Компрессоры — это устройства, создающие сжатый воздух или газ для подачи в разнообразное промышленное оборудование, механизмы, инструменты и прочие потребители. Такие установки могут иметь различную конструкцию, мощность и производительность. Несмотря на широкий ассортимент устройств для сжатия воздуха, наиболее популярными по-прежнему остаются поршневые компрессоры.
В чем преимущества поршневых компрессоров
- Низкая цена оборудования, что в первую очередь привлекает покупателей. При доступной стоимости поршневые агрегаты обладают техническими характеристиками, которые часто не уступают более дорогим моделям для сжатия воздуха.
- Поршневой воздушный компрессор можно применять для сжатия агрессивных газов. Так, поршневые аммиачные компрессоры широко используются в холодильных системах рефрижераторных вагонов.
- Недорогой ремонт. Хоть и требуется он нечасто, все необходимые запчасти доступны по приемлемой цене. К тому же почти все элементы компрессора подлежат восстановлению.
- Возможность кратковременной работы устройства. То есть режим повторно-кратковременной эксплуатации исключает необходимость непрерывного функционирования агрегата.
- Простота управления и наладки, что облегчает и ускоряет эксплуатацию пневматического оборудования. Кроме того, простота изготовления поршневых агрегатов отражается на их конечной цене.
КПД поршневого компрессора составляет примерно 60–70%, что значительно ниже, чем у винтовых машин (КПД = 99%). Тем не менее поршневые установки выгодно применять при небольших расходах воздуха (до 200 л/мин) и при давлениях порядка 20–30 атмосфер и выше. Следует учитывать, что регулировать производительность поршневого компрессора достаточно проблематично.
Виды компрессоров поршневого типа
Рынок компрессорной техники предлагает множество модификаций поршневых аппаратов. Встречаются как многоступенчатые, так и одноступенчатые модели, с двусторонним и односторонним всасыванием, безсальниковые и сальниковые и т.д. Однако основную классификацию поршневых компрессоров обычно проводят по конструктивным чертам, числу ступеней сжатия, рабочему давлению и типу привода.
Поршневые установки бывают:
- одинарного и двойного действия (крейцкопфные и бескрейцкопфные);
- масляные и безмасляные;
- угловые, горизонтальные и вертикальные;
- одноступенчатые и многоступенчатые.
Кроме того, компрессоры отличаются по типу привода:
- ременной привод;
- прямой (коаксиальный) привод.
Бескрейцкопфные и крейцкопфные агрегаты
Слово крейцкопф в переводе с немецкого означает ползун. Эта деталь кривошипно-шатунного механизма служит для соединения шатуна и поршня. На рисунке ниже показана схема крейцкопфного компрессора.
Крейцкопфный агрегат включает кривошип (1), шатун (2), крейцкопф (3), поршень (4) и цилиндр (5) с установленными клапанами.
Принцип работы крейцкопфа основан на движении по продольным направляющим, что позволяет снять перпендикулярные нагрузки с поршня. Использование ползуна заметно увеличивает ресурс поршня и цилиндра.
На следующем изображении представлена схема бескрейцкопфного устройства, где шатун (2) соединён с поршнем (4) непосредственно.
Масляные и безмасляные
При взаимодействии поршня и цилиндра появляется трение, что приводит к износу и значительному нагреву этих деталей, а также к перегреву шатуна и коленвала. Для снижения негативных эффектов трения используют смазочные материалы. На следующей схеме показано устройство крейцкопфного масляного компрессора.
Масло заливается в картер, смазывает движущиеся части компрессора и служит хладагентом.
В безмасляных установках смазка не применяется, и поршень движется в «сухом» цилиндре. Чтобы снизить трение, все трущиеся элементы поршневой группы (цилиндр и поршень) изготавливают из материалов с низким коэффициентом трения.
Угловые, горизонтальные и вертикальные аппараты
По расположению цилиндров агрегаты подразделяют на угловые, горизонтальные и вертикальные.
При угловом расположении цилиндров они могут стоять под прямым углом: один ряд горизонтально, другой — вертикально.
Кроме того, цилиндры могут размещаться V-образно или W-образно.
В горизонтальных агрегатах цилиндры располагаются либо по обе стороны от кривошипа, либо с одной стороны.
К горизонтальным также относятся оппозитные компрессоры, которые обычно характеризуются средней или высокой производительностью.
Важно! Принцип работы оппозитных агрегатов отличается от других поршневых компрессоров: отличие в противоположном движении поршней, расположенных по обе стороны кривошипа.
