О чем речь? Рабочее давление компрессора – параметр, влияющий на выбор установки. Измеряется в барах, различается в зависимости от типа оборудования. У бытовых составляет 2-6, промышленных – 6 и выше.
Что учесть? Рабочим считают давление, максимально выдаваемое компрессором. Величина относительная, поэтому фактическая на 2 бара меньше, чем заявлено производителем. Если давление не устраивает, отрегулировать его не составит проблем, однако это собьет и другие настройки.
В этой статье:
Характеристики компрессора
Режим работы компрессоров характеризуется рядом параметров, диапазон которых довольно широк. Некоторые из этих параметров более важные. Именно их принимают в расчет, выбирая оборудование для конкретной сферы применения и под определенную задачу. Остальные характеристики – второстепенные, они оказывают влияние на работу оборудования, его эффективность, но в меньшей степени, так как сами зависят от величины основных параметров.
Величина основных характеристик определяет условия использования компрессора, а также показатели потока сжатого газа, которые обеспечивает данное оборудование. Это удобно – ведь, оценив всего пару параметров, можно понять, подходит ли вам компрессор. Подбор может выполняться по одной основной характеристике или по нескольким в зависимости от требований, которые предъявляются к компрессорному оборудованию.
Характеристики компрессора
Чтобы определить сферу использования компрессора, анализируют следующие характеристики:
- Производительность.
- Рабочее давление компрессора.
- Мощность.
Габариты, температура газа на выходе, шумность, вес и другие характеристики являются прочими. Они также оказывают влияние на расчет и итоговый выбор компрессора, но основное внимание уделяется показателям рабочего давления и производительности.
Например, если для решения конкретной задачи нужно подавать воздух под большим давлением, но с малым расходом, то такое соотношение основных параметров сразу отсеивает компрессоры низкого давления (водокольцевые или центробежные).
Попытки достичь нужного рабочего давления на компрессорах такого типа будут экономически нецелесообразными или вовсе невозможными. Компрессоры высокого давления подходят под эти задачи значительно лучше. Уточнение типа оборудования может происходить в данном случае на основании технико-экономического анализа с учетом второстепенных характеристик. Винтовое компрессорное оборудование обеспечивает большую чистоту воздуха, а поршневое будет дешевле, но все они удовлетворяют требованиям по основным параметрам.
Давление компрессора на выходе и входе
Давление является одной из главных и значимых характеристик, которая учитывается при выборе и использовании компрессора. Данный показатель определяет максимально возможную силу сжатия воздуха на выходе. Диапазон возможных значений колеблется в пределах от 0,15 до 100 Мпа. Если точно знать, какое давление создает компрессор, то можно рассчитать энергозатраты на нагнетание воздуха, учесть непрерывность и безопасность работы подключаемого инструмента и пневмомагистралей.
В паспорте компрессорного оборудования давление на выходе указывается в барах. Один бар равен 0,987 атм. или 0,1 МПа. При выборе компрессора необходимо учитывать потребности подключаемого пневмоинструмента, так как при давлении ниже необходимого запустить его не получится. Покупка компрессора с избыточным давлением может привести к ненужному перерасходу энергии. Исследования показывают, что каждый избыточный бар компрессора увеличивает затраты на электроэнергию на нагнетание воздуха как минимум на 7 %.
В зависимости от итоговой величины давления различают следующие виды компрессоров:
- Вакуумные установки, которые всасывают воздух с давлением, отличным от атмосферного, и способные создавать разряжение на выходе.
- Высокого и сверхвысокого – (до 1000 бар и выше).
- Среднего (12-100 бар).
- Низкого давления (рабочий диапазон от 1,5 до 12 бар).
Для бытовых нужд обычно подходит компрессор с давлением не более 8 бар. Точное значение указано в паспорте инструмента. Например, для работы дрели нужна подача сжатого воздуха примерно 6 бар, а для шлифовальной машины – 6-7 бар. В промышленных целях, как правило, применяются воздушные компрессоры высокого и сверхвысокого давления.
