Какое давление создает компрессор
Содержание статьи
Компрессоры — как создается и используется давление
Компрессором называют устройство, в котором воздух или иной газ перемещается под воздействием силы сжатия. Такой прибор входит в конструкцию пневматических инструментов и другого оборудования. Аппараты с компрессором применяются в промышленном производстве, в бытовом обеспечении, в строительных и ремонтных работах. При этом самым значимым параметром является именно сила сжатия газообразного вещества. О том, как создает компрессор давление, чем и как его регулировать, и пойдет речь в данном материале.
Компрессор — устройство и принцип действия
Название рассматриваемого устройства происходит от «compressio», что с латинского языка переводится как «сжатие». Основное предназначение — сжатие газообразного вещества в целях его перемещения и использования силы давления.
Компрессоры давления, выпускаемые современной промышленностью, подразделяются на несколько типов и подтипов. По способу сжатия газа различают две большие группы устройств: объемные и динамические. Давление в них создается разными методами, соответственно и принцип действия отличается.
Конструкция объемных моделей представляет собой рабочие камеры с системой клапанов, в которых осуществляется процесс сжатия и перемещения газа. Схематически принцип действия выглядит так: в камеру через входной клапан, открывающийся только внутрь и исключающий выход газа наружу, поступает рабочее вещество. Затем газ подвергается сжатию путем уменьшения объема камеры и проталкивается к выходному клапану, также открывающемуся в одну сторону — наружу.
Динамические конструкции сжимают газ путем ускорения его движения при помощи винтовой системы. В результате этого происходит преобразование энергии движения в силу сжатия.
На заметку! Помимо принципа действия компрессорные аппараты делятся на группы по виду рабочего вещества (воздух, пар, какой-либо газ или их смесь), типу привода, способу отвода тепла, применяемой отрасли, а также конечному давлению.
Типы давления в компрессоре
В зависимости от степени сдавливания газа и максимально достигаемого значения этого параметра есть следующие виды устройств:
- вакуумные аппараты — используются для откачки воздуха;
- аппараты низкого давления (с показателем до 1,5 Мпа) — используются в комплектах профессионального пневмонического оборудования, бытовой пневматики и уборочной техники;
- агрегаты средней степени сжатия (свыше 1.5 Мпа до 10 Мпа) — используются в добывающих отраслях промышленности, в холодильных установках промышленного назначения, кондиционерах, холодильниках, в автоматизированных пусковых системах и устройствах, а также других отраслях деятельности;
- установки высокой степени повышения давления (свыше 10 до 100 Мпа) — такая техника оборудуется автоматикой, регулирующей степень сжатия, и используются во многих отраслях;
- аппараты сверхвысокого давления (от 100 Мпа) — используются в металлургии и других крупных промышленных производствах.
Рабочее давление
Важной технической характеристикой любой модели компрессора является рабочее давление — это тот уровень сжатия воздуха, который устройство может создать и постоянно поддерживать. Измеряется величина в Мпа, бар, кг/см2, атмосферах, а также мм.рт.ст. Например, в документации может быть указано 7 бар или 15 Мпа.
Схема работы для всех компрессоров, управляемых автоматически, общая: устройство осуществляет всасывание воздуха до тех пор, пока не набирает нужное количество. Далее за счет остановки вращения электродвигателя прекращается нагнетание воздуха. Как только аппарат сбрасывает давление до минимально допустимого значения, двигатель начинает работу, тем самым запускает процесс сжатия воздуха до максимальных показателей.
Цикличность включения/выключения компрессора контролируется специальным устройством, называемым прессостатом. Именно этот элемент работает как реле времени, перекрывающее/открывающее цепь электропитания двигателя в нужный момент, а также выполняет функцию контроля давления.
На заметку! Разницу между минимальным и максимальным значением степени сжатия у каждой модели должен настроить производитель.
Автоматический блок рабочего давления — принцип действия
Принцип действия автоматического блока контроля сжатия основан на физическом законе сопротивления двух сил: давящего на мембрану газа и упругости пружины. Отрегулировать рабочее давление при необходимости возможно при помощи предусмотренных в конструкции прессостата резьбовых болтов, способных корректировать положение пружины. Расположены регуляторы давления воздуха под крышкой реле давления, рядом с ними имеются указатели направления, куда подкручивать пружину. Здесь же находится болт, отвечающий за разницу между максимальной и минимальной степенью сжатия.
