Как работать с воздушным компрессором: поршень или винтовая направляющая

Как работать с воздушным компрессором: прямой ответ

Чтобы работать воздушный компрессор , подключите его к источнику питания, прикрепите соответствующий шланг и фитинг для инструмента, установите регулятор на выходное давление, подходящее для вашего применения, включите устройство и подождите, пока в резервуаре появится давление, прежде чем использовать. Никогда не превышайте максимальное номинальное значение PSI, указанное на резервуаре. Это основной процесс, но его безопасное, эффективное и правильное выполнение в долгосрочной перспективе требует понимания вашего конкретного типа компрессора, его органов управления и требований к его техническому обслуживанию.

Воздушные компрессоры варьируются от небольших портативных агрегатов емкостью 1 галлон до больших промышленные воздушные компрессоры поставляя тысячи кубических футов в минуту. Двумя доминирующими типами в промышленной и профессиональной среде являются поршневой воздушный компрессор (возвратно-поступательное движение) и винтовой воздушный компрессор (поворотный). Каждый работает по-разному и управляется по-разному. В этом руководстве подробно рассматриваются оба варианта наряду с универсальными принципами работы.

Ключевые компоненты воздушного компрессора, которые необходимо знать перед эксплуатацией

Прежде чем прикасаться к каким-либо элементам управления, определите и поймите функцию каждого основного компонента. Неправильная идентификация элемента управления — например, перепутать регулятор с разгрузочным клапаном — может привести к опасным ошибкам давления или повреждению оборудования.

• Мотор/Двигатель: Приводит в движение насос. Электродвигатели имеют номинальную мощность (л.с.); портативные газовые установки используют небольшие двигатели. Промышленные воздушные компрессоры обычно варьируются от От 5 до 500 л.с. .
• Насос/Компрессионный элемент: Механизм сжатия воздуха — цилиндропоршневой узел в поршневых компрессорах или пара сцепленных винтовых роторов в винтовых компрессорах.
• Ресиверный бак: Хранит сжатый воздух и обеспечивает плавную подачу давления. Емкость измеряется в галлонах или литрах — от 1 галлона (переносного) до 500 галлонов (промышленного). У танков есть максимальное рабочее давление (MAWP) отпечатано на корпусе.
• Манометр (манометр бака): Отображает фактическое давление внутри резервуара для хранения в фунтах на квадратный дюйм или барах. Это говорит вам, сколько резервного воздуха хранится.
• Регулятор: Регулируемый вручную клапан, который контролирует выходное давление, подаваемое в ваш инструмент, независимо от более высокого давления внутри резервуара. Потяните вверх и поверните, чтобы отрегулировать; нажмите вниз, чтобы заблокировать настройку.
• Выходной (регулируемый) манометр: Отображает давление на выходе после регулятора — это давление, которое фактически получает ваш инструмент.
• Предохранительный клапан: Автоматически выпускает воздух, если давление превышает безопасный предел резервуара. Никогда не вмешивайтесь и не блокируйте этот клапан — это ваша последняя линия защиты от катастрофического отказа резервуара.
• Дренажный клапан: Расположен в нижней части бака. Используется для слива конденсата, который скапливается внутри бака в процессе эксплуатации.
• Реле давления: Автоматически запускает и останавливает двигатель, когда давление в баке падает ниже точки включения или поднимается до точки отключения. Например, компрессор установлен на 90–120 фунтов на квадратный дюйм начинается с 90 и автоматически останавливается на 120.
• Воздушный фильтр/Впускной фильтр: Предотвращает попадание пыли и мусора в насос. Засоренный впускной фильтр снижает расход и увеличивает износ насоса.

Как работает поршневой воздушный компрессор

Поршневой воздушный компрессор (также называемый поршневым воздушным компрессором) использует один или несколько поршней, приводимых в движение коленчатым валом, для сжатия воздуха внутри цилиндра — тот же фундаментальный принцип, что и в автомобильном двигателе, но наоборот. Это наиболее широко используемый тип компрессора в мастерских, автомобильных мастерских, на строительных площадках и в легкой и средней промышленности.

