Kompressoreid on palju erinevaid, nagu kerimiskompressorid, kolbkompressorid, kruvikompressorid ja tsentrifugaalkompressorid, kuid need kõik teevad sama asja: suruvad õhku kokku.
Aga kuidas õhukompressorid täpselt töötavad? Kuidas surutakse õhku sõltuvalt kompressori tüübist erinevalt? Ja mis siis ikkagi on?
Alustame viimasest päringust ja tegeleme sellega.
Õhuvoolu suurus sõltub suruõhu kavandatud kasutusest. Rõhk, kiirus ja ümbritseva õhu kvaliteet on neist teguritest kõige olulisemad. Kõik kompressorid suruvad õhku sarnaselt kokku, kuid iga tüübi spetsiifilised protseduurid on ainulaadsed. Vajaliku kompressori tüüp sõltub osaliselt sellest, milleks suruõhku kasutatakse, kuna eelnimetatud variatsioonid võivad piirata nende tekitatava õhuvoolu erinevate mõõtmete praktilisi väärtusi.
Esimese küsimuse võib uuesti läbi vaadata nüüd, kui saame paremini aru, miks kompressori tüüp on oluline. Kuid enne selle juurde asumist uurime kiiresti, kust õhukompressorid energiat saavad.
Kompressorite esmased energiaallikad
Suruõhku saab kasutada mitmesuguste tööriistade ja instrumentide toiteks, kuid kompressor ise vajab töötamiseks toidet. Kompressorid saavad tavaliselt energiat järgmistest allikatest:
Väiksemaid väliskompressoreid toidavad sageli bensiinimootorid. Tavaliselt on nende väljund väiksem kui 50 cfm (1,4 m3/min), mida mõõdetakse kuupjalgades minutis. Neid kantakse käsitsi (sageli tohutus kohvrilaadses ratastel konteineris).
Välitingimustes, näiteks äriehituses, kasutatavad suuremad kompressorid töötavad sageli diiselmootoritega. Komplektis on kompressorid, mis on püsivalt paigaldatud ja mida ei saa vooluvõrku ühendada. Diislikütusel on rohkem energiat mahu kohta kui bensiinil, mis muudab diiselmootorid kütusesäästlikumaks.
Siseruumides kasutatavad kompressorid töötavad elektrimootoritega ja nende rakendused ulatuvad isetegemistöödest kuni suuremahuliste tööstuslike operatsioonideni, nagu tootmine tehastes. Ühefaasilist võimsust kasutatakse tavaliselt kodudes ja väikestes kauplustes kompressorite jaoks, samas kui kolmefaasilist võimsust kasutatakse suuremate kaupluste ja tööstuslike tegevuste jaoks.
Õhu surumine: põhialused
Sisselaske, kokkusurumine, integreeritud salvestus, integreeritud jahutus ja tühjendus on õhu kokkusurumise peamised etapid, kuigi mitte kõik kompressorid ei vaja integreeritud ladustamist või jahutust.
1. Sissevõtt
Õhu kokkusurumise protsessi esimene samm on loomulikult õhu sissevõtmine. Õhu sisselaskeklapp võimaldab välisõhul siseneda kompressorisse sisselaskeprotsessi ajal.
Filter paigaldatakse tavaliselt enne õhu sisselaskeklappi, et kaitsta kompressorit prahi ja tolmu eest.
2. Kokkusurumine
Seejärel väljub suruõhk survekambrist.
• Kui õhk on kokku surutud, muundub jõuallika kineetiline energia potentsiaalseks energiaks.
Kui jõuame kompressoritüüpide juurde, vaatame lähemalt, kuidas igat tüüpi kompressorid seda saavutavad, kuid praegu teadke, et kõigi kompressorite aluseks on kaks põhiideed.
Nihestus
Kompressorid kasutavad kas positiivset nihket või dünaamilist nihet (mõnikord nimetatakse ka mittepositiivseks nihkeks), et suruda õhku väiksemaks mahuks.
• Kompressorid, mis kasutavad positiivset nihkumist, et suruda rohkem õhku antud ruumist välja.
• Nihkumine liikumises Kompressorid (tuntud ka kui mittepositiivne nihe) on seadmed, mis tõstavad õhurõhku, suurendades õhu kiirust (ja seega ka selle kineetilist energiat) ja seejärel taas aeglustades.
Õliga määritud vs õlivabad kompressorid
Kõik kompressorid, olenemata kasutatavast meetodist, on õliga määritud või õlivabad.
• Õliga määritavad kompressorid (tuntud ka kui õliga üleujutatud kompressorid) kasutavad kompressioonikambris õli erinevatel eesmärkidel, sealhulgas määrimiseks, tihendamiseks ja jahutamiseks. Õhu kokkusurumine põhjustab väikese koguse õli sattumist õhku. Olenevalt lõppeesmärgist ei pruugi see olla parim suruõhu kasutamine.
• Kui kompressioonikambris õli ei kasutata, nagu õlivabades kompressorites (tuntud ka kui õlita kompressorid), ei eraldu õli õhuvoolu.
See aga ei välista õli kasutamist survemehhanismi mis tahes aspektis (näiteks laagrid vajavad tõhusaks toimimiseks õli).
3. Integreeritud salvestusruum
Pärast kokkusurumist suunavad mõned kompressorid suruõhu otse sisseehitatud vastuvõtupaaki (tuntud ka kui säilituspaak või õhupaak).
Kompressorite tüüpe käsitletakse üksikasjalikult, nagu ka paljusid integreeritud mälurakendusi. Siiski kehtivad kaks selgitust.
• Piiratud töötsükliga kompressoritel, erinevalt pidevast töötsüklist, on sisseehitatud hoiuruum, mis tagab õhu alati kättesaadavuse, isegi hoolduse ajal.
• Vähendatud võimsusega töötamise ajal õhule juurdepääsu tagamiseks sisaldavad moduleerivad kompressorid (kompressorid, mille juhtseadised võimaldavad vähendada võimsust) salvestusruumi.
Pidage meeles, et moduleerivad kompressorid ei ole samad, mis piiratud töötsükliga kompressorid.
• Piiratud töötsükliga kompressorid lülituvad välja, kui need liiga kauaks tööle jäetakse. (Kuigi see ei ole see, kuidas suuremahulised kaubanduslikud ja tööstuslikud kompressorid toimivad, on see tüüpiline kodudes ja töökodades kasutatavatele väiksematele kompressoritele.)
• Moduleerivad kompressorid võivad vajaduse korral pidevalt töötada, kuid vähese nõudlusega perioodidel võivad energia säästmiseks vähendada ka oma võimsust.
4. Integreeritud kliimaseade
Kui õhku pigistada, tekitab see soojust. Kuigi õhku ei ole vaja enne kompressorist väljutamist jahutada, on enamikul kolmefaasilistel elektrikompressoritel ja teatud diiselkompressoritel (mis tahes liiki) selleks sisseehitatud järeljahutid.
Jahutatud õhuvoolust kondenseeruva niiskuse kogumiseks paigaldatakse veeseparaatorid järeljahutitega kompressoritesse.
5. Tühjenemine
Pärast seeria kuivatite ja filtrite läbimist (näiteks seadmeõhk tootmisettevõttes) vabastatakse õhk läbi tühjendusklapi ja saadetakse teele.
Õhu surumine erinevate kompressoritega
Kõik õhukompressorid töötavad sarnaselt, kuid peenemates punktides on olulisi erinevusi. Vaatame lühidalt, kuidas toimivad neli laialdaselt kasutatavat tihendusmeetodit ja kuidas see mõjutab olulisi ülesandeid.
1. Scrollide kompressorid
Positiivse nihkega õlivabu kompressoreid tuntakse kerimiskompressoritena.
Kokkusurumine
Kerimiskompressoril on kaks rulli, mis on õhu kokkusurumiseks põimitud. Disain võib nõuda, et mõlemad rullid pöörleksid paralleelselt või üks jääks paigale. Õli pole vaja, sest rullid hoitakse kogu aeg lahus.
Kuna rullid liiguvad pideva ja katkematu liikumisega, töötavad kerimiskompressorid vaikselt, minimaalse vibratsiooniga ja õhuvoolus impulsse tekitamata.
Suurim õhuvool, mida kerimiskompressor suudab käsitseda, on märkimisväärne puudus. Kuigi teoreetiliselt saab rullkompressori skaleerida lõputult, määrab selle praktilise piiri (vähemalt tõhusa õhu tootmise osas) vajalike rullide läbimõõt. Nende maksimaalne voolukiirus on kõigist siin käsitletud kompressoritüüpidest madalaim.
Integreeritud mälu
Kerimiskompressorid ei vaja sisseehitatud salvestusruumi, välja arvatud juhul, kui nad kasutavad modulatsiooni, kuna need toodavad impulsivaba õlivaba õhku.
2. Rotary-vortex kompressorid
Õlimääritavad või õlivabad kolbkompressorid (tuntud ka kui kolbkompressorid) on töömahuga kompressorid.
Kokkusurumine
Automootori survekamber on hea analoogia kolbkompressori jaoks. Kolvi ülespoole liikumise ajal moodustub vaakum, mis võimaldab õhul survekambrisse siseneda. Allakäigul surutakse õhk kokku ja väljutatakse kambrist. Mõned konstruktsioonid kasutavad kahte kokkusurumisetappi, kus esimeses etapis purustatud õhku surutakse teises etapis veelgi kokku, et saavutada tõhusalt kõrgemaid rõhku ja suuremaid mahtusid.
Kolbkompressorid on siin käsitletud kompressoritüüpidest kõige valjemad, sarnaselt automootori heliga.
Kolbide sujuv liikumine on nende jätkuva tõhususe tagamiseks hädavajalik. Need peavad olema määritud, võimaldades vähesel määral õli sattumist õhku, või kaetud materjaliga, mis vähendab hõõrdumist.
Kambrist väljuval õhul on pigem "impulss", mitte ühtlane vool ja rõhk, kuna kokkusurumine toimub ainult poole töötsükli jooksul.
Integreeritud mälu
Kolbkompressorid vajavad alati integreeritud hoiuruumi, isegi kui nad ei kasuta õli, sest nende kokkusurumismehhanism põhjustab õhuvoolus impulsi. Tõmbates õhku pigem vastuvõtjapaagist kui survekambrist, saab õhuvoolus hoida ühtlase voolu ja rõhu.
3. Pöörlevad kruvikompressorid
Õlimääritavad või õlivabad kruvikompressorid on töömahuga kompressorid.
Kokkusurumine
Pöördkruve kasutavatel kompressoritel on kaks spiraalset kruvi (rootorit), millel on kogu pikkuses labad. Õhu kokkusurumine hõlmab selle surumist suuremalt mahult väiksemale, kui see liigub mööda kompressori labade pikkust. Nagu ka pöördkompressorite puhul, kasutavad mõned konstruktsioonid kahte kokkusurumisetappi, et saavutada tõhusalt kõrgemat rõhku ja suuremat mahtu
Õhuvoolu juhitakse väike kogus õli, kuigi õliga määritavate kruvikompressorite puhul on see tühine, sest rootorite vahede tihendamiseks kasutatav vedelik võimaldab ka ühel rootoril teist juhtida.
Õlivabad kruvikompressorid kõrvaldavad vajaduse vedeliku järele, tuginedes ajastustele, mille tolerants on rootori labade vahel väga väike.
Rootorite pidev pöörlemine tagab ühtlase õhuvoolu ilma märgatavate kõikumisteta. Seda tüüpi kompressorid on vaiksemad kui kolbkompressorid, kuigi siiski mitte nii vaiksed kui kerimiskompressorid.
Integreeritud mälu
See, kas pöörlev kruvikompressor on õliga määritud või õliga üleujutatud, määrab, kas see vajab integreeritud ladustamist või mitte.
• Osa kokkusurumisprotsessis kaotsi läinud õlist ringlussevõtuks vajavad õliga üleujutatud kruvikompressorid sisseehitatud hoiuruumi vastuvõtupaagi kujul.
• Kuna tagasivõtmiseks pole õli, ei vaja õlivabad kruvikompressorid sisseehitatud salvestusruumi, välja arvatud juhul, kui need kasutavad modulatsiooni.
4. Pöördkruvikompressorid
Tsentrifugaalkompressorites pole õli nende dünaamilise nihkega konstruktsiooni tõttu vaja.
Kokkusurumine
Õhukiiruse esialgseks suurendamiseks toetuvad tsentrifugaalkompressorid kiiresti pöörlevale tiivikule. Seejärel surutakse õhk läbi difuusori, kus selle kiirus väheneb ja rõhk tõuseb. Kuna õhuvoolu õlitamine pole vajalik, siis seda survekambris ei tehta. Tööratta pöörlemise ajal tekib pidevalt õhku, mistõttu õhuvool ega rõhk ei pulseeri.
Integreeritud mälu
Kui modulatsiooni ei kasutata, ei ole tsentrifugaalkompressorite integreeritud salvestusruum vajalik, kuna need toodavad impulsivaba õlivaba õhku.
Uurige enne ostu sooritamist
Kuigi kompressorite töö tundmine aitab potentsiaalseid mudeleid kitsendada, tuleb mõelda ka muudele teguritele, nagu energiatõhusus, hoolduskulud, eeldatav tööaeg ja nii edasi. Valige oma vajadustele sobiv kompressor kohaliku edasimüüja asjatundlikkuse abil.
