Устаткування, яке дозволяє забезпечити стабільну роботу верстатів та інструментів пневматичного виду називають поршневим повітряним компресором. Робота забезпечується за допомогою акумуляції стисненого повітря з його подальшою передачею до пневматичного споживача. Циліндр і поршень – це основні деталі даної конструкції. Через відповідні клапана відбувається всмоктування і нагнітання повітря.
Є цілий ряд ознак, за якими можна провести класифікацію поршневих компресорів. В першу чергу варто їх розрізняти за типом приєднання з первинної силовою установкою. В даному випадку виділяються ремінні і коаксіальні компресори. Для роботи протягом нетривалого часу застосовують коаксіальні компресори. Вони забезпечують надійну роботу близько 20-25 хвилин протягом години. Основна сфера застосування даного виду – побутові потреби. На відміну від ремінних моделей, у коаксіальних між компресорної головкою і валами двигуна присутнє пряме з’єднання. Це дозволяє знизити витрати на виробництві без великих втрат. Коаксіальні моделі відрізняються компактними розмірами і простотою застосування. Їх легко зберігати і перевозити.
Використання ремінних поршневих компресорів забезпечує серійну безперервну роботу. В процесі експлуатації вони здатні витримувати досить жорсткі умови. На відміну від коаксіальних моделей у них присутня більш досконала система охолодження, що забезпечує високу продуктивність і підвищує зносостійкість матеріалів.
Так само поршневі компресори розрізняють за типом мастила, яка застосовується для їх роботи. Розрізняють масляні і безмасляні моделі. Компресори, що працюють на масляному змащенні, відрізняються високою довговічністю, але вимагають спеціального технічного обслуговування. Для роботи більшості інструментів наявність мастила є досить важливою умовою. Застосування масляного компресора з фарбопультом не допускається, оскільки частинки масла можуть потрапити в фарбу, що призведе до зниження якості матеріалу, що наноситься на поверхню. Компресори масляного типу знайшли широке застосування для проведення фасадних робіт і невеликих ремонтів, так само вони використовуються на невеликих виробництвах і в автосервісах.
Безмасляні компресори поділяють потік повітря і масла, пропускаючи їх по різних каналах без змішування. Тому для проведення робіт, де необхідна наявність чистого повітря без масляних домішок краще використовувати такий вид компресорів. Вони відрізняються невеликими розмірами і вагою. Так само варто відзначити невибагливість в експлуатації і можливість транспортування в будь-якому положенні. Широке застосування вони знайшли на меблевих заводах і в малярних майстернях.
1) Герметичний компресор. Двигун обладнання даного типу розташовується в єдиному сталевому кожусі, безпосередньо в ньому ж знаходиться і сам компресор. Усмоктуване всередину газ забезпечує охолодження пристрою під час роботи. Зазвичай у такого виду присутні кілька циліндрів. Широке застосування вони отримали для створення систем кондиціонування або холодопостачання.
2) Напівгерметичний. Відмінною особливістю даного виду є з’єднання компресора і двигуна. Вони розташовуються в спеціальних корпусах з чавуну. При цьому корпус можливо розібрати. Охолодження в даній конструкції забезпечується за допомогою обдування і вхідного газу за рахунок роботи вентилятора.
3) Відкритий. Так само його часто називають сальниковим. Його встановлюють у спеціальний корпус, вилитий з чавуну. Вал виходить з корпусу, до якого прикріплюється двигун. В даному типі пристрою двигун вважається зовнішнім. Застосування даний вид знайшов в автомобілебудуванні і промисловості.
Ротаційні компресори. На відміну від поршневих, даний вид компресорів не обладнаний механізмом кривошипно-шатунного типу, а поршень не зворотно-поступальний. Все це дозволяє отримати компресори невеликої маси, хорошу врівноваженість і невелику кількість частин, що рухаються усередині. Деякі моделі не обладнані нагнітальними клапанами. Це забезпечує простоту роботи і підвищену надійність. Серед головних недоліків даного виду варто відзначити складність проведення ремонтних робіт і виготовлення обладнання. Рухомі частини схильні до досить високого зносу під час експлуатації.
Розрізняють велику кількість ротаційних компресорів, які умовно можна розділити на два основних типи в залежності від розташування ротора:
1. Такий, що котиться. Обертання осі у такого виду відбувається навколо циліндра.
2. Такий, що обертовим. В даному випадку відбувається фіксація осі щодо циліндра.
Повітродувками прийнято називати ротаційні нагнітачі, які здатні розвинути надлишковий тиск в межах 0,28-0,3 МПа. Якщо виробляється більш високий тиск, то це компресор.
Ось список основних переваг, які виділяють даний вид компресорів на відміну від поршневих:
- Повна відсутність клапанів у обладнанні;
- Сама конструкція має меншу вагу;
- Подача газу відбувається поступово;
- Можливість виконання з’єднання з електричним двигуном;
- У зв’язку з відсутністю зворотно-поступального руху, хід є врівноваженим.
Однак ротаційні компресори відрізняються низькими показниками ККД і не дозволяють домогтися високого тиску. Під час виробництва вони вимагають більш точної роботи.
Компресор є одним з головних елементів для забезпечення нормальної роботи холодильних установок. Його основне призначення – це створення різниці тиску, а так само забезпечення руху холодоагенту. Компресори спірального типу стали використовуватися в промисловості всього кілька років тому. Найчастіше їх застосовують для роботи всередині теплових насосів, холодильних установок різних температур і в системах кондиціонування.