Одноступенчатые и двухступенчатые поршневые компрессоры

В одноступенчатый поршневой компрессор воздух втягивается и сжимается за один ход до конечного давления — обычно до 150 фунтов на квадратный дюйм . Эти устройства подходят для большинства цеховых инструментов, накачивания и окраски распылением. В двухступенчатый поршневой компрессор воздух сначала сжимается цилиндром большого диаметра до промежуточного давления (~ 90 фунтов на квадратный дюйм), охлаждается через промежуточный охладитель, затем снова сжимается цилиндром меньшего диаметра до конечного давления - обычно 175–200 фунтов на квадратный дюйм . Двухступенчатые компрессоры работают холоднее, служат дольше при непрерывном использовании и являются стандартом для тяжелых промышленных условий.

Масляные и безмасляные поршневые компрессоры

• С масляной смазкой: Для смазки поршневых колец и стенок цилиндров используется масло. Более тихий, долговечный (обычно 15 000–20 000 часов ) и подходит для работы с высокой нагрузкой. Требует проверки уровня масла и замены масла каждые 500–1000 часов.
• Без масла: Используются постоянно смазанные кольца с тефлоновым покрытием. Легче и не требует обслуживания, но работает сильнее, шумнее и обычно служит дольше. 2000–5000 часов . Подходит для медицинских, пищевых и чувствительных сред, где загрязнение маслом недопустимо.

Рабочий цикл — критическое ограничение поршневого компрессора

Поршневые компрессоры имеют номинальный рабочий цикл — процент времени, в течение которого они могут работать непрерывно без перегрева. Компрессор с рабочим циклом 50% может работать 30 минут в час. Превышение рабочего цикла приводит к перегреву и преждевременному выходу клапана и кольца из строя. Двухступенчатые поршневые компрессоры промышленного класса часто имеют рабочий цикл 75–100%. Одноступенчатые модели потребительского уровня часто имеют коэффициент полезного действия 50% или меньше, что является критически важным фактором для устойчивого производственного использования.

Как работает винтовой воздушный компрессор

В ротационно-винтовом воздушном компрессоре используются два взаимосвязанных винтовых ротора — ведущий ротор и женский ротор — для непрерывного сжатия воздуха, когда он проходит через полость ротора. В отличие от возвратно-поступательного движения поршневого компрессора, винтовой механизм сжимает воздух плавным, непрерывным потоком без пульсации.

Когда роторы вращаются, воздух втягивается во впускное отверстие, попадает в постепенно сужающуюся полость между лопастями ротора и выталкивается к выпускному отверстию при полном рабочем давлении. Степень сжатия определяется профилем и длиной ротора. Большинство промышленных винтовых компрессоров работают при 100–175 фунтов на квадратный дюйм (7–12 бар) , хотя варианты высокого давления достигают 250 фунтов на квадратный дюйм и выше.

Почему промышленность предпочитает винтовые компрессоры для непрерывной работы

• 100% рабочий цикл: Винтовые компрессоры предназначены для непрерывной работы 24 часа в сутки, 7 дней в неделю. Здесь нет цикла термического перегрева, как в случае с поршневыми агрегатами.
• Постоянное давление: Непрерывное вращательное действие обеспечивает подачу плавного воздуха без пульсаций, что имеет решающее значение для точной распылительной обработки, обработки инструментов с ЧПУ и чувствительных пневматических процессов.
• Высокие скорости потока в больших масштабах: Винтовой компрессор может обеспечить 100–3500 куб. футов в минуту от одного агрегата, что намного превышает возможности поршневых компрессоров.
• Более тихая работа: Типичный уровень шума 65–75 дБ(А) по сравнению с 80–90 дБ(А) для эквивалентных поршневых компрессоров — существенный фактор в закрытых производственных помещениях.
• Привод с регулируемой скоростью (VSD): Многие современные винтовые компрессоры оснащены технологией VSD, позволяющей двигателю изменять скорость в соответствии с фактической потребностью в воздухе, что снижает потребление энергии за счет 20–35% по сравнению с моделями с фиксированной скоростью.

