Одно-, двух-, и многоступенчатые компрессоры

Как работает основной узел компрессора?

Основной узел поршневого нагнетательного оборудования – это непосредственно сам компрессор. В нем, собственно, и происходит сжатие среды, на работу с которой рассчитан агрегат. В компрессорах холодильников, например, это хладагент, а в различных нагнетателях воздуха – какой-либо газ (чаще всего воздух). Ниже и далее пойдет речь именно о последнем типе поршневого оборудования – о воздушных компрессорах.

Основной узел поршневого нагнетательного оборудования

Самый простой по конструкции компрессор – одноцилиндровый. В нем те же основные узлы, что и в двигателе внутреннего сгорания (ДВС). Это рабочий цилиндр, находящийся в нем поршень, закрепленный на шатуне, и клапаны, которые называются всасывающим и нагнетательным, в отличие от впускного и выпускного ДВС. Также есть коленчатый вал, к которому подсоединен шатун. В некоторых компрессорах, например, маломощных автомобильных для подкачки шин вместо кривошипно-коленчатого привода поршня стоит эксцентриковый.

Однако в ДВС поршень приводит через шатун во вращение коленвал. В компрессоре все наоборот. Вращающийся коленвал через шатун приводит в движение поршень. Последний, двигаясь возвратно-поступательно, сначала втягивает воздух в цилиндр, а затем сжимает и выталкивает из него.

Устройство поршневого компрессора

Первый цикл работы компрессора происходит при движении поршня в направлении от крышки цилиндра, в которой расположены клапаны. При этом внутренний объем цилиндра в этой его части (между стенками, крышкой с клапанами и поршнем) увеличивается. За счет этого происходит разряжение, преодолевающее жесткость пружины всасывающего клапана и открывающее его. Через него в цилиндр втягивается воздух. Нагнетательный клапан все это время плотно закрыт.

Когда поршень начинает двигаться в направлении крышки с клапанами, воздух начинает сжиматься, так как объем цилиндра в этой его части уменьшается. Под действием создаваемого при этом давления, превышающего атмосферное, и собственной пружины всасывающий клапан закрывается. Когда давление превысит значение, на которое рассчитана жесткость пружины нагнетательного клапана, тот открывается и выпускает из цилиндра воздух. Последний выходит под давлением, которое называется рабочим. Оно, как видно из описания работы компрессора, задается жесткостью пружины нагнетательного клапана.

Установка компрессора на двигатель.

Установить шайбы, затем вручную компрессор на двигатель, направив прорези крышки-кронштейна на шпильки головки цилиндров. Навернуть от руки гайки крепления компрессора. Надеть на шкив ремень привода, отрегулировать натяжение ремня и затянуть гайки.

При установке компрессора необходимо обеспечить зазор не менее 5 мм между отводящим шлангом радиатора и воздушным патрубком компрессора. Указанный зазор достигается путем повертывания отводящего шланга радиатора Зазор необходим для предотвращения перетирания шланга патрубком компрессора.

Замена уплотнительных колец плунжеров разгрузочного устройства компрессора на автомобиле

Проверку состояния уплотнительных колец плунжеров разгрузочного Устройства и их замену можно производить без снятия головки компрессора. При этом надо соблюдать следующий порядок:

Пустить двигатель и довести давление в пневматической системе до срабатывания регулятора давления.

2. Остановить двигатель

Снять резиновый шланг, соединяющий воздушный фильтр двигателя с компрессором. При нарушении герметичности разгрузочного устройства в патрубке подвода воздуха к компрессору прослушивается характерный шум пропускаемого воздуха, а по манометру пневмо системы отмечается некоторое падение давления.
Снизить давление воздуха в пневматической системе до нижнего предела регулирования, при этом плунжеры должны быть опущены.
Снять патрубок подвода воздуха, вынуть пружину и коромысло. Затем поднять гнездо штока и снять его вместе со штоком, после чего извлечь плунжер из гнезда крючком из проволоки, введя его в отверстие диаметром 2,5 мм в торце плунжера или подведя сжатый воздух в горизонтальный канал разгрузочного устройства блока цилиндров.
Заменить изношенные уплотнительные резиновые кольца на плунжерах. Перед установкой плунжеры с уплотнительными кольцами следует смазать маслом, применяемым для двигателя.

В продолжении к прошлым записям про компрессор.

Первые измерения показали производительность в 94-95 литров в минуту на выходе.

