Классификация компрессоров: основные виды и типы

Компрессор играют ключевую роль в различных процессах, от воздушных систем до производства химических веществ. Их разнообразие по конструкции, применению и характеристикам делает классификацию не только желательной, но и необходимой для понимания и выбора оптимального вида компрессора для конкретной задачи. В данной статье мы рассмотрим основные типы компрессоров, их принципы работы и области применения, чтобы помочь вам сделать осознанный выбор при проектировании или эксплуатации системы сжатия газов или жидкостей.

Классификация компрессоров

Классификация компрессоров включает разделение их по различным критериям, таким как принцип работы, конструкция, способ передачи энергии и область применения. Вот основные типы компрессоров по принципу действия:

1. Объемные компрессоры

• поршневые;
• винтовые;
• шестеренчатые;
• роторно-пластинчатые;
• мембранные;
• жидкостно-кольцевые;
• спиральные.

2. Динамические компрессоры

• Радиальные;
• Осевые;
• Струйные.

Поршневой компрессор

Поршневые компрессорные системы представляют собой оборудование, способное создавать значительное давление благодаря уникальной поршневой системе сжатия. Этот тип компрессоров, внедренный в начале развития промышленности, продолжает оставаться ключевым элементом не только в индустриальной сфере, но и в секторах полупромышленного и бытового назначения.

Главная задача поршневых компрессоров заключается в надежном сжатии и подаче воздуха или жидкостей под высоким давлением, что делает их неотъемлемой частью процессов, требующих высокого уровня давления.

Основные компоненты конструкции включают в себя рабочий цилиндр, поршень и клапаны, расположенные в крышке цилиндра. Поступательные движения поршня создают требуемое давление, благодаря слаженной работе кривошипно-шатунного механизма и коленчатого вала.

Разнообразие поршневых компрессоров может проявляться в их конфигурации, включая одно- или многоцилиндровые системы, расположенные горизонтально, вертикально или в других формах. Они могут быть как одноступенчатыми, так и многоступенчатыми, с одиночным или двойным действием, в зависимости от требований процесса.

Для поддержания стабильного уровня давления в системе частота вращения вала поршневого компрессора часто регулируется автоматически, предоставляя простое и эффективное средство контроля за производительностью.

Винтовой компрессор

Винтовой компрессор представляет собой тип компрессора, который осуществляет сжатие газа или воздуха с помощью вращающихся винтовых элементов. Этот тип компрессора широко используется в различных отраслях промышленности благодаря своей эффективности, надежности и относительно низкому уровню шума.

Основные элементы винтового компрессора включают в себя два винтовых ротора, которые вращаются в противоположных направлениях внутри корпуса компрессора. Винтовые роторы имеют специальные профили, обеспечивающие сжатие газа или воздуха при их вращении. В процессе работы газ или воздух попадает между винтовыми роторами и сжимается по мере их вращения.

Винтовые компрессоры могут быть одноступенчатыми или многоступенчатыми, в зависимости от требуемого уровня давления сжатия. Они также могут быть охлаждаемыми или неохлаждаемыми, в зависимости от процесса и конкретных требований к приложению.

Преимущества винтовых компрессоров включают высокую производительность, компактные размеры, надежность работы и низкое энергопотребление. Они широко применяются в таких областях, как производство пищевых продуктов, химическая промышленность, нефтегазовая отрасль, а также в системах вентиляции и кондиционирования воздуха.

Шестеренчатый компрессор

Шестеренчатый компрессор – это агрегат, осуществляющий сжатие газа или воздуха за счет работы специально синхронизированных вращающихся шестерен. Эти шестерни перемещаются в противоположных направлениях внутри цилиндрической камеры, обеспечивая сжатие без контакта между собой. Воздух поступает внутрь корпуса компрессора и заполняет зазор между шестернями и корпусом. После этого, при вращении шестерен, воздух выбрасывается через выпускное отверстие, что приводит к сжатию. Этот процесс позволяет преодолевать даже высокие уровни давления без износа шестерен, что делает смазку ненужной. Шестеренчатые компрессоры наиболее эффективны при работе с низкими давлениями, обычно не превышающими 1,5 бар избыточного.

Роторно-пластинчатый компрессор

Роторно-пластинчатый компрессор – это разновидность ротационного компрессора, который осуществляет сжатие воздуха путем захвата его и уменьшения объема. В его конструкции присутствуют статор в форме круглого цилиндра и эксцентрично расположенный ротор с продольными пазами, в которых размещены подвижные пластины. При вращении ротора центробежная сила выбрасывает пластины из пазов и прижимает их к внутренней поверхности статора.

Сжатие воздуха происходит в нескольких полостях, образованных статором, ротором и парой смежных пластин, которые уменьшаются в объеме при вращении ротора. Впуск воздуха происходит при максимальном выходе пластин из пазов и создании разрежения в полости. Во время сжатия объем полости уменьшается до максимального сжатия, после чего сжатый воздух выбрасывается через выпускной канал.

Пластины в роторно-пластинчатом компрессоре всегда тесно прижаты к внутренней поверхности статора, обеспечивая практически идеальную герметичность. Использование масла для смазки и охлаждения сжимаемого воздуха также способствует поддержанию герметичности зазоров между ротором и статором. Это гарантирует надежную герметизацию и предотвращает утечку воздуха из зоны нагнетания в зону низкого давления.

Мембранный компрессор

Мембранный компрессор представляет собой форму поршневого компрессора, при которой рабочее вещество сжимается металлической мембраной без проникновения масла в камеру сжатия. Поршень генерирует давление масла под мембраной, что заставляет ее изгибаться и сжимать газ в камере сжатия. Отсутствие динамических уплотнений в зоне сжатия и исключение попадания масла или механических примесей делают мембранные компрессоры идеальным выбором для безмасляного сжатия до высоких давлений.

Конструкция мембранных компрессоров позволяет достигать давлений до 400 бар и выше, что делает их идеальными для сжатия чистых газов без загрязнения рабочей среды. Мембранные компрессоры могут быть как одноступенчатыми, так и иметь несколько ступеней сжатия.

Одним из преимуществ мембранных компрессоров является наличие датчика разрыва мембраны, который обеспечивает полную защиту от попадания масла в зону сжатия.

Важно отметить, что мембранные компрессоры характеризуются невероятно низким уровнем шума. Обычно они оснащены водяным охлаждением, за исключением случаев, когда возможно применение воздушного охлаждения.

Для предприятий, где нет доступа к оборотной воде, предлагается установка системы замкнутого контура водяного охлаждения на основе промышленного холодильника.

Жидкостно-кольцевой компрессор

Жидкостно-кольцевой компрессор – это тип компрессора, который использует жидкость, обычно воду, в качестве уплотнительного и охлаждающего средства. Он характеризуется тем, что внутри корпуса компрессора создается кольцевая жидкостная струя, которая вращается вместе с валом компрессора. Эта струя образует кольцевой слой жидкости, который создает уплотнение и обеспечивает герметичность между вращающимися и неподвижными элементами компрессора.

Процесс работы жидкостно-кольцевого компрессора включает в себя впуск газа или пара внутрь корпуса компрессора, где он смешивается с кольцевой струей жидкости. Под действием центробежных сил газ или пар сжимается и выталкивается через выпускной отверстие компрессора.

Спиральный компрессор

Спиральный компрессор, также известный как ротационный или вихревой компрессор, представляет собой тип компрессора, который использует вращающиеся спиральные лопасти для сжатия газа или воздуха. Внутри корпуса компрессора находится ротор с спиральными лопастями, который вращается вокруг оси.

Процесс работы спирального компрессора начинается с входа газа или воздуха в корпус, где спиральные лопасти захватывают его и перемещают к центру ротора. При движении газа или воздуха к центру объем уменьшается, что приводит к его сжатию. Затем сжатый газ или воздух выталкивается через выходной канал.

