Устройство поршневого компрессора

Среди промышленного оборудования, которое используется для производства сжатого воздуха, чаще используется винтовой или поршневой компрессор. Первый агрегат больше подходит для условий, когда требуются большие объемы при относительно низком напоре в пределах 15 бар, а вторые — если нужно генерировать среды с давлением до 50 бар. Ниже рассмотрим особенности устройства поршневых компрессоров, а также где можно купить такое оборудование с доставкой по ценам дилера.

Назначение поршневых компрессоров

Компрессорное оборудование этого типа предназначено для выработки сжатого воздуха или других газов с целью использования в различных отраслях, включая энергетику, добычу и переработку ископаемых, транспорт, машиностроение, коммунальные и сервисные предприятия. Основные области применения поршневых компрессоров промышленного класса такие:

• Производственные предприятия. Мощные агрегаты используются для обеспечения работы пневматического оборудования, инструментов, транспортировки сырья и материалов, выполнения технологических операций.
• Энергетика. Производительные станции востребованы в холодильных установках, системах дымоудаления, вентиляции и кондиционирования, для обеспечения пневматического управления оборудованием и машинами электростанций.
• Сервис. Пескоструйная очистка и обработка, покраска, сушка, накачка шин, заполнение баллонов, др.
• Нефтегазовая промышленность. Поршневые компрессоры используются для закачки различных газов в нефтяные пласты для повышения давления и подъема ископаемых на поверхность, а также при хранении и транспортировке их по трубопроводам.
• Строительство. Обеспечение работы пневматического инструмента и машин, сушка сырья и помещений, транспортировка сыпучих материалов и смесей.
• Фармацевтическая и химическая промышленности. Компрессоры необходимы для сжатия газов, которые используются для различных химических реакций, процессов синтеза веществ.
• Горнодобывающая промышленность. Поршневые станции применяются как в шахтных условиях, так и в карьерах для обеспечения работы пневматического инструмента, буровых работ, фасовки сыпучих грузов и др.

Принцип работы поршневых компрессоров

Ключевая разница поршневых компрессоров по сравнению с другими видами оборудования этой категории в том, что здесь производство потока с заданным давлением осуществляется за счет цикличного сжатия газа в процессе возвратно-поступательного смещения поршней внутри цилиндров. Они приводятся в движение от кривошипно-шатунных механизмов. Внизу цилиндров предусмотрены впускные клапаны, а вверху — выпускные.

Принцип действия такого компрессора заключается в следующем. При движении поршня вниз объем над ним увеличивается, давление падает, в результате чего впускной клапан открывается и происходит всасывание воздуха в цилиндр. Затем поршень движется вверх, объем над ним уменьшается, давление растет. Когда оно превысит напор в выходной магистрали, открывается выпускной клапан и сжатый поток вытесняется из цилиндра к потребителям.

Такая схема производства сжатого воздуха обеспечивает следующие преимущества:

1. Способность создавать высокое давление воздуха до 50 атмосфер.
2. Широкий модельный ряд и диапазон производительности. Благодаря большому выбору доступных моделей, можно подобрать оптимальный вариант под конкретные задачи.
3. Относительно низкая стоимость по сравнению с другими типами компрессоров (например, винтовыми) той же мощности.
4. Возможность использования различных приводов: электромотор, двигатель внутреннего сгорания, турбина.
5. Высокая ремонтопригодность, доступность и стоимость запчастей. Относительная простота и дешевизна ремонта путем замены изношенных деталей и узлов.
6. Возможность монтажа на открытом воздухе, использование в качестве передвижных компрессорных станций.

Для объективности сравнения с другими видами компрессорного оборудования также следует отметить и недостатки поршневой схемы генерирования сжатого воздуха. Ведь, их количество довольно значимое, чтобы игнорировать:

• Высокий уровень шума и вибрации при работе, особенно при запуске до 85 дБ. Требуется установка в отдельном помещении или применение демпферов.
• Заметные пульсации давления сжатого воздуха, что приводит к неравномерной подаче потока в пневматическую сеть.
• Большое количество движущихся деталей, поэтому частота поломок выше, чем у винтовых компрессоров.
• Довольно интенсивный износ деталей цилиндропоршневой группы, требующий регулярной замены клапанов, колец, поршней.
• Низкое качество сжатой среды, загрязненной маслом и влагой, требуется установка систем подготовки воздуха.
• Падение КПД при снижении нагрузки менее 30% от номинального расхода.
• Перегрев сжатого воздуха из-за высокой температуры в цилиндрах, требуется дополнительное охлаждение.

