Postoji mnogo različitih vrsta kompresora, kao što su spiralni kompresori, klipni kompresori, rotacijski vijčani kompresori i centrifugalni kompresori, ali svi rade istu stvar: komprimiraju zrak.
Ali kako tačno funkcionišu vazdušni kompresori? Kako se zrak različito komprimira ovisno o vrsti kompresora? I šta je, uopšte?
Počnimo s posljednjim upitom i riješimo ga.
Veličina strujanja zraka ovisi o namjeravanoj upotrebi komprimovanog zraka. Pritisak, brzina i kvalitet okolnog zraka su najvažniji od ovih faktora. Svi kompresori na sličan način komprimiraju zrak, ali specifične procedure koje svaki tip poduzima za to su jedinstvene. Tip kompresora koji vam je potreban dijelom je određen svrhom za koju će se koristiti komprimirani zrak, jer gore navedene varijacije mogu ograničiti praktične vrijednosti za različite dimenzije struje zraka koju stvaraju.
Prvo pitanje možemo ponovo razmotriti sada kada bolje razumemo zašto je tip kompresora bitan. Ali prije nego što uđemo u to, hajde da brzo ispitamo odakle zračni kompresori dobijaju snagu.
Primarni izvori energije kompresora
Komprimirani zrak se može koristiti za napajanje širokog spektra alata i instrumenata, ali sam kompresor mora imati napajanje da bi funkcionirao. Kompresori obično crpe energiju iz sljedećih izvora:
Manje vanjske kompresore često pokreću benzinski motori. Obično je njihov izlaz manji od 50 cfm (1,4 m3/min), što se mjeri u kubnim stopama po minuti. Nose se ručno (često u ogromnom kontejneru u stilu kofera na točkovima).
Veći kompresori koji se koriste na otvorenom, kao što je komercijalna gradnja, često se pokreću dizel motorima. Uključeni su kompresori koji su trajno instalirani i ne mogu se spojiti na električnu utičnicu. Dizel gorivo ima više energije po zapremini od benzina, što dizel motore čini štedljivijim.
Kompresori koji se koriste u zatvorenom prostoru pokreću se električnim motorima, a njihova primjena varira od zadataka DIY do velikih industrijskih operacija poput proizvodnje u tvornicama. Jednofazno napajanje se obično koristi za kompresore u kućanstvu i malim trgovinama, dok se trofazno napajanje koristi za veće trgovine i industrijske aktivnosti.
Komprimiranje zraka: osnove
Usis, kompresija, integrirano skladištenje, integrirano hlađenje i ispuštanje su glavne faze kompresije zraka, iako svi kompresori ne zahtijevaju integrirano skladištenje ili hlađenje.
1. Unos
Prvi korak u procesu komprimiranja zraka je, naravno, uzimanje zraka. Ulazni ventil omogućava vanjskom zraku da uđe u kompresor tokom procesa usisavanja.
Filter se obično postavlja ispred ventila za dovod zraka kako bi zaštitio kompresor od krhotina i prašine.
2. Kompresija
Komprimirani zrak tada izlazi iz kompresijske komore.
• Kada se vazduh komprimuje, kinetička energija iz izvora energije se transformiše u potencijalnu energiju.
Kada dođemo do vrsta kompresora, pobliže ćemo pogledati kako svaka vrsta kompresora to postiže, ali za sada znajte da dvije osnovne ideje stoje u osnovi svih kompresora.
Displacement
Kompresori koriste ili pozitivan pomak ili dinamički pomak (ponekad se naziva nepozitivan pomak) da istiskuju zrak u manji volumen.
• Kompresori koji koriste pozitivni pomak da istiskuju više zraka iz datog prostora.
• Pomeranje u kretanju Kompresori (takođe poznati kao nepozitivni pomaci) su uređaji koji podižu atmosferski pritisak povećavajući brzinu vazduha (a time i njegovu kinetičku energiju), a zatim ga ponovo usporavaju.
Uljno podmazani u odnosu na kompresore bez ulja
Svi kompresori, bez obzira na metodu koja se koristi, su ili podmazani uljem ili bez ulja.
