6 Преимущества и недостатки поршневых компрессоров

Поршневые компрессоры при холодопроизводительности до 300кВт имеют следующие преимущества и недостатки.

Конструктивное исполнение и принципиальная схема работы

Стандартные компрессоры винтовой группы состоят из множества узлов и деталей, заключенных в корпусе из металла.

Конструктивный элемент Назначение
Фильтр Очищает поступающий в устройство воздух.
Всасывающий клапан Позволяет избежать выброса воздуха и компрессорного масла при остановке техники.
Винтовой блок Это главный рабочий узел с винтовой парой, установленной на подшипники или втулки. Возле его выходного патрубка монтируется термозащитный датчик, отключающий мотор, если температура выходящего воздуха превышает 105°С.
Ременной привод Передает вращение от мотора к роторам. В его состав входят два шкива: один — на валу мотора, второй — на ведущем валу винтового блока.
Шкивы Соединяются приводным ремнем. Их габариты влияют на быстроту вращения пары роторов.
Мотор Передает вращательное движение на винты через ременной привод.
Масляный фильтр Используется для очистки масла, вернувшегося в роторный блок.
Первичный маслоотделитель В этом блоке масло выделяется из воздушного потока с помощью центробежной силы.
Маслоотделительный фильтр Обеспечивает вторичную, более качественную очистку воздуха от оставшегося масла.
Предохранительный клапан Включается при превышении давления в маслоотделителе и сбрасывает его до нормативных значений.
Термостат Необходим для поддержания подходящей температуры масла.
Маслоохладитель Охлаждает отделенный от воздушной струи разогретый масляный состав до оптимальной температуры.
Воздухоохладитель Установлен для охлаждения воздуха перед выводом на подключенный прибор до температуры, ниже на 15-20°С чем в помещении.
Вентилятор Охлаждает комплектующие прибора.
Электропневматический клапан холостого хода Предназначен для регулировки работы всасывающего клапана.
Датчик давления Управляет компрессором в автоматическом режиме. В новом оборудовании вместо реле давления используется электронное управление.
Манометр Отображает данные о давлении внутри системы.
Выходной патрубок Используется для вывода воздушного потока на подключенную технику.
Устройство для визуального контроля за возвратом масла.
Клапан минимального давления Он закрыт, пока уровень давления не превышает 4 бар. Данный клапан отделяет от компрессора пневматическую линию и работает как обратник при отключении прибора или запуске холостого режима.
Конструктивное исполнение и принципиальная схема работы

Схемы винтовых компрессоров разных производителей практически идентичны, отличия — минимальны. Подробно ознакомиться с устройством конкретного прибора можно на сайте производителя или в руководстве пользователя.

Принципиальная схема работы компрессоров винтовой группы следующая. Ведущий ротор вращает ведомый. От этого движения в систему через входной фильтр всасывается воздух. Поток очищается, смешивается с масляной жидкостью, охлаждается и направляется в систему под винтовой тягой. Далее из воздушно-масляного потока отделяется масло, а очищенная воздушная струя отправляется в подключенное оборудование.

Классификация винтовых компрессоров

1. По количеству роторов компрессоры делятся на однороторные, двухроторные и многороторные.

Однороторные компрессоры имеют один винт и два боковых уплотнительных диска. Преимущество таких компрессоров – простота конструкции, а недостаток — большие объемные потери из-за перетечек пара. Для уменьшения объемных потерь частоту вращения ротора увеличивают до .

Двухроторные компрессоры имеют два винта, зубья которых входят во взаимное зацепление. Такой компрессор более сложный по конструкции по сравнению с однороторным.

Многороторные винтовые компрессоры состоят из трех и более роторов. Между роторами установлены специальные многогранные вставки. Он представляет собой несколько однороторных компрессоров, соединенных вместе. Они не нашли применения в холодильной технике из-за сложной конструкции и больших объемных потерь.

2. По направлению осей роторов: вертикальные и горизонтальные.

Горизонтальные компрессоры занимают большую площадь, но значительно удобнее в обслуживании и ремонте. Вертикальные винтовые компрессоры как правило применяются в судовых холодильных установках.

3. По степени герметичности: сальниковые и бессальниковые.

Сальниковые компрессоры, как правило, применяются в аммиачных холодильных установках, а бессальниковые – в хладоновых.

