газ выходит рядом с центром. Из-за того, что спирали не контактируют, дополнительная смазка не требуется, что позволяет такому типу производить безмасляный воздух.

Однако, поскольку масло не используется для снижения температуры после сжатия, как в других типах, мощности спиральных компрессоров несколько ограничены. Спирали часто используются в маломощных агрегатах и домашних кондиционерах.

Роторный компрессор

Роторные компрессоры — высокообъемные, приборы низкого давления более известные как воздуходувки. Два ротора вращаются в противоположном направлении. По мере того как каждый ротор проходит мимо места входа воздуха, он зацепляет его и несет к месту выхода. Во время того как газ подходит к месту выхода он сжимается под давлением и вытесняется.

Роторно-пластинчатый тип включает в себя два сцепленных между собой ротора, смонтированных на параллельных валах. В двухлопастном компрессоре каждый ротор имеет две пластины (четыре пластины на аппарат). В трехлопастной машине каждый ротор имеет три пластины (шесть пластин на аппарат).

Центробежный компрессор

Центробежные компрессоры работают на высокоскоростных насосообразных турбинах для того чтобы придать скорость газам для увеличения давления. Они применяются в основном в высокообъемных работах, например, коммерческих холодильных аппаратах мощностью больше 100 л.с.

Почти идентичные по конструкции центробежным насосам, центробежные типы увеличивают скорость газа, выбрасывая его наружу под действием вращающейся турбины. Газ расширяет в спиральной камере, где уменьшается скорость движения и увеличивается давление.

Центробежные компрессоры имеют низкий коэффициент сжатия, но они захватываю большие объемы газа. Большинство центробежных типов используют несколько этапов для того чтобы улучшить коэффициент компрессии. В этих многоступенчатых компрессорах газ обычно проходит через промежуточный охладитель между ступенями.

Осевой компрессор

Осевой компрессор достигает самых больших объемов производимого воздуха, колеблясь от 8 тысяч до 13 миллионов кфм в промышленных агрегатах. Реактивные двигатели используют компрессоры такого рода для производства объемов в еще более широком диапазоне.

В большей степени, чем центробежные компрессоры, осевые используют многоступенчатую конструкцию из-за их относительно низких коэффициентов сжатия. Как и центробежные, осевые типы увеличивают давление, сперва увеличивая скорость газа. Осевые компрессоры затем замедляют газ, пропуская его через изогнутые неподвижные лопасти, что увеличивает его давление.

Варианты питания и топлива

Воздушные компрессоры могут работать от электричества, как правило на 12 вольтах или 24 вольтах постоянного тока. Компрессоры также работают от стандартных уровней напряжения переменного тока в 120В, 220В, или 440В.

Также существуют аппараты, работающие от двигателя на горючем топливе, таком как бензин или дизельное топливо. Как правило, аппараты с электроприводом желательно использовать в тех случаях, когда важно обеспечить работу без выхлопных газов или когда использование или наличие горючего топлива нежелательно. Шум также играет определенную роль в выборе варианта топлива, поскольку электрические воздушные компрессоры обычно показывают более низкие показатели шума по сравнению с двигателями на горючем топливе.

Также, некоторые типы агрегатов могут быть приведены в действие гидравлически, без использования горючего топлива и выбросов выхлопных газов.

Выводы

В этой статье были описаны все виды воздушных компрессоров их принципы работы, преимущества и недостатки. Также можно сделать выводы, что выбор типа компрессора, необходимость смазки и варианты топлива очень сильно влияют на конечный выбор аппарата. Для работы, например, в помещении можно взять маломощный безмасляный компрессор, работающий от электричества.

Существует большое количество различных видов компрессоров, вариантов топлива и их применения. Компрессоры отличаются производимым давлением, скоростью, производительностью и рабочей средой. Каждый компрессор имеет свои особенности конструкции, технические  характеристики и области применения.

Пневматический компрессор: назначение и виды.

