Kas ir gaisa kompresors un kā tas darbojas?

Vai esat kādreiz domājis, cik vienkāršs gaiss var barot sarežģītas mašīnas? Gaisa kompresoriem ir izšķiroša loma mūsdienu nozarēs. Viņi pārveido parasto gaisu par spiediena enerģiju. Šajā amatā jūs uzzināsit, kas ir gaisa kompresori, kā viņi strādā un kāpēc tie ir nepieciešami neskaitāmiem lietojumiem gan rūpniecības, gan ikdienas apstākļos.

Kas ir gaisa kompresors?

Gaisa kompresors ir ierīce, kas pārveido jaudu potenciālajā enerģijā, piespiežot gaisu mazākā telpā, saspiežot to. Pēc tam šo saspiesto gaisu var saglabāt un izmantot dažādiem lietojumiem.

Tas prasa gaisu no atmosfēras un saspiež to daudz mazākā tilpumā. Šis process palielina gaisa spiedienu, padarot to par daudzpusīgu un jaudīgu rīku.

Nozīme ikdienas dzīvē un rūpniecībā

Gaisa kompresoriem ir izšķiroša loma mūsu ikdienas dzīvē un daudzās nozarēs. Kopš brīža, kad pamodāties, līdz iet gulēt, daudzos jūsu dzīves aspektos ir iesaistīts saspiests gaiss.

Tas darbina pneimatiskos rīkus rūpnīcās, palīdz būvniecības projektos un pat palīdz zobārstniecības procedūrās. Gaisa kompresori ir svarīgi arī automobiļu uzdevumiem, piemēram, riepu piepūšanai un gaisa bremzēm.

Daži izplatīti saspiesta gaisa lietojumi ir:

• Automašīnu, velosipēda un aprīkojuma riepu piepūle

• Pneimatisko instrumentu darbināšana (piemēram, treniņi, slīpētāji, smidzināšanas pistoles)

• HVAC sistēmu darbības

• Zobārstniecības aprīkojuma vadīšana

• Palīdzība ražošanas procesos

  
  

Saspiestā gaisa daudzpusība un efektivitāte padara gaisa kompresorus neaizstājamus dažādās nozarēs, sākot no mazām darbnīcām līdz lielām rūpniecības rūpnīcām. Tie nodrošina uzticamu un rentablu enerģijas avotu neskaitāmām lietojumprogrammām.

Gaisa kompresoru veidi

Gaisa kompresoriem ir dažāda veida, katram ar unikālajām īpašībām un pielietojumiem. Izpētīsim divas galvenās kategorijas: pozitīvu pārvietojumu un dinamiskos kompresorus.

Pozitīvi pārvietojuma kompresori

Pozitīvi pārvietojuma kompresori darbojas, samazinot gaisa tilpumu, lai palielinātu tā spiedienu. Tie ir visizplatītākais veids, ko izmanto rūpniecības un sadzīves apstākļos.

Virzulis/virzošie kompresori

Virzuļa kompresori, kas pazīstami arī kā virzošie kompresori, gaisa saspiešanai izmanto virzuli, kuru vada kloķvārpsta. Tos var tālāk sadalīt:

1. Vienpakāpes kompresori: šiem kompresoriem ir viens virzulis, kas vienā posmā saspiež gaisu. Tie ir piemēroti zemāka spiediena lietojumiem.

2. Divpakāpju kompresori: šiem kompresoriem ir divi virzuļi, kas divos posmos saspiež gaisu. Pirmais posms saspiež gaisu līdz starpposma spiedienam, kas pēc tam atdzesē pirms ieiešanas otrajā posmā turpmākai saspiešanai. Divpakāpju kompresori ir efektīvāki un var sasniegt lielāku spiedienu.

Paraksts: Vienpakāpes virzuļa kompresori vienā posmā saspiež gaisu.

Rotācijas skrūvju kompresori

Rotācijas skrūvju kompresori izmanto divus savstarpēji saistošus rotorus, lai nepārtraukti saspiestu gaisu. Kad rotori pagriežas, viņi ievelk gaisu, saspiež to un izstumj. Viņi ir pazīstami ar savu efektivitāti, uzticamību un spēju nodrošināt pastāvīgu saspiesta gaisa plūsmu.

Ritināšanas kompresori

Ritināšanas kompresoriem ir divi spirālveida formas ritinājumi, viens fiksēts un viens riņķains. Kad riņķojoša ritināšana pārvietojas, gaiss tiek ievilkts un pakāpeniski saspiests starp diviem ritinājumiem. Tie ir klusi, efektīvi un bieži tiek izmantoti mazākās lietojumprogrammās.

Dinamiski (ne-pozitīvi pārvietojumi) kompresori

Dinamiskie kompresori izmanto ātrgaitas rotējošus lāpstiņriteņus, lai radītu ātrumu, kas tiek pārveidots par spiedienu.

