Классификация компрессоров: типы, виды, описание

Компрессорные установки представляют собой специальное оборудование, широко используемое в различных технологических процессах в химической, металлургической, газовой, строительной и других отраслях промышленности.

Сегодня практически ни одна сфера производства не обходится без использования подобного оборудования, которое может быть классифицировано по области применения:

• общего назначения;
• энергетические;
• нефтехимические и другие.

Сегодня данное оборудование представлено в широком спектре моделей, вариантов исполнения и назначения. Каждый тип компрессора имеет свои конструктивные особенности, индивидуальные технические и рабочие характеристики, исходя из которых необходимо выбирать тот или иной тип компрессора. Для этого необходимо знать, какие бывают компрессоры и их основные характеристики.

Современные компрессоры имеют несколько различных классификаций, среди которых наиболее значимым является подразделение оборудования на типы в зависимости от конструктивных особенностей и принципа действия компрессоров.

В первую очередь необходимо отметить два основных типа компрессоров:

• объемные;
• лопастные установки.

Лопастной компрессор – это оборудование, работа которого основана на динамическом принципе действия. В данном типе установок увеличение давления осуществляется благодаря взаимодействию потока воздуха с решетками лопастей, одна из которых вращающаяся, а другая неподвижная. Оборудование лопастного типа в свою очередь подразделяются на следующие виды компрессоров:

• центробежные;
• радиально-осевые;
• осевые.

Однако наибольшей популярностью пользуются компрессоры объемного типа. Сжатие воздуха в устройствах данного типа происходит в специальных рабочих камерах. Попеременное сообщение камер с входом и выходом компрессора, а также периодическое изменение их объема приводит к изменению давления воздуха. Классификация установок объемного вида разделяется по форме и типу рабочих деталей компрессорных установок и принципу их действия.

Так, объемные компрессоры могут быть следующих типов:

• роторные;
• поршневые.

Установки поршневого типа стали особенно популярны благодаря сочетанию таких преимуществ, как удобство эксплуатации, высокие рабочие характеристики, длительный срок службы, небольшие габариты и многое другое. При этом данный вид компрессоров отлично подходит для любых видов работ с широким диапазоном значения необходимого давления.

Основными рабочими элементами поршневых компрессоров являются электропривод, крышка цилиндра, регулятор давления и ресивер. Создание необходимого давления воздуха в оборудовании данного типа происходит благодаря поступательным движениям поршня. Поршневые компрессоры имеют свою классификацию и подразделяются на:

• двойного или одинарного действия;
• масляные и безмасляные;
• угловые, горизонтальные, вертикальные;
• с различным количеством цилиндров.

Другой вид объемных компрессоров – роторные установки, главной особенностью которых является наличие вращающихся сжимающих элементов. Данные виды компрессоров могут быть как промышленными, так полупромышленными или же бытовыми. Их рабочие параметры, условия и особенности эксплуатации подходят для проведения технологических процессов на любых предприятиях и в различных сферах деятельности.

К категории роторных установок относятся следующие виды компрессоров:

• Винтовое оборудование – такие установки оснащены ведущим и ведомым роторами, вращающимися по направлению друг к другу. Данный принцип вращения приводит к уменьшению пространства между корпусом и роторами, что и обеспечивает увеличение давления. Главным преимуществом данного типа компрессоров является возможность их использования в условиях интенсивной эксплуатации.
• Спиральные компрессоры – обладают смещенной неподвижной и подвижной спиралями. Установлены они специальным образом, создавая полости с постоянно изменяющимся в них объемом.
• Роторно-пластинчатые установки – главным элементом таких установок является установленный в корпусе со смещением с центра ротор с пластинами. Перемещение пластин может происходить в радиальном направлении.
• Жидкостно-кольцевые – в корпусе, который частично заполнен жидкостью, находится ротор с фиксированными лопатками.

Классификация компрессоров исходя из особенностей их конструкции и принципа действия – не единственная. Так, по способу охлаждения компрессоры бывают с воздушным или же жидкостным охлаждением. Существует классификация и по приводному двигателю – от газовой турбины, двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя.

Кроме того, классификация компрессоров также может быть различной в зависимости от уровня конечного давления:

• установки с низким уровнем давления;
• давление среднего уровня;
• оборудование со сверхвысоким давлением.