Масляные и безмасляные винтовые компрессоры

Вn винтовой компрессор с масляным впрыском Масло впрыскивается в камеру сжатия для охлаждения воздуха, смазки роторов и герметизации зазоров. Маслоотделитель, расположенный ниже по потоку, удаляет практически все масло из сжатого воздуха перед тем, как он покинет установку. Это самые распространенные промышленные винтовые компрессоры. Безмасляные винтовые компрессоры используйте прецизионные роторы без контакта между ведущим и внутренним роторами, что исключает любой риск загрязнения маслом. Они обязательны в фармацевтическом производстве, пищевой промышленности, электронике и поставке медицинского воздуха, но стоят на 40–60% больше чем эквивалентные модели с впрыском масла.

Поршневой и винтовой воздушный компрессор: параллельное сравнение

Выбор между поршневым и винтовым компрессором является одним из наиболее важных решений в промышленной воздушной системе. Правильный выбор зависит от требуемой скорости потока, часов работы в день, требований к качеству воздуха и бюджета.

Как работать с воздушным компрессором: шаг за шагом

Следующая процедура применима как к поршневым, так и к винтовым воздушным компрессорам общего назначения. Определенные промышленные системы могут иметь дополнительные блокировки запуска или ступеньки на панели управления — всегда обращайтесь к руководству по эксплуатации вашего устройства от производителя.

Предпусковые проверки

1. Проверьте уровень масла (модели с масляной смазкой): Осмотрите смотровое стекло или щуп. Масло должно быть на полной отметке. Если уровень масла низок, долейте указанное производителем компрессорное масло — никогда не используйте моторное масло в качестве замены.
2. Осмотрите впускной воздушный фильтр: Убедитесь, что он чистый и беспрепятственный. Засоренный фильтр увеличивает работу сжатия и повышает температуру нагнетания.
3. Проверьте все соединения шлангов: Проверьте на наличие трещин, ослабленных соединений или признаков предыдущих утечек. Утечки воздуха приводят к потере энергии — одна утечка диаметром 1/8 дюйма при давлении 100 фунтов на квадратный дюйм приводит к потере энергии примерно. 25 куб. футов в минуту , что обходится в сотни долларов ежегодно за электроэнергию.
4. Убедитесь, что сливной клапан закрыт: Перед запуском убедитесь, что сливной клапан бака полностью закрыт.
5. Убедитесь, что реле давления настроено правильно. для требуемого диапазона давления включения и отключения.

Запуск компрессора

1. Перед запуском убедитесь, что регулятор повернут вниз (против часовой стрелки), чтобы на выходе было минимальное давление.
2. Включите питание (или, для промышленных установок, включите главный выключатель и нажмите СТАРТ на панели управления).
3. Прежде чем подсоединять инструменты, дайте резервуару достичь рабочего давления — послушайте, как двигатель заглохнет, указывая на то, что достигнуто давление отключения.
4. Отрегулируйте регулятор на выходное давление, подходящее для вашего инструмента или применения. Потяните ручку регулятора вверх, поверните по часовой стрелке для увеличения и нажмите вниз для фиксации.
5. Подсоедините воздушный шланг к выпускному патрубку — нажмите и поверните до щелчка.
6. Перед началом работы убедитесь, что регулируемый манометр показывает правильные показания.

