Винтовой или мембранный компрессор: преимущества и недостатки? Мембранного компрессора принцип работы
Чем отличаются винтовые и мембранные компрессоры?
Для правильной работы любого из видов компрессоров требуются определенные условия.
Главным образом, агрессивная среда сточных вод не должна оказывать негативного влияния на характеристики компрессора. В рабочем состоянии устройство не должно вибрировать, поскольку это чревато поломкой и компрессора, и других элементов автономной канализации.
Этим требованиям отвечают как винтовые, так и мембранные компрессоры. Какие достоинства и недостатки имеет каждое устройство?
Винтовые компрессоры
Надлежащее давление винтового компрессора устанавливается посредством лопастей, которые находятся в нагнетательном отсеке.
Принцип действия винтовых компрессоров может быть разным. Для септиков чаще используется сухое сжатие, для которого не требуется смазывающая жидкость. В другом случае используется масло для снижения трения роторных деталей, но такие установки чаще всего используются на производстве, для септиков их не применяют.
Винтовые компрессоры не производят шума, только работа воздушного насоса может быть слышна. Высокопрочная сталь, из которой изготовлены винты, обеспечивает долгую эксплуатацию. Это явные достоинства таких устройств.
Недостатком является герметичность нагнетательной камеры, по причине которой невозможна замена винтов в устройстве. Коэффициент полезного действия зависит от зазора между лопастями, что тоже является минусом винтового компрессора.
Септик Диамант-5Н с встроенным компрессором.
Как работает винтовой компрессор для септика?
Вытеснение воздуха в нагнетательном отсеке осуществляется посредством двух моторов, вращающихся на подшипниках. Ведущая лопасть нужна для сообщения движения к ведомому ротору от двигателя. Ведомая лопасть необходима для создания давления между зубцами роторов.
После запуска электродвигателя ведущая лопасть передает энергию движения ведомому ротору. Объем воздуха, созданный между зубцами, возрастает. После достижения нужной величины давления, выпускной клапан выбрасывает воздух.
Для септиков применяются винтовые компрессоры с малой мощностью, поскольку создание высокой плотности среды не требуется, нужно только постоянно насыщать сточные воды кислородом.
Мембранные компрессоры
Компрессоры мембранного типа чаще используются для септиков, нежели винтовые. В чем их преимущества?
Во-первых, такие компрессоры достаточно компактны, поскольку в устройстве присутствует только мембрана, больше подвижных элементов нет. Герметичность корпуса, в отличие от винтовых компрессоров, не является недостатком.
Врезка: Мембранные компрессоры быстро пересыхают в условиях высокой температуры – эти устройства не рекомендуется применять в жарких климатических условиях.
В мембранных устройствах это является преимуществом, поскольку такой компрессор с легкостью справляется с работой в агрессивной среде септика именно благодаря герметичности. Шума такие устройства не производят, а цены на них невелики – именно поэтому мембранные компрессоры более популярны.
Главным недостатком является резиновая мембрана, точнее, потеря ее эластичности и герметичности – из-за этого необходимо часто заменять эти элементы. Проверять уровень жидкости в компрессоре необходимо регулярно, поскольку в конструкции присутствует гидропривод.
Как работает мембранный компрессор?
В основе действия мембранного компрессора лежат электромагнитные колебания. Основной элемент – мембрана, также называемая диафрагмой, располагается в газовой камере. Эта деталь увеличивает давление в камере путем возвратно-поступательных движений. Работать диафрагма начинает благодаря поршню, который запускается гидроприводом. Из этого следует, что функционирование мембранного компрессора полностью зависит от жидкости.
Как правило, многие модели септиков имеют встроенный компрессор – это гораздо удобнее, чем приобретать его отдельно.
- < Назад
- Вперёд >
lseptik.ru
Ремонт компрессоров | Ремонт компрессоров
Мембранный компрессор по своему устройству и принципу действия должен быть отнесен к поршневым компрессорам, т. е. к машинам объемного типа. Сжатие газа в этих компрессорах происходит в результате уменьшения объема камеры сжатия вследствие поступательного движения поршня. В данном случае поршнем является круглая гибкая мембрана, зажатая по периметру между крышкой и цилиндром и приводимая в колебательное движение.
Применяются мембранные компрессоры двух типов: с приводом гибкой мембраны непосредственно от кривошипно-шатунного механизма и с гидроприводом. В этом случае прогиб металлической мембраны вызывается возвратно-поступательным движением столба жидкости, на который воздействует через криво шипно-шатунный механизм поршень гидропривода.
На рис. 1 показан мембранный компрессор первого типа. Мембрана 1 из эластичного материала прикреплена в центре к штоку 2, имеющему возвратно-поступательное движение от эксцентрика 3, сидящего на коренном валу компрессора. Мембрана защемлена по периферии так, что между ней и крышкой образована герметичная полость сжатия, полностью изолированная от механизма движения.
Смазочное масло из картера может попасть в камеру сжатия только в случае разрушения гибкой мембраны.
Сжимаемая среда (воздух, газ) поступает в камеру сжатия через всасывающий клапан 4; сжатый газ выходит черезнагнета тельный клапан 5; оба клапана размещены в чугунной крышке цилиндра, снабженной для охлаждения ребрами. Блок-картер машины 6 также чугунный с расточками для опорных подшипников вала.
Такие мембранные компрессоры используют для сжатия малых количеств газа до невысокого давления. Мембраны изготовляют из материалов, допускающих большое число циклов нагружения при относительно больших прогибах, например, из прорезиненной ткани или просто резины.
Жесткая связь мембраны со штоком позволяет допускать довольно высокую угловую скорость вращения вала (примерно до 100 рад/сек). Конечное давление, создаваемое такими машинами, зависит от прочности материала мембран; обычно оно не превышает
0,15 Мн/м3 (1,5 кГ/ см).
Мембранные компрессоры второй группы представляют большой интерес и находят применение в промышленности и в лабораторных условиях. На рис. 2 показан вертикальный одноступенчатый компрессор МК 20.12-200 такого типа.
Основным рабочим узлом, выполняющим роль цилиндра, этого компрессора является мембранный блок. Он состоитиз ограничительного 1 и распределительного 2 дисков, между которыми защемлена по периферии мембрана 3,
а также корпуса 4 с гидравлическим цилиндром 5. Внутренние поверхности ограничительного и распределительного дисков имеют одинаковые вогнутые профили, вследствие чего между ними образуется замкнутая полость.
Мембрана разделяет эту полость на две части. Наружная часть полости сообщается через всасывающий 6 и нагнетательный 7 клапаны с соответствующими газовыми коммуникациями, а внутренняя часть через равномерно распределенные отверстия распределительного диска — с гидравлическим цилиндром. Внутренняя часть полости и гидравлический цилиндр заполнены жидкостью.
При работе гидропривода (во многих конструкциях поршневого типа с кривошипно-шатунным механизмом движения) мембране сообщается колебательное движение, при этом она прогибается в обе стороны от плоскости ее заделки. Объем, заключенный между профилированными поверхностями ограничительного и распределительного дисков, несколько превышает рабочий объем гидравлического цилиндра. Поэтому, если в конце процесса нагнетания мембрана плотно прижимается к профилированной поверхности ограничительного диска, то в конце процесса всасывания она не доходит до поверхности распределительного диска.
Смещение движения мембраны относительно плоскости ее заделки вызывается дополнительным поступлением жидкости в течение всего хода всасывания поршня гидропривода от компенсационного насоса 8, восполняющего утечки из гидравлической системы. Его производительность больше величины утечек, вследствие чего мембрана достигает профилированной поверхности ограничительного диска несколько раньше, чем поршень гидравлического привода приходит в в. м. т.