Это отправная точка, компрессор работает и теперь можно подгонять производительность до расчётной

Специально для измерения был приобретен простейший тахометр. Для этой роли замечательно подходит любой простой велокомпьютер. Можно взять модель сразу с функцией показа оборотов в минуту (RPM) или же взять без неё и произвести несложный расчёт в экселе.

Я выбрал второй вариант, вот простой велокомп за 315 рублей

Подключаю магнит на маховик компрессора, вбиваю в комп кратную для расчёта длину обода (0,5 метра), подношу датчик и получаю скорость 24,9 км в час

Обратный расчёт показывает что компрессор работает на 830-ти оборотах, а двигатель при тех шкивах, что сейчас- на 1330-ти (плюс-минус немного)

Смотрю в таблицу с характеристиками компрессора ЗИЛ-130 и вижу, что всё бъётся, на 800-а оборотах он где то столько и должен давать!

Теперь пусть обкатается при работе, а уже через неделью-полторы должны приехать детальки для «тюнинга».

план прост1) Поставить пневмоклапан

в линию от головки компрессора до ресивера, дабы облегчить пуск при давлении

3) Поставить пусковой конденсатор 300 мкф и запитать его через такое реле времени с задержкой выключения RV-02

Что интересно, делают их совсем рядом. в Лиде. там где я сам компрессор от ЗИЛ-130 купил

4) Поставить вот такое хитрое реле времени «Звезда-треугольник» PCG-407

что бы после пуска двиг переводиля в более мощный режим «треугольник». Опять же, делают эту автоматику в 100 км от моего города

5) Заказать и установить новые шкивы, если сейчас соотношение шкивов 10 к 16 (двиг-компрессор), то нужно 19 к 10. Надеюсь при выполнении пунктов 1-5 двигатель потянет такую нагрузку и выдаст на гора за 260 литров в минуту на выходе

Ну и как же без плана Б! На всякий случай уже присмотрен недорогой частотный преобразователь, для организации 380-вольт для электродвигателя

Как устроен и работает воздушный компрессор

Устройство агрегата для сжатия воздуха определяется типом конструкции. Компрессоры бывают поршневые, роторные и мембранные. Наиболее широко распространены поршневые воздушные агрегаты, в которых воздух сжимается в цилиндре благодаря возвратно-поступательным движениям поршня внутри него.

Схема устройства

Устройство воздушного поршневого компрессора достаточно простое. Основной его элемент – это компрессорная головка. По своей конструкции она схожа с цилиндром двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Ниже приведена схема поршневого агрегата, на которой хорошо показано устройство последнего.

В состав компрессорного узла входят следующие элементы.

Цилиндр. Это объем, в котором сжимается воздух.
Поршень. Возвратно-поступательными движениями всасывает воздух в цилиндр либо сжимает его.
Поршневые кольца. Устанавливаются на поршне и предназначены для повышения компрессии.
Шатун. Связывает поршень с коленчатым валом, передавая ему возвратно-поступательные движения.
Коленчатый вал. Благодаря своей конструкции обеспечивает ход шатуна вверх и вниз.
Впускной и нагнетательный клапаны. Предназначены для впуска и выпуска воздуха из цилиндра. Но компрессорные клапаны отличаются от клапанов ДВС. Они изготовлены в виде пластин, прижимаемых пружиной. Открытие клапанов происходит не принудительно, как в ДВС, а вследствие перепада давлений в цилиндре.

Для уменьшения силы трения между кольцами поршня и цилиндром в компрессорную головку поступает масло. Но в таком случае на выходе из компрессора воздух имеет примеси смазки. Для их устранения на поршневом аппарате устанавливают сепаратор, в котором происходит разделение смеси на масло и воздух.

Если требуется особая чистота сжатого воздуха, например, в медицине или на производстве электроники, то конструкция поршневого агрегата не подразумевает использование масла. В таких аппаратах поршневые кольца выполнены из полимеров, а для уменьшения силы трения применяется графитовая смазка.

Коленчатый вал приводится в движение от электродвигателя посредством ременного или прямого привода. При ременном приводе в конструкцию аппарата входят 2 шкива, один из которых устанавливается на валу двигателя, а второй — на валу поршневого блока. Второй шкив оснащается лопастями для охлаждения агрегата. В случае прямого привода валы двигателя и поршневого блока соединяются напрямую и находятся на одной оси.