Centrbēdzes kompresori

Centrbēdzes kompresoriem ir lāpstiņritenis, kas griežas ar lielu ātrumu, ievelkot gaisu un paātrinot to uz āru. Pēc tam augsta ātruma gaiss tiek palēnināts un pārveidots par spiedienu. Tos izmanto liela mēroga rūpnieciskos lietojumos, kuriem nepieciešami lieli plūsmas ātrumi.

Aksiālie kompresori

Aksiālie kompresori gaisa saspiešanai izmanto virkni rotējošu asmeņu. Kad gaiss pārvietojas caur kompresoru, katrs posms pakāpeniski palielina tā spiedienu. Tos parasti izmanto gāzes turbīnās un gaisa kuģu motoros.

Tabula: dažādu gaisa kompresoru tipu raksturlielumi un pielietojumi.

Kā darbojas gaisa kompresors?

Saspiešanas process

Kompresijas procesu var sadalīt trīs galvenajos posmos: gaisa ieplūdes, saspiešanas un uzglabāšanas/izplatīšanas.

1. Gaisa ieplūde : kompresors caur ieplūdes vārstu ievelk atmosfēras gaisu. Šis gaiss ir normālā spiedienā un temperatūrā.

2. Kompresija : kompresors pēc tam izmanto savu iekšējo mehānismu, lai samazinātu gaisa tilpumu, kas savukārt palielina tā spiedienu. Šeit notiek maģija!

3. Uzglabāšana un izplatīšana : Pēc tam saspiestais gaiss tiek glabāts tvertnē vai nosūta tieši līdz lietošanas vietai caur caurulēm vai šļūtenēm. Tagad tas ir gatavs darbināt instrumentus un mašīnas.

Gaisa pārvietošanas metodes

Ir divas primārās metodes, kuras gaisa kompresori izmanto, lai izspiestu un saspiestu gaisu: pozitīvs pārvietojums un dinamiskais pārvietojums.

Pozitīvs pārvietojums

Pozitīvi pārvietojuma kompresori izmanto mehāniskus līdzekļus, lai samazinātu gaisa daudzumu, tādējādi palielinot tā spiedienu. Viņi strādā, ievelkot gaisu kamerā, pēc tam samazinot šīs kameras lielumu, lai saspiestu gaisu. Parastie veidi ir:

• Virzuļa kompresori

• Rotācijas skrūvju kompresori

• Ritināšanas kompresori

Dinamiska pārvietošana

No otras puses, dinamiskie kompresori izmanto ātrgaitas rotējošus lāpstiņriteņus vai asmeņus, lai radītu ātrumu. Pēc tam šis ātrums tiek pārveidots par spiedienu. Dinamisko kompresoru piemēri ir:

• Centrbēdzes kompresori

• Aksiālie kompresori

Parasti tos izmanto lietojumprogrammās, kurām ir nepieciešams liels plūsmas ātrums un nepārtraukta darbība.

Eļļošanas sistēmas

Eļļošana ir būtiska gaisa kompresoru vienmērīgai darbībai un ilgmūžībai. Ir divi galvenie eļļošanas sistēmu veidi:

Eļļu iepludināti (ar eļļu plūsmu) kompresori

Eļļas ievadītajos kompresoros kompresijas kamerā ievada eļļu, lai ieeļļotu, aizzīmogotu un atdzesētu iekšējās sastāvdaļas. Eļļa sajaucas ar saspiestu gaisu, kas pēc tam iziet cauri eļļas atdalītājam, lai noņemtu lielāko daļu eļļas pirms gaisa glabāšanas vai lietošanas.

Kompresori bez eļļas

Kompresori bez eļļas, kā norāda nosaukums, eļļai nelietojiet eļļu. Tā vietā viņi paļaujas uz īpašiem pārklājumiem un materiāliem, piemēram, teflonu, lai samazinātu berzi un nodilumu. Tiem dod priekšroku lietojumprogrammām, kurās gaisa tīrība ir kritiska, piemēram, pārtikas pārstrāde, farmaceitiski un elektronikas ražošana.

Tabula: eļļas ievadītu un bez eļļas kompresoru plusi un mīnusi.

Galvenās sastāvdaļas un to funkcijas

Gaisa kompresors sastāv no vairākiem galvenajiem komponentiem, kas darbojas kopā, lai efektīvi saspiestu un piegādātu gaisu. Apskatīsim katru no šiem komponentiem un to funkcijām.

Elektriskais vai gāzes motors

Motors ir gaisa kompresora spēkstacija. Tas var būt vai nu ar elektrisko, vai ar gāzi. Motors vada sūkni, kas ir atbildīgs par gaisa saspiešanu.

