Виды компрессоров и их классификация

Без рубрики

Сжатые газы давно используются в бытовых приборах и на промышленных предприятиях. Поток воздуха приводит в движение рабочие части пневматических инструментов и помогает прочищать трубы. Изменение температуры вещества из газообразного состояния в жидкое в результате изменения давления используется в холодильной технике, автомобильной технике и технике кондиционирования воздуха в зданиях. Эти процессы становятся возможными благодаря компрессорам в виде функциональных блоков или автономных систем. Конструкция и принцип работы этих устройств, а также все возможные вариации с их характеристиками — в материале на следующих страницах.

Компрессор и его устройство

Компрессор — это устройство, используемое для сжатия и передачи газов, которые могут поступать из внешней среды или циркулировать в замкнутом контуре. В качестве газа может использоваться атмосферный воздух, очищенные газы или их смеси: кислород, фреон, природный газ, пар. В компрессор подаются газообразные соединения, которые не создают высокого давления, но на выходе давление возрастает во много раз. После сжатия газ может быть направлен в другие компоненты машины и выполнять полезную работу или двигаться дальше по системе трубопроводов, но он также может быть выпущен во внешнюю среду, как в случае с аквариумным компрессором.

Типы компрессоров и их классификация

Газ поступает в компрессор через впускной клапан. Сжатие достигается за счет уменьшения объема рабочей камеры или ускорения потока за счет вращения лопастей. Из камеры вещество под давлением вытекает через выпускной клапан. Утечка газа исключена, поскольку рабочая камера герметична, а два клапана могут быть открыты только в одном направлении: впускной клапан внутрь, а выпускной клапан наружу. Механизм приводится в действие и работает от двигателя. Для отвода тепла от корпуса используется воздух или жидкость.

Примечание: Звук работы газокомпрессорной машины может быть довольно громким, поэтому некоторые модели оснащены шумоизолирующим корпусом.

Типы компрессоров и их классификация

Характеристика компрессорного оборудования

Прототипом компрессора была кузница, в которой воздух подавался в камеру переменного объема через впускной клапан, а затем выдувался наружу через сопло. Основной принцип работы компрессорной техники остается неизменным: газ сжимается за счет уменьшения объема камеры и механического воздействия.

Материалы для изготовления компрессоров

Поскольку устройство должно выдерживать высокое давление, при его изготовлении используются очень прочные материалы. К ним относятся чугун, литая сталь и кованая сталь. Детали точно отшлифованы для уменьшения трения, которое приводит к перегреву. Уплотнения, которые предотвращают попадание газа в зазоры между подвижными частями, изготовлены из фторопласта.

Совет! В некоторых случаях металлические детали покрывают слоем цинка или покрывают слоем краски, чтобы железо не корродировало при контакте с газом.

Типы компрессоров и их классификация

Габариты и вес

Линейные размеры компрессоров можно оценить по фотографии. Их длина и высота колеблется от нескольких десятков сантиметров до одного метра, а ширина составляет 30-50 см. Вес варьируется от 200 г (аквариумная установка) до 300 кг (промышленные установки).

Рабочие характеристики

Основными характеристиками являются мощность двигателя, давление газа и производительность.

  1. Высокая мощность (кВт) указывает на способность сжимать с большим усилием, но также указывает на больший расход топлива или мощности.
  2. Давление характеризует степень сжатия газа. Она измеряется в атмосферах (атм), барах (бар), паскалях (Па).
  3. Мощность показывает, какое количество газа (кубических метров, литров) прибор обрабатывает в единицу времени (в минуту, в час). Это значение дается как для забора газа, так и для подачи на выходе компрессора. Эти значения значительно изменяются по мере сжатия вещества при прохождении через аппарат.
Смотрите также:  Как настроить цифровые каналы на телевизоре Samsung

Тип двигателя

Чтобы привести части компрессора в движение, он соединяется с двигателем или турбиной. Электромоторы питаются от электросети, а двигатели внутреннего сгорания — от дизельного или бензинового топлива (дизельное топливо дешевле). Турбина приводится в движение потоком газа или пара. Как электрические, так и переносные компрессоры с двигателями внутреннего сгорания имеют небольшие размеры и могут встречаться в бытовых условиях. Турбины как источник механической энергии используются в промышленности.

Продолжительность работы

Продолжительность непрерывной работы машины зависит от ее конструкции.

Важно: Компрессор должен быть выключен, так как детали нагреваются из-за трения, а перегрев приводит к повреждению.

Некоторые компрессоры могут работать не более 5-6 минут за один запуск, другие — до 20 минут в час. Общий срок службы различных моделей составляет десятки и сотни тысяч часов.

Типы компрессоров и их классификация

Насадки компрессоров

Агрегаты дополнены различными насадками для использования сжатого газа: соплами для накачивания колес, матрасов, мячей, адаптерами для накачивания лодок. Фитинги, шланги и муфты для различных применений продаются отдельно. Все они предназначены для работы под высоким давлением и поэтому изготовлены из прочного пластика, меди, латуни, стали, цинка.

