Расчет производительности компрессора на выходе. Почему компрессор слабый?


Для чего нужен ресивер в компрессоре

Ресивер, входящий в состав нагнетателя обеспечивает решение нескольких сложных задач, в частности:

  1. Гарантирует стабильный напор рабочей среды, транспортируемой к потребителям.
  2. Обеспечивает транспортировку газа в то время, когда компрессор начал работать с перебоями, либо к воздухопроводной системе подключили дополнительного потребителя.
  3. Очистку сжатой воздушной смеси от скопившейся влаги.
  4. Накопление газа в этой емкости приводит к уменьшению вибраций в компрессоре. Это в свою очередь снижает уровень силовых нагрузок, оказывающих воздействие на фундамент.
  5. Для выполнения работ, которые связаны выработкой большого количества газа штатно, установленного сосуда может не хватить, то вместо покупки и установки более сильного компрессора, на старый компрессор устанавливают дополнительную емкость.
  6. Ресивер обеспечивает включение компрессора с определенной периодичностью, а это приводит к понижению расхода электрической энергии.

По сути, ресивер для компрессора – это емкость определенного размера. Для мобильных компрессоров применяют емкости с объемом от 50 до 100 литров. Для стационарных агрегатов используют ресиверы объемом до 1000 литров.

На них устанавливают фильтры, которые выполняют очистку газа от влаги, кроме этого в конструкцию ресивера входят конденсатоотводчики, запорная арматура. С ее помощью производят подключение компрессора к потребителям.

Для изготовления ресиверов применяют коррозионностойкие стали 10ХСНД или 16ГА2Ф, между тем, в редких случаях, для агрегатов небольшой мощности применяют полимеры или эластомеры повышенной прочности.

Производители выпускают два типа емкостей – горизонтальные и вертикальные. Первое исполнение применяют для компрессоров передвижного типа, второе исполнение, используют стационарных компрессоров.

Каждое из исполнений обладает своими достоинствами и недостатками. Например, в вертикальной конструкции проще выполнить отвод воды, в то время как горизонтальные имеют более компактные размеры и они требуют наличие трубопроводов меньшей длины.

Классификация

Кроме того, что существуют мобильные и стационарные ресиверы, специалисты отмечают и другие конструктивные признаки воздухосборников, позволяющие считать их различными видами изделий. Так, существуют горизонтально и вертикально ориентированные емкости.

При этом ресиверы в горизонтальном исполнении более компактны и дают возможность экономно разместить на себе насос, электромотор и другое вспомогательное оборудование. Характерная особенность такой компоновки — минимальная длина соединительных трубопроводов. Благодаря этим особенностям горизонтальные ресиверы получили широкое распространение как в бытовых компрессорах, так и в автомобильных пневмосистемах.

Тогда как в вертикальных воздухосборниках проще осуществляется слив накопившегося конденсата. Кроме того, они более удобны при монтаже компрессорных агрегатов, состоящих из нескольких ресиверов, так как занимают меньше места, чем горизонтальные емкости. Поэтому такие воздухосборники чаще используют на тех промышленных предприятиях, где требуется большое количество сжатого воздуха.

Интересно, что при необходимости однотипные ресиверы можно легко объединить между собой параллельным или последовательным способом соединения. При этом емкости, сцепленные между собой последовательно, обеспечивают более высокую степень осушки воздуха и очистки его от различных примесей. Тогда как параллельное соединение ресиверов повышает ремонтопригодность всей системы, так как для восстановления работоспособности одной емкости не нужно полностью выключать компрессорное оборудование. Неисправный бак просто отключается и ремонтируется. Также этот вариант соединения характеризуется наибольшей пропускной способностью.

Как подобрать оптимальные параметры ресивера

Как и всякое техническое изделие, ресивер обладает рядом технических параметров. Среди них такие как:

  1. Объем, л.
  2. Влажностью.
  3. Параметрами эксплуатации, то есть предельными значениями влажности, температуры.
  4. Характеристиками места установки компрессорного агрегата. Его нужно монтировать на удалении от источников тепла, пожаро — и взрывоопасных веществ. Нежелательно наличие в воздухе присутствия посторонних частиц в воздухе, например, на заготовительных участках.

Правила безопасности гласят о том, недопустимо использование ресиверов, не прошедших соответствующую проверку, на поверхности которых присутствуют механические повреждения виде трещин, следов действия коррозии.

