Как выбрать поршневой компрессор

Компрессоры являются агрегатами, производящими сжатый воздух или газ для снабжения им различного промышленного оборудования, механизмов, инструментов и т.д. Данные агрегаты могут отличаться конструктивно, иметь разную мощность и производительность. Несмотря на разнообразие видов агрегатов для сжатия воздуха, самыми востребованными по-прежнему остаются поршневые компрессоры.

В чем преимущества поршневых компрессоров

Преимущества поршневых компрессоров перед остальными типами подобного оборудования, заключаются в следующем.

1. Невысокая стоимость агрегата, которая в первую очередь привлекает потребителя. Несмотря на доступные цены на поршневые агрегаты, их технические характеристики не уступают более дорогому оборудованию, предназначенному для сжатия воздуха.
2. Поршневой воздушный компрессор можно использовать для сжатия агрессивных газов. Например, широко применяется эксплуатация поршневых аммиачных компрессоров в холодильных установках вагонов-рефрижераторов.
3. Достаточно недорогой ремонт. Хотя он требуется и редко, все детали для его проведения можно приобрести по низкой стоимости. К тому же, практически все элементы компрессора поддаются ремонту.
4. Возможность кратковременной работы аппарата. То есть, повторно-кратковременный режим работы агрегата исключает необходимость его бесперебойного использования.
5. Легкость управления и настройки, что упрощает и ускоряет процесс работы с пневматическим оборудованием. Кроме того, поршневые агрегаты просты в производстве, что влияет на их конечную стоимость

КПД поршневого компрессора находится в районе 60-70%, и эта цифра не так высока, как у винтовых аппаратов (КПД = 99%). Но все же, применение поршневых агрегатов более эффективно, если требуется низкая производительность (до 200 л/мин) при давлении 20-30 атмосфер и более. Но следует знать, что регулирование производительности на поршневых компрессорах — задача достаточно сложная.

Виды компрессоров поршневого типа

На рынке компрессорного оборудования представлено большое количество модификаций аппаратов поршневого типа. Существуют модели как многоступенчатые, так и одноступенчатые, двустороннего всасывания и одностороннего, бессальниковые, сальниковые и прочие. Но, в основном, классификация поршневых компрессоров проводится по конструктивным особенностям, количеству ступеней сжатия, рабочему давлению и типу привода.

Поршневые аппараты бывают:

• одинарного и двойного действия (бескрейцкопфные и крейцкопфные);
• масляные и безмасляные;
• угловые, горизонтальные и вертикальные;
• одноступенчатые и многоступенчатые.

Также аппараты для сжатия воздуха различаются типом привода:

• ременной привод;
• прямой привод (коаксиальный).

Бескрейцкопфные и крейцкопфные агрегаты

Крейцкопф в переводе с немецкого – ползун. Данная деталь кривошипно-шатунного механизма предназначена для соединения между собой шатуна и поршня. На рисунке, приведенном ниже, показано устройство крейцкопфного компрессора.

Крейцкопфный вид аппарата состоит из кривошипа (1), шатуна (2), крейцкопфа (3), поршня (4) и цилиндра (5) с установленными клапанами.

Принцип работы крейцкопфа заключается в движениях по продольным направляющим, благодаря которым снимаются перпендикулярные нагрузки с поршня. Применение ползуна значительно увеличивает ресурс поршня и цилиндра.

На следующем рисунке показано устройство бескрейцкопфного аппарата, в котором шатун (2) связан с поршнем (4) напрямую.

Масляные и безмасляные

При взаимодействии поршня с цилиндром неизбежно возникает трение, которое вызывает не только износ и сильный нагрев данных деталей, но и перегрев шатуна с коленвалом. Для уменьшения негативных последствий трения применяются смазочные материалы. На следующем рисунке показано, как устроен крейцкопфный масляный компрессор.

Масло заливается в картер, смазывает подвижные элементы компрессора и выполняет роль охлаждающей жидкости.

В безмасляных аппаратах смазка не используется, и движение поршня происходит в “сухом” цилиндре. Для уменьшения трения все трущиеся элементы поршневой группы (цилиндр и поршень) изготавливают из материалов, обладающих низким коэффициентом трения.

Угловые, горизонтальные и вертикальные аппараты

По принципу расположения цилиндров аппараты разделяют на угловые, горизонтальные и вертикальные.

При угловом размещении цилиндров, они могут располагаться под прямым углом, то есть, один ряд устанавливается по горизонтали, а второй – по вертикали.

Также цилиндры могут располагаться V-образно или W-образно.

На горизонтальных агрегатах цилиндры (цилиндр) размещаются либо с двух сторон кривошипа, либо с одной.

Также к горизонтальным агрегатам можно отнести оппозитные компрессоры. Это, как правило, агрегаты средней или высокой производительности.

Важно! Принцип действия оппозитных агрегатов немного отличается от работы других поршневых компрессоров. Отличие заключается во встречном движении поршней, размещенных по обеим сторонам кривошипа.

На вертикальных аппаратах цилиндры размещены по вертикали. В зависимости от требуемого давления и области применения агрегатов, на них может устанавливаться один или несколько цилиндров.