Особенности конструкции винтовых компрессоров

Характерно отличие агрегатов этой категории по сравнению с винтовыми или центробежными станциями в то, что у них наибольшее разнообразие конструктивных схем и деталей. Ниже рассмотрим типовую компоновку на примере оборудования торговой марки «Далгакиран». Основными деталями и узлами, которые определяют принцип работы, производительность и надежность поршневого компрессора являются:

Несущая конструкция

Она не только обеспечивает размещение и фиксацию всех узлов и механизмов, но и придает необходимую жесткость, снижает вибрации и шумы при работе. Как правило, несущая конструкция состоит из металлической сварной рамы, на которой закреплен картер или корпус компрессора. Для дополнительного глушения шума и вибрации непосредственно компрессор помещается в металлический шумоизолирующий кожух. Рама с картером устанавливается на виброопоры или амортизаторы. Такая компоновка обеспечивает надежность и долговечность поршневого агрегата в жестких условиях эксплуатации.

Картер

Картер представляет собой прочный корпус, внутри которого размещается кривошипно-шатунный механизм, цилиндры с поршнями и распределительные клапаны. Сверху закрывается крышками. Обычно изготавливается из серого чугуна, реже применяется алюминиевый сплав. Это связано с тем, что картер воспринимает значительные механические нагрузки от давления масла и газа, а также инерционные силы движущихся частей.

Корпус состоит из нескольких частей, стянутых болтами. В нем имеются отверстия для подвода и отвода газа, циркуляции масла и охлаждающей жидкости. Герметичность обеспечивается прокладками и уплотнительными материалами между разъемными частями. Картер является основным несущим элементом всей конструкции компрессора.

Цилиндропоршневая группа

Это основной рабочий орган, непосредственно осуществляющий сжатие газа. Он состоит из цилиндра, поршня, колец и шатуна. Цилиндр представляет собой трубу из чугуна или алюминиевого сплава, закрытую с торцов головкой и крышкой.

Внутри цилиндра совершает возвратно-поступательные движения поршень, уплотненный кольцами, которые плотно прилегают к внутренней поверхности цилиндра. Благодаря этому, в верхней части образуется замкнутая камера переменного объема. Поршень пальцем соединен с нижним концом шатуна, преобразующим возвратно-поступательное перемещение во вращательное движение коленвала.

КШМ

Кривошипно-шатунный механизм преобразует вращательное движение коленвала в возвратно-поступательное движение поршней. Он состоит из коленвала, шатунов и поршневых пальцев.

На коленвале эксцентрично расположены кривошипы, к ним с помощью подшипников подсоединены шатуны. Верхняя головка шатуна через палец соединяется с поршнем, а нижняя — с кривошипом коленвала. При его вращении КШМ обеспечивает поршням возвратно-поступательное движение в цилиндрах и таким образом осуществляет сжатие газа.

Клапанный механизм

Он служит для открытия и закрытия впускных и выпускных окон в головке цилиндра. Механизм состоит из набора пластинчатых клапанов, пружин, седел клапанов, толкателей, осей и кулачкового вала. При повороте распредвала, на котором установлены кулачки, толкатели открывают и закрывают впускные и выпускные клапаны в нужной последовательности. Это позволяет с высокой точностью управлять процессом всасывания и выпуска газа, оптимизируя работу компрессора.

Разновидности поршневых компрессоров

Существует масса параметров, по которым классифицируются поршневые компрессоры. В их числе наибольшего внимания заслуживают такие моменты: особенность цилиндропоршневой группы (торцевая, радиальная или V-образная), давление на выходе (низкого до 10 атм, среднего до 20 или высокого до 50), мобильность (стационарные или передвижные).

Немаловажной характеристикой также является способ смазки. С учетом этого параметра поршневые станции делятся на два вида: маслонаполненные или сухие (безмасляные). Чтобы понять, какой компрессор лучше, рассмотрим их особенности в таблице:

Как купить поршневой компрессор

На сайте официального дилера РусГрупп можно заказать компрессорное оборудование Dalgakiran различных видов, производительности, типоразмеров и исполнений. Большой выбор доступных моделей позволит подобрать оптимальное решение для любых нужд. При необходимости, наши менеджеры не только расскажут, чем отличается один тип от другого, но и предоставят рекомендации для подбора компрессора с учетом конкретных условий применения или специфики предприятия.