Рабочее давление промышленных и бытовых компрессоров

Компрессор – это агрегат для сжатия воздуха. Из уроков по физике школьного курса мы помним, что сжатое тело стремится вернуться в свое обычное состояние. На этом и основана работа большинства пневматических инструментов. Сжатый газ давит на поршни, раскручивает турбины, преобразует свою энергию в работу. Уже много десятилетий такой принцип привода воздушных машин успешно применяется в строительстве, металлургии, медицине, пищевой, химической, легкой и другой промышленностях.

Одним из самых важных показателей работы компрессора является рабочее давление. Единица измерения – Бар, МПа или кгс/см2 указывается на шильдике и в техническом паспорте устройства. Рабочее давление компрессора может колебаться в зависимости от настроек, длины пневмолиний и суммарной мощности пневмоинструмента. Иногда возникает путаница между максимальным и рабочим давлением. Нужно помнить, что это разные величины: максимальное давление – это сила сжатия компрессора, работающего на предельной мощности.

Все установки подразделяются на несколько подгрупп:

• Устройства низкого давления: применяются для вентиляций, в системах водоочистки, перекачки жидкостей или сыпучих веществ.  Показатель начинается от 0,25 бар.
• Стандартные компрессоры – используются уже для широких нужд: привода пневматического бытового и промышленного инструмента. Давление – от 6 бар и выше.
• Машины высокого давления – применяются для перекачки природных газов в газовой индустрии или заправки баллонов высокого давления в бытовых целях. Давление – от 100 бар.

По назначению компрессорные установки разделяются на бытовые и промышленные. Такое разделение неслучайно. Предприятия-изготовители, в зависимости от сфер использования, применяют разные типы материалов, а также меняют конструкции, которые влияют на ресурс компрессора.

Рабочее давление бытовых компрессоров

Легкие, передвижные бытовые устройства имеют показатель от 2 до 6 бар. Этого давления достаточно для работы автосервисов, шиномонтажных мастерских, выполнения мелких операций на дому. Они с легкостью справляются с дрелями, заклепочниками, гайковертами, шлифмашинами и накачиванием шин. Небольшую таблицу сравнительных показателей вы увидите ниже.

Бытовые компрессоры – это преимущественно поршневые машины с дополнительным оборудованием: ресивером, манометрами и шлангами. Различают два вида таких машин: маслозаполненные и безмасляные. Принцип работы у них один: с помощью кривошипно-шатунного механизма воздух поршнями сжимается в цилиндрах.

Масляные компрессоры смазываются маслом, которое циркулирует в картере. За счет этого уменьшается трение, отводиться лишнее тепло, повышается производительность. Недостаток лишь один – некоторое количество масляной эмульсии неизбежно попадает в воздух. Это негативно сказывается, например, в работе пульверизаторов: попадание масляной жидкости в краску недопустимо.

Для таких деликатных операций применяются безмасляное оборудование. Из названия ясно, что воздух к пневматическому инструменту подается без примесей смазывающих материалов. В поршневых и винтовых машинах трение снижают, используя специальные тугоплавкие, антифрикционные материалы. Безмасляные компрессоры с небольшим рабочим давлением имеют невысокий срок службы. Но это соизмеримо с затратами на приобретение, так как они относительно дешевы по сравнению с промышленным компрессорным оборудованием.

Рабочее давление промышленных компрессоров

Это уже другой тип машин, к изготовлению которых применяется совсем другой подход. Промышленные компрессоры с рабочим давлением от 6 бар предназначены для длительной работы в тяжелых условиях больших предприятий. Они изготавливаются на высокоточном оборудовании с применением современных материалов и сплавов. За работой таких агрегатов непрерывно следит сложнейшее микропроцессорное оборудование, снабженное многочисленными датчиками температуры и давления.

Промышленные компрессоры с разветвленной воздушной сетью приводят в движение десятки, а иногда и сотни инструментов одновременно. Поэтому рабочее давление в пневмосистеме должно быть стабильное независимо от количества конечных потребителей. В этих целях используются поршневые или винтовые агрегаты с повышенным ресурсом, которые могут работать длительное время с остановками только на обслуживание и ремонт.

Давление поршневых компрессоров

Принцип работы установок поршневого типа чем-то схож с двигателями внутреннего сгорания. В процессе участвует кривошипно-шатунный механизм, который поочередно толкая поршни, сжимает воздушную смесь в цилиндрах. Распределяет потоки воздуха компрессорная головка: клапана, перекрывая определенные отверстия, пропускают воздух снаружи или открывают путь к ресиверу. 

Несмотря на простоту конструкции, сравнительную дешевизну изготовления и обслуживания такой подход имеет один существенный недостаток. В результате возвратно-поступательного движения давление на выходе нестабильно: присутствуют толчки и пульсации. Рабочее давление компрессоров поршневого типа выравнивается с помощью ресивера, который сглаживает пульсации. А излишняя вибрация и возникающий при этом шум, гасятся ременным приводом и амортизационными подушками.

Рабочее давление поршневого компрессора регулируется с помощью клапана, стоящего на выходе ресивера. При отклонении от заданных параметров механизм включает компрессор, наращивая давление в системе. В случае превышения значения происходит обратный процесс: компрессор выключается и остается в ждущем режиме. Если этот параметр нестабилен, то нужно обратить внимание на целостность магистрального трубопровода и шлангов, ведущих к пневмооборудованию.

Давление винтовых компрессоров

Устройства винтового типа обладают некоторыми особенностями. Их конструкция непохожа на поршневые агрегаты, а принцип действия несколько отличается. Действие силового агрегата основано на законах «архимеда винта». Рабочее давление создается при помощи двух винтов, которые быстро вращаясь, сжимают воздух между собой и стенками камеры.

Такой метод очень эффективен и экономичен. Винтовые компрессоры применяются там, где нужна высокая производительность и большие объемы сжатого воздуха. Кроме этого, низкое трение позволяет оборудованию работать длительное время, отключаясь лишь по необходимости.

В отличие от поршневых машин, винтовые работают в определенных режимах:

• Предстартовый или пусковой режим. Двигатель компрессора включается и выходит на основные обороты. Чтобы снять скачки напряжения, и защитить сеть от перегрузки электродвигатель запускается по определенному алгоритму. Автоматика включает обмотки сначала в «звезду», а потом переводит в положение «треугольник», при котором скорость вращения поля статора почти равняется скорости ротора.
• Рабочий ход. Давление постепенно наращивается и достигает пикового значения. Затем устройство переводится в холостой режим.
• Холостой ход компрессора. В таком режиме происходит свободная циркуляция воздуха по внутреннему кругу, не затрагивая рабочий контур.
• Режим ожидания. Компрессор ожидает сигнала от датчиков давления. При падении параметров до заданного уровня компрессор быстро выходит на рабочий режим.
• Режим «Стоп». Компрессор нельзя выключить сразу. Давление в магистрали должно стравливаться постепенно, но в экстренных ситуациях оператор может вмешаться и принудительно остановить работу агрегата.