Радиальный компрессор (центробежный компрессор)

Центробежные компрессоры, также известные как крыльчатые или радиальные компрессоры, являются подклассом динамических турбомашин, которые преобразуют энергию. Они увеличивают давление, добавляя энергию к непрерывному потоку жидкости через ротор или рабочее колесо.

Конструкция данного аппарата включает в себя корпус с рабочим колесом, установленным на валу. Название “радиальные компрессоры” происходит от направления движения рабочей среды. Когда колесо начинает вращаться, лопатки перемещают газ от оси в радиальном направлении. Это приводит к передаче кинетической энергии рабочей среде, часть которой превращается в потенциальную энергию давления.

Рабочие колеса могут быть с открытой или закрытой конструкцией лопаток. Эти компрессоры характеризуются низким уровнем шума, компактными размерами и минимальной вибрацией во время работы. Они широко применяются для производства чистого сжатого воздуха в больших объемах, используемого в аэрации, пневмотранспорте, вентиляции и других сферах.

Осевой компрессор

В осевом компрессоре происходит формирование осевого потока, где воздух или газ движется вдоль оси вращающегося вала компрессора сквозь ряды вращающихся и неподвижных лопастей. Постепенно скорость потока увеличивается по мере прохождения через неподвижные лопасти, что приводит к преобразованию кинетической энергии в давление. Для компенсации осевого давления часто используется встроенный разгрузочный поршень.

Осевые компрессоры обычно компактнее и легче, чем их центробежные аналоги, и зачастую работают на более высоких скоростях. Они эффективны в системах с постоянным и высоким объемным расходом при невысоком давлении, например, в вентиляционных системах. Их высокие скорости вращения делают их идеальным выбором для использования в сочетании с газовыми турбинами для производства электроэнергии или в системах привода летательных аппаратов.

Струйный компрессор

Струйный компрессор представляет собой разновидность струйного насоса, использующего высокодавленную струю газа в качестве рабочего вещества для захвата газа низкого давления, их смешивания и вывода на промежуточном давлении. Этот тип компрессоров может использовать в качестве рабочего газа пар, воздух, пропан и другие газообразные вещества, и когда оба газа являются паром.

Основные компоненты струйных компрессоров включают сопло, камеру смешения и диффузор.

По сравнению с другими типами компрессоров, струйные компрессоры имеют несколько преимуществ

1. Простота конструкции: Они лишены быстро вращающихся частей, которые могут выходить из строя или требовать регулировки, что делает их более надежными.

2. Разнообразие материалов: Струйные компрессоры могут быть изготовлены из различных материалов, таких как чугун, бронза, нержавеющая сталь и другие, что обеспечивает гибкость в выборе материалов в зависимости от условий эксплуатации.

3. Низкая потребность в обслуживании: Благодаря их надежности, струйные компрессоры могут быть установлены в удаленных местах и требуют минимального обслуживания.

4. Безопасность: Поскольку они не содержат электрических частей, струйные компрессоры могут использоваться в потенциально взрывоопасных средах без дополнительных предохранительных мер.

5. Энергоэффективность: Струйный компрессор не только сжимает и смешивает газы, но и выполняет функцию редукционного клапана, экономя значительную часть энергии, которая обычно теряется при снижении давления.

6. Низкая стоимость: Струйные компрессоры отличаются низкой начальной стоимостью и доступным обслуживанием по сравнению с другими типами оборудования.

Таким образом, струйные компрессоры представляют собой надежное, безопасное и эффективное решение для широкого спектра промышленных приложений.

ООО ПКП “ЭНМАШ” предлагает к покупке компрессоры и запчасти к ним. Качество и надежность гарантируем!

Для того, чтобы купить компрессор или запчасти к нему, звоните по телефону +7 (495) 225-44-97 или оставьте заявку на сайте. Также заявки принимаются и на адрес электронной почты en-mach@yandex.ru. Наши сотрудники непременно свяжутся с Вами и помогут подобрать именно те детали, которые вам нужны.