Виды компрессоров по принципу действия

Существуют объемные и динамические компрессоры, в зависимости от того, как именно увеличивается давление. Эта классификация также относится к устройствам, которые используются для перекачки жидкостей: основные типы насосов делятся на аналогичные категории по принципу сжатия.

Например, в устройствах принудительного вытеснения газ поступает в цилиндр, который может сжиматься, так что давление увеличивается за счет сжатия. В этих компрессорах объем камеры ограничен, а газовая смесь подается порционно, что делает процесс прерывистым.

В динамических устройствах газ ускоряется, поэтому часть его энергии движения преобразуется в энергию давления. В этих устройствах вещество подается не порциями, а постоянным потоком.

Типы объемных компрессоров

Устройства этого типа могут быть поршневыми, мембранными и ротационными. Каждый подстилающий слой имеет по-разному расположенные рабочие камеры, объем которых необходимо уменьшить.

Поршневая группа

Поршневой компрессор — один из старейших механизмов для сжатия газообразных соединений. Внутри своей камеры поршень движется вперед и назад и приводится в движение коленчатым валом. Когда поршень приближается к валу, объем камеры максимален, давление внутри падает, и газ всасывается через впускной клапан. При движении поршня по цилиндрической камере от коленчатого вала объем уменьшается, содержимое сжимается и проходит через выпускной клапан. Компрессоры этой группы делятся на несколько типов.

Типы компрессоров и их классификация

  1. Одностороннего действия — с одной камерой. На каждый оборот вала приходится один цикл сжатия.
  2. Устройства двойного действия с более тонким поршнем и двумя камерами. Когда поршень перемещается в одну сторону, половина камеры сжимается и выходит наружу, а другая половина заполняется газом низкого давления. На каждый оборот вала приходится два цикла сжатия, а пары клапанов расположены по обе стороны от поршня.
  3. Инструменты с масляной смазкой, движущиеся части которых требуют смазки (масла).
  4. Безмасляные приборы, работающие без масла или других смазочных материалов. Они используются там, где газовая смесь должна быть получена без примесей (например, в медицинской практике).
  5. Горизонтальные инструменты. В горизонтальных манометрах цилиндры располагаются горизонтально по одну или обе стороны от коленчатого вала.
  6. Вертикальные счетчики — камеры расположены вертикально.
  7. Угломеры, в которых цилиндры расположены под углом друг к другу и образуют V или W формы.
  8. Устройства с различным количеством цилиндров — от одного до нескольких. Цилиндры могут быть расположены в один или несколько рядов.
Смотрите также:  Коптильня для газовой плиты – как выбрать и сделать самому

Типы компрессоров и их классификация

Мембранная группа

В мембранных компрессорах подвижной границей рабочей камеры является не металлический поршень, а прочная и гибкая мембрана. Его обод прикреплен к внутренней стенке камеры, причем одна его сторона контактирует только с газом, а другая — со штоком, передающим движение от коленчатого вала. Когда гибкая нижняя часть мембраны изгибается в направлении вала, в камеру поступает газ низкого давления. Когда дно поднимается, объем камеры уменьшается, ее содержимое сжимается и выводится через клапан.

Роторная группа

В ротационных компрессорах объем камеры уменьшается за счет вращения подвижных частей. Устройства этого типа подразделяются на:

  • зубастый;
  • прокручивать;
  • винт;
  • вращающаяся пластина;
  • жидкое кольцо;
  • масляные или безмасляные.

Типы компрессоров и их классификация

В зубчатой камере шестеренчатого компрессора две шестерни с зубьями вращаются в противоположных направлениях. Газ попадает в пространство между зубьями, которое служит рабочей камерой, и уменьшается при вращении зубчатых колес. Таким образом, происходит сжатие, и газ под давлением вытесняется к выпускному клапану.

В спиральном компрессоре газ проходит между двумя спиралями, одна из которых неподвижна (называется статор), а другая вращается (называется ротор). Спирали смещены так, что пространство между их стенками уменьшается, но поверхности не соприкасаются, и газ движется к центру конструкции.

В противном случае газ будет двигаться к центру структуры. Существуют устройства, в которых вращаются обе катушки.

Винтовые компрессоры имеют от одного до нескольких винтов. Промежутки между самими винтами и внутренними стенками корпуса действуют как камера сжатия. Типы винтовых устройств: одновинтовые, двухвинтовые, трехвинтовые и т.д. (в зависимости от количества винтов).

Типы и классификация компрессоров

Пластинчатый компрессор отличается наличием пазов в роторе, в которые вставляются пластины. Оси ротора и статора не совпадают, поэтому при вращении ротора подвижные пластины под действием центробежной силы выскальзывают из пазов в сторону стенок статора. Между ротором, пластинами и корпусом создаются камеры, объемы которых изменяются в результате смещения оси ротора.

Типы и классификация компрессоров

В жидкостно-кольцевых компрессорах ось вращения также смещена относительно статора. Пластины крепятся к ротору, а жидкость (часто вода) заливается в корпус. При движении ротора на жидкость действует центробежная сила. Вода прижимается к стенкам цилиндра и образует кольцо. Рабочая камера ограничена лопастями ротора, поверхностью ротора, жидкостью и стенками корпуса; пластины делят ее на секции. Объем уменьшается за счет осевого смещения.

