Механический компрессор: виды, устройство и принцип работы

Содержание

Как устроен механический нагнетатель | АвтобурУм

Александр Расторгуев [razborkazapzap]

27.10.2019,
Просмотров: 2218

Механический компрессор представляет собой один из типов турбонаддува, который приводится в движение посредством приводного ремня от вращения коленчатого вала. Главная цель компрессора — обеспечить впуск воздуха под высоким давлением, явно превышающим атмосферное. Чаще всего, максимальный прирост в мощности, от механического нагнетателя, не превышает 50%, а в крутящем моменте — до 30%. Такие показатели основываются на том, компрессор отбирает часть мощности на обеспечение вращения.

Как работает компрессор

Механический компрессор работает таким образом, что при движении роторов, втягивает и сжимает воздух, который попадает в цилиндры. Главное отличие компрессор от обычной турбины в том, что в нашем случае сжатый воздух всасывается посредством разряжения, то есть за счет движения поршня вниз. При работе суперчарджера воздух моментально разогревается, а значит снижается его плотность. Для стабилизации плотности и температуры, сжатый воздух проходит через интеркулер.

Устройство механического нагнетателя

Одно из главных отличий механического компрессора том, что его привод ременной. Хотя существуют другие типы привода: шестеренчатый, непосредственный, цепной, посредством электромотора. Чаще всего именно ременной привод используется, в силу простоты обслуживания и дешевизны в производстве.

Все механические компрессоры делятся на несколько типов по конструкции нагнетателя. Из наиболее распространенных три вида:

кулачковый тип нагнетателя;

винтовой;

центробежный.

Кулачковый

Представляет собой самый первый тип наддува, применяемый в двигателях внутреннего сгорания с 1900 года. Конструктивно, внутри корпуса расположены два винта, которые могут иметь от трех кулачков, которые вращаются навстречу друг у другу. Расположены кулачки вдоль всего ротора так, чтобы зазор между параллельными кулачками составлял форму спирали. Для понимания конструкции представьте себе простейший масляный насос из двух шестерен.

Работает компрессор так: воздух захватывается кулачками, движется и сжимается между роторами. Давление наддува растет с геометрической прогрессией вровень с увеличением вращения коленвала.

Для того, чтобы исключить воздушные пробки, а также избыток нагнетаемого воздуха, в конструкции предусмотрена электромагнитная муфта, для отключения роторов, принцип работы как у привода компрессор кондиционера. Для сброса лишнего давления используется стравливающий клапан, при этом нагнетатель продолжает работать непрерывно.

К недостаткам такого нагнетателя относится большой вес узла, а также повышенный шум работы, сопровождаемый характерным свистом. Для уменьшения шума применяют резонаторы, демпферы, упрочняют корпус, но все это выливается в большой вес узла.

Винтовой тип

Такой тип представляет собой движение ротора-шнека. Чтобы понять форму вала, вспомните, как выглядит ротор мясорубки. Здесь же применяются два винта, на одном имеются выступы, на втором выемки. В результате вращающихся шнеков воздух нагнетается до высокого давления (0,5-0,6 Бар). Такой компрессор имеет внутреннее нагнетание, а из-за стоимости этого узла, он крайне редко применяется на автомобилях.

Центробежный

Такой тип нагнетателя один их самых доступных в цене и прост в установке. Кстати, для автомобилей ВАЗ существуют готовые комплекты таких компрессоров, где максимальное давление, заявленное производителем, может быть 0.6 бар, хотя по факту 0.45-0.5 бар.

По своей форме напоминает турбину, работающую от энергии газов. Здесь с одной стороны шкив под ремень, внутри корпуса ведущая и две ведомые шестерни, которые вращают лопасть, установленную на другой стороне до 50 000 оборотов в минуту. Принцип работы очень похож на обычную турбину, но здесь, при вращении шестерен, одна лопасть всасывает воздух, раскручивает и сжимает его принудительно.

