Строительный каталог

Компрессор воздушный — виды и характеристики

В этой статье: история компрессоров; типы компрессоров; как сделать воздушный компрессор своими руками; критерии выбора компрессора; таблица потребностей некоторых пневмоинструментов в сжатом воздухе; сравнение поршневого или винтового компрессоров; чем отличается паспортная мощность отечественных и импортных компрессоров; от чего зависит ресурс компрессора.

Воздушный компрессор

На современных строительных площадках шумно — работают пневматические инструменты: грохочут пневмоперфораторы и отбойные молотки, шипят пистолеты лакокраски. При всей своей шумности это строительное оборудование значительно облегчает работу, одновременно улучшая ее качество — обойтись без компрессора на стройке сегодня никак не удается. Рынок предлагает воздушные компрессоры в большом разнообразии и для ориентирования на нем, для выбора компрессора нужных характеристик и предназначена эта статья.

Типы компрессоров

Задача любого компрессора — сжимать газ, в его роли может выступать обычный воздух, которым мы дышим. Воздушные компрессоры с производительностью до 100 кубометров в минуту подразделяются на два типа конструкции — ротационные (винтовые) и поршневые.

Первый поршневой компрессор создан около трех веков назад немцем Отто фон Герике — это был экспериментальный образец, приводимый в действие силой человека. Механический (паровой) компрессор был изобретен позже, около 1800 года, англичанином Джорджем Медхерстом и использовался при добыче угля. А первый пневматический перфоратор создал житель Англии Томас Кокран — он работал от сжатого пара и зачастую взрывался, нанося ожоги и травмы рабочим.

Отто фон Герике. Немецкий физик, инженер и философ.
Отто фон Герике. Немецкий физик, инженер и философ.

Современные поршневые компрессоры куда безопаснее — нет пара, а значит, нет угрозы получения ожогов. Этот тип компрессоров широко распространен, он работает практически по тому принципу, что и поршневой двигатель обычного авто, с той разницей, что в нем отсутствует фаза зажигания и иная схема газораспределения — сжимая воздух, поршни нагнетают его в ресивер, обратный путь воздуху преграждают клапаны.

Прототип винтового компрессора разработан в 1878 году, его автором был Генрих Кригар, инженер из Германии, его современный аналог — в 1932 году шведом Лисхольмом. Принцип работы компрессора такого типа — воздух нагнетают два винта (червячная винтовая пара). Они введены друг в друга — ведущий ротор-винт имеет четыре витка, у ведомого их шесть. Сжатие воздуха происходит в пространстве между витками червячной пары и стенками внешнего корпуса, поэтому все внутренние элементы камеры винтового компрессора должны быть выполнены с максимальной точностью. Сама камера заполнена маслом, которое: сводит к минимуму зазоры, «транспортирует» воздух, смазывает рабочие элементы и отводит тепло (рабочая температура масла устанавливается конкретным производителем, обычно ее диапазон — 80-900).

Привод для воздушных компрессоров обоих типов может быть как от электродвигателя, так от двигателя внутреннего сгорания. В зависимости от габаритов и назначения, компрессоры могут оснащаться колесной базой.

Воздушный компрессор своими руками — зачем покупать

Его вполне можно создать, если есть желание и склонность к технике — основным элементом в нем будет компрессор от холодильника. Сразу стоит отметить — на что-то большее, чем покраска и подкачка шин авто самодельный компрессор не сгодится, т.к. создаваемое им давление не превысит 5-6 атмосфер. Однако обойдется он куда дешевле заводских аналогов.

Основной элемент самодельного компрессора — одноименный агрегат от любого бытового холодильника. Его можно купить или извлечь из старого холодильного устройства, во втором случае понадобятся: бокорезы или плоскогубцы, отвертки «плюсовая» и «минусовая», пара ключей «на 12».

Как менять масло в самодельном воздушном компрессоре

Процесс извлечения компрессора холодильника: отмерив наибольшую длину медных трубок, идущих от компрессора к решетке радиатора, перекусить их бокорезами (плоскогубцами); отсоединить пусковое реле (пластиковая коробочка рядом с компрессором, у относительно современных моделей реле закреплено на самом компрессоре — его не нужно снимать), отсоединить в нем провод идущий к компрессору. Два заходящих в реле провода перекусываем кусачками, на корпусе или крышке реле нужно пометить, где до демонтажа был верх, а где низ.

Внимание: медные трубки нужно именно перекусить, не пытаясь перепилить их — малейшее попадание стружки внутрь компрессора и его ценность будет равна нулю, т.к. металлические песчинки нанесут серьезные внутренние повреждения при работе поршня, а извлечь их никак не удастся!