Об устройстве и эксплуатации поршневых компрессоров

Поршневой компрессор является одним из первых видов компрессорных установок, который широко используется и на сегодняшний день. Его высокие рабочие показатели и возможность интенсивной эксплуатации при больших объемах производительности позволяют использовать поршневой компрессор в промышленном назначении и на небольших производствах.

Устройство и принцип работы поршневых компрессоров зависит от типа данных установок, которые могут быть различны:

по количеству в оборудовании цилиндров – бывают одно-, двух- и многоцилиндровые;
по виду расположения в установке цилиндров – W, V-образные, а также рядные;
в зависимости от количества ступеней для сжатия воздуха в поршневом компрессорном оборудовании – многоступенчатые, одноступенчатые.

Однако, вне зависимости от своего типа, установки поршневые имеют базовое оснащение, характерное всем типам данных установок.

Коленчатый вал устройства

Коленчатый вал в данном случае соединен с картером. Выходной канал применяется небольшого диаметра. Цилиндры на компрессор ЗИЛ-130 устанавливаются по сторонам. Также надо отметить, что с нижней стороны модификации имеются две накладки. Вал фиксируется на зажиме. Дополнительного внимания заслуживает тот факт, что направляющие у данного компрессора устанавливаются с левой стороны. При замыкании вала специалисты рекомендуют осмотреть полностью нагнетатель.

Также проверяется картер, поскольку в нем, как правило, собирается весь мусор от переработанного масла. Для правильной работы системы тестируется давление внутри блока. Также надо сразу зачистить все каналы от картера. Сделать это можно при помощи обычного шомпола. Седло при этом предварительно смазывается. Если вал деформирован, его необходимо сразу заменить. На запчасти ЗИЛ-130 цены вполне разумные. Наконечник детали наваривается вручную.

Одноступенчатые агрегаты – простота в работе и обслуживании

Одноступенчатый компрессор – прародитель остальных двух вариантов. Принцип его работы, если агрегат поршневой, весьма прост: для сжатия газов и воздуха используются возвратно-поступательные движения поршня, который работает на энергии от двигателя внутреннего сгорания или электродвигателя.
Как видно из названия, у такого агрегата всего одна ступень сжатия, однако его применение имеет достаточно широкие границы благодаря многим положительным качествам:

для него достаточно двигателя небольшой мощности;

занимает мало места, поэтому незаменим в небольших маломощных агрегатах;

прост в управлении;

ремонт и монтаж проходят относительно просто.
Одноступенчатые компрессоры наиболее распространены – их приобретают как крупные компании, так и частные лица. Но и у этих приборов есть свои недостатки, о которых нужно знать перед приобретением или монтажом:

нельзя использовать компрессор с одной ступенью сжатия для устройства сложных сетей или работы больших и мощных агрегатов;

мощность сжатия может достигать всего лишь 12-ти атмосфер;

больше одного или двух часов в день эксплуатировать прибор нежелательно;

при неправильной эксплуатации возможно самовозгорание.

Виды поршневого компрессора

Каждый тип такого оборудования имеет свои особенности конструкции. Их классифицируют по количеству используемых цилиндров:

одноцилиндровые;
двухцилиндровые;
многоцилиндровые.

Отличие данной конструкции в количестве главных блоков: цилиндров и поршней к ним.

Разнотипный поршневой компрессор, используемый в промышленности, бывает разных исполнений, которые отличаются количеством ступеней для сжатия рабочей среды:

одноступенчатый;
двухступенчатый;
многоступенчатый.

Третий вариант − более эффективное решение. Есть другие виды таких компрессоров:

вертикальные: цилиндры размещены вертикально;
горизонтальные: их отличительная черта – наличие выбора исполнения, они бывают с односторонним расположением цилиндров или с двусторонним расположением цилиндров относительно вала;
угловые: комбинированная установка цилиндров (вертикальная и горизонтальная), цилиндры, расположены под определенным углом наклона (W, V -образно).

Наилучший вариант − модель с цилиндрами, движущимися навстречу друг другу. Цилиндры размещены с двух сторон от коленчатого вала.

Двухпоршневой компрессор, имеющий высокую производительность, используется в промышленности.

Устройство поршневого компрессора

С точки зрения устройства, компрессор поршневого типа представлен цилиндром, внутри которого установлен поршень. Независимо от типа исполнения — вертикальное, оппозитное, горизонтальное или наклонное размещение цилиндров, сам механизм прост, потому что рассчитан на работу в загрязненной среде.