Подбор ресивера осуществляют на основании довольно простого расчета:

  1. Определяют необходимый расход воздушной смеси, длительность расхода, предельные значение рабочего давления.
  2. Применяя специальные расчетные таблицы, они существуют и в бумажном виде, и в виде интернет приложений. Например, при производительности 0,1 кубометра в минуту, длительности предельной нагрузки 5 минут и в пределах напора 3/4 (мин/мах), объем ресивера составит порядка 500 литров.

Такой способ расчета ориентирован на время, которое необходимо для полного опустошения емкости.

Существует и другая методика, основанная на соотношении объема сосуда и мощности воздушного компрессора. В практической деятельности используют следующие соотношения:

  1. Мощность 5 кВт, объем мах – 100 л.
  2. Мощность 10 кВт, объем мах – 300 л.
  3. Мощность 20 кВт, объем мах — 550 л.

Существуют и экспериментальные зависимости, например, объем ресивера не может быть меньше, чем количество воздуха, которое может выработать компрессор на 8 секунд работы. Например, расход составляет 400 литров в минуту, соответственно, объем мака должен быть не менее 53 л.

Здесь можно подобрать и купить воздушные ресиверы для компрессоров.

На что еще нужно обратить внимание при выборе ресивера?

Помимо технических характеристик, есть еще несколько важных моментов. Обращаем внимание на внешний вид ресивера. Не должно быть видимых повреждений корпуса и его покрытия. Условия эксплуатации так же могут отличаться. Изучаем паспорт изделия. Обычно ресиверы эксплуатируются при температуре окружающей среды 15-30 оС и относительной влажности до 80%.

Еще до покупки ресивера, следует предусмотреть, где Вы его будете размещать. Нельзя располагать воздухосборники рядом с источниками тепла, взыровоопасными и пожароопасными материалами и веществами, а так же в зоне, где возможно засорение воздуха мелкодисперсными частицами. К ресиверу должен быть ограничен доступ людей. Помните, в нем находится сжатый воздух под большим давлением, а это опасный и для здоровья и жизни фактор.

Дополнительный ресивер для компрессора своими руками

Некоторые работы, которые выполняются домашней мастерской или гараже требуют наличия сжатого воздуха. И может сложиться такая ситуация, когда бытовой компрессор с поставленной задачей не справляется. В этом случае ситуацию можно разрешить, установив на существующий агрегат установить вспомогательный ресивер. Это устройство можно или купить в специализированном магазине, например, запасных частей для автомобиля. Там можно купить ресивер для пневматической системы КАМАЗа, или изготовить его своими руками.

Большая часть предлагаемых ресиверов изготовлены под определенную модель и, отличаются высокой ценой. В зависимости от планируемого размера емкости для самостоятельного изготовления, можно использовать или баллон для пропана, или корпус огнетушителя.

Назначение и конструктивные особенности ресивера

Назначение воздушной емкости напрямую связано с физическими свойствами сжатых газов. Они тем быстрее теряют давление в случае появления расхода, чем меньший объем занимают. Ресивер нужен в компрессоре для выполнения следующих функций:

  • создания необходимого запаса воздуха для снабжения потребителя без включения мотора или при его непредвиденном останове;
  • сглаживания колебаний давления, особенно характерных для поршневых машин;
  • обеспечения удобства регулирования выходных параметров исходящего из компрессорной установки газа;
  • уменьшения вибрации, шума, уровня пиковых нагрузок;
  • сбора влаги и мелких механических включений, содержащихся в газе.

Важно! Нередко использование крупных воздухосборников дает экономию расхода электроэнергии за счет рациональной работы электродвигателя. Бак для компрессора традиционно изготавливается из устойчивых к коррозии сталей. Допускается при небольших объемах и давлениях применять также некоторые сорта пластика и высокопрочной резины

Ресиверы для мобильных установок могут достигать 100 литров. Размеры стационарного оборудования ничем не ограничиваются и нередко измеряются несколькими кубическими метрами

Допускается при небольших объемах и давлениях применять также некоторые сорта пластика и высокопрочной резины. Ресиверы для мобильных установок могут достигать 100 литров. Размеры стационарного оборудования ничем не ограничиваются и нередко измеряются несколькими кубическими метрами

Бак для компрессора традиционно изготавливается из устойчивых к коррозии сталей. Допускается при небольших объемах и давлениях применять также некоторые сорта пластика и высокопрочной резины. Ресиверы для мобильных установок могут достигать 100 литров. Размеры стационарного оборудования ничем не ограничиваются и нередко измеряются несколькими кубическими метрами.

Для заполнения баллона и расхода из него воздуха бывает достаточно одного штуцера, но лучше работают модели с отдельным входом и выходом газа. С целью контроля давления некоторые производители дополнительно предусматривают установку манометра. У больших емкостей это требование является обязательным. Для их ревизии и очистки ввариваются лючки.