Установка правильного давления для обычных применений

Выключаем правильно

1. Выключите выключатель питания или нажмите СТОП на панели управления.
2. Отсоедините пневмоинструменты и шланги от розетки.
3. Полностью поверните регулятор против часовой стрелки, чтобы сбросить давление из выпускной линии.
4. Слейте воду из бака: Откройте сливной клапан в нижней части резервуара и дайте стечь всему конденсату и остаточному давлению, прежде чем закрыть его. Пропуск этого шага может привести к скоплению воды и вызвать внутреннюю коррозию резервуара.
5. Для промышленных винтовых компрессоров дайте устройству завершить цикл разгрузки, прежде чем отключать мощность — прерывание работы при полной нагрузке создает нагрузку на систему привода.

Понимание CFM и PSI: соответствие компрессора работе

Два числа определяют полезную мощность воздушного компрессора: PSI (фунты на квадратный дюйм) — давление, которое оно оказывает — и CFM (кубические футы в минуту) — объем воздуха, который он может подавать. Оба должны одновременно соответствовать требованиям вашего инструмента. Компрессор, который обеспечивает давление 150 фунтов на квадратный дюйм, но всего 2 кубических фута в минуту, не может обеспечить адекватную мощность пескоструйного аппарата, которому требуется 15 кубических футов в минуту при давлении 90 фунтов на квадратный дюйм, даже если номинальное давление достаточно.

При выборе компрессора для одновременной работы нескольких инструментов добавьте требования к CFM для всех инструментов, которые вы можете использовать одновременно, а затем добавьте 25–30% буфер для учета потерь в линии и времени восстановления резервуара. Например: два ударных гайковерта (5 кубических футов в минуту каждый) один продувочный пистолет (3 кубических футов в минуту) = требуется 13 кубических футов в минуту → укажите компрессор, рассчитанный как минимум на 17 кубических футов в минуту при давлении 90 фунтов на квадратный дюйм .

Обратите внимание, что номинальные характеристики компрессора в куб. футах в минуту обычно приводятся для определенного фунта на квадратный дюйм — единицы, рассчитанной на 10 кубических футов в минуту при давлении 90 фунтов на квадратный дюйм будет подавать больше кубических футов в минуту при более низком давлении и меньше при более высоком давлении. Всегда сравнивайте номинальные значения при одном и том же эталонном давлении.

Правила безопасности воздушного компрессора, которые нельзя игнорировать

Сжатый воздух несет в себе значительную запасенную энергию — разрыв резервуара является потенциально смертельным взрывом. Бак емкостью 60 галлонов при давлении 150 фунтов на квадратный дюйм содержит энергию, эквивалентную примерно 50 шашек динамита . Безопасная эксплуатация не подлежит обсуждению.

• Никогда не превышайте максимальное давление в баке (MAWP). Если предохранительный клапан неоднократно поднимается, значит, реле давления настроено неправильно — не блокируйте и не регулируйте предохранительный клапан.
• Никогда не направляйте сжатый воздух на кого-либо. Воздух при давлении даже 15 фунтов на квадратный дюйм может проникнуть через кожу и вызвать смертельную воздушную эмболию. При давлении 100 фунтов на квадратный дюйм случайный выстрел с близкого расстояния потенциально смертелен.
• Проверяйте шланги перед каждым использованием. Под высоким давлением лопнувшие шланги сильно бьются. Немедленно замените любой шланг с трещинами, истиранием или вздутием.
• Сливать конденсат ежедневно. в условиях интенсивного использования. Накопленная вода ускоряет внутреннюю коррозию резервуара, что может привести к утончению стенок резервуара и возможному выходу из строя. Резервуары должны подвергаться гидростатическим испытаниям каждый раз. 5 лет согласно большинству стандартов безопасности.
• Никогда не сваривайте, не режьте и не сверлите резервуар, работающий под давлением. Любая модификация конструкции резервуара снижает его структурную целостность.
• Обеспечьте вентиляцию зоны компрессора. Компрессоры выделяют тепло во время работы. В закрытых помещениях накопление тепла снижает эффективность и увеличивает риск пожара, если концентрация паров масла возрастает.
• Используйте соответствующие средства индивидуальной защиты. При использовании любого пневматического инструмента надевайте защитные очки. Летающие обломки в результате операций по очистке сжатым воздухом являются основной причиной травм глаз в мастерских.