Sūknis un tā veidi

Sūknis ir gaisa kompresora sirds. Tas piesaista atmosfēras gaisu, saspiež to un pēc tam piegādā uzglabāšanas tvertnei vai tieši uz lietojumprogrammas. Gaisa kompresoros tiek izmantoti trīs galvenie sūkņu veidi:

1. Virzuļa sūknis : pazīstams arī kā virzošs sūknis, tas izmanto virzuli, kuru vada kloķvārpsta, lai saspiestu gaisu. Virzuļa sūkņi parasti atrodami mazākos, portatīvos gaisa kompresoros.

2. Rotācijas skrūvju sūknis : šāda veida sūknis izmanto divus savstarpēji veidojošus rotorus, lai nepārtraukti saspiestu gaisu. Tie ir efektīvāki nekā virzuļa sūkņi, un tos bieži izmanto rūpnieciskos apstākļos.

3. Ritināšanas sūknis : ritināšanas sūknim ir divi spirālveida formas ritinājumi, viens fiksēts un viens riņķains. Kad riņķveida ritējums pārvietojas, gaiss tiek ievilkts un saspiests. Ritināšanas sūkņi ir pazīstami ar klusu darbību un efektivitāti.

Ieplūdes un izlādes vārsti

Ieplūdes vārsts ļauj atmosfēras gaisam iekļūt sūknī ieplūdes insulta laikā. No otras puses, izlādes vārsts izdala saspiesto gaisu no sūkņa uzglabāšanas tvertnē vai līdz lietošanas vietai.

Uzglabāšanas tvertne

Lielākajai daļai gaisa kompresoru ir uzglabāšanas tvertne, lai noturētu saspiestu gaisu. Tvertne palīdz uzturēt pastāvīgu spiedienu un darbojas kā buferis starp sūkni un pielietojumu. Tas arī ļauj kompresoram retāk pārvietoties, pagarinot tā kalpošanas laiku.

Spiediena slēdzis un regulators

Spiediena slēdzis kontrolē kompresora darbību, pamatojoties uz spiedienu uzglabāšanas tvertnē. Kad spiediens nokrīt zem noteikta līmeņa, slēdzis ieslēdz kompresoru. Kad spiediens sasniedz augšējo robežu, tas izslēdz kompresoru.

No otras puses, spiediena regulators kontrolē gaisa kompresora izejas spiedienu. Tas ļauj jums pielāgot spiedienu atbilstoši jūsu lietojumprogrammas vajadzībām.

Gaisa filtrs un žāvētājs

Gaisa filtrs no ienākošā gaisa noņem netīrumus, putekļus un citus piesārņotājus, pirms tas nonāk kompresorā. Tas palīdz aizsargāt iekšējās sastāvdaļas un nodrošina tīrāku saspiestu gaisu.

Gaisa žāvētājs, kā norāda nosaukums, no saspiestā gaisa noņem mitrumu. Mitrums var izraisīt koroziju un sabojāt pakārtoto aprīkojumu. Ir dažāda veida gaisa žāvētāji, piemēram, atdzesēti žāvētāji un žāvētāji.

Paraksts: Gaisa kompresora galvenās sastāvdaļas un to izvietojums.

Tabula: gaisa kompresora un to funkciju galvenās sastāvdaļas.

Gaisa kompresora jaudas vērtējumi: PSI, CFM un SCFM

Iepērkoties gaisa kompresoram, jūs saskarsities ar dažādiem jaudas vērtējumiem. Visizplatītākie ir PSI, CFM un SCFM. Izjauksim viņus un sapratīsim to nozīmi.

Kas ir PSI (mārciņas uz kvadrātcollu)?

PSI ir spēka mērs, ko piemēro noteiktai zonai. Gaisa kompresoru kontekstā tas norāda kompresora spiediena spēju. Jo augstāks PSI, jo lielāks spiediens kompresors var radīt.

Dažādiem rīkiem un lietojumprogrammām ir nepieciešams atšķirīgs PSI līmenis. Piemēram:

• Riepu piepūle: 30-35 psi

• Pneimatisko naglu darbība: 70-90 psi

• Darbības gaisa treniņi: 90–100 psi

• Skriešanas gaisa slīpmašīna: 100-120 psi

Kas ir CFM (kubikpēdas minūtē)?

CFM mēra gaisa tilpumu, ko kompresors var piegādāt vienā minūtē. Tas tieši ietekmē gaisa plūsmu un nosaka, cik efektīvi kompresors var darbināt jūsu rīkus.

Ir svarīgi atzīmēt atšķirību starp CFM un SCFM. CFM ir faktiskais piegādātā gaisa tilpums, savukārt SCFM ir gaisa tilpums, kas pielāgots standarta apstākļiem.

