Компрессоры — как создается и используется давление

Компрессор — это устройство, работающее под действием силы сжатия для перемещения воздуха или другого газа. Этот тип устройства обычно используется в конструкции пневматических инструментов и другого оборудования. Компрессоры широко используются в промышленном производстве, строительстве, быту, в том числе при проведении ремонтных работ. Ключевым аспектом, который необходимо учитывать в таких ситуациях, является сила сжатия, прилагаемая к газообразному веществу. В этой статье мы рассмотрим механизмы создания давления компрессорами, а также методы его регулирования.

Компрессор — устройство и принцип работы

Устройство, о котором идет речь, получило свое название от латинского слова "compressio", значение "сжатие". Его основная цель — сжать газ, чтобы переместить его и использовать силу давления. Современная промышленность выпускает различные типы и подвиды компрессоров давления. По способу сжатия газа эти устройства можно разделить на две основные группы: объемные и динамические. Каждая группа создает давление разными методами, что приводит к различным принципам работы. Объемные модели состоят из рабочей камеры с системой клапанов, в которой происходит сжатие и движение газа. Принцип работы можно проиллюстрировать следующим образом: газ поступает в камеру через впускной клапан, который пропускает поток только внутрь и не позволяет газу выйти наружу. Газ сжимается по мере уменьшения объема камеры и продвигается к выпускному клапану, который открывается наружу. С другой стороны, динамические конструкции сжимают газ, ускоряя его движение за счет использования винтовой системы. Этот механизм преобразует энергию движения в силу сжатия.

Кстати! Помимо принципа действия, компрессорные устройства делятся на различные категории в зависимости от рабочего вещества (воздух, пар, некоторые газы или их комбинация), типа привода, способа отвода тепла, отрасли, в которой они используются, и предельного давления.

Виды давления в компрессоре

• Вакуумные аппараты используются для извлечения воздуха.
• Агрегаты низкого давления (до 1.5 МПа) широко используются в комплектах профессионального пневматического оборудования, бытовой пневматике и уборочной технике.
• Средние единицы сжатия (более 1.5 МПа — 10 МПа) широко используются в добывающей промышленности, промышленных холодильных установках, кондиционерах, рефрижераторах, системах и устройствах автоматического запуска, а также в других отраслях деятельности.
• Агрегаты высокого давления (свыше 10 до 100 МПа) оснащены автоматикой, регулирующей степень сжатия, и находят применение в различных отраслях промышленности.
• Устройства сверхвысокого давления (от 100 МПа) в основном используются в металлургии и других масштабных промышленных производствах.

Рабочее давление

Важной технической характеристикой любой модели компрессора является его рабочее давление, под которым понимается степень сжатия воздуха, которую устройство способно создавать и поддерживать постоянно. Это значение может измеряться в различных единицах, таких как МПа, бар, кг/см2, атмосферы и мм.Hg. Например, в документации может быть указано рабочее давление 7 бар или 15 МПа.

Принцип работы всех компрессоров с автоматическим управлением в целом одинаков: устройство всасывает воздух до тех пор, пока не достигнет нужного количества. Затем он останавливает вращение электродвигателя, чтобы прекратить нагнетание воздуха. Как только устройство сбрасывает давление до минимально допустимого значения, двигатель снова начинает работать, запуская процесс сжатия воздуха до максимального уровня.

Цикл включения/выключения компрессора регулируется уникальным устройством, называемым прессостатом. Этот компонент действует как реле времени, эффективно размыкая и замыкая цепь питания двигателя в точный момент, одновременно выполняя функцию контроля давления.

Интересный факт! Производитель должен откалибровать разброс между минимальной и максимальной степенью сжатия для каждой модели.

Автоматический блок рабочего давления — принцип работы

Автоматический блок управления сжатием работает по принципу использования двух противоположных сил: силы давления газа на мембрану и упругости пружины. Для изменения рабочего давления в конструкции прессостата предусмотрены резьбовые болты, с помощью которых можно изменять положение пружины. Эти регуляторы давления воздуха расположены под крышкой реле давления, рядом с индикаторами, указывающими необходимое направление регулировки пружины. Кроме того, имеется затвор, регулирующий разброс между максимальной и минимальной степенью сжатия.

На входе в воздуховод, ведущий к компрессору, установлен специальный клапан, препятствующий движению газа в обратном направлении. Корпус воздушного канала и обратный клапан работают вместе, чтобы поддерживать стабильную степень сжатия на выходе. Для регулирования степени сжатия газа на выходе устройство оснащено редуктором. Здесь расположен редукционный клапан, позволяющий регулировать давление сжатого воздуха в соответствии с конкретными требованиями подключенного к компрессору инструмента, например, краскопульта или отбойного молотка. Для облегчения визуального контроля устройства оснащены манометром для точного измерения давления.

Подключение прессостата к компрессору

Для подключения реле давления к компрессору используются специальные соединительные фланцы. После завершения механической установки необходимо установить электрическое соединение между устройством и двигателем с помощью контактов датчика. Схема электрического подключения прессостата сильно различается в зависимости от напряжения используемого источника питания — 220 В или 380 В.

Схема подключения прессостата к сети 380 В

Для подключения автоматического реле к компрессорному оборудованию, работающему от 3-фазной сети напряжением 380 В, используется магнитный пускатель, также называемый релейным выключателем. На принципиальной схеме этот компонент обозначается символами "КМ".

