Ход поршня или диаметр компрессора

Поршневой компрессор — это устройство, предназначенное для повышения давления (сжатия) и перемещения газообразных веществ.

Назначение поршневого компрессора заключается в подаче сжатого воздуха или газа под избыточным давлением, более 0,2 – 0,3 МПа.

Электрические поршневые компрессоры, воздействующие с помощью поршня на определенный замкнутый объем воздуха в цилиндре в период нагнетания, могут создавать значительную степень сжатия при относительно ограниченной подаче воздуха или газа.

Содержание статьи

Поршневой компрессор обладает высоким коэффициентом полезного действия и его применение наиболее целесообразно при давлении более 1 МПа и при малой подаче.

Компрессор поршневой центробежный конструктивно и по принципу действия похож на многоступенчатый центробежный насос. Отличие заключается в том, что рабочим телом является сжимаемый газ.

Видео:Увеличение производительности воздушного компрессора своими руками .Скачать

Работа поршневого компрессора

Принцип работы поршневого компрессора похож на действие поршневого насоса. Отличием является то, что поршень насоса выталкивает жидкость в течение всего нагнетательного хода, а компрессор поршневой выталкивает воздух или газ лишь после того, как давление в цилиндре превысит давление в нагнетательной линии.

Принцип действия поршневого компрессора основан на совместной работе:
цилиндра;
поршня;
клапана нагнетания;
клапана всасывания;
шатуна;
коленчатого вала.

Всё начинается с того, что привод поршневого компрессора приводит в движение коленчатый вал. Работа поршневого компрессора состоит в подаче сжатого воздуха или газа под избыточным давлением и происходит это следующим образом.

При движении поршня вправо из крайнего левого положения всасывающий клапан k1 открыт и воздух всасывается в цилиндр. Давление на протяжении всего хода всасывания постоянно и равно атмосферному.

При ходе поршня из крайнего правого положения влево всасывающий клапан k1 закрывается и газ, замкнутый в левой полости цилиндра сжимается.

При достижении давления p2, равного давлению газа в нагнетательном сборнике, открывается нагнетательный клапан m1, и газ будет выталкиваться из цилиндра при постоянном давлении p2.

По окончании нагнетания, если принять полное опорожнение цилиндра от газа, начнется снова всасывание. При этом должно произойти мгновенное падение давления.

В зависимости от конструкции поршневые компрессоры бывают: простого и двойного действия.

Устройство поршневого компрессора

В устройство поршневого компрессора входят рабочий цилиндра и поршень, а также всасывающий и нагнетательный клапаны, расположенные обычно в крышке цилиндра.

Для сообщения поршню возвратно-поступательного движения в большинстве поршневых компрессорах имеется кривошипно-шатунный механизм с коленчатым валом. Компрессоры промышленные поршневые бывают одно и многоцилиндровые, с вертикальным, горизонтальным, V или W — образным и другим расположением цилиндров.

В зависимости от назначения различается конструкция поршневого компрессора одинарного действия (когда поршень имеет одну рабочую сторону) и двойного действия (когда поршень работает обеими сторонами).

По степени сжатия газа бывают модели одноступенчатого или многоступенчатого сжатия.

Схема работы поршневого компрессора заключается в следующем. При вращении коленчатого вала 1 соединённый с ним шатун 2 сообщает поршню 3 возвратные движения.

При этом в рабочем цилиндре 4 из-за, увеличения объёма, заключённого между днищем поршня и крышкой цилиндра 5, возникает разрежение и атмосферный воздух, преодолев своим давлением сопротивление пружины, удерживающей всасывающий клапан 9, открывает его и через воздухозаборник (с фильтром) 8 поступает в рабочий цилиндр поршневого компрессора.

При обратном ходе поршня воздух будет сжиматься, а затем, когда его давление станет больше давления в нагнетательном патрубке на величину, способную преодолеть сопротивление пружины, прижимающей к седлу нагнетательный клапан 7, воздух открывает последний и поступает в трубопровод 6. При сжатии газа в компрессоре его температура значительно повышается.

По расположению цилиндров подразделяются на горизонтальные, вертикальные и с наклонными цилиндрами.