Давление компрессора на выходе и входе
При выборе компрессорной установки лучшим вариантом будет тот, у которого рабочее давление на выходе незначительно превышает потребность подключаемых устройств. Однако сам термин «рабочее давление» относится к значению максимального рабочего давления компрессоров, которое может быть достигнуто на выходе устройства, но на практике оно будет меньше.
Стандартное отклонение составляет 2 бара, что необходимо для поддержания постоянного уровня давления с минимальными затратами на нагнетание воздуха. Это означает, что компрессорное оборудование будет работать на полной мощности и сжимать среду до максимального рабочего давления компрессора, после чего выключится и начнется падение давления до минимально допустимого уровня.
Следовательно, достаточная величина запаса – 2 бара (разница между пределами). Кроме того, нужно учитывать возможность потерь давления внутри оборудования, которая зависит от протяженности магистрали и ответвлений на ней, числа изгибов, запорной арматуры.
Тип компрессора определяется давлением воздуха на входе. Существуют стандартные устройства, которые всасывают воздух с атмосферным давлением, и дожимные (бустеры). Минимальное значение избыточного давления всасывания для второго типа составляет 1 бар.
Схема, включающая дожимные компрессоры, позволяет получить при потребности сжатый воздух выше 100 бар с меньшими энергозатратами по сравнению с атмосферными моделями, имеющими увеличенный объем ресивера.
Рабочее давление в разных типах компрессоров
По назначению компрессоры можно разделить на промышленные и бытовые. Такая классификация предусмотрена специально заводом-изготовителем, так как при производстве компрессоров используются разные типы материалов в зависимости от сфер использования данных установок. Также допустимы изменения в конструкции, влияющие на ресурс компрессорного оборудования.
Рабочее давление бытовых компрессоров
Для работы станций технического обслуживания автомобилей, шиномонтажных мастерских и выполнения мелких операций на дому достаточно давления от 2 до 6 бар, которое обеспечивают передвижные и легкие бытовые устройства. Они без труда справляются с накачиванием шин, обеспечением сжатым воздухом дрелей, заклепочников, гайковертов и шлифмашин.
Бытовые компрессоры в основном представляют собой поршневые машины с дополнительным оборудованием, таким как ресиверы, манометры и шланги. Существуют 2 вида таких устройств: маслозаполненные и безмасляные. У них одинаковый принцип работы – воздух сжимается в цилиндрах с помощью кривошипно-шатунного механизма.
В картере масляных компрессоров циркулирует жидкость, которая их смазывает, что позволяет уменьшить трение, отводить излишнее тепло и повысить производительность. Однако у масляных компрессоров есть один минус – небольшое количество масляной эмульсии неизбежно попадает в воздух. Такой недостаток плохо отражается на работе пульверизаторов, так как наличие масла в краске недопустимо.
Рабочее давление в разных типах компрессоров
Для выполнения таких деликатных операций используется безмасляное оборудование. В установках такого типа воздух подается к пневматическому инструменту без каких-либо включений, например капель смазочных материалов. Для уменьшения трения в поршневых и винтовых машинах применяют специальные тугоплавкие антифрикционные материалы. Рабочее давление у безмасляных компрессора низкое, а также короткий срок службы, но их стоимость относительно невысока по сравнению с промышленными установками.
Рабочее давление промышленных компрессоров
Приводя в движение десятки, а иногда и сотни инструментов одновременно, промышленные компрессоры с разветвленной воздушной сетью представляют собой другой тип машин, для изготовления которых используется совершенно иной подход. Они предназначены для длительной работы в тяжелых условиях больших предприятий и изготавливаются с использованием современных материалов и сплавов на высокоточном оборудовании.
Для обеспечения стабильного рабочего давления в ресивере компрессора, независимо от числа конечных потребителей, применяются агрегаты с повышенным ресурсом (поршневые или винтовые). Такое оборудование способно работать продолжительное время с остановками только для обслуживания и ремонта.
Давление поршневых компрессоров
Принцип работы установок поршневого типа схож с двигателями внутреннего сгорания. Клапана распределяют потоки воздуха в компрессорной головке, перекрывая определенные отверстия, и пропускают воздух снаружи или открывают путь к ресиверу. Кривошипно-шатунный механизм участвует в процессе работы установок поршневого типа, толкая поршни и сжимая воздушную смесь в цилиндрах. Однако, несмотря на простоту конструкции и небольшие затраты на изготовление и обслуживание, у поршневого компрессора есть один большой минус. За счет возвратно-поступательного движения воздушная масса перемещается неравномерно, толчками и пульсациями, а давление на выходе нестабильно.