Также в комплектацию агрегата входят следующие элементы:

коллекторы: выпускной, впускной;
клапаны: всасывающий, нагнетающий;
шатун;
маховик;
коленчатый вал;
сальник;
подшипники вала;
компрессорная головка.

Стоит отметить, что это конструкция одноцилиндрового агрегата. Поршневой компрессор с большим количеством цилиндров имеет более сложное устройство и, следовательно, обладает большей мощностью и производительностью.

Как самостоятельно сделать компрессор на базе ЗИЛ-130

В зависимости от объема задач, которые планируется выполнять на агрегате, определяется количество переделок ЗИЛовского компрессора. Его перестройка требуется в ситуации, когда планируется длительная эксплуатация при повышенных нагрузках. Для этого потребуются следующие материалы:

Ресивер.
Манометр, монтирующийся на ресивер.
Сама силовая установка.
Предохранительный клапан.

Когда компрессор создается своими руками, важно корректно выполнить передачу на него крутящего момента. Именно за это будет отвечать клапан и манометр

В процессе сборки следует учитывать следующие особенности:

Вращающий момент. Если планируется подключение силовой установки к агрегату через шкиф и ремень, потребуется использование более «сильного» двигателя по причине потери подобным образом части мощности. Из-за этого рекомендуется выполнять подключение через редуктор, хотя его цена довольно высокая.
Двигатель. Этот элемент требуется подбирать так, чтобы параметры его мощности соответствовали потребностям компрессора. Так, для обеспечения требуемого давления скорость вращения должна составлять минимум 2 тыс. об/мин. Это позволит работать агрегату в крейсерском режиме без существенных нагрузок. Для непродолжительного использования достаточно вариантов, выдающих мощность в 1 кВт, а с целью более интенсивной нагрузки следует применять более мощные изделия.
Ресивер. Создается из металлической емкости средних размеров. Такую конструкцию комплектуют манометром, а также регулятором давления, который устанавливается на выходе. На входе в резервуар устанавливается узел, оборудованный редуктором.
Система охлаждения. В определенных вариантах компрессоров при работе наблюдается перегрев, из-за чего требуется дополнительное усовершенствование штатной системы охлаждения.

Сам компрессор требуется смонтировать на станину в заранее подготовленное посадочное место. Туда же крепится двигатель, а иные элементы устанавливаются отдельно и подключаются посредством шлангов.

Самостоятельное создание компрессора на базе ЗИЛ-130 позволяет при небольших тратах получить агрегат высокой производительности. Купить нужные элементы можно, используя интернет-каталог (к примеру, Авито), где продаются различные устройства и детали. Каждое из предложений имеет фото и описание состояния и характеристик

При сборе устройства важно учитывать особенности и тонкости создания такой конструкции

Читайте еще:

Шкив компрессора ГАЗ-66

Устройство поршневого компрессора

Компрессор МТЗ-80

Порядок замены прав тракториста

Технические характеристики ЯМЗ 236 Турбо

Рулевой дозатор МТЗ-82

Виды поршневого компрессора

Механизмы цилиндров

Оборудование такого типа различают в соответствии с некоторыми особенностями конструкции. Одна из классификаций базируется на количестве используемых механизмом цилиндров:

Одноцилиндровый;
Двухцилиндровый;
Многоцилиндровый.

В данном случае конструкция отличается количеством основных узлов: цилиндров и, соответственно, поршней к ним.

Классификация

Компрессор промышленный разнотипный поршневой встречается в разных исполнениях, отличных между собой по количеству ступеней для возможности сжатия рабочей среды:

Одноступенчатые;
Двухступенчатые;
Многоступенчатые.

Последний из названных вариантов является наиболее эффективным решением. Но кроме этого существуют и другие виды подобных устройств:

Вертикальные. Из названия понятно, что в данном случае цилиндры располагаются в соответствующей (вертикальной) плоскости.
Горизонтальные. Отличительной чертой данного рода техники является возможность выбрать исполнение с односторонним расположением цилиндров относительно вала или устройства с двусторонним расположением данных элементов.
Угловые. Такое решение подразумевает комбинированную установку цилиндров: и вертикально, и горизонтально. К данной группе относятся исполнения с цилиндрами, расположенными под некоторым углом наклона (V, W-образно).