Теперь нужно отсоединить компрессор, для чего используем ключи «на 12». Все элементы крепления — болты, гайки, резиновые прокладки (если они еще пригодны) — забираем с собой.

Прежде, чем продолжить создание компрессора своими руками, нужно убедиться в работоспособности компрессора, извлеченного из холодильника. Если реле не было закреплено на корпусе компрессора, соединяем его разъемы с контактами компрессора в том же порядке, какой был до демонтажа. Корпус реле такого реле нужно временно закрепить на любой ровной и горизонтальной поверхности, воспользовавшись скотчем. Соединяем с вводами реле провод с вилкой — это «временный» провод, необходимый лишь для испытания работоспособности компрессора. Тщательно (это важно!) скручиваем оголенные провода между собой и обматываем поверху изолентой. Далее нужно разжать сплющенные при перекусывании концы медных трубок для свободного поступления воздуха.

По завершении всех этих операций, включаем компрессор в розетку — после небольшого хлопка, агрегат должен затарахтеть, при этом одна из его трубок будет всасывать воздух, а вторая выплевывать. Пометьте маркером, какая из трубок всасывает, а какая выдает воздух. Дайте компрессору поработать минут пять-десять — если он тарахтит без сбоев и внезапных отключений, значит исправен и пригоден для создания самодельного воздушного компрессора.

Продолжаем создавать самодельный компрессор

На очереди — приобретение необходимых материалов, для этого придется посетить авторынок. Требуется приобрести:

  1. Моторное масло (10w40, минеральное или полусинтетическое) — его нужно пол литра. Впрочем, можно использовать минералку или полусинтетику, остающуюся при смене масла в вашем авто;
  2. Захватите с собой кусок медной трубки от компрессора и купите под нее армированную маслобензостойкую трубку из резины — внутренний диаметр 4 мм, длина 1 м;
  3. 10 хомутов металлических, стяжных — диаметром немногим больше, чем диаметр резиновой трубки (это число хомутов больше, чем нужно — с запасом);
  4. Автомобильные фильтры для тонкой очистки топлива — две бензиновых и один дизельный (в первом гармошка из бумаги, во втором — сетка из синтетики);
  5. Силиконовый герметик маслобензостойкий — один тюбик. Проверьте его консистенцию — должен быть серого цвета и густой.

Следом посетите хозяйственный магазин, понадобится:

  1. Бытовой выключатель (такой же, какой используется для вкл/откл освещения) — одна клавиша, наружной (внешней) установки;
  2. Двойной электропровод и вилка для запитывания компрессора в сеть — лучше купить готовый комплект (двойная изоляция), длина провода около 2-х метров;
  3. 2 метра изолированного провода для реле давления;
  4. Реле воздушного давления (к примеру, РДМ-5);
  5. Набор водопроводных фитингов, в том числе переходники (через них пойдут практически все соединения);
  6. Кислородный редуктор (синий кран);
  7. Обратный клапан с диаметром и резьбой под фитинг-крестовину (не обязателен, но желателен).

Сейчас стоит ответить на вопрос — почему требуется именно моторное масло 10w40? На заводе-изготовителе компрессоров для бытовых холодильников этот агрегат заправляют минеральным маслом «веретёнка», предназначенным специально для него. В таком масле нет присадок, поскольку они не нужны, ведь система холодильника замкнута — 100% изолирована от окружающей атмосферы. Но для воздушного компрессора такое масло полностью не подходит, т.к. начинает реагировать с кислородом из воздуха (окисляться), засоряться пылью и впитывать влагу. В результате компрессор перегревается, натужно шумит, его поршни быстро изнашиваются и вскоре их ждет неминуемое заклинивание. Кроме того — минеральное масло при работе воздушного компрессора улетучивается, следуя за потоком воздуха, его уровень в компрессоре быстро снижается.

Как менять масло в самодельном воздушном компрессоре

Из корпуса компрессора выходят три трубки — всасывающая воздух, выдающая его и трубка с запаянным отверстием, через которую на заводе было залито масло. Вот эту запаянную трубку и нужно вскрыть, сделав круговой надрез напильником немного ниже от запаянного конца — слегка надпилить, не пропиливая до конца! Затем нужно раскачать и сломать трубку по линии надпила, после надлома удалить запаянный фрагмент трубки и обстучать место надлома небольшим молотком («прибиваем» заусенции). Остается только слить масло из компрессора в подходящую емкость.

Внимание: компрессор без масла в системе включать нельзя!

Полностью удалив старое масло из агрегата, нужно залить новое (около 300 грамм). Единственный способ сделать это без разлива масла — большой шприц, набираем в него масло и понемногу вливаем во вскрытую трубку.