Пространственное расположение ресивера в зависимости от удобства компоновки оборудования выбирается горизонтальным или вертикальным. Первый вариант дает большую устойчивость мобильным агрегатам. Второй обеспечивает лучшее отделение конденсата и требует меньше места для установки.

Порядок изготовления самодельного ресивера

Последовательность изготовления дополнительного сосуда выглядит примерно следующим образом.

  1. Очистка старого сосуда от остатков газа. Для этого потребуется его очистить от остатков газа. Удаляют входной вентиль, при этом использование электрического инструмента, например, болгарки, недопустимою в корпусе могут остаться остатки газа.
  2. Сосуд заливают водой и дают ей отстояться в течение 24 часов. Затем ее сливают и очищают внутреннюю полость о грязи.
  3. После этого в баллон вваривают разветвители под рукава, но допустимо установить и резьбовые штуцера, для повышения герметичности при установке пробок необходимо устанавливать уплотняющие прокладки.
  4. Самодельный ресивер необходимо окрасить краской стойкой к воздействию атмосферных явлений.
  5. В собранный и окрашенный маневр устанавливают конденсатоотводчик – его место в самой нижней точке емкости, в верхней части устанавливают манометр. Марку конденсатоотводчика должна согласовываться с производительностью компрессора и размерами резьбы. Стоимость такого устройства лежит в диапазоне от 2500 до 3000 рублей.

При эксплуатации конденсатоотводчика нельзя забывать что, его монтаж на вспомогательную емкость для хранения газа обязательна. Перед включением рабочей нагрузки требуется проверить состояние электрического привода на возможность его эксплуатации со вспомогательным сосудом для содержания газа.

Для этой проверки необходимо включить компрессор и с использованием расходомера проверить скачок напора в длительном режиме эксплуатации (порядка 20 минут).

Если минимальное давление соответствует заявленным характеристикам нагнетателя, то эксплуатация собранной конструкции вполне допустима. Если падение давления ниже допустимого, то применение этого оборудования стоит под вопросом и использовать его нежелательно.

Ошибки в расчетах

Следует отметить что использование воздухосборника с недостаточным объемом приведет к частой смене режима эксплуатации станции и ее более быстрому выходу из строя.

Слишком крупный воздухосборник будет подвергать компрессорную станцию излишним эксплуатационным нагрузкам, из-за чего рабочая камера будет сильнее нагреваться, а отдельные элементы быстрее изнашиваться.

Неправильный расчет объема ресивера для винтового компрессора может негативно сказаться на долговечности пневматической системы, увеличить рабочие нагрузки и вызвать экстренное отключение станции по причине частой смены режимов.

Какие бывают типы компрессоров?

Во всем многообразии компрессоров, они делятся на несколько характеристик по принципу работы, итак:

Поршневой компрессор — принцип работы аналогичен двигателю внутреннего сгорания, где воздух накачивается за счет движения поршня на шатунном механизме. Большинство бытовых и полупрофессиональных компрессоров являются поршневыми компрессорами. Как правило, компрессор для автомойки, небольшой СТО, шиномонтажа выбирается именно поршневой.

Винтовой компрессор — принцип работы, грубо можно сравнить с мясорубкой, где лопасти винта работают в камере с минимальным зазором, таким образом нагнетая воздух. Эта категория относится к дорогостоящим профессиональным (промышленным) компрессорам. У них значительно выше ресурс, производительность, ниже уровень шума. Винтовые компрессоры, как правило применяются на крупных СТО, где большое количество потребителей сжатого воздуха, или же в промышленности.

Какие различия у поршневых компрессоров?

Масляные и безмасляные.

В масляных компрессорах присутствует картер со смазывающей жидкостью, которая увеличивает ресурс работы двигателя, а так же оказывает смазывающее воздействие в непосредственном потребителе, будь то гайковерт, ударный гайковерт, шлифовальная, полировальная машинка, шуруповерт и т.д. Этот же эффект негативно сказывается при использовании покрасочного пистолета, когда частички масла могут попадать в покрасочный пистолет и снижать качество покраски (решается установкой дополнительных фильтров в пневмо-магистрали перед краскопультом). Соответственно, как любое оборудование с использованием масла — данный тип компрессоров требует дополнительного ухода, контроля и своевременной замены масла. Большинство применяемых на автомойке или СТО компрессоров являются масляными.