Выбор необходимого компрессорного оборудования зависит от требований, предъявляемых к установкам, условий и особенностей эксплуатации, типа проводимых работ и других характеристик.

классификация по принципу действия, типу привода, условиям эксплуатации

Компрессор является агрегатом для сжатия и перемещения различных газов, в том числе и воздуха, на различные приборы и пневмоинструменты. Компрессорную технику широко применяют в промышленности, строительстве, медицине и т.д. Существующие виды компрессоров и их классификация определяют критерии эксплуатации данного оборудования.

Содержание

• 1 Классификация компрессоров по принципу действия
  • 1.1 Объемные
  • 1.2 Динамические
• 2 Виды объемных компрессоров
  • 2.1 Мембранные
  • 2.2 Поршневые
  • 2.3 Роторные
    • 2.3.1 Безмасляные
    • 2.3.2 Винтовые
    • 2.3.3 Зубчатые
    • 2.3.4 Спиральные
    • 2.3.5 Роторно-пластинчатые
    • 2.3.6 Жидкостно-кольцевые
• 3 Виды динамических компрессоров
  • 3.1 Осевые аппараты
  • 3.2 Центробежные агрегаты
  • 3.3 Струйные компрессоры
• 4 Классификация компрессоров по другим параметрам

Классификация компрессоров по принципу действия

По принципу действия компрессоры классифицируются на объемные и динамические.

Объемные

Это агрегаты, имеющие рабочие камеры, в которых происходит процесс сжатия газа. Сжатие происходит за счет периодического изменения объема камер, соединенных с входом (выходом) аппарата. Чтобы предотвратить обратный выход газа из агрегата, в нем устанавливают систему клапанов, которые открываются и закрываются в определенный момент наполнения и опорожнения камеры.

Динамические

В динамических компрессорах повышение давления газа происходит за счет ускорения его движения. В результате кинетическая энергия частиц газа превращается в энергию давления.

Важно! Динамические компрессоры отличаются от объемных открытой проточной частью. То есть, при зафиксированном вале его можно продуть в любом направлении.

Виды объемных компрессоров

Компрессорное оборудование объемного типа подразделяется на 3 группы:

• мембранные;
• поршневые;
• роторные.

Мембранные

Имеют в рабочей камере эластичную мембрану, как правило, полимерную. Благодаря возвратно-поступательным движениям поршня мембрана выгибается в разные стороны. В результате движений мембраны объем рабочей камеры меняется. Клапаны в зависимости от положения мембраны либо впускают воздух в камеру, либо выпускают.

Приходить в движение мембрана может от пневматического, мембранно-поршневого, электрического или механического привода.

Важно! В мембранных аппаратах воздух или газ в процессе перемещения через рабочую камеру не контактирует с другими узлами агрегата (кроме мембраны и корпуса). Благодаря этому на выходе получают газ высокой степени чистоты.

Поршневые

Благодаря наличию кривошипно-шатунного механизма поршень совершает возвратно-поступательные движения в рабочей камере, отчего ее объем то уменьшается, то увеличивается.

Поршневые компрессоры имеют установленные на рабочей камере односторонние клапаны, перекрывающие движение воздуха в обратном направлении. Несмотря на хорошую производительность, поршневые аппараты имеют и недостатки: достаточно высокий уровень шума и заметная вибрация.

Роторные

В роторных компрессорах сжатие воздуха происходит вращающимися элементами — роторами. Каждый элемент в зависимости длины и шага винта имеет постоянное значение сжатия, которое также зависит и от формы отверстия для выхода газа.

В таких компрессорах клапаны не устанавливаются. Также конструкция агрегата не содержит узлов, способных вызвать разбалансировку. Благодаря этому он может работать с высокой скоростью вращения ротора. При такой конструкции аппарата величина потока газа достигает высоких значений при небольших габаритах самого компрессора.

Роторные компрессоры подразделяются на несколько подвидов.

Безмасляные

Имеют ассиметричный профиль винта, повышающий КПД агрегата благодаря уменьшению утечек при сжатии газа. Для обеспечения синхронного встречного вращения роторов применяют внешнюю зубчатую передачу. Во время работы роторы не соприкасаются, и смазка им не требуется, поэтому выходящий из агрегата воздух не имеет никаких примесей. Для уменьшения внутренних утечек детали агрегата и корпус изготавливаются с высокой точностью. Также безмасляные аппараты могут быть многоступенчатыми, чтобы убрать разность температур воздуха на входе и выходе аппарата, которая ограничивает повышение давления.