Схема подключения прессостата к сети 220 В

Прессостат подключается к однофазной сети 220 В по представленной схеме.

Подключение прессостата к компрессору

Реле давления компрессора монтируется путем выполнения простой последовательности действий:

• Сначала устройство необходимо прикрутить к центральной трубе корпуса/ресивера инструмента.
• Далее соединение следует загерметизировать с помощью фум-ленты или жидкого герметика.
• Один из выходов с наименьшим диаметром должен быть подключен к разгрузочному клапану компрессора, а другой — к предохранительному клапану.
• Оставшийся выход можно использовать для установки манометра на компрессор, либо надежно закрыть его металлической заглушкой.

Регулирование давления

При эксплуатации различных воздушных компрессоров, например, используемых в окрасочных аппаратах со струями жидкой краски под давлением, аквариумах или моделях автомобилей, необходимо регулировать подачу давления.

Важно! Если используется реле, необходимо изменить стандартные настройки устройства, чтобы учесть диапазон параметров компрессора.

Для настройки компрессора на различные рабочие параметры необходимо использовать манометр для определения значений давления при включении и выключении электродвигателя системой автоматизации. Затем следует выполнить следующий пошаговый процесс:

• Отключите компрессор от источника питания;
• Снимите крышку прессостата;
• Измените регулятор максимального сжатия (P +/-), чтобы понизить или повысить уровень давления, при котором реле отключает электродвигатель;
• Используйте регулятор ΔΡ со стрелкой, чтобы установить разницу в степени сжатия для начала и прекращения процесса работы, если это необходимо;
• Замените крышку реле;
• Подключите прибор к электросети и активируйте его.

Следует понимать, что при увеличении дифференциального параметра степени сжатия частота отключений двигателя снижается, в то время как падение давления в агрегате увеличивается.

Выбор компрессора по давлению на выходе

Сжатый воздух обладает энергетическим потенциалом. Важнейшим компонентом пневматических машин и устройств, требующих этой силы, является компрессор, отвечающий за осуществление процесса сжатия.

Важный совет: обязательно выбирайте компрессор, обладающий соответствующими техническими характеристиками, подходящими для конкретных требований к выходному давлению. Проще говоря, инструмент и компрессор должны соответствовать друг другу по своим параметрам.

Для обеспечения нормального функционирования рабочего аппарата важно, чтобы степень сжатия газа в компрессоре и приборе, с которым он используется, соответствовала друг другу. Слишком высокое выходное давление может привести к быстрому износу деталей инструмента и, в конечном счете, к неисправностям. С другой стороны, если компрессор не обеспечивает достаточного выходного давления, инструмент может не иметь необходимой рабочей мощности или не запуститься. Поэтому очень важно придерживаться правила, согласно которому степень сжатия воздуха на выходе компрессора должна быть в пределах 1 бар (0.1 МПа) от максимально допустимого значения, указанного производителем инструмента, с учетом поправок на длину и диаметр соединительной линии.

Требование к резерву

Второе руководство по выбору компрессорного оборудования ориентировано на требования к производительности и резерву. Данная спецификация указывает на объем воздуха, который может быть сжат за определенный промежуток времени. При неправильном выборе могут возникнуть проблемы, когда компрессор, не обладающий достаточной мощностью, не сможет обеспечить необходимое давление, что приведет к снижению эффективности работы инструмента. Поэтому рекомендуется выбирать устройство с запасом производительности.

Совет профессионала! По мнению экспертов, идеальным вариантом является выбор оборудования, использующего 70-80% максимальной производительности сжатого воздуха, обеспечиваемой компрессором.

Характеристики давления входящего воздуха

Международные стандарты требуют, чтобы на компрессорах указывалась производительность по воздуху в "растворенном состоянии" при отсутствии давления. Большинство производителей указывают объем всасываемого воздуха в техническом паспорте компрессора, следуя общепринятым рекомендациям. При выборе компрессора необходимо учитывать, что в процессе сжатия будет происходить некоторая потеря показаний выходного давления.

Кстати! Стоит отметить, что отечественные производители обычно указывают в технических характеристиках выходную мощность компрессора.

Итак, мы описали различные способы сжатия функционального газового вещества в компрессоре для повышения его давления до необходимого уровня для конкретного инструмента. Все основные детали можно найти в сопроводительной документации на компрессорное оборудование. Однако важно учитывать, что предоставленные характеристики производительности были измерены производителем при температуре 20 0 C. Таким образом, использование устройства в более холодных условиях приведет к снижению показателя производительности. Чтобы определить фактический параметр, необходимо умножить теоретическое значение (указанное в инструкции) на коэффициент полезного действия.

Самые надежные компрессоры

Компрессор PATRIOT Euro 24-240 можно купить на Яндекс Маркете

Посмотрите Компрессор Denzel PC 50-260 на Яндекс Маркете

В поисках надежного компрессора? Искать Компрессор Metabo Basic 250-24 Вт на Яндекс Маркете

Доступно на Яндекс Маркете Компрессор Quattro Elementi KM 24-260 идеально подходит для любых задач

Купить Компрессор Quattro Elementi KM 50-380 можно на Яндекс Маркете