Стоит отметить, что такие компрессоры имеют некоторые недостатки: ранний износ подшипников, сильный шум работы, сильная зависимость от вращения коленвала.

Что лучше: турбина или механический компрессор

С точки зрения самостоятельной установки турбокомпрессора, стоит учитывать следующие параметры:

какую мощность вы хотите получить на выходе;

какой бюджет готовы выделить на установку компрессора;

степень цели установки турбины.

Итак, механический компрессор можно установить для тех, кто хочет открыть для себя мир турбированных моторов. Почему именно механический:

можно приобрести б/у компрессор;

легкая установка, при условии заготовленного кронштейна;

возможно не требуется усиливать поршневую группу и разжимать мотор, если предполагаемое давление будет не более 0.3 бар;

простая установка, если приобрели готовый комплект;

цена более приемлема.

К недостаткам отнесу следующее:

компрессор состоит из многих деталей, которые изнашиваются;

работает шумно;

КПД низкий, к тому же отбирает мощность у двигателя для раскрутки;

надежность центробежного компрессора недостаточная.

Компрессор до сих пор устанавливается на новые автомобили, особенно на V-образные “восьмерки”, а также как дополнение к турбине, как на автомобилях VAG. Сравнивая достоинства и недостатки, установка механического нагнетателя является отличным способом повысить мощность до 50%, не теряя в ресурсе, а также с возможностью не дорабатывать мотор серьезно.

Механический компрессор пара Alfa Laval VVC

Документы

Сервис

Alfa Laval distillation equipment converts seawater and brackish water into high purity water for use in industries such as power plants, oil & gas off-shore platforms, refineries, food production and mining as well as at remote on-shore locations.

Meeting future demands

Alfa Laval has developed two concepts which have proven to be the most reliable process for desalination of high salinity waters. The first concept is based on the multi-effect process, which is thermally driven and applicable where low cost or free thermal energy is available. The second concept is based on the mechanical vacuum vapour compression process, which is electrically driven and is remarkably efficient and robust.

Using our extensive experience and know-how Alfa Laval constantly works to improve and refine both the process and the design of our desalination equipment. As a result Alfa Laval plate type desalination units are the most robust, reliable and easy to operate and maintain on the market today.

VVC offers high fresh water capacity with small installation footprint and low weight which is of high importance for easy installation and when space is limited.

The VVC design offers more features and benefits, for example:

Titanium plate type evaporators for long lifetime without corrosion
Full access to evaporator heat transfer surfaces
100% performance recovery after cleaning
Lowest total water production costs with mechanical Vacuum Vapour Compressor
Highest availability
Simple and full automatic operation & easy maintenance
High quality distillate for boiler feed, process water and potable water

Alfa Laval has supplied desalination units since the 1950s and today is one of the leading companies in the desalination business with more than 45 years experience and over 30,000 successful desalination units — many of these are still in operation.

Vapour compression refers to a distillation process where the pure vapour evaporation from sea water is achieved by the application of heat from the condensation of the compressed vapour.

Vacuum Vapour Compression Process

The effect of compressing water vapour is obtained by means of an electrically driven, mechanical centrifugal compressor. The saline water is evaporated at sub-atmospheric pressure on one side of the heat transfer surface, and on the opposite side it is condensed into fresh water which is collected and extracted as product water.

The VVC process operates under vacuum and is the most efficient distillation process available in the market today in terms of energy consumption and water recovery ratio. As an electrically driven process it is considered to be a «clean» system. Due to its high efficiency Vacuum Vapour Compression Distiller is the obvious choice for a single stand-alone purpose for smaller capacities.