На входе воздуховода в компрессор предусмотрен специальный клапан препятствующий газу утекать обратным путем. Герметичность корпуса, а также обратный клапан обеспечивают постоянство показателя сжатия на выходе. Для регулировки сжатия газа на выходе устройство оснащается редуктором. Здесь располагается редукционный клапан, позволяющий адаптировать сжатый воздух под подключаемый к компрессору инструмент, например, краскопульт или отбойный молоток. В целях визуального контроля приборы оснащаются манометром для измерения давления.
Подключение прессостата к компрессору
Подсоединяется реле давления к компрессору через специальные соединительные фланцы. После несложного механического монтажа потребуется провести электрическое соединение прибора с двигателем через контакты датчика. Электрическая схема подключения прессостата существенно различается в зависимости от напряжения используемой электросети — на 220 или 380 В.
Схема подсоединения прессостата к сети 380 В
Для подключения автоматического реле к компрессорному оборудованию, работающему от 3-фазной сети напряжением 380 В, используется магнитный пускатель, иначе называемый реле включения. В принципиальной электрической схеме этот элемент обозначен символами «КМ».
Схема подсоединения прессостата к сети 220 В
К однофазной сети 220 В прессостат подключается по нижеприведенной схеме.
Подсоединение прессостата к компрессору
К компрессору реле давления монтируется путем несложных манипуляций, которые выполняются в следующей последовательности:
- прибор необходимо накрутить на центральный патрубок корпуса инструмента/ресивера;
- при помощи фум-ленты или жидкого герметика соединение следует герметизировать;
- один из выходов с самым малым диаметром нужно подключить к разгрузочному клапану компрессора, другой — к предохранительному клапану сброса;
- еще один выход допускается использовать для установки на компрессор манометра, или можно оставлять его закрытым при помощи металлической заглушки.
Регулировка давления
В процессе эксплуатации различных воздушных компрессов, например, в покрасочных аппаратах с выбрасываемой под давлением струей жидкой краски, в аквариумных либо автомобильных моделях, возникает необходимость регулировать подачу давления.
На заметку! Если используется реле, то придется изменять заводские настройки прибора с учетом диапазона параметров компрессора.
Чтобы настроить компрессор на другие параметры работы, нужно при помощи манометра определить показатели давления, когда автоматика включает и отключает электромотор. Далее нужно придерживаться такого алгоритма действий:
- отсоединить компрессор от электрической сети;
- снять крышку прессостата;
- подкрутить в нужную сторону регулятор (Р +/-) максимального сжатия, чтобы уменьшить или увеличить значение давления, при котором реле отключает электромотор;
- регулятором ΔΡ со стрелкой при необходимости можно задать значение разности степени сжатия для запуска и остановки процесса работы;
- вернуть крышку реле на место;
- подсоединить прибор к сети и включить.
Нужно понимать, что чем выше задается параметр разности степени сжатия, тем реже будет выключаться двигатель, а перепад давления в аппарате увеличится.
Выбор компрессора по давлению на выходе
Сжатый воздух обладает энергией. Компрессор, при помощи которого производится сжатие, — необходимый элемент в пневмооборудовании и аппаратах, где нужна эта сила.
Важно! Выбирать компрессор следует с характеристиками, соответствующими конкретным потребностям по давлению на выходе. Другими словами — инструмент и компрессор по параметрам должны соответствовать.
Соответствие степени сжатия газа компрессора и прибора, работающего с ним в связке, должно соблюдаться по следующим причинам. Слишком высокое выходное давление чревато быстрым износом деталей инструмента, и, как следствие, влечет неисправности рабочего аппарата. А когда компрессор не накачивает достаточного выходного давления, это приводит к обратным проблемам: инструмент не набирает нужной мощности работы или не запускается. Поэтому первое правило выбора — степень сжатия воздуха на выходе из компрессора должна соответствовать указанному производителем инструмента максимально допустимому значению с учетом поправок на длину и диаметр соединительной магистрали в пределах 1 бар (0.1 Мпа).
Потребность в запасе
Второе правило выбора компрессорного оборудования касается параметра производительности и потребности в запасе. Эта характеристика определяет количество воздуха, сжимаемого в единицу времени. При неправильном выборе не исключены проблемы, когда слабый по производительности компрессор даже на пределе своих возможностей не выдает нужного давления, и инструмент «задыхается». Поэтому логично выбирать аппарат с запасом по производительности.