При дальнейшем движении поршня до конца его хода избыток жидкости отводится из гидравлической полости блока через специальный перепускной клапан, так называемый ограничитель давления который открывается при давлении, превышающем давление нагнетания. Этим достигается плотное прилегание мембраны к профилированной поверхности ограничительного диска и полное вытеснение газа из камеры сжатия в нагнетательный канал.
Таким образом, при работе компрессора мембрана полностью изолирует сжимаемый газ от внешней среды и от жидкости гидропривода. Она нагружена со стороны ограничительного диска давлением газа, а со стороны вала — давлением жидкости. Вели чина этих давлений непрерывно меняется, но в течение всего периода движения мембраны поддерживается некоторая минимальная их разность, необходимая для преодоления внутренних упругих сил мембраны. Слабая зависимость предельного по прочности состояния мембраны от величины давления нагнетаемого газа позволяет применять относительно тонкие мембраны даже в ступенях высокого давления.
При невысоких скоростях вращения мембранные компрессоры обычно приводятся в движение через клиноременную передачу от электродвигателей, поэтому на одном из концов коленчатого вала закрепляют маховик-шкив 9.
Интенсивное охлаждение сжимаемого газа вследствие относительно больших поверхностей мембраны и массы металла блока, а также весьма низкие величины относительного мертвого пространства позволяют достигать высоких отношений давлений в од ной ступени. Например, для достижения давления 100 Мн/м2 достаточно всего трех ступеней сжатия.
Для усиления охлаждения и повышения этим производительности машины в полости под распределительным диском часто располагают змеевик, охлаждаемый водой.
Мембранный блок крепится болтами к фланцу жидкостного цилиндра; при этом должно обеспечиваться плотное соединение между ограничительным и распределительным дисками и мембраной без каких-либо прокладок.
Металлические мембраны работают в пределах упругих де формаций, их долговечность относительно невелика (500—1500 ч), что относится к недостаткам этих компрессоров.
При разрушении мембраны рабочая жидкость может попасть в сжимаемый газ. Во избежание этого и для повышения надежности работы машины применяют многослойные мембраны.
Долговечность мембраны в значительной мере определяется правильно выбранным профилем вогнутых поверхностей ограничительного диска и величиной максимального прогиба. Профилированная поверхность должна обеспечивать не только снижение максимальных напряжений в мембране во время работы компрессора, но также и создавать условия минимального мертвого объема в камере сжатия и высокий коэффициент подачи. Кроме того, правильно выбранный профиль влияет на величину давления жидкости, необходимого для прогиба мембраны.
Учитывая малое значение компрессоров с непосредственным приводом мембран, в дальнейшем рассматриваются только машины с металлическими мембранами, приводимыми в движение посредством гидравлического привода.
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫЕ РАБОЧИЕ ПРОЦЕССЫ.
КОЭФФИЦИЕНТ ПОДАЧИ
Сжатие газа мембранным компрессором принципиально не отличается от сжатия его поршневым компрессором и в координатах PV (давление — объем) может быть выражено индикаторной диаграммой (рис. 3).
Особенностями сжатия в данном случае является большее влияние охлаждения газа через мембрану и стенки блока, что снижает показатель политропы сжатия, и относительно большее влияние мертвого пространства вследствие значительно меньших абсолютных величин камер сжатия, что влечет за собой понижение коэффициента подачи.
Так же, как и в обычном поршневом, в мембранном компрессоре для достижения значительных давлений применяется многоступенчатое сжатие. Газ после первой ступени поступает в промежуточный холодильник, затем сжимается в мембранном блоке второй ступени, охлаждается и т. д., но число ступеней у мембранных компрессоров обычно не превышает трех.
Термодинамические процессы сжатия в отдельных цилиндрах носят одинаковый характер, поэтому многоступенчатый компрессор можно рассматривать как несколько одноступенчатых компрессоров, работающих последовательно. Полная работа сжатия в цилиндре идеального компрессора. Применительно к условиям сжатия в мембранном компрессоре уравнение принимает вид уравнения политропическои работы
где п — показатель политропы сжатия; Рг— конечное давление; р1__ начальное давление;
Vi — объем газовой полости блока в конце процесса всасывания. Конечная температура сжатия в ступени
где T1 — начальная температура газа в °К.
В действительном мембранном компрессоре процессы сжатия отличаются от сжатия в идеальном компрессоре вследствие потерь от:
а) обратного расширения газа из мертвого пространства;
б) дросселирования и перетекания газа через клапаны в мембранном блоке;
в) подогрева газа вследствие соприкосновения его со стенками мембранного блока и смешения с газом, оставшимся в мертвом пространстве;
г) колебания давления газа во всасывающем трубопроводе и патрубках компрессора.
Мертвое пространство в мембранном блоке состоит так же, как и в поршневых компрессорах, из двух частей: из объема газа, остающегося после нагнетания в гнездах клапанов, и из объема газа, остающегося между мембраной и ограничивающей поверхностью диска.
Однако вторая составляющая в нашем случае заметно отличается от такой же составляющей мертвого пространства в поршневом компрессоре, где этот объем определяется так называемым линейным мертвым пространством, заранее заданным конструктором и замеренным при сборке машины.
В мембранном компрессоре стремятся получить максимально возможное прилегание мембраны к ограничительному диску. Для улучшения прилегания на поверхности ограничительного диска делают радиальные канавки для вытеснения сжатого воздуха к нагнетательному клапану (рис.4), но в них тоже остается газ.
При недостаточном давлении жидкости полного касания мембраны с ограничительным диском не будет. При ходе всасывания неполное использование прогиба мембраны вследствие того, что между мембраной и распределительным диском остается слой жидкости нельзя относить к объемным потерям.
К качеству мембран предъявляют очень жесткие требования, однако, несмотря на это, они всегда имеют разнотолщинность, коробоватость, а также внешние пороки поверхности, что увели чивает объем газа, остающегося между мембраной и профилированной поверхностью.
Если первая составляющая мертвого пространства довольно точно учитывается при проектировании новой машины, то при определении второй составляющей приходится использовать
опытные значения коэффициента подачи.
Величина относительного мертвого пространства
С = V0 / V оп 100%,
где V0 — объем мертвого пространства; Von — описанный объем, в мембранных компрессорах играет более значительную роль, чем в поршневых. Так же, как и у поршневых компрессоров. при определении размеров действительного мембранного компрессора объемные потери учитываются коэффициентом подачи
λ = Vk / Vh ,
где VK — действительный объем в единицу времени, подаваемый в нагнетательный трубопровод, отнесенный к условиям всасывания; Vh — максимально возможный описанный мембраной геометрический объем в то же время. Всасывание газа в действительном компрессоре начинается лишь после расширения оставшегося сжатого газа в мертвом пространстве.
Мембрана при этом прогибается в обратную сторону под влиянием разности давлений газа и жидкости, возникающей вследствие движения поршня. Мембрана должна оставаться все время прижатой к поверхности жидкости. Нельзя допускать попадания под мембрану воздуха, который при всасывании может расшириться при неподвижной мембране.
Коэффициент подачи поршневых компрессоров выражается формулой λ = λоб λдр λп λпл
где λоб -объемный коэффициент;
λдр - коэффициент дросселирования;
λп - коэффициент подогрева;
λпл - коэффициент плотности.
Анализируя частные коэффициенты, нетрудно заметить, что
наибольшее влияние на вели чину λ, оказывает объемный коэффициент λоб. Этот коэффициент лучше других частных коэффициентов поддается экспериментальному определению.
