Классификация компрессоров: типы и конструктивные различия компрессорных установок
В предыдущих темах были рассмотрены основные способы сжатия воздуха, виды и особенности компрессоров динамического действия, что такое масляный и безмасляный компрессор, различия между поршневыми и винтовыми аппаратами. В данной статье мы собрали воедино все виды классификаций компрессорных установок, ознакомившись с которыми, будет легче принять решение о покупке того или иного агрегата.
Из этой статьи вы узнаете:
Компрессор – это энергетический аппарат, предназначенный для сжатия и подачи промышленных газов. Сфера применения компрессорного оборудования охватывает практически все виды деятельности: энергетику, машиностроение, добычу полезных ископаемых, сельское хозяйство, сферу услуг, пищевую отрасль и т.д. Производство постоянно усложняется, увеличиваются его темпы, соответственно, возникает необходимость в замене старого оборудования и применении новых энергоэффективных агрегатов.
На сегодняшний день существует два основных принципа действия компрессоров, по которым их классифицируют. Это – компрессоры объемного и динамического действия. Также, существует большое разнообразие моделей, вариантов их исполнения, применения, использования разных видов промышленных газов. Стремясь удовлетворить потребности конечных потребителей, производители регулярно пополняют и выпускают новые серии оборудования, повышают их производительность, улучшают конструктивные особенности.
Чтобы с легкостью разобраться в таком многообразии и правильно подобрать оборудование для производственного процесса, следует понимать принципы классификации компрессорных агрегатов, особенности и различия разных типов.
1Классификация компрессоров по принципу действия:
Ранее мы рассматривали два основных принципа сжатия воздуха (динамический способ сжатия и объемный), который классифицирует аппараты на два основных типа:
- Объемные компрессоры,
- Динамические компрессоры.
1. Объемные компрессоры.
В компрессорах объемного типа нагнетание происходит за счет последовательного наполнения рабочей камеры газом, и дальнейшего его сжатия за счет принудительного уменьшения объема рабочей камеры. Чтобы среда не выходила обратно, в компрессоре предусмотрена система регулирующих клапанов, поочередно открывающихся в процессе заполнения и освобождения камеры. Механическая основа компрессоров объемного действия может быть различна, в связи с чем, аппараты данного типа подразделяются на следующие группы:
- поршневые;
- винтовые;
- шестеренчатые;
- роторно-пластинчатые;
- мембранные;
- жидкостно-кольцевые;
- спиральные.
Поршневые компрессоры
В поршневых аппаратах наиболее явно отражен принцип сжатия объемных компрессоров: работа поршня в цилиндре (который двигается возвратно-поступательными движениями) приводится в действие шатунным механизмом. В зависимости от положения поршня рабочая камера последовательно изменяет свой внутренний объем. Утечка рабочей среды в обратном направлении предотвращается односторонними клапанами.
Конструктивные особенности поршневых аппаратов позволяют разделить данный тип компрессоров на несколько подгрупп:
- компрессоры одинарного или двойного действия. Во втором случае за один оборот вала выполняется два цикла сжатия: рабочий поршень во время движения делит камеру на две части. При поступательном движении поршня воздух заходит в одну часть камеры, где происходит его сжатие и подача в выходной патрубок. Параллельно вторая часть камеры заполняется газом из входного патрубка. Таким образом, за один оборот вала выполняется два цикла сжатия.
- Компрессоры по количеству цилиндров: одноцилиндровые, двухцилиндровые и т.д.
- Компрессоры по числу ступеней сжатия: одно-, двух-, многоступенчатые агрегаты. Количество пройденных цилиндров определяется количеством ступеней.
- Компрессоры по расположению цилиндров: горизонтальное расположение, вертикальное, оппозитное, V-образное, угловое.
Также, установки поршневого типа классифицируются по использованию (назначению):
- Группа бытового использования. Агрегаты имеют малый вес, небольшую производительность с рабочим давлением до 8 бар и компактные габариты. Срок службы таких агрегатов ограничивается 10 годами. Как правило, бытовые компрессоры мобильны и не требуют частого технического обслуживания. Их не рекомендуют использовать в промышленных целях, так как поломка или замена детали равноценна стоимости приобретения нового аппарата. Бытовые компрессоры применяют на садовых участках, в небольших мастерских, фермерских хозяйствах, в строительстве, СТО.