Спіраль є основним робочим елементом даного виду. Про принцип роботи спіральних компресорів буде розказано нижче.
Принцип роботи
Пари холодоагентів стискаються в просторі, утвореному двома спіралями. Одна спіраль постійно знаходиться в нерухомому стані, а інша обертається навколо неї. В даному випадку необхідно, щоб спіраль слідувала досить складній траєкторії. Обертання вала відбувається за рахунок роботи електродвигуна, який знаходиться в корпусі і герметично обладнаний. На кінці даного валу змонтована спіраль. Під час процедури обертання спіралі, вона робить перекати по стінках нерухомої, прослизаючи по маслянистої плівці.
Контакт здійснюється за рахунок спеціальних точок, здатних переміщатися від країв до центру. Дані точки знаходяться на кожному з витків обладнання. Всмоктування парів відбувається в зоні, де розташовується найбільший обсяг газу, що піддається зрідженні. Стискання газу і зменшення його обсягу відбувається в той момент, коли до центру максимально наблизиться робоча зона. З цієї причини в центральній частині спіралі показник тиску газу досягне максимального значення. По засобам лінії нагнітання буде забезпечено надходження газу. У постійному режимі виконується процес стиснення парів, що є нормою для обладнання зазначеного виду. Утворюється певна кількість робочих зон, оскільки є кілька точок дотику. Герметичні спіральні компресори охолоджують систему за рахунок того, що відбувається всмоктування парів холодоагенту.
Гвинтові компресори для обладнання холодильного типу використовуються при необхідності формування великого обсягу холодовиробництва. Незалежно від того, який рівень температур застосовується в установках, даний вид компресорів здатний працювати в нормальному режимі. Висока ефективність і надійність експлуатації дозволили набрати популярність серед споживачів. Робота гвинтової пари забезпечує стиснення і переміщення парів холодоагенту, чим і обумовлений принцип роботи даного виду обладнання.
Гвинти або як їх називають ротори, є робочими органами гвинтового компресора. Найчастіше на виробництві випускається обладнання з двома роторами в комплектації. Один з цих роторів грає роль ведучого, другий веденого. Обертання роторів відбувається відносно один одного в закритому корпусі. Виконані в спіральної формі зуби зачіпляються між собою. Електродвигун передає крутний момент ведучому ротору. Можливе розміщення двигуна як в одному корпусі, так і в різних з компресором з з’єднанням за рахунок муфти.
Між зубцями гвинтів відбувається процес стиснення. Взаємне обертання виконується в різні боки, при цьому зуби одного ротора потрапляють у западини другого, що знижує площу робочої зони. Газ починає рухатися від порожнини. При цьому відбувається зниження його обсягу і зростання тиску. В кінці обсяг робочої зони дорівнює нулю, що свідчить про наявність мінімального «мертвого» простору. Варто зазначити, що процеси зі стиснення і нагнітання в гвинтових компресорах є постійними і не припиняються.
Найчастіше відокремити відцентрові холодильні компресори від холодильних машин практично не можливо. Для того, щоб більш детально розібратися в даному питанні, необхідно розглядати проблеми пов’язані з самими машинами. Всі холодильні машини, в яких встановлено відцентровий компресор, розрізняють на два основних види:
- Компресорні агрегати – це установки, які використовують для великих промислових підприємств.
- Комплексні – поширені в промислових установках для кондиціонування повітря.
Комплексні холодильні машини найчастіше обладнані аміаком, компресорні агрегати ж містять фреон. Обладнані відцентровим компресором холодильні машини можуть бути використані в різних діапазонах температур охолодження до -120 градусів за Цельсієм. Вони знайшли широке застосування в промислових виробничих підприємствах, пов’язаних з виробництвом спирту і каучуку. Так само їх використовують для установок кондиціонування повітря у великих приміщеннях. Застосовуються дані машини в якості теплових насосів, дозволяючи забезпечити теплопостачанням житлові і громадські будівлі. Сфера застосування досить широка.
Фахівці, що працюють в галузі холодильних машин, досить часто використовують в своєму лексиконі вираз «холодопродуктивність», який може стосуватися як компресора, так і холодильної машині. Дане значення має на увазі здатність обладнання переносити певну кількості холодоагенту з одного боку на інший за певний час.
Для кондиціонерних або холодильних установок компресор холодоагенту не є ідеальною машиною. Навіть незалежно від того за якою технологією проводилася його розробка. Це в принципі не можливо через досить обмежену сфери, де може застосовуватися дане обладнання. Ефективність роботи частіше буде прямо залежати від обраного виду холодильної установки і наскільки грамотно вона використовується.
Фреоновий компресор здатний передавати певну кількість холодоагенту до вихідного терміналу від вхідного за один оборот валу. У разі, коли обладнання має іншу будову, то оборот валу замінюється циклом спіралей, оборотом гвинта або циклом поршня. Саме цей показник вважається основним виміром для того, щоб визначити, наскільки даний компресор продуктивний.
Об’ємна продуктивність, яка вимірюється за певну одиницю часу, за умови дотримання нормальних умов – це єдина технічна характеристика, яку можна вважати правдивою. При цьому виробники не рідко вдаються до використання інших характеристик для своїх приладів.