В основе расчета мембранных компрессоров лежит теоретическая индикаторная диаграмма камеры сжатия с учетом мертвого пространства (рис. 5). Процессы всасывания и нагнетания протекают при постоянных давлениях Р1и Р2. Потери давления при этих процессах считаются постоянными в течение всего хода всасывания или нагнетания,
т. е. Р1 = Р1— ∆Р1 и Р2 = Р2 + ∆Р2,
где P1 — давление газа во всасывающем патрубке;
∆Р1 — потери давления при всасывании;
Р2 — давление в нагнетательном патрубке; ∆Р2 — потери давления при нагнетании.
Кривые расширения и сжатия (3—4 и 1—2) заменяют условными политропами с такими постоянными показателями т и п, при которых площадь теоретической индикаторной диаграммы близка к действительной.
Необходимо стремится свести к минимальным потери давления ∆Р1 при всасывании и ∆Р2 при нагнетании, величина которых зависит, главным образом, от потерь в клапанах. Как уже отмечалось, мертвое пространство в мембранном блоке оказывает большое влияние на форму и площадь индикаторной диаграммы (см. величину SM на рис. 5). Влияние объема мертвого пространства учитывается объемным коэффициентом
λоб = S1 / S = V1 / Von
где S1 и S — приведенные величины хода поршня, пропорциональные объемам V1 и Von.
Если бы не было мертвого пространства, то всасывание газа начиналось бы в точке 4'. Вследствие присутствия сжатого газа в мертвом пространстве (отрезок 3—3') происходит его расширение по кривой 3—4, и ход всасывания уменьшается на отрезок S2
S2 = SV - S0
Сжатие происходит по политропе 1—2 и нагнетание по изобаре 2—3.
При политропическом расширении газ, находящийся в мертвом пространстве (в точке 5), занимает в точке 4 объем
где т — показатель политропы расширения; V4 — объем в точке 4 V0 — объем мертвого пространства.
Тогда объемный коэффициент
Объем газа, расширившегося из мертвого пространства в приведенных величинах хода поршня
где C = S0 / S = V0 / Vоп — величина относительного мертвого пространства. Из этого уравнения видно, что с увеличением отношения давлений P2 / P1 и величины
C - объемный коэффициент уменьшается.
Если 
то 'λоб
= 0, т. е. компрессор
не будет всасывать газ при недопустимо
высоких отношениях P2 / P1 и величине относительного мертвого
пространства.
Точка 4 в этом случае совмещается с точкой 1. В поршневых компрессорах предельное отношение давлений
Газовые клапаны мембранных компрессоров
К клапанам мембранных компрессоров предъявляются те же требования, что и к клапанам поршневых, а именно плотность в закрытом состоянии, своевременность открытия и закрытия, малое сопротивление протеканию газа, износостойкость, прочность и малый объем мертвого пространства.
Однако специфические условия работы мембранного компрессора (повышенное отношение давлений нагнетания и всасывания
в одной ступени и отсутствие смазочного масла в рабочем газе) определяют первостепенное значение для работы машины малого объема мертвого пространства и износостойкости газовых клапа нов. Этими качествами в наибольшей степени обладают дисковые пластинчатые клапаны и пластинчатые клапаны с круглой или сферической пластиной.
Клапаны первого типа обычно применяют для ступеней низ кого давления (до 1,5 Мн/м2) и относительно большой производи тельности и выполняют либо с пластинчатыми пружинами (рис. 51), либо с пластиной, неподвижно защемленной в центре, — по типу клапанов фирмы Гербигер (рис. 52).
Дисковые клапаны выполняют с однопроходным или много проходным седлом и с пластиной в виде диска, снабженного ду говыми окнами для прохода газа. Седла таких клапанов и огра ничители подъема имеют форму концентричных колец, соеди ненных радиальными ребрами. Ограничитель подъема крепится к седлу шпилькой и корончатой гайкой.
стальной кованый, гильза цилиндра бронзовая, запрессована в расточку рюмки.
Двухступенчатые компрессоры выполняют V-образными или горизонтальными. На рис. 68 показан V-образный двухступенча тый компрессор фирмы Корблен.
Дожимающие компрессоры сверхвысокого давления в боль шинстве случаев выполняют вертикальными. На рис. 69 показан дожимающий компрессор на избыточное давление 100 Мн/м2 (1000 кГ/см3) фирмы Корблен.
Рис. 68. Двухступенчатый компрессор с V-образным расположением цилиндров
Мембранные компрессоры горизонтального типа имеют ряд конструктивных преимуществ, из которых главное наибольшая компактность. На рис. 70 показан в разрезе двухступенчатый мембранный компрессор МК-20/200 производительностью 5,6 дм3/сек (20 м3/ч), давлением 20 Мн/м2(200 кГ/см2) для сжатия нейтральных газов, а на рис. 71 — внешний вид этого компрессора. Газ в мембранном блоке I ступени сжимается до 1,3 Мн/м2 (1ЗкГ/см2) и, пройдя через промежуточный холодильник, поступает в блок II ступени, где сжимается до 20 Мн/м2(200 кГ/см2). Характерной особенностью этого компрессора является расположение электродвигателя на картере. При небольших размерах мембран горизонтальные компрессоры зарекомендовали себя в эксплуатации с хорошей стороны.
На рис. 72 показан горизонтальный двухступенчатый компрессор фирмы HOFER (Хофер) (производства Германии) на давление 15 Мн/м2(150 кГ/см2) и производительностью 7,2 дм3/сек (26 м3/ч), а на рис. 73 — двух ступенчатый дожимающий компрессор. Обе машины отличаются от ранее описанных размещением мембранных блоков.
Рис. 72. Двухступенчатый компрессор фирмы Хофер (HOFER)
Рис. 73. Дожимающий двухступенчатый компрессор фирмы Хофер (Hofer)
Из приведенных примеров видно, что горизонтальные компрессоры имеют малую высоту и удобны в обслуживании. Однако влияние силы тяжести жидкости на движение мембран, характерное для горизонтального компрессора, ограничивает их применение; они используются только при относительно небольших размерах мембран.
В связи с растущей потребностью в компрессорах без смазки повышенной производительности за последние годы разработаны оригинальные конструкции компрессоров, в которых в качестве последней ступени применен мембранный блок, а также мембранные компрессоры с неметаллическими мембранами, позволяющими значительно увеличить рабочий объем.
На рис. 74 показан одноступенчатый циркуляционный газовый мембранный компрессор на избыточное давление 8 Мн/м2(80 кГ/см2) той же фирмы.
Рис. 74. Циркуляционный компрессор на избыточное давление 8 Мн/м2
На рис. 75 показаны в разрезе две ступени мембранных блоков, работающих на давление 4,0 Мн/м2(40 кГ/см2), мембраны которых при водятся от одного диф ференциального пор шня.
Как видно из рис. 75, под распределительны ми дисками установлены змеевики, охлаждаемые водой. Для увеличения жесткости диска в цен тре имеется кольцевая опора.
Рис. 75. Мембранный блок с дифференциальным поршнем
На рис. 76 показан в разрезе одноступенча тый мембранный ком прессор МК—3,5/38 про изводительностью около 1 дм3/сек(3,5м3/ч), а на рис. 77 внешний— вид этого компрессора. Он использовался в качестве циркуля ционного. Отличительной особенностью конструкции является механизм движения кулисного типа; это позволило отказаться от крейцкопфа и сократить длину машины. Расположение двига теля на картере компрессора позволило создать очень компакт ный агрегат. Компрессор предназначен для работы в замкнутой системе при переменном давлении всасывания от 0,1 до 2,5 Мн/м2 (избыточном) при максимальном отношении давления всасывания к давлению нагнетания, не превышающем 1,5. Он может быть использован в качестве одноступенчатого, при этом следует проверить массу маховика.