Винтовые

Состоят из одного или нескольких винтов, которые находятся в зацеплении, установленных в герметичном корпусе.

Рабочее пространство создается между корпусом и винтами при их вращении. Данный вид компрессоров отличается хорошей производительностью и беспрерывной подачей воздуха. Для снижения трения между входящими в зацеп винтами, которое увеличивает износ деталей, применяется смазка. Если требуется получить сжатый воздух (газ) без примесей смазочных материалов, то применяются безмасляные винтовые аппараты. В последних, чтобы уменьшить силу трения, подвижные детали изготавливаются из антифрикционных материалов.

Зубчатые

Данные компрессоры еще называют шестеренчатыми, поскольку их главными деталями являются шестерни. Они при работе вращаются в противоположных направлениях, создавая между зубьями и стенками корпуса рабочую камеру.

При вхождении зубьев в зацепление на стороне выходного отверстия агрегата происходит уменьшение объема камеры, вследствие чего воздух под давлением выходит через патрубок. Компрессоры данного типа нашли широкое применение в ситуациях, когда не требуется подача воздуха или газа под высоким давлением.

Спиральные

Это разновидность безмасляных компрессоров роторного типа. Спиральные аппараты также сжимают газ в объеме, который уменьшается постепенно.

Главными элементами данного аппарата являются спирали. Одна спираль закреплена неподвижно в копрусе устройства. Другая подвижная, соединена с приводом. Сдвиг по фазе между спиралями равняется 180°, благодаря чему происходит образование воздушных полостей с изменяемым объемом.

Роторно-пластинчатые

Пластинчатый компрессор имеет ротор с прорезанными пазами. В них вставлено определенное количество подвижных пластин. Как видно из рисунка, приведенного ниже, ось ротора с осью корпуса не совпадает.

Пластины при вращении ротора перемещаются центробежной силой от его центра к периферии и прижимаются к внутренней поверхности корпуса. В результате происходит непрерывное создание рабочих камер, ограниченных соседними пластинами и корпусами ротора и аппарата. За счет смещенных осей изменяется объем рабочих камер.

Жидкостно-кольцевые

В данных агрегатах используюется вспомогательная жидкость. В статически закрепленном корпусе аппарата устанавливается ротор с пластинами.

Конструкционные особенности данного аппарата – это смещенные оси ротора и корпуса относительно друг друга. В корпус заливается жидкость, которая принимает форму кольца, прижимаясь к стенкам аппарата вследствие отбрасывания ее лопастями ротора. При этом происходит ограничение рабочего пространства, наполненного газом, между жидкостным кольцом, корпусом и лопатками ротора. Объем рабочих камер изменяется посредством вращающегося ротора со смещенной осью.

Важно! Чтобы перекачиваемый газ не уносил с собой частички жидкости, в жидкостно-кольцевых аппаратах устанавливают узел сепарации, отсекающий влагу из воздуха. Также на устройствах данного типа устанавливается система, обеспечивающая подпитку рабочей камеры вспомогательной жидкостью.

Виды динамических компрессоров

Аппараты с динамическим принципом действия разделяют на осевые, центробежные и струйные. Различаются они между собой типом рабочего колеса и направлением движения потока воздуха.

На заметку! Также динамические аппараты еще называют турбокомпрессорами, поскольку конструкция их напоминает турбину.

Осевые аппараты

В осевых компрессорах поток газа движется вдоль оси вращения вала через неподвижные направляющие и подвижные рабочие колеса. Скорость потока воздуха в осевом аппарате набирается постепенно, а преобразование энергии происходит в направляющих.

Для осевых компрессоров характерны:

• высокая скорость работы;
• высокий КПД;
• высокая подача потока воздуха;
• компактные размеры.

Центробежные агрегаты

Центробежные компрессоры имеют конструкцию, обеспечивающую радиальный выходной поток воздуха. Поток воздуха, попадая на вращающееся рабочее колесо с радиально расположенными крыльчатками, за счет центробежных сил выбрасывается к стенкам корпуса. Далее, воздух перемещается в диффузор, где и происходит процесс его сжатия.