- Группа полупрофессиональных агрегатов. Компрессоры данного типа используют на предприятиях малого и среднего бизнеса. Рабочее давление таких моделей варьируется в диапазоне 16 бар, производительность по воздуху до 2 м3/мин. Однако полупрофессиональные модели достаточно шумные и не отличаются экономичностью. Рекомендовано к периодическому использованию.
- Группа промышленных агрегатов. Мощные компрессорные агрегаты для применения в различных отраслях промышленности и сферы услуг. Медицинские компрессоры высокого давления, а также агрегаты для работы во влажной и запыленной среде оснащаются шумоизолирующими кожухами. Максимальное рабочее давление на выходе таких аппаратов в диапазоне 60 бар. Оснащаются адсорбционными осушителями для осушения и очистки сжатого воздуха, системами фильтров.
- Агрегаты без смазки цилиндра. Компрессоры данного типа сжимают различные среды для производств, где требуются чистые газы без содержания масел. Аппараты не требуют частого сервиса.
Винтовые компрессоры
Конструкция аппаратов данного типа включает один и более винтов, которые обеспечивают нагнетание воздуха. Компрессоры классифицируются на:
- Масляные и безмасляные компрессоры (по использованию смазочных веществ)
- Одновинтовые, двухвинтовые и т.д. (по количеству винтов).
Шестеренчатые компрессоры (ротационные)
Работу агрегатов данного типа обеспечивает пара шестерней, находящихся в зацеплении друг с другом, которые вращаются в противоположные стороны. В зависимости от модели компрессора такие шестерни могут иметь различное исполнение, в том числе быть выполненными в виде зубчатых колес. Срок службы агрегаты – 15-20 лет. Для снижения износа движущихся частей используются смазочные материалы. Аппараты используют в областях, где необходима подача газа под небольшим давлением.
Роторно-пластинчатые компрессоры (ротационные)
В аппаратах объёмного типа перемещение рабочей среды в цилиндрическом корпусе (статоре) происходит за счет вращения ротора с набором подвижных пластин, причем ось ротора не совпадает с осью корпуса. Во время работы ротора центробежная сила отбрасывает пластины от центра и прижимает их к корпусу. Таким образом, в аппарате создаются подвижные рабочие отсеки, ограниченные корпусом ротора и соседними пластинами, в которых происходит сжатие воздуха. Для усиления прижатия пластин к стенкам корпуса могут использоваться специальные пружины. Масло, поступающее для смазки движущихся частей и охлаждения рабочей среды, обеспечивает также герметизацию зазоров между ротором, статором и торцевыми крышками.
Роторно-пластинчатые компрессоры отличаются пониженным уровнем шума, габаритными размерами, высоким давлением на выходе. Надежность агрегатов основывается на особенностях его конструкции, отсутствии большого количества движущихся частей, отсутствии осевых нагрузок, обильной смазкой.
Мембранные компрессоры
Конструкция мембранного аппарата содержит специальную эластичную мембрану, которая выполняет роль поршня. Изгибаясь в разные стороны, полимерная мембрана увеличивает или уменьшает объем рабочей камеры, в которой происходит процесс сжатия воздуха. При этом, рабочая среда в процессе сжатия контактирует только с камерой и мембраной, поэтому на выходе сжатый воздух не содержит масел и влаги.
Мембранные компрессоры классифицируются по типу привода:
- Пневматический мембранный компрессор
- Электрический мембранный компрессор
- Механический мембранный компрессор
Жидкостно-кольцевые компрессоры
Данные аппараты для работы используют вспомогательную жидкость. Конструкция жидкостно-кольцевых компрессоров включает цилиндрический корпус, внутри которого установлены пластины со смещенной осью относительно оси статора. Внутрь корпуса заливается вспомогательная жидкость. Во время вращения статора центробежная сила перемещает вспомогательную жидкость к стенкам корпуса, и она принимает кольцевую (опоясывающую) форму. Объем рабочих камер меняется при изменении оси ротора и статора.
В агрегатах данного типа рабочая среда неизменно контактирует со вспомогательной жидкостью, поэтому в пневматическую сеть необходимо включать сепаратор и фильтры очистки сжатого воздуха. Основное применение: перекачивание и сжимание всех сухих и влажных газов с попутной подачей жидкостей.
Спиральные компрессоры
Спиральный компрессор представляет собой аппарат объемного сжатия газа. Перемещение рабочей среды в аппаратах происходит за счет
Спиральные компрессоры имеют следующую классификацию:
- По расположению вала различают вертикальные и горизонтальные спиральные компрессоры.