Совет! По рекомендациям экспертов оптимален выбор, когда в ходе работы оборудования расходуется 70-80% от максимально производимого компрессором сжатого воздуха.
Характеристика давления воздуха на входе
Мировые стандарты предусматривают маркировку производительности компрессоров по воздуху в свободном «распущенном состоянии». В паспорте устройства большинство производителей указывает объем воздуха на входе, что соответствует общепризнанным правилам. Выбирая компрессор, следует учитывать тот факт, что при сжатии какие-то потери в показателе давления на выходе неизбежны.
На заметку! Отметим, что отечественные производители, как правило, сообщают в характеристиках производительность компрессора на выходе.
Итак, выше были описаны способы сжатия в компрессоре рабочего газообразного вещества с целью повышения его давления до требуемого конкретным инструментом уровня. Вся необходимая информация указывается в сопроводительной документации к компрессорному оборудованию. Но следует учитывать, что приведенная в характеристиках производительность измерялась производителем при температуре 200С, поэтому использование аппарата в более прохладных условиях приведет к снижению показателя. А чтобы узнать фактический параметр, нужно теоретический (из инструкции) умножить на КПД.
Самые надежные компрессоры
Компрессор PATRIOT Euro 24-240 на Яндекс Маркете
Компрессор Denzel PC 50-260 на Яндекс Маркете
Компрессор bo Basic 250-24 W на Яндекс Маркете
Компрессор Quattro Elementi KM 24-260 на Яндекс Маркете
Компрессор Quattro Elementi KM 50-380 на Яндекс Маркете
Источник
Рабочее давление компрессора
Рабочее давление компрессора — одна из основных характеристик, которые надо учитывать при выборе агрегата. От этого параметра зависит, с какой силой компрессор сжимает газ.
Из школьной физики мы все помним, что газ после сжатия пытается вернуться в прежнее состояние. Это свойство используется для питания всех пневмоинструментов.
Кроме того, сжатый газ занимает меньше места, поэтому так его удобнее хранить. В некоторых случаях газ (например, метан) изменяет свои свойства при сжатии, поэтому может использоваться только в таком виде.
Чем выше давление, тем сильнее газ стремится к расширению. Проще говоря, мы получаем более сильный поток воздуха. У разных инструментов отличаются требования к рабочему давлению. Как слишком слабый, так и слишком сильный поток воздуха приведет к неправильной работе пневмоинструмента. Более того, возрастает риск поломки оборудования. Поэтому важно правильно подобрать компрессор с подходящим рабочим давлением.
Итак, мы видим, что рабочее давление компрессора определяет сферу его применения.
Давление в компрессорах чаще всего измеряется в Паскалях (Па), барах (бар) или атмосферах (атм).
Эти единицы измерения соотносятся следующим образом:
1 бар = 0,987 атм = 0,1 Мпа
Все компрессоры можно разделить на несколько групп в зависимости от их максимального рабочего давления:
от 0,25 бар — компрессор низкого давления. Преимущественно используется на производстве для транспортировки жидкостей и сыпучих веществ. Также применяется в вентиляционных и водоочистительных системах.
от 6 бар — стандартный компрессор, подходит для большинства типов работ с различными инструментами. Широко применяются как в быту, так и в производстве.
от 100 бар — компрессор высокого давления. Чаще всего используется заправки газом различных баллонов: для дайвинга, для пейнтбола и т.д.
Помните, что рабочее давление всегда указывается на выходе из компрессора. По ходу движения в пневмосети давление постепенно падает. Это особенно заметно в длинной пневмосети с большим числом местных сопротивлений (клапанов, изгибов и т.п.). Кроме того, всегда есть риск небольшой утечки. В итоге, до потребителя дойдет сжатый воздух меньшего давления.
Чтобы компенсировать потерю воздуха требуется небольшой запас давления на выходе. Однако правильно подобрать нужный запас на самом компрессоре тяжело, особенно в случае с длинной пневмосетью. Гораздо удобнее сбрасывать излишек давления перед потребителем. Для этого используется регулятор давления, который работает автоматически.
Также помните, что каждый дополнительный бар давления повышает расход энергии минимум на 7%.
По этой причине не стоит повышать давление больше, чем необходимо.