По способу охлаждения – с воздушным и водяным охлаждением.

По числу ступеней сжатия компрессор бывает 2, 4 и 6 поршневой. При такой конструкции все цилиндры имеют одинаковый размер и процессы всасывания и сжатия воздуха происходят в каждом из цилиндров по очереди. Каждый элемент работает в противофазе.

Двухступенчатый поршневой компрессор напротив оборудуется цилиндрами разных размеров. Первая ступень сживает воздух, затем он попадает в межступенчатый охладитель, в качестве которого выступает медная трубка.

В такой трубке сжатый воздух охлаждается и сжимается ещё больше. Потом он попадает на вторую ступень и сжимается ещё больше. Достоинством такого типа установки является большой показатель КПД при меньшем расходе энергии.

Характеристика поршневого компрессора.

В зависимости от способа монтажа, который предусматривает конкретная модель обращают внимание на следующие характеристики компрессора.

Давление нагнетания – избыточное давление, которое способен обеспечить компрессор. В зависимости от модели этот параметр может достигать значения более 300 кгс/см 2

Производительность поршневых компрессоров – количество всасываемого и сжимаемого газа или воздуха. Этот параметр зависит от диаметра поршня, длины хода поршня и скорости вращения вала.

Качество рабочего воздуха – такой показатель очень важен для оборудования используемого в промышленной отрасли, там где часто перекачиваемый воздух содержит примеси масла или других жидких сред.

Мощность поршневого компрессора относится в приводу конкретной модели и измеряется в килоВаттах. Отдельно такая характеристика считается редко, поскольку в подавляющем большинстве случаев покупателям интересна только производительность.

Шум является очень важной характеристикой, поскольку оборудование этого типа считается очень шумным. Этот параметр указывается в дБ. Для уменьшения показателя шума поршневой компрессор может оборудоваться специальным защитным кожухом.

Характеристика показывает, где будут использоваться поршневые компрессоры. В зависимости от конкретных показателей это могут быть:
на компрессорных установках для сжатия воздуха – оборудования низкого давления
поршневая компрессорная установка для сжижения газа, его разделения и транспортирования – модели среднего давления
на установках для синтеза газов – оборудование высокого давления.

В поршневых компрессорах обычно предусматривается автоматическое регулирование производительности в зависимости от расхода сжатого газа для обеспечения постоянного давления в нагнетательном трубопроводе. Существует несколько способов регулирования.

Регулирование подачи поршневого компрессора.

Наиболее простым и удобным способом регулировать поршневой компрессор по подаче, который сразу приходит на ум является изменение частоты вращения привода вала. Однако при более глубоком анализе выясняется, что такой способ применим только в том случает, если привод поршневого компрессора осуществляется от двигателя внутреннего сгорания.

Читайте также: Ропульс компрессор для промывки отопления

При электроприводе, как одном из наиболее распространенных в настоящее время способе привода компрессоров, регулирование изменение частоты вращения оказывается неприемлемым как с конструктивных, так и с энергетических соображений.

Если приводной двигатель работает с постоянной частотой вращения, то регулирование подачи компрессора может быть осуществлено следующими способами.

1. Регулирование за счет полного или частичного принудительного открытия всасывающих клапанов. Это приводит к полному или частичному переводу поршневого компрессора на холостой ход. При полном открытии всасывающих клапанов сжатие газа в цилиндре не происходит и засасываемый газ снова выталкивается во всасывающую трубу. Если всасывающие клапаны закрываются не полностью или только на части хода поршня, то, подача газа уменьшается. В практике предпочтительнее, как из конструктивных, так и энергетических условий, применять полное открытие всасывающих клапанов на части хода поршня.

2. Регулирование за счет перепуска газа из нагнетательного трубопровода во всасывающий. Такой перепуск может быть свободным или дроссельным. При дроссельном способе регулирования происходит более плавное изменение подачи компрессора, но без уменьшения потребляемой мощности. Поэтому в практике чаще применяется более простой и более экономичный способ – свободный перепуск с помощью байпасного вентиля.