- По числу ступеней ─ одно-, двух- и многоступенчатые.
- Вид исполнения: герметичный спиральный компрессор (в отличие от открытого или полугерметичного) исключает попадание газа из окружающей среды в компрессор и утечки сжимаемого газа из него.
- По наличию масла: масляный или безмасляный.
2. Динамические компрессоры
Аппараты данного типа подразделяются на три группы:
- Радиальные;
- Осевые;
- Струйные.
Радиальные (центробежные) компрессоры.
Конструкция аппарата состоит из корпуса, внутри которого находится рабочее колесо, установленное на валу. Свое название радиальные компрессоры получили по направлению движения рабочей среды. После начала движения колеса лопатки перемещают газ от оси в радиальных направлениях. Рабочей среде передается кинетическая энергия, которая частично преобразуется в потенциальную энергию давления. Рабочие колеса могут иметь лопатки открытой или закрытой конструкции. Такие агрегаты малошумны, имеют компактные габариты, не подвержены сильной вибрации во время работы. Их используют для получения малозагрязненного сжатого воздуха в больших объемах. Применение: аэрация, пневмотранспорт, вентиляция и т.д.
Осевые компрессоры
Внутри корпуса компрессора на валу установлен ротор. При включении агрегата, поступающий воздух начинает движение в осевом направлении, проходит через ряд лопаток и претерпевает закручивание. Далее газ попадает в зону, где расположены ряды направляющих лопаток, которые выравнивают направление движение газа и выводят его через направляющие аппараты. Конструкция осевых компрессоров более сложная, чем у струйных или радиаторных аппаратов, однако они обладают большим КПД при одинаковых показателях напора воздуха. Применение: металлургия, газотурбинные установки, самолетостроение.
Струйные компрессоры
Аппараты представляют собой эжекторы, в которых энергия активного газа увеличивает давление пассивной рабочей среды: в компрессор вводят два газовых потока с высоким давлением (активный газ) и низким давлением (пассивный газ), а на выходе получают один поток с усредненным значением рабочего давления.
Струйные компрессоры используют в случаях, когда в наличии имеется газ с высоким давлением. Они востребованы на газовых месторождениях, химических производствах.
2Прочие классификации
Компрессорные агрегаты классифицируются и по другим признакам.
1. Конечное давление.
В зависимости от того с каким давлением рабочая среда выходит из компрессора, агрегаты подразделяются на:
- Компрессоры низкого давления (от 0,15 бар)
- Компрессоры среднего давления (от 6 бар)
- Компрессоры высокого давления (от 100 бар)
- Компрессоры сверхвысокого давления
- Вакуумные компрессоры
2. Сфера использования
В зависимости от сферы применения компрессоры классифицируются на:
- Химические
- Медицинские
- Общепромышленного применения
- Энергетические и т.д.
3. Производительность
Производительность аппарата показывает, какой объем рабочей среды он может сжать в единицу времени. Производительность компрессора является важным параметром при поборе оборудования. Она напрямую зависит от габаритов аппарата и его мощностных характеристик. Компрессоры подразделяют на три категории: малой (до 10 м3/мин), средней (10—100 м3/мин) и большой производительности (свыше 100 м3/мин).
4. Тип привода
Компрессоры могут быть оборудованы электродвигателем, двигателем внутреннего сгорания, это может быть турбина (газ/пар).
5. Охлаждение компрессора
Система охлаждения компрессорных аппаратов зависит от модели компрессора. Она может быть с водяным или воздушным охлаждением. Воздушная система охлаждения применяется в поршневых компрессорах. Она состоит из вентилятора и защитной решетки.
Водяная система охлаждения используется в винтовых компрессорах. Это более сложная система, но зато является более эффективной, чем воздушная. Виды водяного охлаждения: нашим менеджером одним из способов:
- Закрытая система с циркуляцией воды;
- Открытая система без циркуляции воды;
- Открытая система с циркуляцией воды.
Если у вас возникли вопросы по приобретению компрессора, осушителя и ресивера, вы можете связаться с нашим менеджером одним из способов:
- По телефону: 8 800 555 95 28 (звонок бесплатный)
- По электронной почте: to@novatecs.ru
- Заполнив заявку в нашем онлайн-чате.
Товары
- Комментарии