Безмасляные компрессора, проще в обслуживании и применяются, как правило для личных нужд в гаражах, или же для хобби. Ресурс безмасляных компрессоров, как правило, в 2-3 раза ниже масляных и режим эксплуатации предполагает использование компрессора не более 10-15 минут в час.

С прямой передачей (коаксиальные), с ременной передачей.

Небольшие компрессоры малой производительности, до 400 л/мин, как правило бывают с прямой предачей, т.е. вал поршней расположен непосредственно на валу электродвигателя, и частота вращения двигателя равна частоте вращения поршня. Такая конструкция характеризует повышенный износ двигателя и ресур у данного типа компрессоров ниже изделия с ременной передачей.

В компрессорах, где вращение поршням передается через клино-ременную передачу, частота вращения мотора ниже, за счет чего достигается повышенный ресурс и производительность компрессора. Но и стоимость их уже выше.

Количество цилиндров

Компрессоры бывают 1-2-3 цилиндровыми. От количества и объема цилиндров зависит производительность аппарата. Так же компрессоры могут различаться на рядное, V-образное, W-образное расположение цилиндров, но в данной статье углубляться в эти особенности мы не будем.

Создание запаса сжатого воздуха для компенсации пиков потребления

Другое назначение ресивера, актуальное, правда, далеко не всегда — это создание буферного запаса сжатого воздуха для предотвращения падения давления сжатого воздуха ниже некоего «критического» уровня во время пиков потребления.

Предположим, что имеется компрессор с некоторой производительностью — например, 3 м³/мин — достаточной для полного покрытия потребления сжатого воздуха в штатном режиме работы потребляющего воздух оборудования (например, это штатное потребление составляет 2,8 м³/мин). Однако, иногда, довольно редко и на краткое время, потребление сжатого воздуха вырастает выше этого штатного уровня — например, до 5 м³/мин. Конечно, пользователь мог бы сразу купить компрессор с производительностью, достаточной для покрытия и этого повышенного потребления — например, купить компрессор на те же 5 м³/мин или чуть более мощный. Однако, тогда, все остальное время, кроме этих непродолжительных и редких пиков потребления, компрессор был бы не только ненужен и избыточен, а даже вреден — он потреблял бы больше электроэнергии, «прыгал» бы между режимами работы, сильнее изнашиваясь (см. предыдущую главу), для обслуживания такого более мощного компрессора нужны были бы более дорогие материалы, он занимал бы больше места, и т.д. и т.п. Поэтому, часто, для компенсации пиков потребления, гораздо разумнее приобрести компрессор, рассчитанный лишь на штатный расход сжатого воздуха, но предусмотреть возможность создания запаса сжатого воздуха: компрессор предварительно создает этот запас в ресивере, в во время повышения расхода сжатого воздуха, этот запас тратится (при этом, нужно помнить, что и во время повышения расхода компрессор будет работать и частично покрывать расход). Итак, вторая функция ресивера — это создание запаса сжатого воздуха на время повышения его расхода.

Гаражный компрессор. Поршневой или винтовой?

Существуют множество различных типов компрессоров, но наибольшее распространение в быту и промышленности получили только два их вида:

  • поршневой;
  • винтовой.

Вкратце о каждом из них.

Поршневой

По своему устройству и принципу работы поршневой компрессор достаточно прост. Вспомним велосипедный насос: воздух всасывается в цилиндр и сжимается за счет перемещения поршня. Если упрощенно, то принцип работы поршневого компрессора тот же.

Принцип работы поршневого компрессора

Конструктивно поршневой компрессор представляет собой агрегат, включающий:

  • поршневую головку,
  • электродвигатель,
  • ресивер,
  • устройство автоматического регулирования давления (так называемое реле давления или прессостат).

Конструктивное исполнение поршневого компрессора

Главной особенностью поршневых компрессоров является их режим работы — повторно-кратковременный. Это значит, что компрессор не может «молотить» постоянно, время от времени ему нужна «передышка» для охлаждения, на время которой пневмомагистраль подпитывается только ресивером. Энергетически такая периодическая работа оказывается не очень выгодной, тем более, что она приводит к скачкам давления на выходе компрессора.

Но эти недостатки чаще всего «прощаются» поршневым компрессорам, поскольку они компенсируются многими достоинствами, среди которых — их невысокая стоимость, простота конструкции, неприхотливость в техническом обслуживании и ремонте.

На сегодняшний день, если речь идет об относительно небольшой производительности и непостоянном воздухопотреблении, а также эксплуатации в тяжелых климатических и производственных условиях, поршневые компрессоры гораздо предпочтительнее других технологий сжатия.

