Компрессоры промышленные: принцип работы, характеристики, назначение, типы, как выбрать

Промышленный компрессор – это высокотехнологичное оборудование, предназначенное для сжатия воздуха в больших объемах или перекачки газов в промышленных масштабах. Для изготовления таких агрегатов применяются современные технологии и высокоточные станки. Увеличение срока службы воздушных машин достигается путем применения тугоплавких, высоколегированных сплавов и специальных антифрикционных покрытий, которые снижают трение между механизмами. 

Все промышленные компрессоры делятся на два основных типа: поршневые и винтовые. У них разное устройство, характеристики и принцип работы. Эти свойства необходимо знать, чтобы учитывать при выборе воздушной установки для своего предприятия. Основные отличия, назначение, типы, а также особенности работы промышленных компрессоров мы рассмотрим в этой статье. Для начала разберемся с устройством основных видов компрессорного оборудования, которое применяется на промышленных предприятиях.

Поршневые компрессоры

Поршневые компрессоры могут быть как промышленные, так и бытовые. Бытовые установки мы рассмотрим в другой статье, а здесь уделим больше внимания образцам с высокой производительностью.

Устройство и принцип работы

Компрессоры поршневого типа работают за счет возвратно-поступательного действия кривошипно-шатунного механизма. 

Схема работы поршневого компрессора:

Входной вал компрессора соединяется с внешним источником энергии: электрическими машинами или двигателями внутреннего сгорания. Крутящий момент передается посредством ременной или прямой передачи. 

Принцип сжатия, следующий: 

• При подаче поршня вверх воздух сжимается в камере цилиндра.
• При достижении критического значения открывается выпускной клапан, и воздушная масса попадает в ресивер.
• При обратном ходе кривошипно-шатунного механизма создается разряжение.
• Открывается впускной клапан и воздух из атмосферы устремляется в камеру сжатия. 

Как мы видим, совершаемая работа промышленного компрессора занимает два цикла. Компрессор с поршневым принципом сжатия называют цикличным. Такое оборудование имеет свои плюсы и минусы, которые рассмотрим ниже. 

Преимущества: 

• Простая конструкция.
• Хорошая ремонтопригодность.
• Низкая цена.
• Работа в тяжелых условиях.

Недостатки:

• Сильные пульсации воздуха на выходе.
• Низкий ресурс по сравнению с винтовыми.
• Частое техническое обслуживание.
• Отсутствие автоматизации.
• Сильные шумы и вибрации.
• Наличие специального фундамента для монтажа.

Применение

На самом деле недостатки поршневых компрессоров не так страшны. Неизбежные пульсации при работе сглаживают ресиверами, которые входят в обязательную комплектацию или приобретаются отдельно. Шумы и вибрации гасятся шумопоглощающими кожухами и антивибрационными подушками. Устанавливается дополнительное оборудование подготовки воздуха, и тогда такие комплексы используются на предприятиях с высокими требованиями к чистоте.

Неплохо зарекомендовали себя и передвижные компрессоры с электрическими двигателями. Для удобства перемещения оборудование собирается на специальной жесткой раме и снабжается одноосным шасси. В таком исполнении агрегат транспортируется к месту работы любым наземным транспортом: автомобилями, тракторами, тягачами. По прибытии агрегат подключается к сети 380 В при помощи силового кабеля.   

Винтовые компрессоры

Винтовой промышленный компрессор – это принципиально иной тип оборудования и подчиняется другим законам. Тем не менее он гораздо эффективнее своих предшественников, обладает высокой производительностью и возможностью длительной бесперебойной работы.

Устройство

Принцип работы промышленного компрессора винтового типа позаимствован у "архимедова" винта. Великий изобретатель древней эпохи первым придумал, как с помощью винтового механизма поднимать воду с больших глубин. Этот же принцип заложен и в винтовой блок, только вместо воды используется воздух. Воздушный поток, проходя через фильтрующий элемент, поступает в рабочую камеру, где сжимается двумя роторами, вращающимися навстречу друг другу. Такой механизм более эффективен, чем поршневой, так как наращивает давление равномерно и не создает пульсаций.

Схема работы винтового компрессора: 

Преимущества винтового компрессора:

• Быстрый монтаж.
• Высокая производительность.
• Большие интервалы между обслуживанием.
• Возможность бесперебойной работы.
• Экономичность.
• Автоматизация.
• Пониженные шумы и вибрации.
• Высокая чистота производимого воздуха.
• Небольшой расход масла. 

