Промышленные компрессоры: классификация, конструкция и применение

Существуют винтовые компрессоры, поршневые и другие устройства, каждое из которых имеет собственные особенности, преимущества и области применения.

Промышленные компрессоры – это сложные механические устройства, предназначенные для сжатия и перемещения газов или воздуха. Конструкция зависит от типа, но все они имеют общие элементы, обеспечивающие эффективную работу и надежность. Рассмотрим компоненты конструкции промышленного компрессора:

• компрессорная головка,
• приводной механизм,
• системы охлаждения и смазки,
• а также системы управления и контроля.

Компоненты промышленного компрессора:

1. Цилиндры и поршни. В поршневых компрессорах цилиндры и поршни выполняют функцию сжатия воздуха. В винтовых компрессорах основными элементами являются винтовые роторы, а в роторно-пластинчатых – ротор и пластины.
2. Клапаны. Впускные и выпускные клапаны регулируют поступление и выход воздуха в цилиндрах.
3. Корпус. Обеспечивает защиту внутренних компонентов и герметичность компрессора.
4. Электродвигатель или двигатель внутреннего сгорания. Приводит в движение компрессорную головку. Выбор типа двигателя зависит от условий эксплуатации и требований к мощности.
5. Приводной вал. Передает крутящий момент от двигателя к компрессорной головке.
6. Муфта или ременная передача. Соединяет двигатель с компрессорной головкой и обеспечивает передачу энергии.
7. Система охлаждения. Воздушное охлаждение: вентиляторы и ребра охлаждения на корпусе компрессора используются для отвода тепла. Этот тип охлаждения часто применяется в небольших компрессорах. Водяное охлаждение: вода циркулирует через теплообменники, отводя тепло от компрессора. Этот тип охлаждения эффективен для мощных промышленных компрессоров. Масляное охлаждение: в некоторых компрессорах масло используется для отвода тепла и смазки внутренних компонентов.
8. Система смазки. Масляный насос обеспечивает циркуляцию масла по системе смазки, смазывая подшипники, валы и другие подвижные части компрессора. Масляные фильтры удаляют загрязнения из масла, продлевая срок службы компрессора. Масляные форсунки и каналы обеспечивают подачу масла к нужным точкам в компрессоре.
9. Панель управления. Позволяет оператору контролировать работу компрессора, включая запуск и остановку, регулировку параметров работы.
10. Датчики и индикаторы. Отслеживают важные параметры, такие как давление, температура, уровень масла, и сигнализируют о необходимости обслуживания или аварийных ситуациях.
11. Автоматические системы управления. Включают программируемые логические контроллеры (ПЛК), которые обеспечивают автоматическое регулирование и защиту компрессора.

Дополнительные компоненты:
1. Воздушные или газовые ресиверы. Хранят сжатый воздух или газ, обеспечивая постоянный запас для работы оборудования.
2. Фильтры. Очищают воздух или газ от примесей и загрязнений перед подачей в компрессор и после сжатия.
3. Осушители. Удаляют влагу из сжатого воздуха или газа, предотвращая коррозию и повреждение оборудования.
4. Шумопоглощающие корпуса. Снижают уровень шума, создаваемого компрессором, что особенно важно для работы в жилых или офисных помещениях.

Классификация промышленных компрессоров

Винтовые компрессоры

Используют два ротора с винтовыми лопастями, которые вращаются в противоположных направлениях. Входящий воздух или газ захватывается между лопастями и постепенно сжимается по мере продвижения к выходу. Компрессоры винтового типа -  обладают высокой производительностью и энергоэффективностью. Они могут работать непрерывно в течение длительного времени без перегрева. Эти устройства имеют компактную конструкцию и занимают меньше места.

Сферы применения:
1. Промышленное производство.
2. Системы пневматического транспорта.
3. Производство пластмасс.
4. Газодобыча и переработка.

Поршневые устройства

Такие компрессоры работают по принципу возвратно-поступательного движения поршня внутри цилиндра. Когда поршень движется вниз, воздух или газ всасывается в цилиндр через впускной клапан. При движении поршня вверх происходит сжатие воздуха, который затем выталкивается через выпускной клапан.

Поршневые компрессоры могут достигать высоких степеней сжатия, что делает их подходящими для работы с высокими давлениями. Они имеют простую и надежную конструкцию, что облегчает их обслуживание и ремонт. Существуют одно- и многоступенчатые поршневые компрессоры, что позволяет использовать их в широком диапазоне приложений.

Области применения:
1. Промышленное производство.
2. Пневматические системы.
3. Автомастерские.
4. Холодильное оборудование.

Роторно-пластинчатые компрессоры

Состоят из ротора с пластинами, который вращается внутри цилиндра. Пластины, установленные в пазах ротора, прижимаются к стенкам цилиндра центробежной силой. При вращении ротора изменяется объем камер, образованных между пластинами, что приводит к всасыванию, сжатию и выталкиванию воздуха.

Роторно-пластинчатые компрессоры работают плавно и без значительных вибраций. Они работают тише по сравнению с поршневыми компрессорами. Благодаря меньшему числу подвижных частей и низкому износу, они обладают длительным сроком службы.

Области применения:
1. Климатическое оборудование.
2. Пневматические инструменты.
3. Системы кондиционирования и вентиляции.
4. Промышленные процессы.

Шестеренчатые компрессоры

Используют два взаимозависимых зубчатых колеса (шестерни), которые вращаются в противоположных направлениях. Воздух или газ захватывается между зубьями и сжимается по мере их вращения. Шестеренчатые компрессоры имеют прочную конструкцию и высокую надежность. Они требуют минимального обслуживания и легко ремонтируются. Эти устройства могут эффективно работать с вязкими жидкостями и газами.

Сферы применения:
1. Химическая промышленность.
2. Нефтегазовая отрасль.
3. Перекачка вязких жидкостей.
4. Гидравлические системы.

Мембранные компрессоры

Имеют в своей конструкции гибкую мембрану, которая движется вверх и вниз под действием механического привода. Это движение создает изменение объема камеры, что приводит к всасыванию, сжатию и выталкиванию воздуха или газа.

Мембранные компрессоры обеспечивают безмасляное сжатие, что делает их подходящими для работы с чистыми газами и в медицинских приложениях. Они создают точное и равномерное сжатие. Эти модели работают тихо и практически без вибраций.

Области применения:
1. Медицинское оборудование.
2. Фармацевтическая промышленность.
3. Лабораторные установки.
4. Пищевая промышленность.