• Kompresori koji su podmazani uljem (takođe poznati kao kompresori preliveni uljem) koriste ulje u komori za kompresiju u različite svrhe, uključujući podmazivanje, zaptivanje i hlađenje. Kompresija zraka ima za posljedicu unošenje tragova ulja u sam zrak. Ovisno o krajnjem cilju, ovo možda nije najbolja upotreba komprimovanog zraka.
• Kada se ulje ne koristi u komori za kompresiju, kao u kompresorima bez ulja (također poznatim kao kompresori bez ulja), ulje se ne ispušta u protok zraka.
Međutim, to ne isključuje mogućnost korištenja ulja u bilo kojem aspektu kompresijskog mehanizma (ležajevi, na primjer, zahtijevaju ulje da bi efikasno funkcionirali).
3. Integrisana pohrana
Nakon kompresije, neki kompresori usmjeravaju komprimirani zrak direktno u ugrađeni spremnik (također poznat kao spremnik ili spremnik za zrak).
Tipovi kompresora će biti razmotreni detaljno, kao i mnoge aplikacije integrisanog skladištenja. Međutim, postoje dva objašnjenja.
• Kompresori sa ograničenim radnim ciklusom, za razliku od kontinuiranog radnog ciklusa, uključuju ugrađenu memoriju kako bi se osiguralo da je zrak uvijek dostupan, čak i tokom održavanja.
• Da bi imali pristup vazduhu dok rade sa smanjenim kapacitetom, modulacioni kompresori (kompresori sa kontrolama koje omogućavaju rad smanjenog kapaciteta) uključuju skladište.
Imajte na umu da modulacijski kompresori nisu isti kao oni s ograničenim radnim ciklusom.
• Kompresori s ograničenim radnim ciklusom će se isključiti ako budu ostavljeni uključeni predugo. (Dok to nije funkcija velikih komercijalnih i industrijskih kompresora, to je tipično za manje kompresore koji se koriste u kućama i radionicama.)
• Modulirajući kompresori mogu raditi kontinuirano, ako je potrebno, ali također mogu smanjiti svoju snagu radi uštede energije tokom perioda niske potražnje.
4. Integralni klima uređaj
Kada se vazduh stisne, on stvara toplotu. Iako nije potrebno hladiti zrak prije nego što se ispusti iz kompresora, većina trofaznih električnih kompresora i određenih dizel kompresora (bilo koje vrste) imaju ugrađene naknadne hladnjake za to.
Separatori vode se ugrađuju u kompresore sa naknadnim hlađenjem za prikupljanje vlage koja kondenzira iz struje ohlađenog zraka.
5. Pražnjenje
Nakon prolaska kroz niz sušača i filtera (na primjer, instrumentalni zrak u proizvodnom pogonu), zrak se ispušta kroz ispusni ventil i šalje dalje.
Komprimiranje zraka raznim kompresorima
Svi vazdušni kompresori rade slično, ali postoje značajne razlike u finijim tačkama. Pogledajmo na brzinu kako četiri široko korištene metode kompresije funkcioniraju i kako to utječe na bitne zadatke.
1. Kompresori za Scrolls
Kompresori bez ulja pozitivnog pomaka poznati su kao spiralni kompresori.
Kompresija
Scroll kompresor ima dva scrolla koji se prepliću kako bi komprimirali zrak. Dizajn može zahtijevati da se oba svitka rotiraju u tandemu ili da jedan ostane nepomičan. Ulje nije potrebno jer se svici uvijek drže odvojeno.
Budući da se scrollovi kreću u neprekidnom, neprekidnom kretanju, scroll kompresori rade tiho, uz minimalne vibracije i bez stvaranja impulsa u struji zraka.
Najveći protok zraka kojim se može upravljati scroll kompresor je značajan nedostatak. Iako se scroll kompresor teoretski može skalirati neograničeno, njegova praktična granica (barem u smislu efikasnog stvaranja zraka) određena je promjerom potrebnih spirala. Njihov maksimalni protok je najniži od svih tipova kompresora o kojima se ovdje govori.
Integrirana memorija
Scroll kompresori ne trebaju ugrađeno skladište osim ako ne koriste modulaciju jer proizvode zrak bez impulsa, bez ulja.
2. Rotacioni vrtložni kompresori
Klipni kompresori podmazani uljem ili bez ulja (također poznati kao klipni kompresori) su kompresori sa pozitivnim pomakom.