Некоторые ротационные компрессоры требуют смазки — маслосмазываемые агрегаты, некоторые работают без нее — безмасляные агрегаты, такие как шестеренчатые и жидкостно-кольцевые компрессоры.

Типы динамических компрессоров

Эти отряды делятся на три подвида:

  • осевой;
  • центробежный;
  • струя.

Осевой компрессор состоит из статора и ротора. Оба имеют лопасти, которые не соприкасаются друг с другом во время вращения. Между ними поток газа проходит вдоль оси устройства, закручивается, ускоряется и выводится через выходное отверстие. Давление создается за счет увеличения скорости потока.

Типы и классификация компрессоров

В корпусе центробежного (радиального) компрессора вращается колесо с лопатками, которые разгоняют газ в радиальных направлениях от центра. Затем ускоренный газ поступает в спиралевидный газовый коллектор и выводится через выходной патрубок.

Смотрите также:  Разные способы включения флэшки на телевизоре

Типы и классификация компрессоров

Реактивный компрессор использует другой газ (активный, высокого давления) для нагнетания давления в один газ (пассивный). Потоки смешиваются, энергия второго потока частично передается первому, в результате чего образуется усредненная по давлению смесь. Этот метод используется в нефтегазовой промышленности для добычи газа из скважин с разным давлением.

Другие способы классификации

Компрессоры классифицируются не только по способу сжатия газов. Они также классифицируются в зависимости от типа смеси, степени сжатия и области применения.

Виды компрессоров по типу приводного двигателя

Компрессоры могут приводиться в движение напрямую или с помощью ремней.

Вал компрессора одновременно является валом двигателя в машинах с прямым приводом. В машинах с ременным приводом вал двигателя соединен с компрессором прочным и гибким ремнем.

Машины с прямым приводом (коаксиальные) — маленькие, легкие и недорогие. Они реже ломаются и потребляют меньше энергии, но шумят, быстро нагреваются и выходят из строя. Компрессоры с ременным приводом, с другой стороны, тяжелые и большие, но эффективные. Они работают длительное время, работают тихо, не дергаются и не вибрируют. Такие агрегаты проще и дешевле ремонтировать.

Типы и классификация компрессоров

Классификация по способу отвода тепла

Охлаждение осуществляется с помощью воздуха или жидкости. В первом случае поток воздуха из окружающего устройства подается через решетку с помощью вентилятора. Во втором жидкость (вода) циркулирует в открытом или закрытом контуре или протекает через корпус и сливается в специальную шахту.

К вашему сведению! Предусмотрена система охлаждения воды, проходящей через систему трубопроводов.

Классификация по конечному давлению

В зависимости от конечного давления газа вакуумные воздуходувки делятся на:

  • Газодувки — вакуумные компрессоры для откачки газа с давлением выше или ниже атмосферного и создания вакуума;
  • манометры низкого давления — 0,15-1,2 МПа;
  • инструменты среднего давления — 1,2-10 МПа;
  • приборы высокого давления — 10-100 МПа;
  • установки с избыточным давлением — 100 МПа и выше.

Классификация по сжимаемым газам

Компрессоры предназначены для работы с различными газами и поэтому классифицируются как воздушные, метановые, кислородные, фреоновые, азотные, углекислые, хлорные, гелиевые и другие. Все они используют свойства рабочего вещества в своей работе.

Классификация по отрасли применения

Аппараты для повышения давления газов используются в различных областях, поэтому различают следующие типы компрессоров:

  • бытовые — для использования в качестве отдельного устройства или компонента бытовой техники;
  • автомобильные — для накачивания шин;

Типы и классификация компрессоров

  • охлаждение — для оборудования для кондиционирования воздуха (бытовые и промышленные кондиционеры, автомобильные кондиционеры), для холодильников и другого оборудования для обеспечения безопасности продукции

Типы и классификация компрессоров

  • строительство — для пневматических инструментов и перемещения сыпучих материалов, очистки труб и скважин, продувки, сушки, окраски всех видов поверхностей, промывки систем отопления

Типы и классификация компрессоров

  • медицинские — для проведения хирургических операций;

Типы и классификация компрессоров

  • аэрация — для очистки воды (аэрационная колонна с компрессором насыщает питьевую воду кислородом).

Типы и классификация компрессоров

Газовые и воздушные компрессоры используются во многих отраслях промышленности и сферах применения. Без высокого давления невозможны процессы, облегчающие жизнь современных людей.

Лучшие компрессоры по мнению покупателей

Компрессор PATRIOT Euro 24-240 на Яндекс Маркете

Компрессор Denzel PC 50-260 на Яндекс Маркете

Компрессор Metabo Basic 250-24 W на Яндекс Маркете

Компрессор Quattro Elementi KM 24-260 на Яндекс Маркете

Quattro Elementi KM 50-380 в Яндекс Маркете

Оцените статью