Центробежные аппараты не имеют узлов с возвратно-поступательными движениями, поэтому обеспечивают равномерный поток воздуха, силу которого можно регулировать. Также данный тип агрегатов отличается долговечностью и экономичностью.

Струйные компрессоры

В аппаратах струйного принципа действия для увеличения давления газа (пассивного) используется энергия активного газа.

Для этого к устройству подводится 2 потока газа: один с низким давлением (пассивный), а второй – с высоким (активный). На выходе из устройства образуется газовый поток с давлением выше пассивного, но меньшим, чем у активного газа.

Важно! Отличительной особенностью струйных компрессоров является простота конструкции, отсутствие подвижных деталей, высокая надежность.

Классификация компрессоров по другим параметрам

Кроме классификации компрессоров по принципу сжатия, принято разделять данные агрегаты по следующим параметрам:

1. Тип привода. Компрессоры могут работать как с электродвигателями, так и с двигателями внутреннего сгорания (ДВС). Соответственно, аппараты бывают с прямой передачей (коаксиальные) и с ременным приводом. Как правило, компрессор с прямым приводом – это агрегат бытового назначения. Коаксиальный компрессор привлекает потребителя доступной ценой и широко используются на дачах в гаражах и т.д., поскольку давление воздуха, выдаваемое аппаратом, не превышает 0,8 МПа. Если сравнивать бензиновый и дизельный компрессор, то последний является более надежным в эксплуатации. Также дизель имеет более простое устройство и легок в обслуживании.
2. Система охлаждения. Аппараты бывают с жидкостным и воздушным охлаждением или вообще без него.
3. Условия эксплуатации. Аппараты могут быть стационарными, работающими только в помещении от электросети, и передвижными (переносными), работа которых допускается на открытом воздухе и при низких температурах. Например, передвижные компрессоры с двигателем внутреннего сгорания широко используются в местах, где нет централизованного электроснабжения.
4. Конечное давление. По данному параметру аппараты подразделяют на четыре группы. Агрегаты низкого давления (0,15-1,2 МПа) используются в составе установок для сжатия газов (воздуха). Устройства среднего давления (1,2-10 МПа) применяются для разделения, транспортировки и сжижения газов в нефтеперерабатывающей, газовой и химической промышленности. Аппараты высокого давления (10-100 МПа) и сверхвысокого давления (свыше 100 МПа) используются в установках для синтеза газов.
5. Производительность. Указывается в единицах объема за определенных промежуток времени (м³/мин). Производительность агрегата напрямую зависит от таких параметров, как скорость вращения вала, диаметр цилиндра, длина хода поршня. По производительности принято разделять аппараты на 3 категории: малая – до 10 м³/мин; средняя – от 10 до 100 м³/мин; большая – свыше 100 м³/мин.

Кроме всего, компрессоры подразделяются в зависимости от области применения на агрегаты общего назначения, нефтехимические, химические, энергетические и т.д.

4 Типы воздушных компрессоров и их применение

Воздушные компрессоры являются одними из наиболее необходимых устройств на строительных площадках, поскольку их можно использовать в качестве источника питания для электрических инструментов. Существует множество различных типов воздушных компрессоров, каждый из которых имеет свои уникальные возможности и недостатки.

Воздушные компрессоры подразделяются на объемные или динамические в зависимости от их внутренних механизмов. Четыре наиболее распространенных типа воздушных компрессоров:

1. Винтовые компрессоры
2. Поршневые воздушные компрессоры
3. Осевые компрессоры
4. Центробежные компрессоры

Чтобы помочь вам принять обоснованное решение для вашего проекта, ниже мы рассмотрим основные функции каждого типа и объясним, как каждый из них работает.

Компрессоры прямого вытеснения

Компрессоры прямого вытеснения охватывают множество различных воздушных компрессоров, которые генерируют энергию за счет вытеснения воздуха. Воздушные компрессоры этой категории работают с разными внутренними механизмами, но принцип у всех одинаков. Полость внутри машины хранит воздух, поступающий извне, затем медленно сжимает полость, увеличивая давление воздуха и потенциальную энергию.