3. Регулирование за счет установки дросселя во всасывающем трубопроводе. Установка дросселя на всасывающем трубопроводе вызывает падение давления при всасывании компрессора. Значит, при неизменном давлении нагнетания степень сжатия будет увеличиваться, а объемный КПД уменьшаться. Следовательно будет уменьшаться и подача компрессора.

4. Регулирование за счет подключения дополнительного пространства. Если крышки компрессора сделать пустотелыми и разделить полости на несколько ячеек, подключаемых к вредному пространству, или каким-либо другим способом подключить к вредному пространству некоторый регулируемый объем, то общий объем вредного пространства будет переменным. В этом случае регулирование объема вредного пространства будет заключаться в подключении или отключении части или всего дополнительного вредного пространства.

Каждый из описанных выше способов регулирования подачи компрессоров разработан и может использоваться как в ручном варианте так и автоматическим способом, с помощью различных устройств. В наше время автоматические способы регулирования показывают достаточную надежность, поэтому ручное регулирование подачи компрессоров все больше уступает место автоматическому.

Типы поршневых компрессоров

По конструктивным особенностям и принципу действия встречаются различные типы поршневых компрессоров. Большим спросом пользуются центробежные модели. Применяются также ротационные компрессоры, которые конструктивно и по способу привода сходны с центробежными машинами, однако по принципу действия (вытеснение) они относятся к поршневым машинам.

Если оборудование установлено на шасси то такая модель считается мобильной, если нет, то это стационарные поршневые компрессоры.

Масляный поршневой компрессор

К масляным поршневым компрессорам относится оборудование, в котором применяется смазка при работе цилиндров. К этому типу оборудования относятся воздушные, винтовые, судовые и др.

Принцип работы такого оборудования довольно прост. Цикл работы заключается в движении поршня. Одним движением поршень уходит из цилиндра и газ поступает в освободившийся объем, при возвращении поршня – газ сжимается, при этом сила давления растет. Пока совершается этот процесс всасывающий клапан закрывается и в работу включается клапан нагнетания, который выталкивает газ в магистраль.

Безмасляный поршневой компрессор

Безмасляные поршневые компрессоры используются тогда, когда необходима подача чистого воздуха или газа без риска попадания в них примесей смазочного материала.

Оборудования такого типа не требует масло для поршневых компрессоров, но это не значит, что оно работает без смазки. Конструктивно выполнено так, что масло не пересекается с воздушными потоками.

Первоначально это достигалось тем, что в корпусе компрессора делали специальные лабиринтные уплотнения. Такая конструкция не нашла широкого применения и в настоящее время безмасляные поршневые компрессоры комплектуются кольцами, выполненными из специальных композитных материалов.

Несмотря на особенности конструкции оборудование этого типа способно работать без ремонта более продолжительные периоды, чем компрессоры с использованием смазки цилиндров.

Видео:Все что нужно знать о мощности компрессора!Скачать

Выбор компрессора. Производительность — решает (3/3)

Это третья — заключительная часть исследования посвящённого рынку отечественного компрессорного оборудования. Первая и вторая части доступны по ссылкам.

Данная часть посвящена выяснению нюансов производительности компрессоров. Эта характеристика является ключевой, при выборе а значит, производители аппаратов, — всеми силами стремятся добиться максимального объёма воздуха, который сможет выдавать аппарат, при минимальных затратах.

Производительность очень скользкая величина, измерить которую на выходе компрессора достаточно сложно. Данный параметр зависит от множества факторов вплоть до высоты над уровнем моря, степени сжатия, влажности, температуры окружающего воздуха и пр. моментов. Поэтому, на компрессорах указывают теоретическую производительность: объём воздуха, который способны обеспечить данный электродвигатель и данный поршень или поршни — в единицу времени.

Для того, чтобы определить теоретическую производительность нам необходимо измерить поршни компрессоров, а так же определить амплитуду его движения.

Площадь поршня вычисляем по формуле:
S = π·r²

Ход поршня равен расстоянию между нижней и верхней мёртвыми точками.

Теоретическая производительность компрессора вычисляется по формуле:

Читайте также: Блок питания для компрессора автомобильного 12в своими руками

Где i – число всасывающих объёмов, у нас 1 или 2.

n – число оборотов вала в минуту.