Прошли те времена, когда пользование пневматическим инструментом было прерогативой заводов и крупных мастерских при автобазах. Сегодня пневмоинструмент доступен любому желающему и многие уже успели оценить по достоинству его положительные стороны. Пневмоинструмент не боится влаги и пыли, неприхотлив, надежен и имеет заметно большую удельную мощность, чем его электрические собратья. Кроме того, пневматический инструмент не боится запредельных нагрузок – если электродрель при заклинивании сверла запросто может сгореть, пневмодрель просто остановится и запустится сразу, как пропадет нагрузка. Неудивительно, что поклонников у пневматического инструмента с каждым годом все больше. Но есть у пневмоинструмента и минус: розетку можно найти на каждом углу, а вот сжатый воздух в квартиры, гаражи и частные дома пока не раздают. Необходимо приобретать компрессор.

Наиболее эффективным видом компрессоров является винтовой, в которых воздух нагнетается винтами. Но, к сожалению, нужное для работы пневмоинструмента давление создается только при работе большими винтами, приводимыми в действие мощными трехфазными двигателями. Поэтому винтовые компрессоры используются на крупных промышленных предприятиях, а частным лицам и небольшим мастерским остается довольствоваться поршневыми.

В этих компрессорах сжатие воздуха производится, как следует из названия, поршнями, приводимыми в движение с помощью кривошипно-шатунного механизма. Эффективность таких компрессоров много ниже, за счет того, что большая часть энергии расходуется на преодоление трения между поршнем и цилиндром. Соответственно, износ этих деталей также возрастает и срок службы поршневых компрессоров много ниже, чем у винтовых. В масляных компрессорах для снижения трения используется масло, такие компрессора служат в несколько раз дольше безмасляных, но имеют одну особенность, которая часто оборачивается большим недостатком: в сжатом воздухе на выходе масляных компрессоров в довольно большом количестве присутствует масло.

Маслоотделители частично справляются с этой проблемой, но не до конца, и, если вам нужен чистый воздух, масляный компрессор вам не подойдет. Это актуально не только для медицинских учреждений. При тонкой работе краскопультом (например, когда краскопульт используется для аэрографии), при продувке деталей от пыли, при использовании плазменного резака – наличие масла в сжатом воздухе недопустимо. А вот при работе прочего пневмоинструмента – дрелей, гайковертов, граверов и т.п. – наличие масла в воздухе даже полезно: оно обеспечивает смазку вращающихся частей инструмента.

Еще один минус масляных компрессоров – они требуют контроля за уровнем и состоянием масла. Масло нужно подливать (любое масло тут не сойдет, требуется именно недешевое компрессорное), а при его загрязнении – и менять.

По типу привода компрессоры делятся на коаксиальные и ременные. В коаксиальных коленвал компрессора жестко соединен с валом двигателя. Простота этой конструкции обеспечивает её дешевизну, чего не скажешь о надежности: такой вариант чреват частыми пиковыми нагрузками на двигатель, что плохо сказывается на его долговечности. В ременных компрессорах двигатель, с помощью ременной передачи раскручивает маховик, на оси которого и закреплен коленвал. Такая конструкция обеспечивает более мягкую работу двигателя, продляя срок его службы.

Кому нужен компрессор?

Всем, кому нужен в работе тот или иной пневмоинструмент:

— работникам автомастерских

— работникам мастерских по ремонту бытовой техники

— работникам лакокрасочных цехов

— строителям и монтажникам

— малярам и оформителям

Да и если у вас есть гараж и вы сами проводите кое-какие работы с автомобилем, то либо компрессор и пневмоинструмент у вас уже есть, либо вы еще просто не знаете, насколько их наличие облегчит вам работу.

Характеристики компрессоров.

Независимо от того, ременный или коаксиальный, масляный или безмасляный компрессор вы приобретаете, у всех у них есть некоторые общие характеристики, на которые необходимо обратить пристальное внимание перед покупкой:

Мощность. Чем выше мощность мотора, тем выше производительность, и, соответственно тем больше потребителей можно подключать к компрессору и тем они разнообразнее. Как подобрать мощность? Лучше подбирать её не напрямую, а по требуемой производительности и максимальному давлению. Эти же параметры подбираются исходя из того, какие инструменты и в каком количестве будут одновременно использоваться с компрессором.

Пневмоинструмент и необходимые ему параметры компрессора.