Рис. 76. Циркуляционный компрессор МК-3,5/38
Рис.
77. Общий вид компрессора МК-3,5/38зрез)
Рис. 78. Мембранно-поршневои компрессор
На рис. 78 показан комбинированный угловой компрессор фирмы Корблен производительностью 33 дм3/сек (120 м3/ч) давлением 35 Мн/м2(350 кГ/см2).
I и II ступени компрессора компонуются в вертикальном ряду. Они выполнены поршневыми с уплотнениями поршней и што ков из композиции на основе тефлона. III ступень горизонтальная, представляет собой - мембранный компрессор с гидроприводом.
На рис. 79 показан двухступенчатый компрессор, мембраны которого выполнены из специальной термо- и маслостойкой резины, обладающей высокими упругими свойствами [15]. Компрессор рассчитан на отношение давлений, равное 26. Высокая эластичность резины позволила довести отношение диаметра мембран к прогибу до 10, что резко увеличило производительность компрессора.
ЭКСПЛУАТАЦИЯ МЕМБРАННЫХ КОМПРЕССОРОВ
Современные мембранные компрессоры хорошо зарекомендовали себя в эксплуатации, но, как показывает опыт, они требуют более квалифицированного обслуживания, чем поршневые компрессоры.
Наиболее уязвимой деталью мембранного блока является мембрана. При попадании твердых частиц в газовую полость блока происходит быстрое разрушение мембран. Поэтому одним из первейших требований к эксплуатации является поддержание чистоты сжимаемого газа и рабочей жидкости. Только при полном отсутствии каких-либо загрязнений, влаги и посторонних частиц в рабочем газе и жидкости гидропривода можно обеспечить надежную работу машины. Важным является также своевременная замена мембран, газовых клапанов и ограничителей давления, проработавших гарантийный срок, который обычно определяется на основании результатов испытаний головных образцов машины. Послед нее обстоятельство имеет особенно большое значение потому, что у мембранных компрессоров долговечность этих узлов относительно невелика, особенно в ступенях высокого давления.
Как показывают испытания и опыт эксплуатации, в отечественных мембранных компрессорах усталостное разрушение мембраны наступает в ступенях низкого давления — через 1000— 1200 ч (24.106—29-106 циклов), а высокого давления через 250— 300 ч. Значительного повышения долговечности мембран не удалось достигнуть также и зарубежным фирмам. Например, при испытании импортного двухступенчатого компрессора A4CV-250 фирмы Корблен, рассчитанного на давление нагнетания 24,5 Мн/м2(250 кГ/см2), долговечность работы мембран II ступени оказалась не более 400—450 я (9.106—10.106 циклов).
Образование трещин в мембране почти всегда начинается на тех ее участках, которые накладываются на отверстия и канавки профилированной поверхности (рис. 80). Мембрана, прижимаясь перепадом давлений к профилированной поверхности ограничительного диска, получает возможность дополнительного прогиба в зоне каждого отверстия и канавки. На этих участках мембраны возникают местные напряжения, которые, видимо, являются основной причиной разрушения.
В этом отношении весьма показателен тот факт, что при многослойных мембранах в большинстве случаев первой разрушается мембрана, соприкасающаяся с газом местные напряжения в которой достигают наибольших значений' Недостаточна долговечность и газовых клапанов. В ступенях высокого давления через 250—300 ч работы машины герметичность клапанов резко снижается, что вызывает падение производительности. Причиной этого является износ запорных органов клапанов и направляющих ограничителей подъема, в которых перемещается пластина. Этот недостаток работы клапанов, вообще говоря, характерен для всех компрессоров без смазки цилиндров, но для мембранных, отличающихся относительно малой производительностью и высокими значениями отношения давлений в ступенях, негерметичность клапанов сказывается на снижении производительности в большей степени.
Рис. 80. Усталостное разрушение мембраны
Справедливость этого положения подтверждается, например, результатами уже упомянутых испытаний компрессора фирмы Корблен. В начальный период работы компрессора с идеально притертыми и уплотненными газовыми клапанами его основные показатели составляли: производительность, приведенная к условиям всасывания, 7,72 дм3/сек; мощность на валу 10,5 квт. Через 200 ч работы производительность понизилась до 6,55 дм3/сек, т. е. более чем на 15%, а мощность до 10,4 квт. Отмечавшееся при этом возрастание промежуточного давления (от 1,075 до 1,345 Мн/м2) указывало на то, что причиной снижения производительности компрессора явилось ухудшение работы клапанов II ступени. Аналогичные результаты были получены и при испытании других компрессоров высокого давления.
Долговечность ограничителей давления хотя и значительно выше чем мембран и газовых клапанов, однако в ступенях высокого давления обычно не превышает 800—1000 ч. Основной причиной выхода из строя ограничителей является износ седла и клапана, вследствие чего увеличивается перетечка жидкости через ограничитель на всем ходе сжатия и нагнетания газа. Когда эта перетечка становится больше подачи компенсационного насоса, взаимодействие узлов гидравлической системы расстраивается. Из-за недостатка жидкости в полости гидропривода нельзя обеспечить плотное прижатие мембран к профилированной поверхности ограничительного диска, что приводит к резкому падению производительности компрессора. По этой же причине при обратном ходе поршня гидропривода увеличивается прогиб мембран в сторону распределительного диска и уменьшается толщина жидкостной «подушки», на которую ложатся мембраны при нормальной работе компрессора.
Дальнейшее увеличение перетечки через ограничитель вызывает еще большее опорожнение жидкостной полости и в конце-концов приводит к соприкосновению мембран с распределительным диском и к разрыву столба жидкости. Это явление обычно сопровождается резкими ударами мембран о распределительный диск, вследствие которых на мембранах образуются глубокие вмятины в местах соприкосновения с отверстиями распределительного диска.
Замена мембран связана с необходимостью разборки мембранного блока — операцией довольно трудоемкой и приводящей к большой потере времени. Это вынуждает во многих производствах, характеризующихся непрерывностью и длительностью технологических процессов, идти на 100%-ное резервирование машин, что удорожает производство и создает для эксплуатации ряд дополнительных трудностей. Поэтому первоочередной задачей повышения надежности мембранных компрессоров является увеличение долговечности мембран.
Одной из серьезных аварий мембранных компрессоров является разрыв корпуса-рюмки под действием повышенного давления рабочей жидкости в гидроприводе вследствие заклинивания клапана ограничителя давления или неправильной его настройки. Если он будет отрегулирован неправильно, то возникнет очень большое давление в цилиндре. Наиболее характерным примером является первоначальное заполнение рабочей жидкостью полости гидропривода. Если полость гидропривода заполняется жидкостью при помощи ручного насоса, то можно допустить, что мембрана про гнется в сторону ограничительного диска (и произойдет даже полное прилегание мембраны к профилированной поверхности) еще до пуска машины в ход.
Поэтому перед пуском необходимо провернуть вал компрессора вручную на несколько оборотов, чем обеспечить постепенное удаление излишней жидкости из блока. Если этого не сделать, то при резком движении поршня гидропривода клапан-ограничитель давления может не успеть во-время сбросить большое количество жидкости из полости, что повлечет за собой резкое повышение давления и даже разрушение цилиндра.
При эксплуатации компрессора также необходимо следить за полным заполнением жидкостью пространства между поршнем гидропривода и мембраной.