У вертикальных агрегатов цилиндры ориентированы по вертикали. В зависимости от требуемого давления и области применения, на таких установках может быть один или несколько цилиндров.
Одноступенчатые и многоступенчатые
По числу ступеней сжатия поршневые компрессоры делят на одноступенчатые, двухступенчатые и многоступенчатые.
Установки с одной ступенью сжатия являются простейшими и послужили основой для многосекционных аппаратов. Их работа основана на сжатии воздуха в цилиндре одним поршнем, приводимым в движение либо прямым, либо ременным приводом.
Несмотря на одну ступень, такие агрегаты имеют ряд преимуществ:
- требуют маломощный двигатель;
- легко подключаются;
- компактны;
- просты в управлении;
- удобны в ремонте и обслуживании.
На заметку! Одноступенчатые компрессоры особенно популярны как у частных пользователей, так и среди крупных предприятий.
Двухступенчатые аппараты превосходят по экономичности и мощности оборудование, которое они обслуживают. Как следует из названия, такие установки имеют 2 поршня, поэтому сжатие воздуха проходит в два этапа:
- на первой ступени воздух сжимается и подается на охлаждение, чтобы расширить диапазон сжатия;
- на второй ступени производится окончательное сжатие воздуха.
За счёт двух ступеней сжатия нагрузки распределяются более равномерно, что продлевает срок службы установки и повышает КПД, так как сокращается потребляемая мощность на сжатие.
Многоступенчатые установки обычно применяются в промышленности. Они имеют более двух ступеней сжатия, оснащены тепловыми рубашками для отвода лишнего тепла, отличаются большими габаритами и массой. Такие поршневые установки позволяют получать сжатый воздух (газ) при высоких давлениях и в больших объёмах, не требуя при этом чрезвычайно больших энергетических затрат.
Устройства с прямым и ременным приводом
Поршневые компрессоры оснащаются двумя основными типами привода: прямым (коаксиальным) и ременным.
В коаксиальных установках электродвигатель соединён с коленвалом поршневого блока при помощи соединительной муфты (см. рисунок выше). Прямые приводы бывают масляные и безмасляные. Безмасляные модели применяют там, где важна чистота воздуха (отсутствие смазочных и влагосодержащих примесей).
В компрессорах с ремённым приводом коленчатый вал поршневого блока связан с валом двигателя через ременную передачу (см. рисунок выше). Ременной привод обеспечивает высокую производительность и позволяет агрегату длительное время работать без остановок.
Основные характеристики поршневых агрегатов
При выборе поршневого компрессора ключевыми характеристиками являются производительность, рабочее давление, чистота воздуха и уровень шума.
Производительность
В паспорте производительность поршневого компрессора указывается в м 3 /мин или л/мин. Поскольку такие агрегаты эксплуатируются в режиме включения-выключения, предполагающем примерно 50 % времени работы и 50 % простоя, при расчётах следует учитывать паузы. Например, если для нормальной работы инструмента требуется расход 500 л/мин, то с учётом пауз нужен компрессор, выдающий 1000 л/мин.
Мощность
Этот параметр выражается в кВт и относится к двигателю. Как правило, мощность поршневого компрессора не рассчитывают отдельно, поскольку достаточно определить требуемую производительность. Выбрав агрегат по производительности и просмотрев паспорт, легко узнать мощность его двигателя.
На заметку! Данные о мощности полезны при прокладке электрического кабеля для питания оборудования. Сечение провода должно соответствовать мощности компрессора.
Рабочее давление
Давление измеряется в баре, Паскалях (Па), атмосферах (атм.), миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.) или кгс/см 2. В англоязычных странах принято значение в фунтах на квадратный дюйм (PSI).
Соответствие единиц измерения представлено в таблице ниже.
Рабочее давление — это ключевая характеристика компрессора. От него зависит корректная работа пневмоинструмента или оборудования, использующего сжатый воздух. Каждый пневмоинструмент требует определённого давления в системе, которое указывается в техдокументации к нему.
Качество воздуха
Параметр качества воздуха особенно важен в отраслях, где нужен сжатый воздух без следов влаги и масла. Например, присутствие масла или влаги при покрасочных работах может испортить результат: краска или лак лягут неровно, появятся пузыри, что вызовет отслоение покрытия в будущем.
Совет! Для таких задач используют либо безмасляные поршневые компрессоры, либо масляные модели с установленным влагомаслоотделителем.