Kompresija
Kompresiona komora u automobilskom motoru je dobra analogija za klipni kompresor. Dok se klip kreće prema gore, stvara se vakuum koji omogućava zraku da uđe u komoru za kompresiju. Vazduh se istiskuje i izbacuje iz komore na dole. Neki dizajni koriste dva stupnja kompresije, u kojoj se zrak smrvljen u prvoj fazi dalje komprimira u drugoj fazi, kako bi se efikasno postigli veći pritisci i veće zapremine.
Klipni kompresori su najglasniji od tipova kompresora o kojima se ovdje govori, slično zvuku automobilskog motora.
Glatko kretanje klipova je neophodno za njihovu kontinuiranu efikasnost. Moraju biti podmazani, dopuštajući da se količina ulja u tragovima ispusti u zrak, ili obložena materijalom koji smanjuje trenje.
Vazduh koji izlazi iz komore ima "puls", a ne stalan protok i pritisak jer se kompresija dešava samo tokom polovine radnog ciklusa.
Integrirana memorija
Klipnim kompresorima je uvijek potrebno integrirano skladište, čak i kada ne koriste ulje, jer njihov mehanizam kompresije uzrokuje pulsiranje u struji zraka. Uvlačenjem vazduha iz rezervoara prijemnika, a ne iz kompresijske komore, u struji vazduha se može održavati stalan protok i pritisak.
3. Vijčani kompresori koji se rotiraju
Rotacioni vijčani kompresori podmazani uljem ili bez ulja su kompresori sa pozitivnim pomakom.
Kompresija
Kompresori koji koriste rotacione zavrtnje imaju dva spiralna vijka (rotora) sa režnjevima po celoj dužini. Kompresija zraka uključuje njegovo prisiljavanje iz većeg u manji volumen dok putuje duž dužine režnjeva kompresora. Kao i kod recipročnih kompresora, neki dizajni koriste dva stupnja kompresije kako bi se efikasno postigli viši pritisci i veće zapremine
Mala količina ulja se unosi u struju zraka, iako je to zanemarivo kod vijčanih kompresora podmazanih uljem jer tekućina koja se koristi za zaptivanje praznina između rotora također dozvoljava jednom rotoru da pokreće drugi.
Vijčani kompresori bez ulja eliminišu potrebu za tečnošću oslanjajući se na vremenske okvire sa izuzetno malim tolerancijama između režnjeva rotora.
Kontinuirana rotacija rotora rezultira stabilnim protokom zraka bez primjetnih fluktuacija. Kompresori ovog tipa su tiši od klipnih, iako još uvijek nisu tako tihi kao scroll kompresori.
Integrirana memorija
Da li je rotacioni vijčani kompresor podmazan uljem ili preliven uljem, određuje da li je potrebno integralno skladištenje ili ne.
• Za recikliranje dijela ulja koji se izgubi u procesu kompresije, vijčani kompresori preliveni uljem zahtijevaju ugrađeno skladište u obliku spremnika za prijemnik.
• Budući da nema ulja za ponovno prikupljanje, vijčani kompresori bez ulja ne zahtijevaju ugrađeno skladište osim ako ne koriste modulaciju.
4. Rotacioni vijčani kompresori
Ulje nije potrebno u centrifugalnim kompresorima zbog njihovog dizajna dinamičkog pomaka.
Kompresija
Za početno povećanje brzine, centrifugalni kompresori se oslanjaju na impeler koji se brzo okreće. Vazduh se zatim propušta kroz difuzor, gde se njegova brzina smanjuje, a pritisak povećava. Budući da je podmazivanje strujanja zraka nepotrebno, ono se ne radi u kompresijskoj komori. Zrak se stalno stvara dok se impeler rotira, stoga nema pulsiranja protoka zraka ili pritiska.
Integrirana memorija
Osim ako se ne koristi modulacija, za centrifugalne kompresore nije potrebno integrirano skladištenje jer oni proizvode zrak bez impulsa, bez ulja.
Istražite prije kupovine
Iako poznavanje rada kompresora pomaže suziti potencijalne modele, postoje i drugi faktori o kojima treba razmišljati, kao što su energetska efikasnost, troškovi održavanja, očekivano vrijeme rada i tako dalje. Odaberite idealan kompresor za svoje potrebe uz pomoć stručnosti vašeg lokalnog distributera.