4. По виду рабочего вещества: на компрессоры сухого сжатия (сухие), компрессоры мокрого сжатия (мокрые) и маслозаполненные винтовые компрессоры.

Сухие компрессоры работают на чистом паре холодильного агента без примесей. При этом увеличивается коэффициент теплопередачи теплообменных аппаратов, и уменьшаются гидравлические потери в трубопроводах. В результате чего увеличивается холодильный коэффициент. В сухих компрессорах не допускается взаимное касание винтов друг о друга (рисунок 24).

Рисунок 24 – Холодильный винтовой компрессор сухого сжатия.

1-патрубок и камера всасывания; 2-передняя крышка; 3-зубчатая пара ускорителя; 4-сальник; 5-ведущий вал ускорителя; 6-ведомый винт; 7 и 8-упорный и опорный подшипники; 9-шестерня связи; 10-задняя крышка; 11-узел уплотнения шеек винтов; 12-ведущий винт; 13-цилиндр с камерой нагнетания.

Читайте также:  10 лучших динамометрических ключей с АлиЭкспресс

Для передачи вращения от одного ротора к другому устанавливают специальные синхронизирующие шестерни. Через зазоры между роторами и корпусом возникают большие перетечки, что приводит к значительным объемным потерям. В таких компрессорах также повышается частота вращения коленчатого вала до .

В мокрых компрессорах в полость сжатия впрыскивается жидкий холодильный агент. Жидкость уплотняет зазоры и отводит теплоту сжатия. В конце процесса сжатия весь жидкий холодильный агент выкипает. При этом уменьшаются объемные потери и уменьшается температура сжимаемого пара.

Недостатком мокрого сжатия является необходимость подачи жидкого холодильного агента из конденсатора. В испаритель поступает меньшее количество холодильного агента, что приводит к уменьшению холодопроизводительности холодильной машины.

В маслозаполненных компрессорах в полость сжатия впрыскивается жидкое масло. В таких компрессорах разрешается взаимное касание зубьев ротора, отсутствуют синхронизирующие шестерни (рисунок 25).

Рисунок 25 – Винтовой маслозаполненный холодильный компрессор

Масло выполняет три функции:

  1. Уменьшает мощность трения

  2. Уплотняет зазоры между ротором и корпусом

  3. Отводит теплоту сжатия.

Недостатком таких компрессоров является наличие сложной масляной системы с маслоотделителем, маслосборником, маслоохладителем, масляным насосом, трубопроводов, запорной арматуры.

Назначение компрессоров

Устройства для сжатия воздуха или другой среды применяют в медицине, промышленности и быту. Но в большей мере это оборудование востребовано при работах, когда возникает необходимость восстановления дорожного полотна или прокладки нового. Для этого применяют компрессорные станции и другие виды компрессоров, способных подать воздух под давлением, что необходимо для работы пневмоинструментов.

Важный элемент компрессорной станции – ресивер. Это устройство контролирует подачу сжатого воздуха. Его технические характеристики влияют на эффективность проводимых работ.

Выбор компрессора надо соотносить с вместительностью ресивера. Если он вмещает в себя достаточно много воздуха, то это продлевает время работы пневмоинструмента, когда компрессорный агрегат дает сбой. Еще один положительный момент, зависящий от величины этой характеристики, – гашение пульсации, которая наблюдается при подаче сжатого воздуха к оборудованию.

Обслуживание привода компрессора

Характерные причины поломки конструкций, в которых обороты от двигателя к винтовой паре передаются с помощью приводных ремней, следующие:

  • Высокое содержание в воздухе твердых частиц: оседая на поверхность ремня, они вызывают его повышенный износ, повреждение и разрыв
  • Температура, превышающая допустимые нормы: способствует растяжению ременной передачи

Проверку состояния ремней и, при необходимости, регулировку их натяжения, следует проводить каждые 500 часов наработки винтового компрессора. В замене ремни нуждаются через 7500-8000 моточасов.

Компрессоры с шестеренчатым приводом требуют ремонта в случае износа шестеренок или заклинивания редуктора. Детали, выработавшие свой ресурс, меняются на новые.

Конструкции с прямым приводом требуют ремонта в случае повреждения гибкой муфты, соединяющей винтовую пару и двигатель. В данном случае производится замена детали и тщательная диагностика компрессора.