Шум
Уровень шума измеряется в дБ. Поршневые компрессоры относятся к самым шумным среди устройств для сжатия воздуха. Так, модели с ремённым приводом могут превышать 100 дБ. Агрегаты с коаксиальным приводом тише — около 80–90 дБ. Наименее шумные — безмасляные модели: их уровень шума порядка 70 дБ благодаря конструкции.
Некоторые производители применяют шумозащитные кожухи, которые снижают шумность работы до более комфортного уровня. На следующем фото показан компрессор с шумозащитным кожухом.
Шумозащитный кожух устанавливают на поршневой блок, а иногда и на двигатель, что снижает общую шумность установки. Чаще всего такую защиту применяют на масляных компрессорах с ремённым приводом.
Также компания «Remeza» разработала оригинальные поршневые блоки для снижения шума.
Блоки «Twin-cilinder» позволяют достичь уровня шума около 65 дБ. Компрессоры с такими блоками уже относятся к малошумным моделям.
Обзор 5 популярных моделей поршневых компрессоров
Рынок отечественных предложений насыщен продукцией множества компаний конкурирующих в области компрессорной техники. Среди них есть как признанные лидеры, так и менее известные производители. Ниже приведён рейтинг наиболее популярных воздушных поршневых компрессоров, завоевавших спрос у покупателей.
ELAND Wind 24B-1CO
Происхождение компрессора — Швеция. Компания ELAND активно развивается и поставляет свою продукцию более чем в 50 стран. Руководство фирмы ориентировано на долгосрочные партнёрства, поэтому выпускает высококачественное оборудование.
Модель ELAND Wind 24B-1CO — поршневой масляный компрессор. Электродвигатель мощностью 1,5 кВт соединён с валом поршневого блока через коаксиальный (прямой) привод.
Ресивер имеет объём 24 л. Максимальное создаваемое давление — 8 бар. Цена компрессора около 6200 руб.
FUBAG OL 195/24 CM1,5
Эта модель выпускается немецким производителем, который уже 40 лет производит профессиональное оборудование для строительства и ремонта. Техника FUBAG востребована не только в Европе, но и поставляется почти по всему миру.
Компрессор FUBAG OL 195/24 CM1,5 — безмасляный поршневой аппарат, работающий от сети 220 В и способный развивать давление до 8 бар.
Аппарат оснащён прямым приводом и двигателем мощностью 1,1 кВт. Также компрессор имеет ресивер на 24 л, один цилиндр и одну ступень сжатия. Стоимость колеблется в пределах 6500–7000 руб.
Интерскол КВ-240/25
Это компрессор от российского бренда, выпускающего профессиональный электроинструмент. Продукция Интерскол уже 15 лет занимает лидирующие позиции в России благодаря сочетанию приемлемых цен и достойного качества.
Поршневой компрессор Интерскол КВ-240/25 с прямым приводом — это одноцилиндровая модель с ресивером 25 л.
В этой модели установлен двигатель мощностью 1,8 кВт. Максимальное давление достигает 8 бар. Производительность — 240 л/мин. Цена компрессора около 8900 руб.
DENZEL PC 2/50-350
DENZEL — немецкая компания, выпускающая профессиональную технику и электрооборудование. Фирма ориентируется на взыскательного пользователя, поэтому её продукция популярна как у домашних мастеров, так и у профессионалов.
Поршневой масляный компрессор DENZEL PC 2/50-350 имеет прямой привод и ресивер ёмкостью 50 л. На этой модели установлены 2 цилиндра.
Мощность двигателя — 2,2 кВт, максимальное давление — 8 бар. Цена на DENZEL PC 2/50-350 находится в районе 1169–1200 руб. Экономичный вариант для дома и гаража.
JAS-1203 II
Обзор завершается компрессором для аэрографии JAS-1203 II. Jas — российская торговая марка, поставляющая товары из Китая. Специализация бренда — оборудование для художников аэрографии.
На заметку! Мини-компрессор Jas 1203 II — один из самых востребованных аппаратов среди художников, профессионально занимающихся аэрографией.
Этот компактный аппарат отличается высокой надёжностью и относительно низким уровнем шума по сравнению с обычными компрессорами, имеет двигатель мощностью 150 Вт. Устройство производит 23 л/мин, чего достаточно для работы аэрографа.
Компрессор оснащён ресивером 3 л, регулятором давления и влагоотделителем. Он стабильно поддерживает рабочее давление до 4 кг/см 2 , весит 5 кг и издаёт шум около 42 дБ. Купить мини-компрессор можно за 5800–6000 руб.
Свежие новости о гаджетах и технологиях в нашем Телеграм канале.