Компрессор своими руками

После заправки маслом отверстие в трубке нужно перекрыть, иначе оно будет тянуть/выдавать воздух. Для этого лучше использовать саморез достаточного диаметра, предварительно надев на него резиновую прокладку.

Компрессор своими руками — готовим ресивер

Без ресивера никак не обойтись, его функции заключаются в выравнивании воздушного давления, подаваемого поршневым компрессором скачкообразно. Кроме того, баллон ресивера будет улавливать капли и пары масла. Для самодельного ресивера идеально подходит баллон (от 5-ти литров) из-под огнетушителя емкостью, лучше углекислотного, т.к. он не имеет сварных швов. С баллона требуется полностью удалить краску, сделав это одним из этих способов.

Сборка самодельного компрессора

Загляните с фонариком внутрь баллона — если на внутренней части днища будут следы ржавчины, следует их полностью удалить. Это необходимо, поскольку в ходе работы самодельного компрессора давление многократно ускорит процесс ржавления — для удаления используем химсоставы с ортофосфорной кислотой или танином.

Корпус бывшего огнетушителя после удаления краски тщательно зачищаем шкуркой, затем красим баллон-ресивер новой краской.

Сборка самодельного компрессора

В отверстие бывшего огнетушителя нужно ввинтить переходник, предварительно обмотав резьбу фум-лентой (все последующие соединения производить с подмоткой фум-лентой), в него — фитинг-крестовину. В ее верхний вывод (через переходник) нужно установить реле давления, сбоку (также через переходник) — дизельный фильтр тонкой очистки, затем кислородный редуктор. В свободный вывод крестовины ставим переходник, обратный клапан и фитинг для ввода маслобензостойкой трубки (затягиваем хомутом), второй ее конец закреплен хомутом на медной трубке выдачи воздуха компрессора. Установка обратного клапана полностью исключит обратную подачу сжатого воздуха в компрессор. Для полной уверенности в отсутствии протечек в местах соединений, промазываем их силиконовым герметиком.

На медную трубку компрессора, через которую в него всасывается воздух, устанавливаем бензиновый фильтр тонкой очистки топлива, второй бензиновый фильтр ставим на выводе из компрессора (врезаем в резиновый шланг между компрессором и ресивером), стягиваем хомутами. Подсоединяем провода к реле давления, их концы соединяются последовательно с кабелем питанием компрессора — после выключателя, замыкая/размыкая только один провод. Задача реле давления — разомкнуть цепь питания компрессора, если давление в ресивере превысит заданное и замкнуть цепь обратно, если давление ниже заданного.

К выходу кислородного редуктора закрепляем армированный пвх-шланг необходимой длины, к нему подсоединяем пистолет для лакокраски или для подкачки шин — словом то приспособление, функции которого необходимы в данный момент.

Итак, компрессор создан, что называется, своими руками и готов к работе. Для большего удобства необходимо закрепить его элементы на колесной базе — к примеру, на раме из уголка, соединив компрессор холодильника, ресивер и раму двумя лентами металла с помещенными под них резиновыми подкладками, подтянув ленты болтами.

Самодельный компрессор — эксплуатация и обслуживание

Следите, чтобы компрессор не перегревался — за полчаса он прогревается в среднем до 450С и эта температуре вредит ему, поэтому делаем перерывы в работе.

Один раз за год следует проводить полную замену фильтров и масла, слить масло из ресивера (оно там будет, так что — сливайте). Несмотря на нежелание проводить частичную разборку внешне исправно работающего компрессора, делать это обязательно!

Как выбрать действительно необходимый компрессор

Прежде всего, нужно оценить предстоящую загруженность компрессора — будет ли он работать полные 8-12 часов или потребность в нем возникает периодически. Стоимость компрессоров, внешне схожих по ряду параметров (объем ресивера, мощность, энергопотребление) может отличаться многократно, в зависимости от типов сравниваемых агрегатов.

При выборе модели компрессора следует обратить внимание на:

  • давление воздуха, создаваемое им (указано в барах, атмосферах или кг/см2). В документации приводятся параметры рабочего и максимального давлений, первое означает давление при максимальном КПД (может не указываться, т.е. производитель гарантирует равенство максимального и рабочее давлений), второе — наибольшее давление, допустимое для данного компрессора. Нюанс: чаще всего производитель не указывает временной период, в течение которого компрессор может вырабатывать максимальное давление, соответственно, эта цифра верна лишь отчасти. Кратковременный пик мощности для дешевых компрессоров не может поставить их в один ряд с дорогими агрегатами, способными держать максимальное давление часами.
  • производительность за единицу времени (указывается в м3/час, л/мин либо м3/мин). Для продукции зарубежного производства этот показатель означает объем воздуха, поглощенный компрессором из атмосферы, для отечественной продукции — объем воздуха, выходящий из компрессора (ГОСТ 28567-90). Расчет производительности по ГОСТу даст меньшие цифры данных, чем производительность всасывания — причина в потерях объемов воздуха в клапанах нагнетания (всасывания) поршневого компрессора, образование «мертвых» объемов воздуха в рабочей полости этого агрегата. Фактическая производительность компрессора «на выходе» отличается от объемов «на всасывании» на 30-40% в меньшую сторону, т.е. мощность, заявленная в паспорте любого импортного компрессора, ниже, чем у аналогичных отечественных моделей.