Винтовой компрессор: достоинства, принципы работы, режимы работы и разновидности — Станок

Компрессоры винтового типа относятся к классу ротационного оборудования. Принцип работы таких устройств основан на вращении двух роторов, которые и называют винтами. Первый образец был выпущен еще в 1934 году шведом Элиотом Лисхольном. С тех пор изобретение перетерпело множество изменений, но принцип действия остался прежним.

На сегодняшний день винтовые агрегаты практически полностью вытеснили другие типы компрессоров с мобильных станций, судовых рефрижераторов, из пищевого, стекольного, химического производства, других отраслей промышленности.

Предлагаем посмотреть видеоматериал про устройство и принцип работы винтовых компрессоров

Поршневой холодильный компрессор. Принцип работы и устройство. —

Основным и наиболее ответственным компонентом любой холодильной установки, от бытового холодильника до промышленной машины, является компрессор. Он служит для создания разности давлений и обеспечения основных процессов в системе.  Холодильный компрессор всасывает хладагент в виде пара с низким давлением и температурой, сжимает его и нагнетает с высоким давлением и температурой в конденсатор.

Наибольшее распространение в холодильной технике получили поршневые компрессоры. Принцип их работы основан на возвратно-поступательном движении поршня в цилиндре.

Принцип работы поршневого холодильного компрессора.

В поршневом компрессоре возвратно-поступательное движение поршня в цилиндре обеспечивается за счет  вращения коленчатого вала. Вращение коленвала создается за счет работы электродвигателя. Поршневой компрессор может иметь один, два, три, четыре, шесть и  восемь цилиндров. За один полный оборот коленчатого вала поршень совершает два хода между двумя крайними положениями и в каждом его цилиндре выполняется полный рабочий процесс.

Рассмотрим работу поршневого компрессора на примере простейшего варианта с одним цилиндром и соответственно одним поршнем. Весь рабочий процесс можно разделить на две части: фаза всасывания и фаза нагнетания.

clip_» o:title=»Поршневой»/>

Рисунок 1. Принцип работы поршневого холодильного компрессора: а) – процесс всасывания, б) – процесс нагнетания

Процесс всасывания поршневого компрессора.  

При движении поршня (3) вниз от крайней верхней точки, в рабочей зоне (8) создается разряжение за счет увеличения объема полости цилиндра. И как только давление в рабочей области цилиндра (8) станет ниже давления в полости всасывания (11), всасывающий клапан (12) открывается, и пары хладагента из испарителя попадают в цилиндр (4).

Процесс нагнетания поршневого компрессора.

При движении поршня (3) вверх от крайней нижней точки, в рабочей зоне (8) давление растет, за счет уменьшения объема полости цилиндра (8) и сжатия паров хладагента. При увеличении давления всасывающий клапан закрывается, и как только давление в рабочей зоне (8) становится выше, чем в области нагнетания (7), нагнетательный клапан (1) открывается и газ поступает в конденсатор. В рабочем процессе поршневого компрессора невозможно полностью использовать весь объем цилиндра. Остается минимальное расстояние между поршнем в крайней верхней точке и крышкой цилиндра (10). Это пространство является вредным, за счет него образуются лишние потери в работе компрессора.

Так, при обратном ходе поршня, оставшаяся часть паров хладагента расширяется до давления в области всасывания (9), только после этого открывается всасывающий клапан (12). Рабочий процесс повторяется.

Устройство поршневого холодильного компрессора

Рассмотрим устройство холодильного поршневого компрессора на примере шестицилиндрового полугерметичного компрессора фирмы Bitzer. Основные элементы конструкции поршневого компрессора показаны на рисунке 2.

clip_» o:title=»устройство поршневого компрессора»/>

Рисунок 2. Устройство поршневого холодильного компрессора

Большое внимание при работе поршневого компрессора уделяется его системе смазки. Смазывание рабочих, трущихся частей компрессора необходимо чтобы уменьшить их износ и увеличить срок службы поршневого компрессора. В зависимости от конструкции, смазка поршневого компрессора осуществляется методом разбрызгивания и с помощью встроенного масленого насоса.

Конструкция поршневого холодильного компрессора.