Для выравнивания рабочего давления компрессоров поршневого типа используется ресивер, который сглаживает пульсации и устраняет излишнюю вибрацию и шум при помощи ременного привода и амортизационных подушек.
Регулирование рабочего давления поршневого воздушногокомпрессора осуществляется с помощью клапана, установленного на выходе ресивера. При отклонении параметров от заданных значений механизм включает компрессор, чтобы повысить давление в системе. Если значение превышает допустимую норму, агрегат выключается и переходит в режим ожидания. При нестабильности этого параметра следует проверить целостность магистрального трубопровода и подводящих шлангов к пневмооборудованию.
Давление винтовых компрессоров
Конструкция устройств винтового типа отличается от поршневых агрегатов, механизм их действия немного иной. Работа данных устройств основана на принципе архимедова винта, при котором рабочее давление компрессора создается двумя вращающимися винтами, сжимающими воздух между собой и стенками камеры.
Давление винтовых компрессоров
Такой метод является достаточно эффективным и экономичным. Винтовые компрессоры используются там, где требуется высокая производительность и большие объемы сжатого воздуха. Благодаря низкому трению оборудование может работать продолжительное время и отключаться только при необходимости.
В отличие от поршневых компрессоров винтовые работают в определенных режимах:
- Пусковой (предстартовый) режим. Двигатель компрессора включается и выходит на основные обороты. Для защиты сети от перегрузок и снятия скачков напряжения запуск двигателя происходит по определенным алгоритмам. Автоматика включает обмотки сначала в «звезду», затем переводит в положение «треугольник», при котором скорость вращения поля статора почти равна скорости ротора.
- Рабочий ход. Рабочее давление в ресивере компрессора постепенно наращивается и достигает максимального показателя, после чего оборудование начинает работать на холостом ходу.
- Холостой ход компрессора. При холостом режиме происходит свободная циркуляция воздуха по внутреннему кругу, в рабочий контур газ не нагнетается.
- Режим ожидания. Компрессор отслеживает сигналы от датчиков давления. Как только давление падает до определенного уровня, устройство активируется и быстро выходит на рабочий режим.
- Режим «Стоп». Давление в магистрали должно стравливаться постепенно, поэтому агрегат нельзя выключать сразу. Безусловно, в экстренном случае допустимо вмешательство оператора и принудительная остановка работы оборудования.
Регулировка рабочего давления компрессора
В случае необходимости оба предела давления воздуха могут быть скорректированы, но это допустимо делать только в сторону понижения. Для этого ручным способом изменяются настройки реле давления, для этой цели обычно в конструкции предусмотрены регулировочные болты. Такая корректировка выполняется для исключения пульсаций и снижения максимального рабочего давления компрессоров (изменения рабочего диапазона).
Однако ручная регулировка имеет недостаток – заводские настройки сбиваются, а сам процесс изменения параметров требует времени. Более удобным вариантом считается установка в схеме редуктора с манометром, что позволяет полностью контролировать процесс компрессии. Такая регулировка производится непосредственно перед пневмоинструментом, и в идеале предусматривается сброс избытка сжатого воздуха.
Для этих целей в оснащении пневмосети предусмотрен следующий ряд регулирующих установок:
- Прессостат. Реле давления, включающее или отключающее электродвигатель компрессора в случае отклонения давления в большую или меньшую сторону от заданного значения.
- Ресивер. Накопительный сосуд для газа, который регулирует расход рабочей среды (в нашем случае – сжатого воздуха) при перепадах давления.
- Пневматический редуктор. Устройство понижения давления сжатого воздуха до необходимой для работы величины и дальнейшего поддержания его в заданных пределах. Редуктор монтируется непосредственно перед потребителем воздуха.
В качестве используемого оборудования часто применяются пневматические инструменты, поэтому необходимо знать все параметры составляющих элементов системы, включая технические характеристики.