Выбирая компрессор по мощности нужно суммировать потребности в сжатом воздухе для всех одновременно подключаемых к нему пневматических приборов и помнить, что нагружать агрегат более чем на 70% от мощности «по паспорту» нельзя — начнет сбоить от перегрузки. Добавьте к своим реальным потребностям в сжатом воздухе еще 150-200 л/мин — компрессор такой мощности будет лучшим выбором.

Потребность в сжатом воздухе некоторых пневматических инструментов:

Наименование Давление, P (бар) Средний расход воздуха, G (л/мин)
(для отечественных компрессоров)
Средний расход воздуха, G (л/мин)
(для импортных компрессоров)
Пистолет покрасочный 4 240 400
Гвоздевбиватель 4 140 200
Шуроповерт 6 290 410
Пневмозубило 6 400 460
Отрезная машинка 6 1200 1700
Пневмосверло 6 700 1000
Гайковерт 6 700 1000
Отбойный молоток 6 1300 1900
Перфоратор 6 3400 4800

Поршневой или винтовой компрессор

Аргументы в пользу поршневого компрессора:

  • дешев, по сравнению с винтовым аналогичной мощности– в 5, а то и в 10 раз;
  • устойчив к эксплуатации в условиях загрязнений (низкая вероятность заклинивания от пыли);
  • меньше греется и выделяет тепло;
  • з/части и профилактика обходятся дешевле, чем у винтового компрессора;
  • идеален, если потребность в компрессоре возникает лишь периодически. Ему не страшны частые циклы включения/отключения.

Аргументы в пользу винтового компрессора:

  • в разы превосходит поршневые компрессоры по показателям моторесурса, долговечности и надежности, весу и габаритам;
  • минимальный уровень шума, практически полное отсутствие вибрации — не требует отдельного помещения и фундамента особой конструкции;
  • идеален в условиях высокой производительности (нагрузки);
  • его КПД выше на 25%, чем у любого поршневого;
  • содержит малое число быстро изнашиваемых деталей в своей конструкции — экономичен в обслуживании;
  • допускает удаленное управлении (через микропроцессор) по любым каналам связи.

Критерии выбора компрессора — нюансы

Если сравнивать компрессор, содержащий в системе масло и безмасляный — ресурс первого типа выше, но потребуется фильтрация паров и капель масла на выходе воздуха.

Емкость ресивера не так важна, как это выглядит на первый взгляд — куда важнее изучить характеристики компрессора, от которых и будет зависеть его фактическая производительность. Кстати, некоторые производители предлагают компрессоры без ресиверов — убедитесь, что емкость для сжатого воздуха входит в комплект данной модели, иначе придется докупать баллон ресивера отдельно (для операций с пневматическим инструментом, не требующим высокого давления, и при достаточной производительности компрессора, можно обойтись без ресивера).

Выясните, какой тип охлаждения применяется в данной модели компрессора — если это водяное охлаждение, следует узнать расчетный расход воды за определенный промежуток времени.

Для определенных газов требуются определенные модели компрессоров — они не универсальны!

Ременной привод в конструкции поршневого компрессора делает его более долговечным, позволяя работать на низких оборотах при полном сохранении производительности. Компрессоры с ременным приводом относятся к «полупрофессиональным» и могут создавать на выходе давление в 16 бар.

Ресурс определяется, прежде всего, рабочей температурой головки компрессора — эти данные в паспорте агрегата «традиционно» не указываются. Однако судить о величине рабочей температуры можно по частоте вращения коленчатого вала — чем выше число оборотов, тем более высокая температура головки компрессора. Соответственно, среди агрегатов одинаковой производительности стоит выбрать ту модель, в паспорте которой заявлено меньшее число оборотов — дольше прослужит.

© Абдюжанов Рустам, специально для рмнт.ру

20.05.11

Яндекс Дзен Присоединяйтесь к нам на канале Яндекс.Дзен

Обсудить  /  9

Материалы из сети:

Закрыть

Строительный каталог