Нельзя допускать образования воздушных мешков в жидкостной полости гидропривода во избежание снижения производительности компрессора. Воздушный мешок в жидкостной полости ограничивается мембраной и играет роль дополнительного мертвого пространства, в котором воздух сжимается и расширяется. Объем, описываемый мембраной, при этом уменьшается.
Большое внимание необходимо уделять плотности всех соединений мембранного блока. Нельзя допускать утечки газа и жидкости.
Температурный режим мембранных компрессоров указывается в сопроводительной документации завода-изготовителя.
Температура сжимаемого газа обычно не превышает 100—120° С, а чаще бывает ниже. Температура масла в картере 45—60° С.
В каждой инструкции по обслуживанию компрессора дается подробное описание машины и особенности ее конструкции, поря док монтажа, порядок первоначального заполнения системы гидропривода рабочей жидкостью, последовательность пуска и остановки, порядок обслуживания машины, а также основные возможные нарушения нормальной работы и необходимые меры по их устранению.
remontcompressorov.ru
Мембранный компрессор. Стоит ли брать?
Начало >>>
Первый вид это устройства мембранного типа. Их принцип работы заключается в сжатии воздуха, которое достигается путем вибрации мембраны, фиксация которой происходит между крышкой компрессора и его цилиндром, совершая при этом возвратно-поступательные движения, мембрана вырабатывает и нагнетает воздух в шланг компрессора, откуда попадает вовнутрь колеса или другого накачиваемого предмета.
В продаже данный вид компрессоров самый распространённый и часто приобретаемый, но надо отметить они обладают не очень хорошей производительностью и у них есть одна особенность. Благодаря этой особенности они и называются мембранными. Мембрана изготавливается из резины, и, являясь самой главной рабочей деталью, при отрицательных температурах она твердеет, так как резина теряет свои эластичные свойства и при длительной работе в таких условиях разрушается. Что выводит из строя весь автомобильный компрессор в целом.
Еще одним минусом таких компрессоров чаще всего является провод питания, который при низких температурах тоже твердеет и трескается, как и мембрана. Оголяя тем самым основной медный провод, что часто приводит к их замыканию проводов между друг другом и как результат выход из строя предохранителя прикуривателя. Ведь подача рабочего для насоса напряжения идет от прикуривателя автомобиля.
Такие компрессоры отлично подойдут для накачки велосипедных и автомобильных шин, эксплуатация которых осуществляется в теплое время года и не требует высокого давления. Накачка грузовых шин возможна, но лучше это делать с перерывами. Так как через каждые 15 минут компрессору мембранного типа следует давать передышку. При более длительной работе он сильно разогревается, что может служить причиной его выхода из строя по причине сгорания.
Идем дальше.
Второй вид это компрессоры поршневого типа. Они более надежны и популярны среди водителей профессионалов. Но и эти устройства различаются в зависимости от технологии, по которой они изготовлены. Не смотря на то, что при внешнем сходстве таких компрессоров наблюдается одинаковость, внутренняя поршневая конструкция может сильно различаться друг от друга.
Самыми надежными считаются поршневые автомобильные компрессоры, в конструкции которых имеется металлический шатун поршня, закрепленный на металлическом валу электромотора, и при этом не используются всевозможные пластиковые втулки, переходники и другие пластмассовые элементы.
Продолжение >>>
signsign.ru
типы, виды компрессоров с фото, назначение и принцип работы
В последнее время все больше людей пользуются компрессорами. Этот инструмент существенным образом упрощает каждодневные бытовые или профессиональные задачи. Без этого оборудования не обходится ни одно промышленное или любое другое производство. В быту также многие задачи очень удобно решать с помощью данных агрегатов. Давайте рассмотрим основные виды компрессоров, их устройство и сферу применения.
Задачи, которые помогает решать компрессор
Данное оборудование позволяет быстро и очень легко накачать мяч для игры в волейбол или же надуть самые разные воздушные конструкции (к примеру, бассейн). Компрессор помогает поливать и опрыскивать растения, очищать засорившиеся трубы. Художники используют эти агрегаты для выполнения аэрографии. Специалисты по реставрации и перетяжке мебели используют некоторые виды компрессоров в восстановительных работах. Сжатый воздух необходим для функционирования мебельного степлера.
Преимущества компрессоров по сравнению с электроинструментом
Компрессоры более безопасны. В пневматическом инструменте отсутствует мотор. 
Также оборудование максимально универсально – это комбайн, позволяющий подключать к нему массу различного инструмента. Также имеют самую широкую область использования и практически безальтернативны для решения некоторых задач компрессоры.
Виды компрессоров, назначение и принцип работы
Существует несколько типов данных агрегатов. Все они имеют различное устройство, принцип работы и сферу применения. 
А начать обзор оборудования стоит с истории этих механизмов.
Как он создавался
Главная задача, которую решает компрессорное оборудование – сжатие воздуха. Машины, предназначенные для этого, производительность которых до 100 к/м в минуту, разделяют на две группы. Это ротационные (винтовые) и поршневые. Можно увидеть все виды компрессоров с фото в данной статье.
Один из самых первых поршневых компрессоров был создан около 300 лет назад. 
Над его разработкой трудился немец Отто Фон Герике. Оборудование скорее было экспериментальным, нежели промышленным. Данный образец имел механический привод, а в качестве энергии использовалась физическая сила человека. В 1800 году англичанин Джордж Медхерст презентовал оборудование, которое работало на энергии пара. Затем на базе этого агрегата создали перфоратор, работающий от воздуха. Но этот инструмент имел серьезный недостаток – частые взрывы. Рабочие, которые использовали его, получали серьезные ожоги.
Первый образец винтового агрегата был изготовлен лишь в 1878 году. Его собрал немецкий инженер Генрих Кригар. Более современный аналог разработали в 1932 году. В этом оборудовании был немного другой принцип работы.
Винтовой компрессор: особенности
Говоря о промышленных агрегатах, нужно отметить, что они имеют внушительную стоимость. Но если необходимо продолжительное и значительно потребление объемов сжатого воздуха, винтовые виды компрессоров – это отличный выбор и экономичное решение.
Устройство винтового компрессора
В качестве главного элемента оборудования данного типа используется специальная винтовая пара. Чтобы снизить трение и увеличить долговечность работы, пара помещена в масляную ванну. Это главная часть установки. Среди основных элементов всасывающий клапан, система фильтров, винтовая пара, сепаратор, ресивер, электромотор.
Принцип работы
Через всасывающий клапан, серию воздушных фильтров воздух попадает в винтовую пару, а затем происходит образование смеси воздуха с маслом. Два ротора или винта сжимают и отправляют эту смесь в пневматическую систему. Далее воздух с маслом попадает в сепаратор, где второе отделяется от первого. Масло уходит обратно. Воздух попадает на выход.
Масло в агрегатах подобного типа играет очень важную роль. Так, главная функция – это охлаждение. Кроме того, масло образует зазор между винтовой парой. Также с помощью масла транспортируется воздух, смазываются рабочие элементы механизма.
Преимущества винтовых компрессоров
Данный агрегат отличается низким уровнем шума в процессе работы. Его можно без каких-либо проблем установить с оборудованием, которое и является потребителем сжатого воздуха. Процесс замены деталей при необходимости выполняется очень быстро и просто.
Различают устройства с прямым приводом и ременным. Ресурс работы механизмов очень большой. Эти компрессоры необычайно универсальны и практичны. 