Special features of VVC plants with titanium plates

Corrosion resistant due to high-grade titanium evaporators
Compact design with low weight and footprint due to high thermal efficiency of the PHE design
Controlled thin falling film avoiding dry spots, thereby avoiding scaling
Short residence time of the media in a PHE unit resulting in faster process response and less scaling
Easy maintenance — CIP cleaning as well as fully mechanical cleaning is possible

A special challenge for desalination units with concentrated sea water at high temperature is to avoid corrosion and formation of scaling. A dedicated plate design of the heat transfer areas for VVC and MED units have been developed with special focus on evaporation of sea water by using Alfa Laval’s corrugated plate heat exchanger technology using high grade titanium material.

4 Типы воздушных компрессоров и их применение

Воздушные компрессоры являются одними из самых 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:

Винтовые компрессоры
Поршневые воздушные компрессоры
Осевые компрессоры
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.

Что такое воздушный компрессор и его типы?

Вы когда-нибудь замечали, как мы набираем воздух в шины наших автомобилей? Есть ли что-нибудь, что помогает это сделать? Да, у нас есть воздушный компрессор для сжатия воздуха, а затем этот воздух используется для накачивания шин различных транспортных средств. Воздушный компрессор имеет очень широкое применение в различных отраслях промышленности.

Содержание

Что такое воздушный компрессор?

Это устройство, которое сжимает газы до более высокого давления, а затем этот газ высокого давления используется для различных целей, таких как накачка шин, приведение в действие турбины или для выполнения какой-либо механической работы. Воздушный компрессор обычно приводится в действие электродвигателем, дизельным или газовым двигателем.

Принцип работы

Так как мы знаем, что воздух сжимаем, и нам нужно только какое-то механическое устройство, и для этого у нас есть воздушный компрессор. Он забирает воздух с одного конца, а затем сжимает этот воздух до высокого давления и доставляет его на другой конец для различных целей. Доступно так много марок воздушных компрессоров, как воздушный компрессор ремесленника, воздушный компрессор PORTER-CABLE и т. д. Все они работают по одному и тому же принципу, описанному выше.

Типы воздушных компрессоров

В зависимости от создаваемого давления

1. Воздушные компрессоры низкого давления (LPAC): Они могут нагнетать давление до 151 psi или меньше.
2. Воздушные компрессоры среднего давления: Может нагнетать давление от 151 до 1000 фунтов на кв. дюйм.
3. Воздушные компрессоры высокого давления (ВКВД): они имеют давление нагнетания выше 1000 фунтов на квадратный дюйм.

В зависимости от типа сжатия может быть классифицирован как

Объемный воздушный компрессор: поршневой, винтовой, пластинчато-роторный воздушный компрессор
Динамический объемный: центробежный и осевой воздушный компрессор

1. Объемный воздушный компрессор

В объемном компрессоре воздух всасывается в камеру объем которого уменьшается, чтобы сжать воздух. Когда в камере достигается максимальное давление, открывается выпускной клапан, и воздух сбрасывается в накопительный бак. Как только давление в накопительном баке достигает желаемого верхнего предела, компрессор останавливается. Сжатый воздух в баке используется для выполнения различных работ. Когда давление в баке достигает своего минимального предела, компрессор снова запускается и начинает процесс сжатия воздуха.

Объемный компрессор может быть следующего типа:

1. Поршневой или поршневой воздушный компрессор

Источник изображения

Это объемный компрессор, в котором поршень с шатуном и коленвалом используется для сжатия воздуха. Поршень совершает возвратно-поступательное движение в цилиндре и сжимает воздух.

Читайте также:

Как работает холодильник? — Самое простое объяснение
Что такое поршневой насос – определение, типы и работа?
Разница между ротационным и поршневым компрессором

2. Винтовой компрессор

источник изображения

В этом компрессоре происходит сжатие воздуха с принудительным вытеснением. В нем используются два спиральных типа винтов, соответствующих друг другу, при вращении он забирает воздух из атмосферы и направляет его в камеру, объем которой продолжает уменьшаться по мере вращения винта.

3. Ротационно-пластинчатый компрессор