Одноступенчатые и многоступенчатые

Поршневые устройства, для сжатия воздуха, различают на одноступенчатые, двухступенчатые и на многоступенчатые.

Агрегаты с одной ступенью сжатия являются прародителями аппаратов с несколькими ступенями. Они отличаются простым принципом работы: воздух в цилиндре сжимается в одном направлении с помощью поршня, который приводится в движение либо прямым, либо ременным приводом.

Несмотря на одну ступень сжатия, агрегаты имеют ряд положительных качеств:

• требуется маломощный двигатель;
• простое подключение;
• компактные размеры;
• простота управления;
• простота ремонта и обслуживания.

На заметку! Компрессоры с одной ступенью сжатия наиболее популярны как среди частных лиц, так и среди крупных компаний.

Аппараты с двумя ступенями сжатия считаются лучшими по таким показателям, как экономичность и мощность оборудования, которое они обслуживают. Двухступенчатые аппараты, как можно понять из названия, имеют 2 поршня. Поэтому воздух сжимается в 2 этапа:

• на первом этапе воздух сжимается и нагнетается на охлаждение, чтобы расширить диапазон его сжатия;
• на втором этапе происходит максимальное сжатие воздуха.

Благодаря двум ступеням сжатия происходит равномерное распределение нагрузок, что увеличивает срок службы агрегата и увеличивается КПД, поскольку достигается значительная экономия мощности, которая тратится на сжатие.

Многоступенчатые установки для сжатия воздуха – это, как правило, промышленные агрегаты. Они имеют больше двух ступеней сжатия, имеют тепловые рубашки, отводящие излишки тепла, отличаются большими размерами и весом. Многоступенчатые компрессорные установки с поршневыми компрессорами позволяют сжимать воздух (газ) под большим давлением и производить его в больших объемах. При этом не требуется задействовать большие мощности.

Устройства с прямым и ременным приводом

Поршневые устройства, применяемые для сжатия воздуха, могут быть оборудованы двумя типами привода: прямым (коаксиальным) и ременным.

В коаксиальных агрегатах электрический двигатель соединяется с коленвалом поршневого блока аппарата с помощью соединительной муфты (см. рис. выше). Аппараты с прямым приводом подразделяются на масляные и безмасляные. Последние применяются в областях, где качеству (чистоте) воздуха придается особенное значение (воздух не должен иметь примесей смазки и влаги).

В аппаратах с ременным приводом коленчатый вал поршневого блока соединяется с валом двигателя через ременную передачу (см. рис. выше). Ременной привод обеспечивает высокую производительность оборудования и продолжительную его работу (аппараты могут работать без перерыва несколько часов).

Основные характеристики поршневых агрегатов

Основными характеристиками поршневых агрегатов, которые следует принимать во внимание при выборе, являются производительность, рабочее давление, качество воздуха и шум.

Производительность

Производительность поршневого компрессора в паспорте к нему обозначается в м³/мин или л/мин. Поскольку поршневые агрегаты работают в режиме включения-отключения, который подразумевает использование 50 % времени для работы и 50 % — для “отдыха”, то делая расчет поршневого компрессора, необходимо учитывать время его отключения. Например, если известно, что для нормальной работы пневматического оборудования или инструмента требуется расход 500 л/мин., то агрегат с учетом паузы должен производить 1000 л/мин.

Мощность

Данный параметр измеряется в кВт и относится к мощности двигателя. Обычно мощность поршневого компрессора специально не рассчитывается. Это объясняется тем, что будет достаточно рассчитать только производительность агрегата. Подобрав аппарат с необходимой производительностью и посмотрев в паспорт к нему, легко узнать мощность двигателя данного устройства.

На заметку! В основном, информация о мощности аппарата бывает полезной при прокладке электрического кабеля, к которому будет подключено оборудование. Кабель должен иметь сечение провода, соответствующее мощности аппарата для сжатия воздуха.

Рабочее давление

Давление измеряется в таких единицах, как бар, Паскаль (Па), атмосфера (атм.), миллиметр ртутного столба (мм. рт. ст.) или килограмм-сила на кв. сантиметр (кгс/см²). Для англоязычных стран принято измерять давление в фунтах на квадратный дюйм (PSI).

Соотношение между единицами измерения показано в таблице ниже.

Рабочее давление – это, можно сказать, основная характеристика работы компрессора. От данного параметра зависит работоспособность пневмоинструмента или оборудования, использующего сжатый воздух. Любой пневматический инструмент может правильно работать лишь при определенном давлении в системе. Данный показатель указывается в тех. документации к инструменту или другому оборудованию, использующему сжатый воздух.

Качество воздуха

Такая характеристика поршневого компрессора, как качество воздуха, особенно важна для различных отраслей промышленности и не только, где требуется использовать сжатый воздух без малейших примесей влаги и масла. К примеру, наличие масла или влаги в воздухе при покрасочных работах может полностью испортить конечный результат. Краска или лак будут ложиться не ровно, с образованием пузырей, что в дальнейшем вызовет отслоение покрытия.