Современные промышленные модели имеют надежную систему автоматики, которая обеспечивает бесперебойную работу. Если необходимо много сжатого воздуха, а потребление будет постоянным, то такие виды компрессоров прекрасно подойдут для этих целей.
Поршневой компрессор: особенности и преимущества
Эти решения – наиболее распространенный тип оборудования для работы с воздухом, даже несмотря на то, что появляются все более технологичные устройства. Эти агрегаты очень просты в использовании, любые неполадки можно устранить практически сразу. Данные решения отличаются показателями энергосбережения, хотя и немного проигрывают винтовым агрегатам. Некоторые, если не все виды холодильных компрессоров - поршневого типа.
Кроме простой конструкции и доступных цен, это оборудование хорошо подходит для применения в тяжелых условиях. Однако при всех преимуществах есть и некоторые недостатки. Это высокая температура (из-за того, что поршень слишком плотно прилегает к цилиндру). Для охлаждения применяют самые разные радиаторы, однако для решения задач, когда требуется приготовить много сжатого воздуха, никакой радиатор не поможет.
Поршневые компрессоры: устройство и принцип работы
В основе этих агрегатов лежит очень простой, если даже не примитивный механизм из двух частей. Это цилиндр и поршень. В свою очередь, последний соединен с кривошипно-шатунным механизмом. 
Поршень очень плотно подогнан по отношению к стенкам цилиндра. Процесс сжатия воздуха обеспечивают возвратно-поступательные движения этого поршня. В нижней точке воздух сжимается. Для свободного выхода оборудование оснащено впускным и выпускным клапаном.
Другие типы компрессорного оборудования
Кроме этих популярных решений, для сжатия воздуха в промышленности применяют и другие компрессоры. Виды и назначение их зависят от того, с какими газами придется работать. Если в качестве рабочего вещества будут использоваться хлор, аммиак, водород, кислород и другие газы, необходимо применять газовые агрегаты, которые могут работать с любыми типами газов. Так, различают поршневые, мембранные, винтовые, струйные, центробежные и осевые компрессоры.
Холодильное компрессорное оборудование
Компрессорная установка холодильного агрегата используется для сжатия газов, а затем для перекачки их непосредственно в холодильник. По принципу работы холодильное оборудование можно разделить на три группы: спиральные, винтовые и поршневые системы. 
С поршневыми компрессорами удается получить серьезную экономию на приобретении и затем обслуживании. Поршневое оборудование для холодильников, в свою очередь, делится на герметичные агрегаты, открытые и полугерметичные. Эта степень герметизации непосредственным образом влияет на то, как надежно хладагент будет храниться в системе.
В полугерметичных решениях двигатель и компрессор закрытые. Они соединены между собой и имеют единый корпус с возможностью разборки для обслуживания. Открытые модели оснащены электрическим мотором, который располагается вне корпуса агрегата. Привод осуществляется через муфту. Это оборудование применяется в особенно мощных охладительных системах.
Виды автомобильных компрессоров
Автомобильные компрессоры – это незаменимый атрибут любого автомобилиста. Он помогает легко справиться с большинством неприятностей на дороге. Существует несколько видов таких агрегатов. Типовой компрессор для автомобиля состоит из цилиндра, манометра и электрического мотора. От того, как качественно изготовлены эти детали, зависит долговечность изделия. 
Зачастую компрессорное оборудование применяется для подкачки шин, а значит, главный рабочий материал – воздух. Для этого подходят поршневые устройства и мембранные. О поршневых сказано уже достаточно, но существуют и другие компрессоры. Виды и типы их для применения в автомобиле не слишком разнообразны. Кроме поршневых, применяют еще и мембранное оборудование.
В качестве рабочего узла, который отвечает за подкачку воздуха, используют специальное полотно. Эта мембрана в процессе работы совершает возвратно-поступательные движения. За счет них происходит нагнетание воздуха. Зачастую эти устройства отличаются более высокой долговечностью, так как в них нет трущихся между собой деталей. А вот мощность существенно ниже. Из недостатков – полная невозможность использования во время сильных морозов.
Теперь понятно, какие виды компрессоров бывают, где их можно использовать, как они устроены и как функционируют.
fb.ru
Мембранный компрессор - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2
Мембранный компрессор
Cтраница 2
Мембранные компрессоры второй группы представляют большой интерес и находят применение в промышленности и в лабораторных условиях. На рис. 2 показан вертикальный одноступенчатый компрессор МК 20 / 12 - 200 такого типа. [16]
Мембранные компрессоры применяются для сжатия различных газов до очень высоких давлений, при которых поведение газов существенно отклоняется от поведения идеальных газов. [17]
Современные мембранные компрессоры хорошо зарекомендовали себя в эксплуатации, но, как показывает опыт, они требуют более квалифицированного обслуживания, чем поршневые компрессоры. [18]
Мембранные компрессоры дают возможность получить сжатый воздух без примесей паров масла, так как в них сжатие его осуществляется за счет деформации мембраны. В качестве диафрагмы обычно используют металлическую пластину, а иногда прорезиненную ткань. Недостатком этих компрессоров является необходимость резкого увеличения площади сжатия для получения нормальных расходов, что соответственно увеличивает рабочий момент, так как величина деформаций диафрагмы невелика. Поэтому применение мембранных компрессоров также ограничено. [19]
Мембранные компрессоры горизонтального типа имеют ряд конструктивных преимуществ, из которых главное наибольшая компактность. [21]
Такие мембранные компрессоры используют для сжатия малых количеств газа до невысокого давления. Мембраны изготовляют из материалов, допускающих большое число циклов нагружения при относительно больших прогибах, например, из прорезиненной ткани или просто резины. [22]
Недостатком мембранных компрессоров является их большой вес. Компрессор фирмы Корблэн производительностью 30 м3 / час и давлением 7 ати при 400 об / мин весит без мотора 1000 кг. [23]
В мембранных компрессорах происходит интенсивное охлаждение сжимаемого газа вследствие большой поверхности мембраны ( иногда для более интенсивного охлаждения под диском располагают дополнительно змеевик, охлаждаемый водой) и малого мертвого пространства, что обеспечивает высокую степень сжатия в одной ступени. [25]
В мембранных компрессорах, к-рые по типам ( горизонтальные, угловые и т.п.) не отличаются от поршневых, газ компримируется в результате уменьшения объема камеры сжатия при колебаниях мембраны, вызываемых возвратно-поступат. При прогибе мембраны происходит всасывание и нагнетание газа, к-рый интенсивно охлаждается вследствие развитой пов-сти мембраны и иногда-посредством змеевика с холодной водой, что обеспечивает высокое отношение р2 / р в одной ступени. Так, в трехступенчатом компрессоре создается давление 100 МПа. При перемещении мембраны достигаются герметизация рабочей полости машины и возможность получать на выходе газ высокой чистоты. Поэтому такие компрессоры используют для сжатия обычно до 10 - 50 МПа, напр. [27]
В мембранном компрессоре объем уменьшается при перемещении мембраны, в роторных компрессорах при перемещении ротора, совершающего вращательное или качательное движение. [28]
В мембранных компрессорах изменение объема рабочего пространства достигают прогибом упругой мембраны, зажатой между двумя дисками с неглубокой сферической внутренней поверхностью, имеющей форму чечевицы ( фиг. Пространство между мембраной и нижним диском с большим числом мелких отверстий соединяется с полостью цилиндра поршневого масляного насоса. В верхнем диске расположены всасывающие и нагнетательные клапаны. Верхний диск ограничивает прогиб упругой металлической мембраны вверх, вызываемый давлением масла, подаваемого насосом, газ при этом сжимается и выталкивается в нагнетательный трубопровод. При ходе поршня масляного насоса вниз мембрана силами собственной упругости выравнивается и далее в результате понижения давления масла прогибается вниз, рабочее пространство, ограниченноемембраной и верхним диском, наполняется газом. Утечки масла по зазору между поршнем и цилиндром насоса пополняют при помощи подкачивающего масляного насоса, плунжер которого приводится в действие эксцентриком, насаженным на коленчатый вал. [29]
В мембранных компрессорах роль поршня выполняет упругая мембрана, зажатая по контуру и совершающая возвратное движение. Мембранные компрессоры герметичны, что весьма важно для сжатия редких, химически чистых и токсических газов. [30]
Страницы: 1 2 3 4 5
www.ngpedia.ru
Компрессор. Виды и устройство. Работа и применение. Как выбрать
Компрессор представляет собой прибор, предназначенный для перекачки сжатого воздуха или газа. Он используется для обеспечения работы пневматического инструмента, циркуляции охлаждающего хладагента в замкнутом контуре и накачки давления в различные емкости. Данное оборудование широко используется в медицине, промышленности и быту. Его наличие позволяет выполнять широкий спектр действий.