В таких случаях они служат дольше и дешевле обходятся в эксплуатации. Ведь не нужно забывать, что выбор компрессора определяется не только первоначальными затратами при покупке, но и стоимостью его обслуживания в течение дальнейшего использования.

Конечно, современные поршневые компрессоры сильно отличаются от тех старичков, которые еще из советских времен остались на некоторых предприятиях. Отличаются всем: и энергопотреблением, и техническими характеристиками, и особенностями конструкции.

Например, производитель немецких компрессоров BOGE утверждает, что их промышленные поршневые компрессоры одинаково хорошо работают как в повторно-кратковременном режиме, так и при полной постоянной нагрузке.

Но, как бы там ни было, для длительной непрерывной эксплуатации все же более выгодны (и потому более популярны) компрессоры другого типа — винтовые. В этом случае уже именно они становятся более экономичными и эффективными.

Винтовой

Винтовой компрессор — более современное и совершенное оборудование. Принцип работы этих компрессоров больше всего напоминает принцип мясорубки. Два винта (вращающихся с разной частотой и в противоположном направлении) сжимают между собой воздух и вытесняют его в линию нагнетания.

Принцип работы винтового компрессора

В отличие от поршневого компрессора, в котором фаза сжатия периодически чередуется с фазой впуска, сжатие воздуха в винтовом компрессоре происходит непрерывно. Поэтому винтовой компрессор может работать без перерывов уже гораздо дольше (практически круглосуточно). При этом подача воздуха у него равномерная, а не импульсная, как у поршневых.

Винтовой компрессор равной производительности компактнее поршневого, на 10-12 дБ меньше шумит. Качество воздуха на выходе — выше, расходы на обслуживание — ниже.

По надежности винтовой и поршневой компрессор — небо и земля. Износ винтовой пары по сравнению с износом кривошипно-шатунного механизма в десятки раз меньше, поэтому и энергозатзатраты на выработку сжатого воздуха винтовым компрессором значительно ниже, а ресурс выше.

Винтовая пара

Конструктивно винтовой компрессор сложнее поршневого. Он имеет циркуляционную систему смазки и охлаждения, снабжен автоматической системой управления, некоторые модели оборудованы встроенным осушителем рефрижераторного типа и комплектом микрофильтров. Такие модели еще называют компрессорная станция «все в одном».

'Компрессорная станция

Обладая таким набором преимуществ, винтовые компрессоры уже давно вытеснили бы поршневые, если бы не одно но — цена. Да, за такое удовольствие нужно платить. Винтовой компрессор равной производительности дороже поршневого в 3-4, а то и в 5-6 раз.

Конечно, кого-то это не пугает. Если ваши финансовые возможности позволяют — берите винтовой компрессор. Для больших предприятий с разветвленной пневмосистемой, постоянным воздухопотреблением и многосменным режимом работы, такой компрессор — вне конкуренции.

А вот для гаражного применения все преимущества винтового компрессора могут оказаться избыточными. По условиям эксплуатации здесь вполне подойдут грамотно подобранные поршневые компрессоры. При своевременном и правильном техническом обслуживании такого компрессора хватит на многие годы.

Учитывая вышеизложенное, дальше мы более подробно остановимся на вопросе выбора поршневых компрессоров, как более подходящих для небольших автосервисов и гаражных профессионалов-одиночек. А особенности выбора винтового компрессорного оборудования обсудим в следующий раз.

Воздушный компрессор из огнетушителя или газового баллона

Рассматривая как сделать воздушный компрессор своими руками варианты следует учитывать, что подобная конструкция представлена сочетанием мотора и емкости, выступающего в качестве ресивера. При этом есть возможность использовать газовый баллон или огнетушитель. Создаваемый компрессор из газового баллона своими руками характеризуется следующими особенностями:

  1. Двигатель можно взять от старого кондиционера или холодильника. Они применяются для непосредственного нагнетания воздушной массы.
  2. Баллон газовый выступает в качестве резервуара для хранения сжатого воздуха.
  3. На выходе проводится установка редуктора с манометром для измерения показателя давления в системе.
  4. Если создается краскопульт, то на выходе располагается штуцер, через который подключается продувочный пистолет. Этот элемент может быть заменен на любой другой, все зависит от поставленной задачи. Подсоединение проводится при применении специального шланга, который рассчитан на сильный износ и эксплуатацию в тяжелых условиях.

В целом можно сказать, что подобная конструкция довольно проста в исполнении и характеризуется высокими эксплуатационными характеристиками. При этом ее изготовить достаточно просто, для чего требуются определенные материалы и инструменты.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 4 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: