Клапан минимального давления для компрессора принцип работы

Конструкция/устройство винтового компрессора

В данной статье мы расскажем об основных элементах конструкции винтового компрессора и о его устройстве.

В настоящее время производством винтовых компрессоров занимается достаточно большое количество компаний по всему миру. Однако, как автомобиль состоит из кузова, двигателя и трансмиссии, так и винтовой компрессор разных производителей состоит из компонентов, имеющих различия в конструкции, но выполняющих одну и ту же задачу при работе агрегата.

Любой винтовой компрессор может быть схематично представлен следующим образом:

Основные элементы винтового компрессора

1 – входной фильтр

2 – всасывающий клапан

3 – винтовой блок

5 – масляный резервуар

7 – клапан минимального давления

9 – масляный фильтр

10 – воздушный радиатор

11 – масляный радиатор

13 – обратный клапан

14 – сетчатый фильтр

15 – выход сжатого воздуха

Входной фильтр

На входе винтового компрессора обязательно устанавливается фильтр, задачей которого является предотвращение проникновения в компрессор вместе с засасываемым воздухом пыли и твердых механических частиц.

Он представляет собой, как правило, цилиндрический патрон из гофрированной бумаги и может устанавливаться как открыто, так и в корпусе.

Воздушный фильтр винтового компрессора

Размер ячейки входного фильтра в большинстве случаев составляет 10 мкм, а площадь его поверхности соответствует производительности компрессора.

Всасывающий клапан

Наличие на входе винтового компрессора всасывающего клапана (иногда его еще называют регулятором всасывания) является отличительной особенностью компрессоров данного типа. Закрытие и открытие всасывающего клапана позволяет легко переводить компрессор в режим холостого хода и работы под нагрузкой соответственно.

Запорный элемент всасывающего клапана имеет вид поворотного (заслонки) или поступательно двигающегося диска с уплотнением. Положение запорного элемента изменяется под действием сжатого воздуха, подаваемого во внутренний или внешний пневмоцилиндр из масляного резервуара через управляющий электромагнитный клапан.

Всасывающий клапан винтового компрессора

Всасывающий клапан винтового компрессора

Запуск винтового компрессора всегда происходит при закрытом всасывающем клапане. Но для того, чтобы в масляном резервуаре произошло накопление сжатого воздуха с давлением, достаточным для последующего воздействия на поршень управляющего пневмоцилиндра, всасывающий клапан имеет канал небольшого сечения с обратным клапаном.

Винтовой блок

Основным рабочим элементом компрессора является винтовой блок, в котором собственно и происходит процесс сжатия всасываемого через входной фильтр воздуха.

В корпусе винтового блока расположены два вращающихся ротора – ведущий и ведомый. При их вращении происходит движение воздуха от всасывающей стороны к нагнетающей с одновременным уменьшением объема межроторных полостей, т.е. сжатие.

Принцип сжатия воздуха в винтовом блоке

Зазор между роторами уплотняется находящимся в корпусе винтового блока маслом. Масло также служит для смазывания подшипников и отвода тепла, образующегося при сжатии воздуха.

Также существуют безмасляные винтовые компрессоры классического исполнения (без уплотняющей жидкости) и с водяным впрыском в камеру сжатия вместо масла.

Электродвигатель

Для передачи вращения ведущему ротору винтового блока, как правило, используется обычный трехфазный асинхронный электродвигатель.

Исключение составляют мобильные винтовые компрессоры, в которых в качестве источника вращения используется дизельный двигатель.

Вращение от вала двигателя ведущему ротору винтового блока может передаваться как при помощи клиноременной передачи:

или через муфту с эластичным элементом (так называемый «прямой привод»).

В некоторых случаях применяется шестеренчатый привод (в компрессорах большой производительности).

Нередко бывает необходимо регулировать производительность винтового компрессора, изменяя частоту вращения вала двигателя. В этом случае электропитание двигателя осуществляют при помощи специального устройства – частотного преобразователя.

Применение частотного преобразователя позволяет в широких пределах регулировать производительность винтового компрессора в зависимости от реальной потребности в сжатом воздухе, не прибегая к переводу агрегата в режим холостого хода закрытием всасывающего клапана.

Масляный резервуар

Масляный резервуар играет очень важную роль в работе винтового компрессора:

• выполняет роль первичного аккумулятора сжатого воздуха;
• увеличивает объем масляной системы компрессора и, соответственно, количества масла, необходимого для эффективного отвода тепла, образовывающегося при сжатии воздуха;
• работает, как отделитель основной массы масла от сжатого воздуха, т.к. масло-воздушный поток попадает в резервуар из винтового блока по касательной к его цилиндрической поверхности – как бы «закручивается».

Сепаратор

Для того, чтобы выходящий из винтового компрессора сжатый воздух содержал минимальное количество масла, в его конструкции обязательно применяется сепаратор.

Сепаратор может быть внешним (в компрессорах небольшой мощности) и встроенным в масляный резервуар.

Внешний вид встроенного сепаратора:

Сепаратор в разрезе с указанием потока масла и воздуха:

Сепаратор в разрезе

Благодаря наличию в конструкции винтового компрессора сепаратора содержание масла в сжатом воздухе на выходе не превышает 3 мг/м3.

Клапан минимального давления

Для нормальной циркуляции масла при работе винтового компрессора необходимо, чтобы давление в масляном резервуаре не опускалось ниже определенного минимально необходимого уровня.

Когда в магистрали, на которую работает винтовой компрессор, уже присутствует давление, это условие выполняется. А вот в случае, когда компрессор используется для заполнения пустого воздухосборника, для создания в масляном резервуаре повышенного давления используется клапан минимального давления.

Клапан минимального давления

Клапан минимального давления в разрезе:

Клапан минимального давления в разрезе

Этот клапан открывается при давлении на его входе, превышающем определенное значение, которое задается регулировкой сжатия закрывающей клапан пружины. Типичным для винтовых компрессоров давлением открытия клапана является значение 4÷4,5 бар.

Термостат

В винтовом компрессоре, как и в двигателе автомобиля, существует два круга системы охлаждения – малый и большой.

Сразу после запуска компрессора масло в нем циркулирует по малому кругу, что обеспечивает довольно быстрый рост температуры. Это необходимо, чтобы при сжатии воздуха не происходило выпадение конденсата и смешивание его с маслом, значительно ухудшающее его эксплуатационные свойства.

Малый круг охлаждения

После достижения определенного значения температуры масла термостат открывается, направляя поток циркуляции по большому кругу – через охлаждаемый вентилятором радиатор.

Большой круг охлаждения

Как правило, открытие термостата начинается при температуре масла +55°С и полностью завершается при температуре +70°С.

Масляный фильтр

В процессе работы винтового компрессора в масле могут присутствовать механические примеси – продукты износа движущихся частей и частицы пыли, размер которых меньше размера ячейки входного фильтра.

Для очистки масла от этих примесей в циркуляционный контур компрессора включается масляный фильтр.

Масляный фильтр в разрезе

Воздушный радиатор / Масляный радиатор / Вентилятор

Для охлаждения сжимаемого винтовым компрессором воздуха его пропускают через радиатор, который обдувается вентилятором. Температура сжатого воздуха на выходе компрессора, как правило, превышает температуру окружающей среды не более, чем на 20÷30 °С.

Для охлаждения циркулирующего в компрессоре масла служит масляный радиатор. Обычно воздушный и масляный радиаторы объединены в единый блок и обдуваются одним вентилятором (двумя в компрессорах большой мощности).

Обычно вентилятор приводится в действие отдельным электродвигателем.

В небольших компрессорах зачастую для обдува радиаторов используется вентилятор, входящий в состав приводного двигателя.

Вентилятор охлаждения на двигателе

Обратный клапан / Сетчатый фильтр

Масло, отделяемое от сжатого воздуха в сепараторе, требуется вернуть в циркуляционный контур компрессора. Для этого используется специальная масловозвратная линия, имеющая в своем составе обратный клапан и сетчатый фильтр.

Для того, чтобы процесс возврата масла можно было наблюдать в реальном времени (это необходимо в диагностических целях), некоторые детали масловозвратной линии выполняют прозрачными.

Выход сжатого воздуха

На выходной патрубок винтового компрессора необходимо установить запорный кран, позволяющий отключить компрессор от магистрали сжатого воздуха на время проведения технического обслуживания или ремонта.

Также для соединения выхода компрессора с магистралью рекомендуется использовать гибкое соединение (металлорукав) для устранения влияния температурных и вибрационных деформаций трубопровода на соединение.

Клапаны для компрессора – какие бывают

Воздушный компрессор — это агрегат, принцип действия которого основан на сжатии и подачи воздуха к пневматическому оборудованию под необходимым давлением. Такие установки являются незаменимым элементом как в быту, так и в промышленности, являясь автономно функционирующей технической единицей или будучи включенными в более сложные электроприборы (например, климатическое либо холодильное оборудование). Принципиальная схема любого компрессора включает рабочую камеру и систему клапанов. А поскольку данные аппараты, как и любые другие механизмы, могут ломаться, то необходимо знать, как они устроены, какие бывают клапаны, как правильно их выбрать или изготовить самостоятельно. Обо всем этом – в материале далее.

Разновидности и принцип работы клапанных механизмов

В настоящее время наиболее распространенными видами компрессоров являются винтовые и поршневые установки. При этом винтовые компрессоры, например, выпускаемые белорусским заводом REMEZA, нашли широкое применение в различных отраслях промышленности, а поршневые — в быту. Последние можно встретить как в гаражах автолюбителей (компрессоры типа СО-7Б, Форте VFL-50 и др.) так и в системах жизнеобеспечения рыбок в аквариумах (компрессоры Resun и др.), а также в бытовом пневмоинструменте.

Поршневые компрессоры отличаются простотой конструкции и сравнительно небольшим количеством деталей и узлов. Существует много самых разнообразных конструкций таких компрессорных установок, оснащенных специальными пластинчатыми клапанами, регулирующими процесс всасывания и нагнетания воздуха во время работы. В зависимости от назначения компрессорных установках (их производительности, мощности и рабочего давления) можно встретить клапанные механизмы трех видов:

• дисковые — их пластины могут изготавливаться как из металла, так и из высококачественных полимеров, в том числе и армированных;
• кольцевые — детали для них изготавливают из чугуна, стали или цветных металлов (выбор материала определяется типом компрессора);
• тарельчатые — пластины для этого вида клапанов изготавливают из полимерных материалов, а используют их в компрессорах, работающих с загрязненными средами.

Впускной и выпускной клапаны

Впускные и выпускные клапанные узлы играют такую роль в работе компрессорного оборудования.

1. Движение поршня к нижней мертвой точке вызывает втягивание воздуха через открытый всасывающий клапан.
2. При достижении нижней точки поршень начинает движение в обратном направлении. При этом всасывающий клапан закрывается, и воздух, который находится в герметичной камере, под действием давления поршня начинает уменьшаться в объеме.
3. При приближении к верхней мертвой точке открывается нагнетательный клапан, и сжатый под большим давлением воздух начинает поступать в ресивер.
4. Вытеснив воздух из камеры, поршень снова начинает движение к нижней мертвой точке, и рабочий цикл повторяется.

Разгрузочный и предохранительный клапаны

Таким образом, компрессор цикл за циклом накачивает воздух в ресивер до достижения заданной величины давления. Следит за этим процессом специальное реле-регулятор давления (прессостат), управляющее работой электродвигателя путем включения и выключения его в зависимости от степени сжатия воздуха. Как правило, в состав прессостата входит и стартовый разгрузочный клапан. Подключают прессостат между выходом компрессорной головки и обратным клапаном (обратником), который соединен с ресивером и удерживает находящийся там сжатый воздух.

Важно! За сброс давления воздуха отвечает предохранительный клапан. В его функции входит: обеспечивать плавный запуск компрессора и препятствовать возврату сжатого воздуха в камеру сжатия после отключения двигателя.

Необходимое пневмооборудование подключается непосредственно к ресиверу, который может дополнительно оснащаться различными устройствами (сепараторы, фильтры, выравниватели давления и пр.).

Обратный клапан

Обратный клапан (обратник) — это устройство, пропускающее сжатый воздух только в одном направлении. Конструктивно он собран (см. рис.) в металлическом корпусе (поз. 3), внутри которого размещаются:

• внутренний затвор (поз. 6), перекрывающий входное отверстие;
• пружина (поз.4), прижимающая резиновое кольцо (поз.5) к седлу затвора;
• входной штуцер (поз.7);
• пробка (поз.1) с уплотняющей прокладкой из картона (поз.2) (пробка дает возможность разобрать обратник для ремонта или технического обслуживания).

На заметку! Обратный клапан имеет отвод для подключения его к ресиверу и небольшое ответвление для подключения прессостата.

Принцип действия

Работает клапан обратного действия следующим образом. Проходя через выпускной клапан поршневого цилиндра, сжатый воздух попадает в обратник через входной штуцер (поз.7). Достигнув определенного давления, воздух поднимает внутренний затвор (поз.6) и через полость в корпусе (поз.3) проходит в накопительную емкость ресивера. При выключении компрессора пружина (поз.4) возвращает внутренний затвор на место, перекрывая путь воздуху из ресивера обратно в поршневой цилиндр.

Разновидности

На отечественном рынке можно встретить компрессоры с обратниками, изготовленными из трех разных материалов: алюминия, пластмассы и латуни. При этом алюминиевая деталь отличается от своих аналогов высокой надежностью и долговечностью. Она встраивается внутрь воздуховода, который соединяет поршневой цилиндр с ресивером, и способна работать в условиях воздействия высокой температуры (до 200°С). Тогда как пластмассовый обратник устанавливают в бюджетных моделях, работающих при невысокой температуре рабочей среды. Что касается клапанов, изготовленных их латуни, то они получили широкое распространение. Такие обратники достаточно надежны и прекрасно сохраняют свои рабочие характеристики в тех случаях, когда температура воздуха при сжатии не превышает 140°С.

Рекомендации по выбору

Если обратник компрессора вышел из строя, то его не трудно заменить на аналогичный. Однако перед тем, как купить новый клапан, необходимо обратить особое внимание на диаметр резьбы, нарезанной на отводах его корпуса. Ведь присоединительные размеры обратника, компрессора и ресивера могут отличаться друг от друга.

Совет! Отправляясь за новым обратным клапаном для компрессора, не забудьте взять с собой вышедшую из строя деталь. Это значительно облегчит процедуру подбора нового узла.

Необходимо также учитывать технические характеристики и условия эксплуатации компрессора. Ведь существуют клапаны, не предназначенные для работы с компрессорным оборудованием высокого давления. Кроме того, когда рабочая среда при сжатии нагревается до высокой температуры, использование пластиковых обратников нецелесообразно — лучше приобрести узел в металлическом корпусе, который монтируется внутрь воздуховода, соединяющего компрессор и ресивер. Не будет лишним и приобретение разборной конструкции — это позволит в будущем купить соответствующий ремкомплект и устранять неисправность обратника самостоятельно, заменив вышедшие из строя детали приобретенными запчастями.

Изготовление обратного клапана своими руками

В тех случаях, когда приобрести новый клапан обратного действия взамен вышедшего из строя не представляется возможным, можно сделать его своими руками из подручных материалов. Для этого понадобятся:

• тройник с внутренней резьбой;
• пружина;
• 2 муфты с наружной резьбой, по диаметру соответствующей внутренней резьбе тройника;
• шарик, диаметр которого больше размера внутреннего отверстия в муфте;
• металлическая заглушка с наружной резьбой, соответствующей внутренней резьбе на тройнике.

Собирают клапан в следующей последовательности: сначала муфту вкручивают в один из отводов тройника, затем с другой стороны в тройник вкладывают шарик, а потом закручивают пробку, прижимая шарик пружиной.

Есть несколько практических советов по изготовлению обратника.

1. Шарик лучше всего взять от старой компьютерной мышки — он имеет обрезиненную поверхность, которая будет плотнее прилегать к краям отверстия.
2. В качестве корпуса можно использовать и обычный отрезок трубы подходящего диаметра. Правда при этом в ней придется просверлить боковое отверстие, приварить еще один отвод и на всех концах нарезать резьбу.
3. Пружина должна прижимать шарик с определенным усилием и ни в коем случае не должна быть прослабленной.

Предохранительный клапан

Сбросной (другое название – предохранительный) клапан служит для аварийного стравливания давления и является конечным устройством, оберегающим подключенное к компрессору пневматическое оборудование от повреждений.

Внимание! Эксплуатировать компрессор без предохранительного клапана не рекомендуется.

К разновидностям сбросного клапана специалисты относят также:

• перепускной клапан;
• разгрузочный клапан.

Несмотря на незначительные конструктивные отличия, их принцип работы идентичен предохранительному клапану.

Принцип действия предохранительного клапана

В компрессорном оборудовании, которое не предназначено для эксплуатации в промышленных условиях, установлены пружинные предохранительные клапаны. При работе такого компрессора в штатном режиме он закрыт (см. схему). При этом давление воздуха на его тарелку уравновешивается тарированной пружиной, препятствующей открыванию запорного механизма. При внезапном увеличении давления свыше установленного значения сила прижатия тарелки к соплу уменьшается, и клапан начинает открываться. При этом происходит сброс избыточного воздуха, после чего запорный механизм может вернуться на место.

Важно! Если сбросной клапан долго не возвращается на место, то компрессор необходимо выключить и устранить причину, вызвавшую несанкционированное повышение давления

Перепускной клапан

Перепускной (или переливной) клапан поддерживает давление рабочей среды на заданном уровне. Для этого через имеющееся ответвление осуществляется постоянный, а не однократный или периодический, как в предохранительном клапане, отвод излишнего количества рабочей среды (сжатый воздух, газ, жидкость), что и обеспечивает стабильность давления в системе. Такие клапаны используются, например, в турбокомпрессорах, установленных на автомобильных ДВС.

Разгрузочный клапан

Клапан разгрузочного действия обеспечивает стравливание сжатого воздуха, оставшегося в коллекторе между поршневым блоком и обратником, при остановке компрессора. При этом давление на выходе компрессора снижается до величины атмосферного. В общем случае наличие разгрузочного клапана дает возможность:

• сбросить давление в магистрали при отключении компрессора;
• перевести компрессор на нулевую производительность при отсутствии расхода рабочей среды;
• облегчить повторный запуск как компрессора, так и подключенного пневмооборудования.

Кроме того, разгрузочный клапан используют в тех случаях, когда отсутствует возможность отключения механического привода подключенного пневмооборудования. Устанавливают его на выходе компрессора перед обратником.

Итак, чем производительнее и мощнее компрессорное оборудование, тем сложнее система клапанов. Самый простой клапан обратного действия для использования в бытовом компрессоре низкого давления можно изготовить своими силами. Но чтобы установка работала корректно, рекомендуется приобрести деталь заводского производства.

Популярные компрессоры по мнению покупателей

Компрессор PATRIOT Euro 24-240 на Яндекс Маркете

Компрессор Denzel PC 50-260 на Яндекс Маркете

Компрессор Metabo Basic 250-24 W на Яндекс Маркете

Компрессор Quattro Elementi KM 24-260 на Яндекс Маркете

Компрессор Quattro Elementi KM 50-380 на Яндекс Маркете

Клапан минимального давления для компрессора принцип работы

Автор: К. Ляйтнер (HOERBIGER VentilwerkeGmbH&Co KG).

Опубликовано в журнале Химическая техника №9/2014

Сжатый воздух играет существенную роль в самых различных технологических процессах. В повседневной жизни мы почти ежедневно сталкиваемся с изделиями, которые без него были бы немыслимы. Яркий пример — ПЭТ-тара, всем известные пластиковые бутылки из полиэтилентерефталата. Благодаря удобной форме и небольшой массе такие бутылки стали самой распространенной тарой для напитков. Это было бы невозможно без технологий, позволяющих производить сжатый воздух и работать с ним.

Сжатый воздух широко используется в тормозных системах автобусного и железнодорожного транспорта — он позволяет надежно и безопасно останавливать тяжелые машины и составы. А может быть, вы отправляетесь в круиз или отдыхаете на море? Именно сжатый воздух помогает запускать мощные дизельные двигатели круизных лайнеров и заправлять баллоны для дайвинга (баллоны для дайвинга инструктор наполняет как раз сжатым воздухом). Эти примеры (всего лишь несколько из практически бесконечного списка) красноречиво свидетельствуют, какое значение сжатый воздух имеет в современном мире. Но у всех подобных применений есть нечто общее: для них нужны надежные, безопасные и экологичные компрессоры и их компоненты.

Производство ПЭТ-тары

Для выдувания бутылок из так называемых преформ (заготовки из полиэтилентерефталата) используют трехи четырехступенчатые компрессоры с давлением нагнетания 3,5…4,6 МПа. Для массового производства ПЭТ-тары компрессор должен иметь достаточно большую производительность – до 6 000 м3/ч. В зависимости от условий эксплуатации в качестве первой ступени могут применяться и компрессоры объемного действия, например винтовые. На ступенях с более высоким давлением используют поршневые компрессоры.

Последняя ступень является особенно критичной для клапана с точки зрения срока его службы, так как именно здесь и давление, и температура наиболее высоки.

Компрессоры часто работают при неполной нагрузке, разогреваясь до температуры свыше 200°С. Поэтому большинство поршневых машин, применяемых для выдувания ПЭТ-тары, комплектуют клапанами со стальной пластиной. Клапаны с полимерными пластинами применяют редко и только в хорошо сбалансированных компрессорах при небольших (до 180°C) рабочих температурах.

Из-за строгих требований к чистоте воздуха цилиндры компрессоров должны работать без смазки.

Несомненно, для данного процесса необходимы прочные и эффективные клапаны, срок службы и эффективность которых самым непосредственным образом влияют на максимально достижимую производительность компрессора, а значит, и на объем производства ПЭТ-тары.

Пусковой воздух для судовых дизельных двигателей

Для пуска судовых дизельных двигателей большой мощности применяется сжатый воздух, подаваемый в цилиндры двигателя. Поршни под давлением 3 МПа начинают двигаться, разгоняя двигатель до рабочих оборотов. Пусковые компрессоры должны соответствовать крайне строгим требованиям надежности, так как отказ в открытом море может привести к катастрофе. Компактные двухили трехступенчатые поршневые компрессоры сжимают воздух, работая с частотой вращения до 1 800 об/мин. Конструкция цилиндров компрессора предусматривает работу со смазкой. Компоненты клапанов изготавливают из коррозионно-стойких материалов вследствие возможного контакта с морской водой.

Основные разновидности

Рассматриваемый клапан ресивера может классифицироваться по достаточно большому количеству признаков, основной заключается в конструктивных особенностях механизма. Выделяют следующие варианты исполнения:

1. Угловые.
2. Прямого типа.
3. Шариковые.
4. Пружинные.
5. Присоединяемые фланцем.
6. Створчатые.
7. Устанавливаемые при применении технологии пайка.
8. Выполненные под разбортовку.

Классификация проводится по типу применяемого материала при изготовлении. Чаще всего клапан изготавливается из металла с высокой коррозионной стойкостью, но есть и другие варианты исполнения.

Запорный элемент также характеризуется различными конструктивными особенностями. По этому признаку выделяют следующие варианты исполнения:

1. Шариковые.
2. Мембранные.
3. С плоской пластиной.
4. Лепестковые.
5. С гравитационной решеткой.

Довольно большой популярностью пользуются варианты исполнения шарикового типа. Это связано с их практичностью и высокой надежностью в применении.

Кроме этого, в продаже встречаются варианты исполнения, у которых управление запорным элементом представлено электромагнитным элементом, а не пружиной. Они более точные в работе, но обходятся намного дороже.

Читать также: Ремонт токарных станков в туле

Промышленный воздух

Промышленный воздух имеет широчайший диапазон применений — от транспортировки насыпных грузов (пневматическая подача цемента, гипса, песка и др.) до использования на предприятиях обрабатывающей промышленности. Здесь малые и средние компрессоры сжимают воздух до давления в 1 МПа. Число ступеней – одна, редко две. Достаточно часто встречается высокая частота вращения – до 1 800 об/мин. В зависимости от назначения компрессора цилиндры могут быть как со смазкой, так и без нее («сухими»). Клапаны компрессоров должны функционировать надежно, несмотря на большую частоту вращения, высокую температуру и возможное загрязнение воздуха инородными частицами.

Воздушные тормозные системы

Тормозные системы – еще одно, наряду с изготовлением ПЭТ-тары, применение сжатого воздуха, без которого повседневную жизнь было бы трудно представить.

Сжатый воздух обеспечивает, в частности, надежную остановку поездов и грузовых автомобилей. Выходного давления в 1 МПа достаточно для безотказного срабатывания тормоза. Сжатый воздух в подобных тормозных системах нагнетается в резервуар, после чего подается в пневматические контуры отдельных тормозов.

Необходимое давление в 1 МПа обеспечивается одноили двухступенчатыми компрессорами. Частота вращения – от средней до высокой (до 1 500 об/мин).

Цилиндры могут быть со смазкой или без нее («сухими»). Подобное применение предъявляет максимальные требования к надежности компрессора. При отказе компрессора во время движения необходима немедленная остановка поезда или грузовика по соображениям безопасности. Опыт показывает, что из компонентов компрессора наиболее высока вероятность отказа у клапана. Поэтому клапан должен иметь чрезвычайно прочную и надежную конструкцию.

Из чего состоит и как работает устройство

Конструкция состоит из следующих основных деталей:

При нормальном или пониженном напоре воздуха сила сжатия пружины плотно прижимает запорный элемент к седлу. Просвет для прохода воздуха закрыт.

Как только напор начинает превышать значение срабатывания, он преодолевает силу пружины и начинает отжимать запорный элемент от седла. Открывается просвет для прохода воздуха. Происходит сброс воздуха в атмосферу, напор его внутри системы снижается. Сила пружины снова преодолевает силу напора и отжимает запорный элемент обратно к седлу. Затвор закрывается и готов к следующему рабочему циклу сброса воздуха.

Высокое давление

Все описанные выше применения компрессоров относятся к диапазону относительно низких давлений. Однако в некоторых случаях компрессоры должны нагнетать воздух до давления более 40 МПа. На рис. 1 приведены основные области применения воздушных компрессоров и соответствующие им диапазоны давления.

Рис. 1. Диапазон применения клапана RN в зависимости от давления

Широко известный пример компрессоров высокого давления – компрессоры для заполнения баллонов с дыхательной смесью для дайверов или пожарных. Для достижения требуемого давления (до 41,4 МПа) здесь необходимо целых 5 ступеней. Кроме высокого давления, особую сложность представляет необходимость применения цилиндров без смазки, поскольку это единственный способ гарантировать чистоту смеси и ее пригодность для дыхания. Поэтому и здесь нужны клапаны, обладающие высокой прочностью и исключительной устойчивостью против износа. Частота вращения компактных компрессоров, используемых для закачивания воздуха в баллоны, достигает 1 500 об/мин.

Высокого давления требуют и многие другие области применения компрессоров – от сейсмического анализа и разведки полезных ископаемых до заполнения баллонов оружия для пейнтбола.

Концепция, проверенная временем

Клапан RN основан на проверенной временем, доработанной и усовершенствованной технологии. Конструкция клапанов RN в зависимости от размера оптимизирована для различных конкретных областей применения. Для высоких давлений используется компактная конструкция, устойчивая к большим перепадам давления, действующим на седло клапана (см. рис. 1). Более крупные клапаны рассчитаны на низкое давление и максимальный расход. Для этих клапанов используется особая конструкция с демпферными пластинами и цилиндрическими пружинами, позволяющая продлить срок службы.

Рис. 3. Компоненты клапана RN, в том числе демпферные пластины и плоские пружины

Среди важнейших особенностей клапанов RN – малая высота подъема благодаря использованию демпферов из закаленной стали для клапанов малых и средних размеров (рис. 3), что позволяет сделать конструкцию максимально компактной. Поэтому клапан особенно хорошо подходит для процессов, где требуются высокая эффективность и максимальная производительность.

Благодаря применению стальных запорных пластин с направляющим рычагом клапан RN может быть использован как в цилиндрах со смазкой, так и в цилиндрах без смазки. В этой конструкции запорная пластина фиксируется в центре, а подъем клапана достигается за счет прогиба направляющего рычага. Тенденция к большему распространению компрессоров с цилиндрами без смазки в настоящее время наблюдается не только в процессах со специальными требованиями к чистоте воздуха, но и в других областях. Клапан RN может широко применяться в этих процессах.

Как правило, в клапане RN используются плоские пружины, испытанные и зарекомендовавшие себя как исключительно прочные. Однако в клапанах больших диаметров с высоким значением расхода надежное открытие и закрытие обеспечивают спиральные пружины. Для стабилизации клапанной пластины и снижения ударных нагрузок дополнительно применяются демпферные пластины.

Простая и надежная конструкция клапана дает возможность продолжительной эксплуатации в неизменных рабочих условиях. После достижения максимально допустимого износа клапаны подлежат замене новыми.

В то же время для клапанов больших размеров экономически целесообразно проводить вместо замены ремонт. Благодаря продуманной и удобной в обслуживании конструкции клапан быстро демонтируется и после восстановления возвращается на место.

Обратный клапан для воды латунный

Обратный клапан для воды латунный служит в трубопроводе для предотвращения изменения направления движения потока жидкости или газа. Изготовленный из латуни, он устанавливается в системах с температурой воды о 0…+90 градусов, газа -20…+60 и воздуха -20…+110.

Автоматические обратные клапаны – подвид трубопроводной арматуры. Они пропускают рабочую среду в одном направлении, но не позволяют ей двигаться в обратном, то есть при токе среды в трубопроводе в противоположном направлении затвор проходного сечения служит препятствием для потока среды.

рада предложить вам продукцию французского бренда Tecofi и датского Danfoss. Производители проводят строгий контроль качества на всех этапах производства запорной арматуры, при этом уделяя особое внимание такой детали, как обратный клапан. Фото этих изделий можно увидеть в нашем каталоге.

Применений много – решение одно

Рынок промышленного воздуха и многочисленные применения воздушных компрессоров служат постоянными источниками новых вызовов для компрессорной отрасли. Европейский рынок в целом насыщен, поэтому поставщикам таких компонентов, как клапаны, от которых серьезно зависит производительность оборудования, приходится думать, как обеспечить высокое качество по привлекательной цене. Выполнить это условие позволяет высокий уровень стандартизации компрессоров и отдельных компонентов. Вместо бесчисленных дорогостоящих специальных вариантов, создаваемых индивидуально, остается одно интегрированное решение. Инновационные разработки, направленные на повышение эффективности и надежности, а также унификация, самым действенным образом способствуют успешному будущему поршневых компрессоров в секторе промышленного воздуха.

Устройство винтового компрессора

УСТРОЙСТВО ВИНТОВОГО КОМПРЕССОРА

Основы устройства и принцип работы винтового компрессора
Винтовые компрессоры относятся к типу объемных компрессоров. Принцип работы большинства винтовых компрессоров следующий. Винтовой компрессор всасывает атмосферный воздух через воздушный фильтр (1) со сменным фильтрующим элементом. Далее очищенный воздух проходит через многофункциональный регулятор всасывания (2) и попадает в винтовой блок (3), являющийся «сердцем» компрессора. Здесь воздух сжимается и перемешивается с маслом, впрыскиваемым в блок в точно дозированных количествах. Образовавшаяся воздушно-масляная смесь нагнетается в сепаратор (8), где при прохождении смеси через картридж (9) происходит разделение масла и воздуха. Очищенный от масла воздух проходит через воздушный радиатор (13) и поступает на выход из компрессора. Масло, отделяемое в сепараторе, возвращается обратно в винтовой блок. В зависимости от температуры масло проходит либо по малому кругу, либо по большому кругу через масляный радиатор (12). Управляет движением масла клапан термостата (11). Перед впрыском в винтовой блок масло предварительно проходит через масляный фильтр (7), где происходит его очистка от твердых частиц. Привод винтовой пары осуществляется электродвигателем (6), посредством клиноременной передачи (4). Передаточное отношение клиноременной передачи, а, следовательно, и скорость вращения винтового блока задается размерами шкивом (5). Вентилятор (14), установленный на валу электродвигателя, обеспечивает движение внутри компрессора охлаждающего воздушного потока, который направляется на воздушно-масляный радиатор для отвода тепла, образующегося при сжатии воздуха. Работу компрессора в режиме холостого хода обеспечивает клапан минимального давления (10). Одновременно он же играет роль обратного клапана, отделяя компрессор от пневматической магистрали при его остановке или работе на холостом ходу.

А теперь более подробно рассмотрим устройство и назначение основных элементов винтового компрессора.
Важнейший элемент винтового компрессора – винтовой блок, состоящий из двух червячных роторов, находящихся в зацеплении. Один из роторов – ведущий, другой – ведомый.
Процесс сжатия происходит следующим образом. Зубья ведущего и ведомого роторов находятся в зацеплении, а их открытые полости и корпус винтового блока образуют объем, куда при вращении роторов, благодаря разряжению, поступает воздух. Роторы вращаются в противоположных направлениях, открытые полости закрываются, объем между ними уменьшается, а давление нагнетания растет. При достижении необходимого давления сжатый воздух поступает в нагнетательный патрубок.
Полный цикл сжатия осуществляется за один оборот ведущего ротора. Такой процесс сжатия существенно отличается от сжатия в поршневом компрессоре, где происходит возвратно-поступательное движение поршня в цилиндре. Поэтому у винтового компрессора отсутствует сильная вибрация, и его установка не требует закладки специального фундамента.
Винтовой блок может работать только при условии прецизионного исполнения всех частей рабочего элемента (корпуса и двух взаимно подогнанных роторов) и надлежащей смазке. О роли компрессорного масла следует сказать отдельно.

Компрессорное масло выполняет следующие функции:
• создает масляную пленку, исключающую металлический контакт между роторами;
• уплотняет зазор между роторами;
• смазывает подшипники винтового блока;
• отводит тепло, образующееся в процессе сжатия воздуха.
Оптимальная рабочая температура масла (воздушно-масляной смеси) на выходе из винтового блока составляет +90°С. При температуре свыше +110°С вязкость масла уменьшается, что грозит заклиниванием роторов. Поэтому, на выходе из винтового блока установлен специальный термодатчик. Если температура смеси достигает +105°С, термодатчик автоматически отключает компрессор.
В тоже время при низких температурах масло обладает излишней вязкостью. Кроме того, холодная воздушно-масляная смесь может привести к образованию конденсата.
Для того чтобы температура масла как можно быстрее достигла рабочего значения, используется термостат. При низкой температуре масло циркулирует по малому кругу, а по мере нагрева (при температуре +70°С) термостат открывается, и масло начинает циркулировать через масляный радиатор. Отдельный масляный радиатор устанавливается на компрессорах нечасто. Гораздо чаще используется комбинированный двухсекционный воздушно-масляный радиатор. Помимо охлаждения масла он служит и для охлаждения сжатого воздуха. Благодаря этому разница между температурой окружающей среды и температурой сжатого воздуха на выходе из компрессора не превышает 10°С, что важно для дальнейшей подготовки воздуха.
Радиатор охлаждается проходящим через него потом воздуха, который нагнетается либо вентилятором, установленным на валу электродвигателя; либо, вентилятором, имеющим отдельный приводной электродвигатель. Отводимый от радиатора теплый воздух может вторично использоваться, например, для обогрева помещений в зимнее время.