Ротационно-винтовые компрессоры

Ротационно-винтовые компрессоры — распространенный тип поршневых компрессоров — являются одними из самых простых в уходе типов воздушных компрессоров, поскольку они оснащены внутренней системой охлаждения, не требующей особого обслуживания. Как правило, это большие промышленные машины, которые могут смазываться маслом или работать без масла.

Винтовые воздушные компрессоры генерируют энергию за счет двух внутренних роторов, вращающихся в противоположных направлениях. Воздух попадает между двумя противоположными роторами и создает давление внутри корпуса. Благодаря внутренней системе охлаждения эти воздушные компрессоры рассчитаны на непрерывную работу и имеют мощность от 5 до 350 лошадиных сил.

Подходит для: Крупномасштабные работы и промышленные установки, требующие непрерывного воздушного потока

Поршневые компрессоры

Поршневые компрессоры — еще один популярный тип поршневых компрессоров. Обычно их можно найти на небольших рабочих площадках, таких как гаражи и строительные проекты. В отличие от ротационного винтового компрессора, поршневой компрессор не предназначен для непрерывной работы. Поршневой воздушный компрессор также имеет больше движущихся частей, которые смазываются маслом для более плавного движения.

Поршневые компрессоры работают за счет поршня внутри цилиндра, который сжимает и вытесняет воздух для создания давления. Поршневые компрессоры могут быть одноступенчатыми или многоступенчатыми, что влияет на диапазоны давления, которые они могут достигать.

Если вам нужно больше мощности, вам поможет многоступенчатый компрессор. В то время как одноступенчатые компрессоры будут выполнять работу для небольших проектов, таких как деревообработка и металлообработка, многоступенчатые компрессоры обеспечивают мощность, необходимую для интенсивного строительства, такого как сборка и обслуживание автомобилей.

Подходит для: Дом и небольшие строительные проекты

Динамические компрессоры

Динамические воздушные компрессоры генерируют мощность в лошадиных силах, нагнетая воздух с помощью быстро вращающихся лопастей и ограничивая его для создания давления. Затем кинетическая энергия хранится в компрессоре как статическая. Осевые и центробежные компрессоры являются двумя наиболее распространенными типами динамических компрессоров.

Осевые компрессоры

Осевые воздушные компрессоры обычно не используются в строительных проектах. Вместо этого они обычно встречаются в высокоскоростных двигателях на кораблях и самолетах. Осевые компрессоры имеют высокий КПД, но они намного дороже, чем другие типы воздушных компрессоров, что делает их наиболее подходящими для аэрокосмических приложений, требующих высокой мощности.

Подходит для: Аэрокосмическая промышленность и высокоскоростные двигатели для кораблей

Центробежные компрессоры

Центробежные воздушные компрессоры замедляют и охлаждают поступающий воздух через диффузор для накопления потенциальной энергии. Благодаря многофазному процессу сжатия центробежные компрессоры способны производить большое количество энергии при относительно небольшой машине.

Эти компрессоры требуют меньше обслуживания, чем винтовые или поршневые компрессоры, а некоторые типы могут производить безмасляный воздух. Поскольку они могут достигать мощности около 1000 лошадиных сил, центробежные компрессоры обычно используются на более требовательных строительных площадках, таких как химические заводы и центры по производству стали.

Подходит для: Крупные металлургические и химические заводы

Как выбрать правильный тип воздушного компрессора?

В дополнение к механизмам выработки энергии и уровням выходной энергии, описанным выше, есть несколько других факторов, которые следует учитывать при выборе воздушного компрессора, который лучше всего подходит для вашей работы.

Учитывайте качество воздуха

В чистых производственных условиях использование масляных воздушных компрессоров может создать проблему. Большинство воздушных компрессоров используют масло для смазки внутренних механизмов, и пары могут загрязнять воздух, что приводит к повреждению продуктов или производственных процессов. С безмасляным воздушным компрессором этот риск значительно снижается.

Хотя безмасляные компрессоры, как правило, дороже, они являются единственным вариантом для объектов, гарантирующих чистоту производства. Масло все еще может быть необходимо для смазки машины, но внутренняя работа безмасляных компрессоров содержит другой уплотнительный механизм, гарантирующий, что масло не попадет в реальный компрессор.

В дополнение к чистому воздуху, безмасляные компрессоры часто имеют более низкие эксплуатационные расходы, поскольку детали не нужно менять так часто.