Поршневые компрессоры могут быть герметичными и полугерметичными, конструктивно размещаясь в одном корпусе с электродвигателем, и полугерметичными открытого типа, зацепляясь с электродвигателем через муфту или другую передачу. Преимуществом полугерметичных поршневых компрессоров перед герметичными является возможность в случае поломки разобрать его и заменить поврежденные детали, не меняя целиком компрессор.

Производительность поршневых компрессоров может регулироваться с помощью частотных преобразователей, изменяя скорость вращения вала компрессора. Кроме этого полугерметичные компрессоры могут менять производительность с помощью системы электромагнитных клапанов, позволяющих закрывать часть всасывающих клапанов или перепускать газ.

На сегодняшний день на рынке холодильной техники в России, и в Челябинске в частности, представлены такие производители поршневых компрессоров, как Bock, Bitzer, Frascold, Copeland, Maneurop, Aspera, L’Unite Hermetique. К сожалению, среди них нет пока ни одного российского производителя.

Какие режимы работы существуют?

Винтовой компрессор, принцип работы которого описан в предыдущем пункте, может функционировать в таких режимах:

  • Start. При этом режиме винтовой компрессор запускается и включается в электросеть по схеме «звезда». Через несколько секунд он переходит на схему «треугольник».
  • Рабочий режим. Давление в компрессоре начинает возрастать. При достижении определённой отметки включается холостой ход агрегата.
  • Холостой ход. При этом режиме осуществляется вращение ротора, во время которого происходит перемещение газовой среды, необходимой для охлаждения воздуха. Он позволяет перевести компрессор в режим ожидания перед выключением агрегата.
  • Режим ожидания. Винтовой компрессор будет исполнять эту функцию до тех пор, пока показатель давления не опустится до минимального значения.
  • Stop. При включении этого режима компрессорное оборудование переходит на холостой ход, а затем полностью выключается.
  • Alarm-stop. Он используется в том случае, когда необходимо экстренно вывести из строя воздушно винтовой компрессор.

Преимущества винтовых компрессоров

По сравнению с центробежными и поршневыми моделями, устройства описываемого типа имеют следующие базовые преимущества.

  1. Крайне низкий (порядка 2–3 мг/м 3 ) расход масла, что в разы меньше, чем у крупных поршневых моделей с лубрикаторной смазкой. Следовательно, воздух, подаваемый посредством винтовых агрегатов, будет намного качественнее и чище. Его можно применять для питания новейшего пневматического оборудования без установки фильтров дополнительной очистки.
  2. Пониженный уровень вибрации и шума (у некоторых моделей – соразмерный с шумностью бытовой техники). С учетом небольшого веса и габаритов это позволяет устанавливать описываемые устройства без специального фундамента непосредственно на производствах, где потребляется сжатый воздух, а также оснащать ими разноплановые мобильные комплексы.
  3. Наличие воздушного охлаждения. Во-первых, это устраняет необходимость устанавливать системы оборотного водоснабжения. Во-вторых, появляется возможность вторично использовать тепло, которое выделяется в результате функционирования компрессора, к примеру, для обогрева помещений.
  4. Надежность работы, безопасность и простота эксплуатации, способность длительное время функционировать без обслуживания. Это становится возможным благодаря наличию автоматических систем, посредством которых осуществляется управление и контроль над работой агрегата.

Ооо пк-компрессор

Прежде чем ответить на этот вопрос, нужно обозначить главный критерий выбора промышленного компрессора. Конечно, надежность и как следствие долгий срок эксплуатации устройства играют ключевую роль. Ведь в этом случае не придется «лишний раз» тратить средства на покупку нового дорогостоящего оборудования. Но этот фактор — лишь следствие правильного использования, как говорится, по назначению. Все потому что у каждого из типов компрессоров — своя сфера использования.

Винтовые и поршневые компрессоры — какие лучше?

Даже если вы много раз слышали мнение о том, что винтовые компрессоры во многом превосходят поршневые аналоги, не стоит сразу отдавать предпочтение первым. Сначала нужно задуматься о том, в каких условиях будут применяться машины. Для некоторых типов работ требуется высокое давление сжатого воздуха, которое может обеспечить лишь поршневой компрессор. Но обо всем по порядку.