Как уже говорилось, винтовая пара может работать только при условии постоянного нахождения в воздушно-масляной смеси. Образующаяся при сжатии смесь нагнетается в воздушно-масляный сепаратор, где происходит отделение масла от воздуха. Благодаря сепаратору содержание масла в сжатом воздухе на выходе из винтового компрессора не превышает 3 мг/м 3 . Для сравнения: содержание масла в сжатом воздухе на выходе из поршневого компрессора как минимум на порядок больше.
Масло, отделенное сепаратором, через специальный канал поступает на смазку подшипников винтового блока.
Для очистки масла от загрязнения служит масляный фильтр. Он предотвращает попадание твердых частиц на рабочие поверхности роторов и подшипников.
Для защиты винтовой пары служит и воздушный фильтр. Он защищает роторы от попадания посторонних частиц, содержащихся во всасываемом воздухе. Преждевременное засорение воздушного фильтра может стать причиной перегрева электродвигателя и отключения компрессора.

Винтовой компрессор обычно имеет два защитных устройства. Об одном из них – термодатчике, установленном на выходе из винтового блока – уже говорилось. Второе устройство – тепловое реле, защищает электродвигатель. При достижении предельных значений потребляемого тока реле срабатывает, и двигатель отключается от сети.

Регулирование давления у поршневого компрессора

В процессе эксплуатации компрессора, может возникнуть необходимость отрегулировать давление по заданным параметрам или сдвинуть порог включения/отключения на нижнем и верхнем давлении. В данной статье мы обстоятельно рассмотрим, как это можно сделать самостоятельно, без обращения в сервисную службу.

Итак, прежде, чем дать конкретные рекомендации, давайте вспомним некоторые особенности работы поршневых компрессоров. Одна из них заключается в том, что поршневые компрессоры имеют повторно-кратковременный режим работы, то есть они не могут работать беспрерывно. В паспорте на поршневые компрессоры можно прочитать о том, что непрерывно работать поршневой компрессор может не более 15-20 минут в час. Однако, если компрессор подобран правильно, то в среднем за 3-5 минут поршневой блок успевает нагнать воздух в ресивер, для того чтобы потом вынуждено отключиться. В обратном случае, поршневой блок в силу высоких температур может перегреться. Поэтому набрав необходимое количество сжатого воздуха в ресивер, компрессор отключается. Производит такое отключение автоматика – так называемый прессостат. Задача пресосстата состоит в том, чтобы разомкнуть электроцепь, питающую двигатель. После этого двигатель перестаёт вращаться и, следовательно, не приводит в движение поршни компрессора. Затем, когда давление в ресивере снижается до минимального уровня, автоматика вновь запускает двигатель и компрессор снова начинает нагнетать воздух. Вторая, особенность работы поршневого компрессора заключается в том, что разница между минимальным и максимальным давлением, то есть между нижним и верхним порогом составляет 2 бара. Такая разница, как правило, уже настроена заводом-изготовителем и не должна подвергаться регулировкам со стороны пользователя.

Но иногда бывают ситуации, когда все-таки требуется изменить рабочее давление. Тогда вы можете вызвать специалиста, либо попытаться сделать это самостоятельно.

Однако, нужно помнить, что отрегулировать давление до требуемого значения (наивысшее и наименьшее), можно только в нижнюю сторону. Если увеличить давление сверх допустимого, то сработает клапан безопасности.

Принцип работы прессостата (реле давления) заключается в сравнении двух сил, с одной стороны это упругая пружина, с другой идёт давление газов на мембрану.

Теперь детально разберём как отрегулировать рабочее давление на прессостате. Для начала зафиксируйте на манометре давления у компрессора значения по включению/выключению, то есть верхний и низший порог. Затем, отключите компрессор от сети и снимите верхнюю пластиковую крышку у прессостата.

Под ней, вы увидите регуляторы в виде двух резьбовых болтов, одного большого, другого маленького. Большой болт регулирует верхнее давление отключения компрессора и обычно обозначается буквой «P» и стрелкой со знаками «+» и «-». Необходимо повернуть болт в нужном направлении: если на повышение, то в сторону «+», на понижение – обратно. Далее идём опытным путем, делая пол оборота-оборот и включая компрессор по манометру проверяем верхний порог отключения.

Маленьким болтом можно регулировать разницу между давлением включения и выключения, она обозначается «ΔP” и соответствующей стрелкой. Ещё раз напомним, что разница между минимальным и максимальным давлением, то есть между нижним и верхним порогом составляет 2 бара. Необходимо помнить, что чем больше эта разница, тем реже будет включаться компрессор и выше перепад давления в системе. Процесс регулировки аналогичен регулировке верхнего давления.

Другой, менее сложный способ регулировки давления компрессора, заключается в использовании регулятора давления или как его ещё называют редукционным клапаном.

Принцип работы регулятора давления довольно прост: необходимо выставить по манометру, которым он оснащен, то давление, которое необходимо для осуществления рабочей операции. Есть различные типы регуляторов, одни идут в составе фильтров, другие имеют дополнительную функцию сброса избыточного давления. В зависимости от компрессора и области применения вы сами определяете нужную комплектацию.

Таким образом все выше описанные правила регулировки давления на поршневых компрессорах помогут вам самостоятельно, опытным путем, отрегулировать нужное давление, не обращаясь в сервисный центр.