Приоритет энергоэффективности

Если вы работаете над длительным строительным проектом, приобретение высокоэффективного воздушного компрессора может окупиться в долгосрочной перспективе. Если вы ищете энергоэффективный воздушный компрессор, рассмотрите один из следующих вариантов:

• Регулируемая скорость: Компрессоры с частотно-регулируемым приводом (VSD) экономят энергию и деньги, позволяя увеличивать или уменьшать производительность по требованию. . Для сравнения, двигатели в компрессорах с фиксированной скоростью постоянно вращаются с одной и той же скоростью и требуют периода охлаждения, который использует дополнительную энергию.
• Природный газ: Воздушные компрессоры, работающие на природном газе, работают на природном газе вместо дизельного топлива или электричества. Они часто работают более эффективно, чем другие варианты, и имеют лучшие возможности рекуперации тепла, чем электрические компрессоры. Если эффективность и энергосбережение являются вашими основными целями, вам может подойти установка, работающая на природном газе.

Учитывайте ограничения по портативности

Если вы перевозите воздушный компрессор между объектами, переносное устройство является хорошим вариантом. Небольшие и легкие блоки по-прежнему могут вырабатывать энергию, но в компактном корпусе. Хотя они не будут такими мощными, как более крупные агрегаты, портативные компрессоры могут быть идеальными для небольших строительных проектов. Некоторые устройства можно даже подключить к адаптеру питания автомобиля, чтобы заправить небольшие инструменты для рисования аэрографом или инструменты для накачки шин!

Определение потребности в дополнительных функциях

Существует множество надстроек и дополнительных функций, которые можно использовать с различными типами воздушных компрессоров. Например, муфты или разветвители воздушных шлангов позволяют подключать несколько инструментов к воздушному компрессору, поэтому вам не нужно отсоединять их при смене задач. Воздушные компрессоры с дополнительной тепловой защитой отслеживают внутренний нагрев и предотвращают повреждение двигателя в случае перегрузки машины.

Некоторые воздушные компрессоры имеют систему ременного привода, а не прямой привод, что обеспечивает более тихую работу. Если вы считаете, что вам понадобятся какие-либо из этих дополнительных функций, вы должны убедиться, что тип воздушного компрессора, который вы выбираете, совместим.

Если вы не хотите покупать воздушный компрессор для своей строительной работы, у BigRentz есть несколько типов воздушных компрессоров, которые вы можете арендовать для следующей работы. У вас есть вся необходимая информация, от маленького и портативного до промышленного масштаба, чтобы сделать лучший выбор для вас.

Похожие сообщения

Что такое компрессор? – Определение из Corrosionpedia

Что означает компрессор?

Компрессор — это устройство, которое увеличивает давление вещества (обычно газа) за счет уменьшения объема вещества.

Компрессоры используются во многих областях, большинство из которых связано с повышением давления внутри резервуара для хранения газа, например:

• Сжатие газов на нефтеперерабатывающих и химических заводах
• Хранение газа в баллонах высокого давления
• Наддув кабины в самолетах
• Воздушное хранилище для подводной деятельности
• Заполнительные шины

Другие применения включают, но не ограничиваются:

• Охлаждение и кондиционеры
• Работа по железнодорожным транспортным средствам
• Газовые турбины
• .

  Corrosionpedia объясняет компрессор

  Законы термодинамики определяют, как компрессоры могут сжимать газы. Свойства газов более или менее следуют закону идеального газа, который связывает давление (P), объем (V), количество газа в молях (N) и температуру (T) с коэффициентом R, называемым универсальной газовой постоянной. С учетом отклонений в поведении газа к уравнению добавляется коэффициент сжимаемости z, чтобы получить:

  PV = zNRT

  Проще говоря, по мере уменьшения объема газа давление увеличивается пропорционально, чтобы уравнение закона идеального газа оставалось равным.

  Идеальное сжатие происходит в изоэнтропических условиях, что означает, что процесс является как обратимым, так и адиабатическим. Идеализированный КПД процесса можно считать изэнтропическим, что позволяет оценить КПД компрессора. Изэнтропический КПД конкретного компрессора представляет собой отношение работы, выполняемой изэнтропическим компрессором, к работе реального компрессора.