График технического обслуживания воздушного компрессора Essential

Ухоженный компрессор прослужит десятилетия. Заброшенный с годами выходит из строя. Требования к техническому обслуживанию различаются для поршневых и винтовых компрессоров, но дисциплина планового обслуживания одинаково важна для обоих.

Техническое обслуживание поршневого воздушного компрессора

Основные моменты обслуживания винтового воздушного компрессора

Винтовые компрессоры имеют более длительные интервалы обслуживания, но более дорогостоящие сервисные услуги:

• Замена масла в компрессоре: Каждые 2000–8000 часов в зависимости от типа масла (минеральное или синтетическое). Синтетические смазочные материалы увеличивают интервалы эксплуатации до 8000 часов и снижают рабочие температуры до 15°С .
• Замена элемента маслоотделителя: Каждые 4000–8000 часов. Насыщенный сепаратор допускает попадание масла в воздушную систему, загрязняя последующие процессы и инструменты.
• Замена воздушного фильтра: Каждые 2000 часов или ежегодно — чаще в пыльных условиях.
• Проверка подшипников винтовой пары: Через 20 000–40 000 часов. Выход из строя подшипника винтовой части является самым дорогостоящим ремонтом винтового компрессора: раннее обнаружение посредством мониторинга вибрации предотвращает катастрофический контакт ротора.
• Очистка холодильника: Ежегодно или чаще в грязной среде. Заблокированные охладители повышают температуру нагнетания, вызывая перегрев и увеличивая износ.

Устранение распространенных проблем с воздушным компрессором

Большинство неисправностей воздушного компрессора имеют идентифицируемые причины и простые способы устранения. Вот наиболее частые проблемы, возникающие как с поршневыми, так и с винтовыми компрессорами:

Компрессор не создает давление

• Проверьте, нет ли открытого или негерметичного сливного клапана — наиболее часто упускаемая из виду причина.
• Осмотрите впускной и выпускной обратные клапаны (поршневого типа) — неисправный обратный клапан позволяет сжатому воздуху продуваться обратно через впускное отверстие.
• Проверьте поршневые кольца (поступательно-поступательные движения) — изношенные кольца значительно снижают эффективность сжатия.
• На винтовых компрессорах осмотрите впускной клапан — застрявший впускной клапан не позволяет роторам создавать давление.

Компрессор работает непрерывно, не достигая давления отключения

• Потребность воздуха от подключенных инструментов превышает выходную мощность компрессора — сократите одновременное использование инструментов или увеличьте мощность компрессора.
• Значительные утечки воздуха в распределительной системе — используйте мыльную воду, чтобы найти и загерметизировать все места утечки.
• Изношенные компоненты насоса уменьшают эффективный объем подачи.

Избыточное масло в выбрасываемом воздухе

• На поршневых компрессорах изношенные поршневые кольца пропускают масло из картера в камеру сжатия — кольца требуют замены.
• На винтовых компрессорах наиболее распространенной причиной является насыщение или выход из строя элемента маслоотделителя — замените элемент.
• Переполненный масляный резервуар — уровень масла выше максимальной отметки выталкивает масло в воздушный поток; слейте воду до нужного уровня.

Перегрев и термическое отключение

• Заблокирован охладитель или теплообменник — очистите ребра охладителя сжатым воздухом или мягкой щеткой.
• Недостаточная вентиляция в компрессорном помещении — обеспечить как минимум 1 м² свободной площади приточного воздуха на 10 кВт мощности компрессора.
• Низкий уровень масла снижает смазку и поглощение тепла в элементе сжатия.
• Для поршневых компрессоров, работающих за пределами номинального рабочего цикла, необходимо обеспечить достаточное время охлаждения между циклами.