Отдельно следует сказать о таких устройствах, как компрессор высокопроизводительный двухпоршневый, так как данное исполнение представляет собой технику промышленного назначения ввиду своей высокой эффективности.

Преимущества и недостатки

Выбирая между современными технологиями в области производства компрессорного оборудования и классическим решением, ярким примером которого является поршневой агрегат, следует взвесить все плюсы и минусы. К явным достоинствам последнего из названных вариантов относится:

Простота устройства, что в результате обуславливает несложные действия по ремонту основных узлов. К тому же, если выбирается поршневой компрессор, принцип его работы очень прост, что позволяет при бережном обращении и регулярном обслуживании получить надежную машину.
Несложный процесс производства техники такого рода, что дополнительно влияет на итоговую стоимость изделия. Если сравнивать с винтовыми или центробежными аналогами, то поршневой агрегат обойдется дешевле, чем прочие варианты.
Ввиду большого количества видов подобного оборудования заметно увеличивается область его применения.
Механизм такого рода прекрасно справляется с поставленной задачей даже в суровых условиях.

Но любая техника имеет и недостатки, в данном случае следует отметить повышенный уровень шума, а дополнительно к тому еще и вибрацию во время работы агрегата. Эти свойства обуславливаются конструкцией, поэтому повлиять на них довольно сложно. Единственная мера, которая обычно предпринимается – выделение отдельного помещения.

Устройство и принцип действия механизма

Подобное оборудование отличается друг от друга в зависимости от разновидности. Вид устройства указывает на его функционирование.

Видео устройство поршневого компрессора:

Одноцилиндровый агрегат состоит:

цилиндра, головки цилиндра;
поршня;
поршневого пальца;
подшипников вала и коленчатого вала;
шатуна;
сальника;
маховика.

У двухпоршневого компрессора состав расширяется. Корпус такого компрессора чугунный. В цилиндре расположен поршень, который выполняет возвратно-поступательное движение. Рабочая среда под пресс поршня поступает через специальные клапаны, находящиеся в верхней области цилиндра.

Кривошипно-шатунный узел приводит в движение поршень. Затем привод, соединенный с валом вводится в работу, и поршень начинает двигаться. Одному обороту вала соответствует два хода поршня. Нагнетательный и всасывающий клапаны участвуют в разрежении и сжатии паров рабочей среды. В первом процессе давление снижается, во втором возрастает.

Виды поршневого компрессора

Механизмы цилиндров

Одноцилиндровый;
Двухцилиндровый;
Многоцилиндровый.

Классификация

Одноступенчатые;
Двухступенчатые;
Многоступенчатые.

Вертикальные. Из названия понятно, что в данном случае цилиндры располагаются в соответствующей (вертикальной) плоскости.
Горизонтальные. Отличительной чертой данного рода техники является возможность выбрать исполнение с односторонним расположением цилиндров относительно вала или устройства с двусторонним расположением данных элементов.
Угловые. Такое решение подразумевает комбинированную установку цилиндров: и вертикально, и горизонтально. К данной группе относятся исполнения с цилиндрами, расположенными под некоторым углом наклона (V, W-образно).

Преимущества и недостатки

Простота устройства, что в результате обуславливает несложные действия по ремонту основных узлов. К тому же, если выбирается поршневой компрессор, принцип его работы очень прост, что позволяет при бережном обращении и регулярном обслуживании получить надежную машину.
Несложный процесс производства техники такого рода, что дополнительно влияет на итоговую стоимость изделия. Если сравнивать с винтовыми или центробежными аналогами, то поршневой агрегат обойдется дешевле, чем прочие варианты.
Ввиду большого количества видов подобного оборудования заметно увеличивается область его применения.
Механизм такого рода прекрасно справляется с поставленной задачей даже в суровых условиях.

Безмасляный компрессор

На данный момент наша промышленность очень сильно нуждается в безмасляных компрессорах, которые бывают как поршневыми, так и винтовыми. В некоторых случаях недопустимо наличие масла в воздухе даже в минимальных количествах. Например, для надувания кислородной подушки. Или для заполнения кислородного баллона.

Чтобы поршневой компрессор был безмасляным, поверхность его цилиндров покрыта специальным составом, позволяющим работать без машинного масла. Также и поршень покрывается спецсоставом. Несмотря на большие достижения в области материалов, уменьшающих скольжение, время непрерывной работы безмасляного поршневого компрессора ограничено. В некоторых моделях 10 – 15 минут в час.