Конструкция и разновидности по строению
Компрессор представляет собой воздушный насос, работающий в автоматическом режиме, который обеспечивает подачу воздуха или газа с избыточным давлением. Устройство может работать от электрического мотора или двигателя внутреннего сгорания. Конструкция нагнетателя часто предусматривает не только насос, но и специальный металлический ресивер для нагнетания давления. По принципу действия самого насоса, устройство может быть:
- Винтовым.
- Поршневым.
- Мембранным.
Существует также еще несколько технологических разновидностей устройств для нагнетания воздуха, но они являются более редко применимыми, в связи с дороговизной производства или низкой эффективностью работы.
Винтовой
Винтовой является дорогостоящей конструкцией, применяемой на промышленных объектах. В его основе лежит специальный шнек, который захватывает воздух или другой газ по принципу винта мясорубки. Для обеспечения более эффективного забора воздуха он смешивается с маслом, находящимся внутри нагнетателя. Получаемая смесь подается под давлением, после чего фильтруется и очищенный воздух подается на выход. Также существует более дорогие безмасляные конструкции, используемые химической и фармакологической промышленностью, а также в стоматологических клиниках, где важна чистота воздуха без наличия микрочастиц масла.
Винтовая конструкция является очень надежной, но в случае поломки затраты на ремонт могут достигать половина стоимости самого агрегата. Хотя прибор и имеет такой недостаток, но все же его преимущества довольно большие:
- Низкий уровень шума.
- Минимальный нагрев.
- КПД доходит почти до 98%.
- Низкое потребление энергии.
Поршневой
Поршневая конструкция является более бюджетной, поэтому большинство компрессоров сделаны именно по ее принципу. Она представляет собой двигатель, который при вращении поршня засасывает поток в камеру сжатия, после чего перекачивает его дальше по контуру. Специальный клапан в месте забора не позволяет воздуху выйти обратно через вход. Поршневое устройство являются менее надежными, но не дорогим при покупке и обслуживании.
Если сравнивать поршневую конструкцию с винтовой, то она проигрывает по всем параметрам, кроме габаритов и стоимости. Нужно отметить, что разница в цене между двумя видами настолько велика, что поршневой вариант выбирают даже несмотря на его недостатки:
- Высокий уровень шума.
- Низкий КПД.
- Постоянный перегрев.
- Вибрация при работе.
- Частые поломки.
Мембранный
Мембранный компрессор в отличие от первых двух разновидностей применяется преимущественно на промышленных объектах для работы с различными газами. В быту такую конструкцию можно встретить в холодильных установках и на мини аэрографах. Очень редко в продаже можно увидеть и обычные бытовые нагнетатели данного типа. Принцип их действия заключается в том, что в результате колебательных движений двигателя осуществляется дребезжание гибких мембран, которые сжимают и разжимают газы, обеспечивая их передачу под высоким давлением. Данная конструкция является очень успешной. Она имеет ряд достоинств:
- Компактный размер.
- Создание высокого давления.
- Предотвращение подачи механических примесей.
- Не сложное техническое обслуживание.
- Надежный корпус для предотвращения утечек газа.
Несмотря на перечисленные преимущества, такой тип, хотя и не является сложным и дорогостоящим в обслуживании, все же требует периодической замены мембраны, которая теряет свою эластичность, особенно при работе с агрессивными газами. Стоит также отметить, что хотя промышленные машины и имеют сравнительно небольшие габариты, но их корпус выполнен из толстостенной стали, что существенно влияет на массу оборудования.
Целевая разновидность компрессоров
Компрессоры отличаются между собой не только по принципу действия, но и по целевому предназначению. По данному критерию они делятся на следующие виды:
- Газовые.
- Воздушные.
- Циркуляционные.
Газовые применяются для перекачки чистых газов и их смесей. Они устанавливаются на заправочных станциях для закачки баллонов кислородом, водородом и прочими веществами. Они не предназначены для работы с воздухом и имеют специальную конструкцию, которая не допускает образование электрической искры, что может быть опасным при работе с некоторыми взрывоопасными газами.
Воздушный компрессор является самым распространенным. Его можно встретить в автомастерских и на шиномонтаже. Именно такое устройство обеспечивает накачку колес автомобилей, а также подает сжатый воздух в краскопульт, применяемый для малярных задач. От воздушного нагнетателя работает пневматические инструменты, используемые строителями и автомеханиками.
Циркуляционные компрессоры являются узконаправленной разновидностью, основная задача которой состоит в обеспечении непрерывной перекачки воздуха или газа по замкнутому контуру. Такое устройство не имеет накопительного ресивера. Зачастую такие приборы используются для обеспечения циркуляции фреона или другого хладагента в холодильном оборудовании. Чаще всего для данных целей используется мембранная конструкция.
Какой компрессор выбрать для дома или работы
Для домашнего использования, применения в автомастерские или для решения строительных задач преимущественно выбираются воздушные поршневые компрессоры с накопительным ресивером. Они хотя и уступают стальным конструкциям по долговечности, но является сравнительно дешевыми и легкими. Большинство моделей, которые применяются для частных целей, можно с легкостью разместить в багажнике автомобиля.
Выбирая поршневой, или другой бытовой компрессор, следует обратить внимание на его рабочие характеристики:
- Объем ресивера.
- Производительность.
- Мощность.
- Давление.
- Уровень шума.
Что касается объема ресивера, то он подбирается индивидуально в зависимости от использования устройства. Если планируется, что агрегат будет применяться исключительно для накачивания колес и редких несложных покрасочных работ, то вместительности в 24 л будет более чем достаточной. Если прибор используется профессионально для масштабных малярных задач, когда важно поддержание заданного давления, то лучше всего выбирать устройства с ресивером от 50 л и выше. Это правило касается подключения пневматического строительного или слесарного оборудования. В противном случае после нескольких секунд работы, накопленный насосом воздух в ресивере выйдет, что позволит продолжить работу только после возобновления требуемого для инструмента давления.
Немаловажным фактором является и производительность. Если она высокая, то даже агрегат с небольшим ресивером станет вполне пригодным для выполнения профессиональных задач. Для комфортной работы не стоит брать оборудование, производительность которого ниже 150 л/минуту.
Чем мощнее компрессор, тем лучше, но стоит учитывать, что при увеличении данного показателя возрастает и уровень шума. Для домашнего устройства оптимальной считается мощность 1,5 кВт. Если объем ресивера составляет 50 литров и более, и если оборудование будет эксплуатироваться для выполнения профессиональных задач, то лучше отдать предпочтение прибору мощностью 2-2,5 кВт. Конечно, он не будет избыточно производительным, но в соотношении цены и эффективности этот вариант является оптимальным.