  • Энергопотребление. И винтовые, и поршневые компрессоры в этом плане обычно имеют примерно одинаковые характеристики. Исключение составляют ситуации, когда речь идет о винтовых аппаратах, оснащенных блоком регулирования частоты вращения электродвигателя. Тогда потребление энергии сокращается довольно значительно.
  • Смена режимов работы. Часто от компрессора требуется непрерывная работа. Но в некоторых случаях использование сжатого воздуха необходимо только в определенные, относительно короткие периоды. Особенность конструкции винтового компрессора такова, что частые включения и выключения плохо сказываются на работе механизма, поэтому в такие моменты возможны поломки. Поршневые машины не так «привередливы» и хорошо переносят смену режимов.
  • Установка. В этом вопросе ведут винтовые компрессоры — это устройство достаточно поставить на ровную поверхность и подключить к электросети, и оно готово к работе. А для установки поршневого компрессора обычно требуется возвести специальный фундамент, так как его работа связана с повышенным уровнем вибраций.
  • Дополнительные затраты. При покупке поршневого аппарата, придется приобрести еще и специальный ресивер, сглаживающий пульсации давления. Винтовые машины лишены такой проблемы.
  • Внешние факторы.Если компрессор будет находиться в сильно загрязненном и запыленном помещении, то лучше отдать предпочтение поршневой машине. Винтовые устройства могут пострадать от попадания внутрь механизма частиц пыли и грязи — винтовая пара попросту заклинит.
  • Воздух на выходе. Винтовые компрессоры оснащены фильтрами, поэтому никаких дополнительных приспособлений для получения относительно чистого воздуха не требуется. А поршневые аппараты выдают тот воздух, который получают на входе — но с примесями пыли и продуктов износа, например, парами масла. Конечно, можно приобрести специальные фильтры, но это требует дополнительных вложений.

Если подводить итоги этого краткого обзора, можно сделать следующие выводы. Использование винтовых компрессоров оправдано, когда требуется их постоянная работа и чистый воздух на выходе. А поршневые машины больше подходят для переменного типа использования и для установки в сильно загрязненных помещениях.

Масляные и безмасляные компрессоры

Для начала давайте разберемся, какова роль масла в работе промышленного компрессора. Оно служит для смазки внутренних деталей устройства, которые в ходе работы подвержены значительным нагрузкам из-за трения. Прослойка масла создает пленку, которая облегчает ход механизма, предохраняет детали от стирания, противостоит коррозии и перегреванию.

В безмасляных моделях подобная смазка не используется, что, конечно, укорачивает срок их эксплуатации. Все дело в повышенном трении и температуре. Производители безмасляных компрессоров стараются снизить последствия разными способами — например, в конструкции винтовых машин может быть предусмотрен впрыск воды в камеру сжатия. А при изготовлении поршневых машин могут быть использованы особо прочные материалы, устойчивые к истиранию.

Судя по всему, использование масляных моделей выглядит наиболее выгодным. Но здесь все зависит от назначения машины. Масляные компрессоры допускают попадание масла в воздух на выходе. А такой эффект в некоторых областях промышленности просто недопустим. Например, к таким сферам относятся:

  • Фармацевтика
  • Пищевое производство
  • Производство мягкой мебели
  • Покрасочные работы

Также безмасляные компрессоры подходят для частой и непродолжительной работы – за короткое время использования перегрев практически исключен. В остальных случаях предпочтительнее использовать масляные компрессоры, так как они более долговечны и им реже требуется ремонт.

Мы рассмотрели основные виды компрессоров и их особенности. Отсюда нужно сделать правильный вывод — недостатки и преимущества любого типа устройства зависят не столько от него самого, сколько от правильного подбора в соответствии с условиями эксплуатации.

Ремонт устройства

При хорошем обслуживании элемент может функционировать более 50 тыс. часов. Как и любое устройство, со временем необходимо осуществлять ремонт винтовых компрессоров. Это оборудование содержит сложные механизмы и различные комплектации. Довольно часто в таком аппарате выходит из строя электроника. имеют сложные электронные системы, которые могут перегорать. Поэтому необходимо произвести его ремонт, а в более сложных случаях — замену. Выполнить это могут высококвалифицированные специалисты. Стоимость блока управления довольно велика. Если в ней есть осушитель, ремонт винтовых компрессоров будет ещё более затратным, так как оборудование является сложным механизмом.

Ремонт устройства