Недостатки:

• Высокая стоимость.
• Невозможность ремонта в полевых условиях.
• Сложность изготовления отдельных механизмов.

Применение

Как видно из вышеперечисленного, преимущества винтового компрессора на порядок перекрывают недостатки. Высокая стоимость успешно компенсируется длительным ресурсом и хорошей производительностью по сравнению с поршневыми моделями. А отсюда – существенная экономия на эксплуатации. В бытовых целях такое оборудование не используется. Промышленные компрессоры винтового типа все чаще применяются на крупных предприятиях и таких сферах деятельности как: металлургия, химическая и пищевая отрасль, медицина, фармацевтика, строительство и дорожные работы. 

Передвижные промышленные установки успешно трудятся на удаленных строительных площадках, в аварийно-спасательных частях МЧС, на буровых комплексах и шахтах по добыче полезных ископаемых. Всепогодные кожуха таких установок защищают оборудование от проникновения пыли, дождя, снега и попадания посторонних предметов. Передвижные станции оборудованы колесным шасси и дышлом для перемещения грузовым автотранспортом.

Как выбрать промышленный компрессор для предприятия

При выборе оборудования для сжатия воздуха нужно учитывать несколько важных факторов: 

• Условия эксплуатации.
• Производительность.
• Длительность работы.
• Качество воздуха.
• Возможность транспортировки.
• Тип двигателя. 

В первую очередь учитывают условия эксплуатации компрессорного оборудования. От этого зависит выбор типа компрессора. Для жесткого климата или сильной запыленности практичнее приобретать устройства поршневого типа. Они хорошо переносят эксплуатацию на зернохранилищах, пилорамах, мебельных и других производствах, где высокий коэффициент пыли в воздухе. Винтовые компрессоры применяют на фабриках по производству пищевых продуктов, лекарств, химических компонентов. К тому же для такого оборудования не требуется специальное помещение с фундаментом: подойдет любое с ровным асфальтовым или бетонным покрытием.

Производительность промышленного компрессора рассчитывается исходя из расхода воздуха и максимального давления требуемого оборудования. Рассчитать самостоятельно такую величину довольно трудно. Лучше всего обратиться в сервисный центр, в котором приобретается агрегат. Квалифицированные специалисты гораздо точнее произведут все расчеты и подберут компрессор согласно заданным характеристикам.

Тип компрессора зависит и от длительности работы. Для автономного бесперебойного использования лучше выбирать компрессоры винтового типа. Они меньше нагреваются, не шумят, не вибрируют, лучше автоматизированы. Микроконтроллерное управление позволяет отслеживать параметры компрессора, удаленно включать диагностику и предупреждать о неисправностях без присутствия оператора.

Качество требуемого воздуха – это еще одна причина для выбора винтового компрессора. В таком оборудовании количество масла, задействованного в процессе смазки, ничтожно и эффективно удаляется сепараторами. Кроме этого, для предприятий требовательных к чистоте можно приобрести безмасляный вариант или установку подготовки сжатого воздуха.

Для строительных и дорожных работ требуются мобильные винтовые или поршневые модели. Они оснащаются одноосными или двухосными шасси и дышлом. Такой вариант легко перемещается за грузовиком или трактором не только по асфальтовому покрытию, но и по грунтовой дороге. Передвижные установки снабжаются всепогодными кожухами, которые защищают установку от ветра, дождя и снега. Взрывозащищенные компрессоры применяются в шахтах с большим содержанием метана. 

Не нужно оставлять без внимания и такую важную часть, как выбор двигателя. Современные компрессоры выпускаются с двигателями внутреннего сгорания или электродвигателями. И те и другие отличаются как по экономичности, так и по конструкции. Стационарные установки комплектуются одно и трехфазными электромоторами. Отсюда следует, что зона дейсвтия ограничивается длиной кабеля и наличием питания.

Если нужен компактный компрессор для строительных или дорожных работ, то выбирают агрегаты, укомплектованные дизельным или бензиновым двигателем. Это обеспечивает надежную мобильность и независимость. Компрессор с ДВС можно использовать где угодно и когда угодно. Для ввода его в работу нужно просто запустить двигатель простым нажатием кнопки. Однако нужно помнить, что такая техника требует особого ухода с заменой масла, фильтров, заправкой качественным горючим. Плюсы таких систем в том, что запасы топлива можно перевозить с собой и тогда недостатка в сжатом воздухе на месте работы не будет. Еще одно преимущество, наличие сцепления для запуска оборудования в холодное время года.