Что касается давления, то подавляющее большинство бытовых компрессоров нагнетают 8 бар. Этого более чем достаточно для выполнения практически любых задач. К примеру, для использования компрессора в покрасочных целях давления на выходе ставится 4-6 бар, то же самое касается и пневматического инструмента. Ну а если использовать прибор исключительно для накачки колес, то для легкового транспорта было бы достаточно компрессора с возможностью нагнетания давления до 3 бар. Также при выборе стоит обратить внимание, что чем мощнее прибор, тем он объемней, громче и тяжелее. Делая покупку, не стоит гнаться за производительностью, а отталкивается от целей, которые будут стоять перед оборудованием.
Как продлить жизнь компрессора
Для того чтобы оборудование работало как можно дольше, оно нуждается в несложном уходе. В первую очередь не рекомендовано оставлять ресивер под давлением после завершения работы. Для этого следует спустить закаченный воздух, что позволит увеличить срок службы прокладок и кранов.
Периодически, особенно в холодное время, необходимо выкручивать специальное сливное отверстие внизу ресивера для слива конденсата, который выделяется из пара. Особенно это важно, если компрессор используется для подключения краскопульта. В противном случае вместе с воздухом из него будут вылетать капли воды, что совершенно неприемлемо при малярных работах. Отсутствие влаги в ресивере надежная защита от коррозии. Ржавые частицы быстро забивают фильтрующие элементы, что снижают эффективность работы оборудования. При значительном появлении конденсата внутри ресивера создается характерный хлюпающий звук при раскачивании.
Еще одним немаловажным фактором, который негативно влияет на сохранение работоспособности компрессора, является перегрев. Поршневая конструкция является далеко не совершенной, поэтому при работе устройства создается сильное трение, что нагревает рабочие части прибора. Существенный перегрев может стать критичным, поэтому следует чередовать работу с перерывами. Мембранные и шнековые конструкции чувствительны к морозу, поэтому их лучше не включать при минусовой температуре.
Похожие темы:
electrosam.ru
Мембранный компрессор
Главное применение компрессоров данного типа – в технологических установках предприятий тонкой химии, фармацевтических и нефтехимических предприятий, то есть там, где требуется абсолютно чистый, без малейших следов масла и других загрязняющих веществ технологический газ или воздух, кроме О2. Мембранный компрессор – это компрессор объемного типа сжатия. Основной спецификой мембранных компрессоров является возможность получать высокое давление при низкой производительности. Принципы действия мембранного компрессора схожи с поршневым.
Компрессорное обжатие такого вида по схеме выглядит так: либо поршень гидропривода обеспечивает давление столба жидкости на гибкую металлическую мембрану, либо мембрана связана непосредственно с кривошипно-шатунным механизмом. Мембрана поступательно перемещается и уменьшает объём рабочей камеры. Соответственно, газ, находящийся в рабочей камере, сжимается.
Мембраны изготавливаются из материалов, способных выдержать много циклов нагрузки. Для большей надёжности применяются многослойные мембраны. Наиболее широкое применение получили мембранные модели с гидроприводом. Благодаря такой конструкции мембранный (диафрагменный) компрессор имеет ряд преимуществ:
- несмотря на компактную конструкцию, способствует достичь необходимого давления газа;
- дает гарантию полному отсутствию мехпримесей в газе;
- обеспечивает охрану окружающей среды от вероятных небезвредных отбросов ввиду гарантированного отсутствия утечек газа;
- система аварийной защиты обеспечивает остановку компрессора при возникновении риска деформации преграды;
- несложность использования и технического обслуживания. Обслуживание требует только регулярной замены мембран оператором.
Атомная энергетика, химическая, нефтехимическая и другие промышленности используют мембранные компрессоры. Применяемые в комплексе с компрессором установки очистки и осушки газа позволяют получать газ с чистотой 99,9%. Подача его под давлением требуется при проведении исследований в науке и в медицине.
Мембранные компрессоры, как правило, имеют несколько модификаций. Каждая из них подразумевает эксплуатацию оборудования в определенных условиях, а также специфические характеристики сжимаемой среды. Примечательно, что мембранные компрессоры отличаются от своих устаревших предшественников не только модификациями, но взаимозаменяемостью деталей, рабочих узлов.
Применяются только статические уплотнения, гарантирующие практически полное отсутствие утечек. Эта конструкция имеет ряд следующих преимуществ:— мембранные компрессоры герметичны по отношению к внешней среде. Вся газовая камера компрессора имеет металлические, статичные (неподвижные)уплотнения. Без особых усилий достигается степень утечек 10-4 мбар л/с, а при применении специальных модификаций — 10-8 мбар л/с. Эти незначительные утечки делают возможным применение мембранных компрессоров в т.н. «горячих» зонах в атомных станциях, с их помощью возможно также сжатие высокотоксичных газов.— поскольку в мембранных компрессорах нет смазочных веществ в рабочей камере, т.е. не происходит контакта между сжимаемым газом и маслом, процесс очистки сжимаемого газа от масла не нужен. Возможно сжатие до высоких давлений критических газов, таких как, например, кислород или хлор.— в противоположность другим принципам сжатия не происходит истирание поршневых колец и сальников. Подача газа и устройства буферизации не требуются. Газ на выходе компрессора имеет ту же чистоту, с которой он был подан на сжатие и может без дальнейшей подготовки быть использован как, например, воздух для дыхания, как диффузант в производстве полупроводников или водород при производстве топливных элементов.— Среда контактирует только с металлическими деталями. В зависимости от требований и типа газа могут применяться различные материалы. При правильном выборе материала достигается высокая коррозионная устойчивость и, следовательно, долгий срок службы деталей, контактирующих с газом. Применяемые материалы варьируются от нормальной углеродистой стали и нержавеющей стали до высоколегированных специальных материалов, таких как «хастелой».
КОНСТРУКЦИЯ. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ.
Мембрана зажата по периметру крышкой мембраны и фланцем с перфорированной плитой и при помощи двигателя колебательно прогибается. Как следствие этого пространственного прогиба газовая камера между мембраной и крышкой мембраны циклически уменьшается и увеличивается. С началом увеличения газовой камеры, газ поступает из всасывающего трубопровода через встроенный в крышку мембранывсасывающий клапан, а во время уменьшения объема газовой камеры выталкивается в газовый пневмопровод через напорный клапан, также встроенный в крышку мембраны.Необходимое для прогибания мембраны давление масла достигается с помощью кривошипно-шатунного механизма и возвратно-поступательного движения поршня. Рабочий объем цилиндра этого поршня приблизительно соответствует рабочему объему головки мембраны. Возможность использовать крейцкопф кривошипно-шатунного механизма одновременно как поршень снижает стоимость изготовления мембранного компрессора. Однако, радиальные силы, возникающие во время движения кривошипа, уменьшают срок службы уплотнений. Для компрессоров, работающих в ответственных производственных циклах, применение без резервирования такой конструкции не допустимо.Во время нагнетательного хода поршень толкает масло через перфорированную плиту в мембранную головку и затем, при возвращении, откачивает его обратно. При подаче мембрана прогибается к выпуклой стороне мембранной крышки. Обратный ход поршня тянет мембрану к вогнутой плоскости перфорированной плиты.
Для технологически простых решений — работы с атмосферным воздухом применяется, как правило, компрессор высокого давления.
specialcompressor.com