Сравнительные данные потребления пневмоинструмента:
Компрессорные установки Ремеза типа СБ4/С-50.LВ30 и др. — это устройства, предназначенные для сжатия воздушной среды, необходимой в качестве источника энергии множеству инструментов, а также для иной аппаратуры. Современные компрессоры способны предварительно очищать воздух от крупных частиц, пыли и избыточной влажности, после чего производить сжатие, а затем и охлаждение среды. Эти процессы необходимы для того, чтобы готовый продукт мог быть использован в любой из отраслей, имеющей потребность в воздухе под давлением.
Одним из важнейших показателей компрессорной установки является рабочее давление компрессора. То есть давление воздуха, которое компрессор создает в ресивере и постоянно его поддерживает. Для компрессорной установки СБ4/С-50.LВ30 рабочее давление составляет 1,0 МПа (10,0 кг/см2). Особенностью поршневых компрессоров является то, что они не могут быть эксплуатированы круглыми сутками — сумма кратковременной работы может быть от 4 до 10 часов за рабочий день, в зависимости от класса машины. Этот фактор нужно обязательно учитывать при выборе оборудования. Так же не стоит забывать о том, что максимальное рабочее давление воздуха в ресивере должно превышать суммарную потребность этого воздуха из-за возможных потерь давления на линии трубопроводов, доставляющих воздух до места потребления. Причиной этого могут быть: диаметр трубопровода — чем меньше диаметр, тем риск падения давления возрастает, множество препятствий на пути следования воздуха, такие как, частые углы, повороты, лабиринты запорной арматуры. Также причиной может стать загрязненность на линии и фильтрующих элементов.
Все компрессоры работают по одной общей схеме. Набрав необходимое количество воздуха в ресивер, компрессор, управляемый автоматикой, прекращает нагнетание. Электродвигатель не получает питание и прекращает вращение, тем самым не приводя в движение поршни компрессора. Как только давление в ресивере достигает минимального установленного значения, компрессор вновь запускается и восполняет расход воздуха. Своевременное отключение и пуск компрессора контролируется устройством, называемым прессостат. Он и прерывает электроцепь, питающую двигатель. Процесс нагнетания до максимума продолжается 6-10 минут. Разница между максимальным и минимальным давлением обычно уже настроена заводом производителем, как правило, эта разница составляет 2 бар. Однако также возможна и самостоятельная регулировка давления компрессора, при этом коррекции подаются оба давления — наивысшее и наименьшее, но только в понижающую сторону.
В основе принципа действия реле давления (прессостата) лежит сопротивление двух сил — давление газов на мембрану и упругость пружины. Для того, чтобы отрегулировать рабочее давление, необходимо снять крышку прессостата, под ней находятся регуляторы в виде резьбовых болтов, рядом имеются указатели направления стороны, в которую следует подкручивать регуляторы, сжимая или разжимая пружину. Так же рядом располагается подобный болт — регулятор разницы между максимальным и минимальным давлением.
На входе в емкость имеется клапан, он не позволяет сжатому воздуху вырываться обратным путем во время прекращения работы компрессора, называется он обратным клапаном. Благодаря 50ти литровой герметичной емкости и системы клапанного запора воздух на выходе из компрессора исключает пульсацию и имеет постоянное рабочее давление на выходе.
Регулировка давления компрессора возможна также и на выходе из ресивера или непосредственно перед потребителем воздуха. Причем такой способ намного удобнее и эффективнее. Возможно это благодаря устройству — редукционному клапану или, как его называют упрощенно, редуктору. Происходит это следующим образом. В редуктор поступает сжатый воздух из ресивера компрессора, поступающее давление это максимальное рабочее давление, которое нужно адаптировать под потребляемое оборудование. К примеру, это может быть покрасочный пистолет или отбойный молоток. Выходит из редуктора тот же воздух но с давлением, точно выставленным оператором. Редукторы оборудованы манометром, что позволяет создавать максимально приближенное к требуемому давлению потребителя, а также наглядно наблюдать и контролировать возможные перепады или недостатки компрессии. Диапазон работы у всех редукторов разный и зависит от возможностей компрессора, на котором он установлен. Некоторые регуляторы имеют систему сброса избыточного давления со стороны линии потребления.
Встретить регулирующие редукторы можно везде, где применяется энергия сжатой среды для обеспечения различным давлением множество производственных участков. К тому же, редуктор поддерживает заданное давление на всей линии магистрали пневматической системы, предохраняя оборудование и пневмоинструмент от разрушения, вызванного избыточным давлением.
Источник