Главная  /  Полезная информация  /  Техника применения и безопасность  /  Поршневые компрессоры. Техника применения.

Техника применения и безопасность

Поршневые компрессоры. Техника применения.

Общее описание поршневых компрессоров

Поршневая компрессионная установка представляет собой компрессор объемного действия, оснащенный поршневой системой сжатия. Данный тип компрессоров одним из первых стал применяться на производстве, сейчас агрегаты активно используются как в промышленном производстве, так и в полупромышленных и бытовых целях.

Поршневой компрессор сжимает и подает воздух или жидкости, такие как масла, хладагент и прочее под давлением. Поршневые компрессоры можно чаще всего видеть там, где применение связано с высоким давлением.

Основные элементы конструкции поршневого компрессора представлены рабочим цилиндром, поршнем, клапанами (нагнетательным и всасывающим), которые находятся в крышке цилиндра. Требуемое давление среды в компрессоре данного типа создается посредством поступательных движений поршня. Кривошипно-шатунный механизм в совокупности с коленчатым валом заставляют поршень совершать возвратно-поступательные движения.

Компрессоры данного типа могут быть оснащены одним или несколькими цилиндрами, которые располагаются горизонтально/вертикально/V-/W-образно. Данные агрегаты могут быть одинарного действия или двойного (если поршень работает обеими сторонами), а также различаться по типу сжатия: многоступенчатого или одноступенчатого.

В оборудовании такого типа, как правило, предусмотрено автоматическое регулирование производительности, с целью обеспечить постоянный уровень давления в трубопроводе. Самый простой способ регулировки это изменить частоту вращения вала компрессора.

Поршневые компрессорные установки отличаются разнообразием видов и на рынке представлены самые разные варианты для любых промышленных нужд. Существует множество ситуаций, в которых поршневые насосы являются оптимальным решением:

  • потребность в компрессоре малой производительности;
  • большие перепады объемов производимого сжатого воздуха (поршневые компрессоры успешно справляются с такими ситуациями);
  • использование в сложных условиях, таких как грязные работы, повышенная влажность, перепады температуры (при расфасовке цемента, на мельницах, складах угля);
  • сжатие агрессивных газов;
  • при нагнетании высокого уровня давлений поршневые агрегаты работают в конструкции, оснащенной одним поршнем, так и в системе с двумя и более (до 40 атмосфер).

Преимущества:

  • относительно недорогие
  • несложное техническое обслуживание (легко понять внутренний механизм работы)
  • подходит для высокого давления.

Недостатками являются меньший уровень экономичности, более частые поломки и шумность.

Принцип действия компрессора поршневого типа

Принцип функционирования поршневой компрессорной установки достаточно несложный. Классическая модель агрегата состоит из корпуса (выполненного из чугуна), цилиндра (расположенного горизонтально/вертикально/под наклоном), поршня, клапанов (всасывающего и нагнетательного).

В состав компрессоров поршневых входит рабочий цилинд и поршень, клапаны (всасывающий с нагнетательным), которые находятся в крышке цилиндра. Чтобы сообщить возвратно-поступающие движения поршню, в работу подключается кривошипно-шатунный механизм с коленчатым валом.

Поршень заводит прямой привод кривошипно-шатунного механизма, и при возвратно-поступательных движениях сжимает воздух атмосферы, а затем выталкивает его в область подсоединенной магистральной линии. 

Один оборот вала принимается обычно за два хода поршня. В каждом цилиндре при одном обороте вала успевает совершиться полный рабочий цикл компрессора. При ходе поршня вправо в конденсаторе над поршневым пространством образуется разрежение, пары хладагента через клапан всасываются в цилиндр. При ходе поршня назад пары сжимаются, давление нарастает. Всасывающий клапан закрывается, сжатые пары выталкиваются в конденсатор, выталкиваются через нагнетательный клапан. Затем поршень меняет направление движения, нагнетательный клапан закрывается, а компрессор снова отсасывает пары из испарителя. Весь рабочий процесс повторяется циклами снова и снова.

Свободное пространство, которое образуется в полости цилиндра при опускании поршня, разряжает воздух. Образующийся перепад давления открывает впускной клапан, который позволяет воздуху войти в камеру, где происходит его сжатие. После пересечения поршнем точки поворота, соответствующей максимальному объему камеры сжатия, происходит закрытие впускного клапана, вслед за чем происходит рост давления воздуха.

Чем меньше объем камеры, тем больше давление воздуха. При достижении заданных пределов, открывается нагнетательный клапан. Сжатый воздух покидает в этот момент полость камеры.

С целью снижения износа цилиндровых стенок и поршня в узел цилиндра подают масло, что ведет к ухудшению качества подаваемого воздуха, к которому подмешиваются мелкие частички масла. Поэтому в случае использования технологией производства чистого воздуха, необходимо установить сепаратор для масла в линии подачи. Сепаратор помогает убрать из воздушного потока частички масла.

Применяемые на заводах и промышленных предприятиях поршневые компрессоры не должны работать по одному, их приобретают обычно по два. При нормальном рабочем режиме один из них в резерве, может находиться на техническом обслуживании или в ремонте, а второй, естественно, будет служить в целях своего промышленного назначения.

Область применения поршневых компрессоров

Поршневые компрессоры активно используются в самых различных отраслях промышленности, а также в быту.

Так, поршневые компрессорные станции промышленного назначения работают:

  • на электростанциях;
  • в сталелитейной и машиностроительной отрасли;
  • в текстильном производстве;
  • на военных объектах;
  • в составе гидравлических, холодильных и криогенных систем;
  • применяются для заправки баллонов.

Поршневые компрессоры, предназначенные для частного использования, по параметру надежности практически не уступают дорогостоящим промышленным моделям. Данный тип оборудования применяется для покраски автомобилей, стеня, пескоструйной обработки деталей и пр. Безмасляные поршневые компрессорные установки применяют в случаях, когда сжимаемый воздух должен соответствовать высоким стандартам качества.

Безмасляные компрессоры данного типа используются в медицине для заполнения баллонов дыхательных аппаратов, где необходимо нагнетать чистый воздух без дополнительных примесей (влаги, углеводородов, масла).