Производительность компрессора – это объем воздуха, выдаваемый им в минуту. Для определения производительности компрессора просуммируйте требуемую производительность всех одновременно работающих инструментов. При подборе компрессора надо иметь в виду, что в паспорте обычно указывается объем всасываемого воздуха в идеальных (20 градусов Цельсия) условиях. На выходе компрессора, из-за потерь воздуха в компрессоре и из-за отличающихся условий эксплуатации производительность может быть на 20-30% ниже заявленной. Поэтому производительность выбранного компрессора должна быть на 30% выше необходимой для работы имеющихся инструментов.

Давление. Рабочее давление компрессора также подбирается исходя из требований используемого инструмента. Неважно, сколько инструментов будет использоваться одновременно – выбирайте максимальное требуемое давление. Это и будет рабочее давление компрессора. Для некоторых инструментов (например, краскопультов, продувочных пистолетов, для накачки шин) избыточное давление противопоказано. Если предполагается использование такого инструмента, будет желательно наличие регулировки давления. Наличие манометра будет нелишним в любом случае – он позволит убедиться, что компрессор действительно работает и создает требуемое давление.

Объем ресивера. Ресивером называется металлический резервуар, служащий для хранения некоторого запаса сжатого воздуха. Чем больше объем ресивера, тем реже будет включаться компрессор, т.е. увеличение объема ресивера снижает нагрузку на компрессор и двигатель. Обратной стороной большого ресивера является то, что компрессору нужно некоторое время для создания в нем рабочего давления. Если мощность компрессора невысока, да еще и идет отбор давления каким-либо работающим инструментом, давление в большом ресивере (следовательно, и на выходе компрессора) может набираться очень долго. Поэтому увеличение объема ресивера должно сопровождаться соответственным увеличением производительности и мощности. Исключение составляет тот случай, когда от компрессора периодически требуется непродолжительная, но высокая производительность: например, при использовании ударного гайковерта. Он требует производительность от 300 л/м, но если подключить его к компрессору производительностью в 200 л/м с большим (50л) ресивером, этого будет достаточно, чтобы гайковерт запустился и некоторое время проработал.

Наличие на компрессоре защиты от перегрева также крайне желательно. Никакой поршневой компрессор не может работать непрерывно в течение долгого времени. Наличие ресивера соответствующего объема дает компрессору возможность периодического «отдыха» для охлаждения, но если отбор воздуха близок к производительности компрессора, то перерывы между включениями становятся слишком короткими и компрессор не успевает остыть. Если же отбор воздуха превышает производительность компрессора, двигатель вообще не будет выключаться. Это может привести к перегреву компрессора и выходу его из строя. Именно поэтому компрессор всегда должен иметь запас по производительности.

Вес компрессора бывает довольно значительным – до 100 килограмм! Если компрессор предполагается установить стационарно и подключить к магистрали (например, в гараже) то вес не так важен. А вот если компрессор предполагается использовать в разных местах, и необходима его мобильность, стоит сделать выбор в сторону более легкой модели. Или, хотя бы, оснащенной колесами.

Компрессоры – одни из самых шумных видов электрического оборудования. Даже если ваш компрессор будет использоваться на производстве, помните о том, что продолжительное воздействие на человека шума уровнем выше 80 дБ – вредно. Если же компрессор предполагается использовать возле жилья, тем более следует озаботиться подбором модели с меньшим уровнем шума.

Варианты выбора.

Если вам нужен дешевый простой компрессор для периодической непродолжительной работы краскопультом и продувочным пистолетом, выбирайте из недорогих безмасляных компрессоров с коаксиальным приводом. Такие предлагаются в диапазоне от 7000 до 9000 рублей

Если вам нужен компрессор для работ с использованием гайковертов, дрелей, заклепочных и гвоздезабивных пистолетов, обратите внимание на недорогие масляные компрессоры средней мощности с хорошим объемом ресивера. Такая модель обойдется вам в 7000-12000 рублей.

Если вы занимаетесь оформительскими работами и предполагаете использовать пескоструйный пистолет, вам нужен компрессор, с соответствующей производительностью и рабочим давлением. Такой компрессор будет стоить от 8000 рублей.

Если вы – владелец автомастерской и предполагаете одновременное использование 2-3 гайковертов, вам потребуется масляный компрессор с большой производительностью и немаленьким объемом ресивера. Но и стоить он будет немало – от 28000 рублей.