О числе оборотов моторов конкретных моделей, говорили в предыдущей части, поэтому при расчете теоретической производительности, возьмём 2850 оборотов указанных в паспортах за константу. При данных условиях, получаем следующие значения теоретической производительности:

Как видно из таблицы, почти все производители, кроме Авроры указывают для своих компрессоров завышенные данные по теоретической производительности, для того, чтобы сделать свой продукт привлекательнее. Проверить заявленные данные, достаточно сложно, чем и пользуются недобросовестные продавцы. Нам кажется, что теоретическая производительность компрессоров должна быть обозначена в паспорте изделия точно – зная геометрию поршня, (а производители и продавцы знают параметры до миллиметра) вычислить данное значение не представляет труда. По итогам наших измерений чемпионом среди врунов, и обладателем самого длинного «носа» становится компрессор ВИХРЬ КМП-300/50. Значения его теоретической производительности завышены аж на 126 литров в минуту или почти в два раза.

В предыдущей части , мы рассказывали о завышении характеристик мощности двигателя. Число оборотов вала мотора и его производительность — жёстко связаны. Маломощный мотор не справится с поддержанием стабильных оборотов при слишком большой площади, или длинном ходе поршня. Для того, чтобы разгрузить электромотор, чтобы система, хоть как-то работала, китайские инженеры вынуждены уменьшать площадь и ход поршней. Не даром у аппаратов ВИХРЬ и Патриот не только самые слабые движки, но так же очень скромные показатели геометрии поршней.

Самой важной характеристикой компрессора является конечно же производительность. И не просто теоретическая производительность которая рассчитывается исходя из геометрических размеров поршня, амплитуды его хода и числа оборотов мотора – а конкретная производительность на выходе при рабочем давлении инструмента.

Стоит помнить, что практическая производительность компрессоров при рабочем давлении будет ниже теоретической. С ростом давления в ресивере, производительность аппаратов значительно снижается. Чтобы не погружаться в очередной блок расчётов и формул, а увидеть значения объёма воздуха каждого аппарата наглядно был использован специальный стенд, который представляет собой ротаметр и манометр — установленные на ресивере.

Компрессор подключается к стенду через штатные быстросъёмы аппарата. Для компрессоров оснащённых одним выходом – ручка регулировки перемещалась нами в максимально открытое положение. С помощью кранов мы можем настроить необходимое нам давление. После того, как стрелка манометра зафиксировалась на нужном нам значении – остаётся записать уровень на который поднялся поплавок ротаметра. Замеры проводились для давления 2, 4 и 6 Бар – как для значений наиболее востребованных при подключении пневмоинструмента.

Начали данную серию тестов с компрессоров компании FUBAG. Аппараты линейки FC – показали вполне ожидаемые результаты.

А вот серия DC – честно сказать удивила.

По результатам замеров получилось, что более производительная, даже в теории серия – выдаёт меньше воздуха чем слабая линейка. Сначала, были сделаны выводы, что причина в неисправном редукторе компрессоров и узел просто «душит» аппарат на выходе. Подключив стенд через ревизионное отверстие напрямую к ресиверу стало ясно, что дело не в редукторе: значения производительности при данном подключении — не изменись.

В процесс очередной попытки замеров и в поиске причин слабой работы аппаратов – открутили воздушный фильтр компрессора, и DC — заработали в полную силу.

Данный опыт в очередной раз показал, что мелочей в производстве компрессоров не бывает. Всего одна ошибка при выборе плотности поролона и числа отверстий в корпусе фильтров – даёт на выходе серьёзную потерю производительности. Кстати, если Ваш компрессор со временем начал терять производительность, — рекомендуем проверить и почистить его воздушный фильтр. Возможно причина слабой работы, именно в нём.

Читайте также: Компрессор холодильника lg ga m589zeqz

Для того, чтобы избежать ошибок измерений, а заодно проверить насколько верно подобраны фильтры у конкурсантов, были сделаны 2 серии тестов, — первая с фильтрами, — вторая без них.