Шум

Уровень шума измеряется в дБ. Оборудование для сжатия воздуха поршневого типа является самым шумным среди аппаратов аналогичного действия. Например, устройства, имеющие ременной привод, способны производить шум, превосходящий 100 дБ. Устройства с коаксиальным приводом являются более тихими и “шумят” в диапазоне от 80 до 90 дБ. Но самыми тихими агрегатами считаются безмасляные аппараты, которые благодаря своей конструкции имеют уровень шума порядка 70 дБ.

Некоторые производители компрессоров применяют шумозащитные кожухи, снижающие шум от работающего агрегата до более комфортного для человека уровня. На следующем фото показан аппарат с шумозащитными кожухом.

Шумозащитный кожух устанавливается на поршневой блок, а иногда и на двигатель, благодаря чему понижается шумность агрегата в целом. В основном, такой способ шумозащиты применяется на масляных компрессорах, имеющих ременной привод.

Также компания «Remeza» для борьбы с уровнем шума разработала оригинальные поршневые блоки.

Блоки «Twin-cilinder» позволяют добиться уровня шума в пределах 65 дБ. Компрессоры данного типа уже относятся к малошумным агрегатам.

Обзор 5 популярных моделей поршневых компрессоров

Отечественный рынок переполнен продукцией различных конкурирующих в области компрессорного оборудования фирм. Среди них есть как лидеры, так и аутсайдеры. Ниже приводится рейтинг лучших воздушных поршневых компрессоров, которые завоевали наибольшую популярность у потребителей.

ELAND Wind 24B-1CO

Родиной компрессора является Швеция. Компания ELAND имеет динамичный рост и поставляет свою продукцию в 50 стран мира. Руководство компании нацелено на долгосрочное сотрудничество со своими партнерами, поэтому предпочитает выпускать оборудование высокого качества.

Агрегат ELAND Wind 24B-1CO является поршневым масляным компрессором. Двигатель компрессора имеет мощность 1,5 кВт и соединен с валом поршневого блока через коаксиальный (прямой) привод.

Ресивер аппарата имеет емкость 24 л. Максимальное давление, создаваемое устройством – 8 бар. Стоимость компрессора около 6200 руб.

FUBAG OL 195/24 CM1,5

Данный агрегат является продукцией немецкого производителя, который уже 40 лет занимается выпуском профессионального оборудования для ремонта и строительства. Продукция марки FUBAG завоевала не только европейские рынки, но и поставляется практически во все страны мира.

Компрессор FUBAG OL 195/24 CM1,5 — поршневой агрегат, работающий от сети 220 В. Данный аппарат является безмасляным и способен создавать давление до 8 бар.

Аппарат имеет прямой привод и двигатель мощностью 1,1 кВт. Также компрессор имеет ресивер (24 л.), 1 цилиндр и 1 ступень сжатия. Стоимость данного агрегата является невысокой и колеблется в пределах 6500-7000 руб.

Интерскол КВ-240/25

Это компрессор от российского производителя, который выпускает профессиональный электроинструмент. Продукция компании Интерскол находится в топе популярности на территории России уже 15 лет. И это связано с тем, что вся продукция данной фирмы имеет демократичные цены и высокое качество.

Поршневой компрессор с прямым приводом Интерскол КВ-240/25 – это одноцилиндровый агрегат с ресивером на 25 л.

В аппарате установлен двигатель мощностью 1,8 кВт. Устройство может развивать давление до 8 бар. Производительность устройства — 240 л/мин. Стоимость компрессора колеблется в пределах 8900 руб.

DENZEL PC 2/50-350

DENZEL является германской компанией, производящей профессиональную технику и электрооборудование. Компания ориентируется на самого требовательного потребителя, поэтому домашние и профессиональные мастера отдают предпочтение продукции под брендом DENZEL.

Поршневой масляный компрессор DENZEL PC 2/50-350 имеет прямой привод и ресивер на 50 л. Также на данном агрегате установлено 2 цилиндра.

Мощность двигателя у аппарата равняется 2,2 кВт, а максимальное давление – 8 бар. Цена на компрессор DENZEL PC 2/50-350 находится в диапазоне 1169-1200 руб. Экономичный вариант для дома и гаража.

JAS-1203 II

Завершает обзор компрессор для аэрографии JAS-1203 II. Jas является российской торговой маркой, распространяющей товары из Китая. Специализация данной торговой марки – оборудование для художников аэрографии.

На заметку! Мини-компрессор Jas 1203 II – это самый популярный аппарат среди художников, профессионально занимающихся аэрографией.

Данный компактный агрегат является сверхнадежным, малошумным, если провести сравнение с обычными компрессорами, и имеет мощность двигателя 150 Вт. Аппарат способен производить 23 л/мин, чего достаточно для работы аэрографа.

Агрегат оснащен ресивером на 3 л, регулятором давления и влагоотделителем. Аппарат без труда поддерживает рабочее давление в диапазоне до 4 кг/см². Весит устройство 5 кг и при работе издает шум порядка 42 дБ. Купить мини-компрессор можно по цене 5800-6000 руб.