Lai aprēķinātu nepieciešamo CFM jūsu rīkiem, pievienojiet visu to rīku CFM prasības, kuras plānojat izmantot vienlaicīgi. Pēc tam pievienojiet drošības rezervi aptuveni 30%, lai ņemtu vērā visas noplūdes vai neefektivitātes.

SCFM (standarta kubikpēdas minūtē)

SCFM ir nozares standarta mērījums, kas ietekmē tādus ārējos apstākļos kā temperatūra un mitrums. Tas nodrošina precīzāku kompresora veiktspējas attēlojumu.

Ražotāji bieži nodrošina SCFM vērtējumus saviem kompresoriem. Šie vērtējumi ir balstīti uz standarta apstākļiem 14,7 psia (atmosfēras spiediens), 68 ° F un 0% relatīvā mitruma.

Temperatūra un mitrums var būtiski ietekmēt faktisko CFM izvadi. Augstāka temperatūra un mitruma līmenis samazina gaisa blīvumu, kā rezultātā rodas zemāks CFM. Un otrādi, zemāks temperatūras un mitruma līmenis palielina gaisa blīvumu, izraisot augstāku CFM.

Tabula: temperatūras un mitruma ietekme uz CFM izlaidei.

Izvēloties gaisa kompresoru, apsveriet SCFM reitingu, lai pārliecinātos, ka tas atbilst jūsu prasībām dažādos vides apstākļos.

Saspiestas gaisa lietojumprogrammas

Saspiestais gaiss ir daudzpusīgs un neaizstājams resurss. Tas atrod lietojumprogrammas dažādās nozarēs un ikdienas dzīvē.

Rūpnieciski lietojumi

Ražošana

Ražošanas rūpnīcās saspiestā gaisa darbība ir plaša darbarīku un aprīkojuma klāsts. Sākot no montāžas līnijām līdz iepakojuma mašīnām, tai ir izšķiroša loma, lai darbība darbotos vienmērīgi.

Automobiļu rūpniecība

Automobiļu rūpniecība lielā mērā paļaujas uz saspiestu gaisu. To izmanto pneimatisko instrumentu darbībai, smidzināšanas krāsošanai un pat transportlīdzekļu balstiekārtas sistēmām.

Pārtikas un dzērienu rūpniecība

Pārtikas un dzērienu rūpniecībā saspiestais gaiss palīdz iesaiņot, pildīt pudelēs un uzturēt tīru vidi. Tomēr ir svarīgi izmantot pārtikas kvalitātes gaisa kompresorus, lai izvairītos no piesārņojuma.

Farmaceitiskā rūpniecība

Saspiestais gaiss ir kritisks farmācijas nozarē. To izmanto zāļu ražošanā, iesaiņošanā un transportēšanā. Lai nodrošinātu produktu drošību, jāsaglabā stingri gaisa kvalitātes standarti.

Ikdienas dzīves lietojumprogrammas

Riepu piepūle

Viens no visizplatītākajiem saspiestā gaisa lietojumiem ikdienas dzīvē ir riepu piepūšana. Sākot ar velosipēdiem līdz automašīnām, saspiestais gaiss uztur mūsu transportlīdzekļus ripo.

Pneimatisko instrumentu darbināšana

Pneimatiskos instrumentus, piemēram, nagu pistoles, gaisa āmurus un smidzināšanas pistoles, darbina saspiests gaiss. Tos plaši izmanto būvniecībā, kokapstrādē un automobiļu darbnīcās.

HVAC sistēmas

Saspiestam gaisam ir būtiska loma sildīšanas, ventilācijas un gaisa kondicionēšanas (HVAC) sistēmās. To izmanto, lai kontrolētu vārstus, slāpētājus un citus komponentus, kas regulē gaisa plūsmu un temperatūru.

Zobārstniecības aprīkojums

Zobārstniecības klīnikās saspiesti gaisa spēku instrumenti, piemēram, gaisa turbīnas, šļirces un gaisa nodiluma vienības. Tas palīdz zobārstiem veikt procedūras ar precizitāti un efektivitāti.

Tabula: saspiesta gaisa priekšrocības dažādos lietojumos.

Kopsavilkums

Gaisa kompresori pārvērš gaisu spiediena enerģijā, darbinot dažādus rīkus un sistēmas. Izpratne par viņu pamatprincipiem, piemēram, gaisa pārvietojumu un saspiešanu, palīdz tos efektīvi izmantot. Regulārai apkopei ir ļoti svarīgi drošībai un veiktspējai. Tā kā tehnoloģijas attīstās, kompresori kļūst arvien energoefektīvāki, klusāki un gudrāki, piedāvājot labāku kontroli un samazināt izmaksas. Uzturēšanās par šīm norisēm nodrošina maksimālu labumu no sava gaisa kompresora tagad un nākotnē.