Стоит отметить так же, что эксплуатация компрессоров без фильтров, особенно при работе в запылённой среде, или со взвесью краски в воздухе – противопоказана аппаратам. Данный опыт проводился в чистом помещении, поэтому снятие фильтров не повлияло на работоспособность устройств. Демонтировать фильтры в мастерской или гараже настоятельно не рекомендуется. Работа в подобных условиях чревата попадаем пыли в поршневую группу, что может привести к износу уплотнительных колец и выходу компрессора из строя.

И прежде чем закончить тест, ещё один нюанс, который для многих покупателей является ключевым. ЦЕНА. Стоимость компрессоров по данным Яндекс-Маркета на 29.03.2019г.

А теперь та же таблица под другим углом: производительность и цена компрессора, а так же стоимость литра воздуха на выходе при давлении 6 бар.

Как вы видите из таблицы самый дешёвый воздух готов предоставить потребителю компрессор AURORA AIR 25, всего 72 условных рубля за литр. А в номинации «Самый дорогой воздух» побеждает PATRIOT PRO 24-260 – литр воздуха данного компрессора обойдётся покупателю ровно вдвое дороже компрессора AIR – 141 рубль.

Итог изысканий таков: не все компрессоры «одинаково полезны». Некоторые аппараты, наподобие Вихрь КМП-300/50 – при цене в 9.5 тыс. рублей показывают характеристики гораздо более дешёвых моделей. Налицо не просто конкурентная борьба, а, скорее, стремление получить сверхприбыль: аппарат с теоретической производительностью в 174 л/мин и мотором 1.25 кВт должен стоить в районе 7 тыс. а может быть и дешевле.

В ходе тестов выяснилось, что кроме компрессоров AURORA, — все остальные бренды имеют неточности в характеристиках, а проще говоря – обман. Призываем конкурсантов отказаться от порочной практики обмана своих покупателей и пригласить уважаемых коллег к честной конкурентной борьбе. Как показывает опыт, практика обмана с характеристиками распространяется не только на компрессоры, но вообще на любое оборудование.

Внешне все компрессоры представленные в сегодняшнем тесте – очень похожи. И компоновкой и заявленными характеристиками, — однако производительность аппаратов, как показал тест – отличается значительно. Не будем рекомендовать Вам выбирая компрессор разбирать его поршневую группу или мотор, замерять толщину стенок ресивера и пр. Посоветуем обращаться только к проверенным производителям и продавцам. Выбор оборудования всегда за Вами, пусть он будет осмысленным и взвешенным.

Видео:Как подобрать запчасти на компрессорСкачать

РЕКОМЕНДОВАННЫЕ ТОВАРЫ

Смотрите данную статью в видео-ролике:

📸 Видео

(0.02 мм) ДВЕ СОТКИ которые СПАСУТ твой двигательСкачать

Доработка маслоотвода в поршнях + мега-тюнинг "дырка в поршне"Скачать

Как работает двигатель внутреннего сгорания автомобиля?Скачать

Влияние R/S и веса поршневой на мощность двигателяСкачать

НАСТОЯЩАЯ ГЕОМЕТРИЯ ДВИГАТЕЛЯ B/SСкачать

ПОДНЯЛИ КОМПРЕССИЮ ДО 20 ОЧКОВ - ЗАЧЕМ?Скачать

зазоры поршневых колец , как их проверитьСкачать

Зазорам - быть, чтобы Двигатель "Не Жрал" масло. Как Правильно? Ч.2Скачать

Как замерить зазор между вкладышем и коленвалом ВЕК ЖИВИ ВЕК УЧИСЬ @user-fc5yc8os8bСкачать

Как выбрать компрессор. Ременной привод и прямой привод.Скачать

Не качает цилиндр компрессора что делать?Скачать

Как выбрать компрессор для гаража или строительства?Скачать

Ход поршняСкачать

Теория ДВС: R/S и длина шатуна в реальных двигателяхСкачать

B/S двигателя. Соотношение B/S. Диаметр поршня и ход коленвала в двигателях ВАЗ. Геометрия двигателяСкачать

Форма Поршня! Снижение Веса и Трения!Скачать

Поршни гранта на классику, варианты конфигураций ДВССкачать