Как сделать компрессор роторный
Роторный компрессор
Для нагнетания воздуха в различных системах проводится установка роторных компрессоров. Существует довольно большое количество разновидностей подобного оборудования, распространены роторные модели, к которым также относятся винтовые конструкции. Принцип работы подобного устройства был разработан более 120 лет назад. Изначально они не применялись активно, так как были дорогими в производстве и не могли прослужить в течение длительного периода. Усовершенствование технологии производства определило распространение подобных конструкций. Роторные модели устанавливаются в случае, когда нужно обеспечить высокую производительность системы. Отличительными особенностями можно назвать отсутствие гула и вибрации на момент эксплуатации. Рассмотрим особенности подобного оборудования подробнее.
Принцип работы шестеренчатого компрессора
Винтовой блок является важным элементом конструкции роторного компрессора. Срок службы подобного элемента составляет примерно 15-20 лет. Стоит учитывать, что ротор компрессора имеет особую форму, за счет которой и обеспечиваются определенные эксплуатационные характеристики.
Принцип работы устройства определяет то, что на момент подачи воздуха не возникает вибрации или сильного шума. Основная часть компрессора роторного типа не имеет элементов, которые работают путем возвратно-поступательного движения. Поэтому конструкция может устанавливаться в непосредственном месте эксплуатации.
Принцип действия характеризуется следующими особенностями:
Относится к ротационным компрессорам устройства, которые имеют шестерни, находящиеся в зацеплении. Стоит учитывать, что для существенного износа основных частей проводится добавление смазывающего вещества. Кроме этого, есть модели, которые также работают без смазки.
Общее описание роторных компрессоров
Основное предназначение заключается в создании давления, которое будет выше атмосферного. Рассматриваемый тип механизма относится к оборудованию объемного типа.
Название роторный компрессор получил из-за особенности формы основных вращающихся элементов. Высокая потребность в них определяет то, что появилось просто огромное количество компактных моделей, которые характеризуются высокой эффективностью в применении. Также встречается компрессор роторно-поршневой, который существенно отличается от обычного варианта исполнения.
В рассматриваемую группу устройств входят следующие механизмы:
Все разновидности подобных устройств характеризуются большим количеством особенностей, к примеру, пластинчатый компрессор роторного не имеет много различных клапанов, которые существенно снижают показатель КПД. Кроме этого, роторные варианты исполнения имеют меньший вес в сравнении с поршневыми.
В большинстве случаев компрессор роторно-лопастной представлен одинарным аппаратом с приводом. Некоторые варианты исполнения имеют промежуточный редуктор, который способен изменять передаваемое усилие.
Сегодня компрессорные установки оснащаются электрическим двигателем. В некоторых случаях проводится установка двигателей внутреннего сгорания, которые характеризуются большей производительностью.
Данный тип компрессоров встречается в самых различных случаях. Очень часто оно применяется для создания краскопульта, который требуется для равномерного нанесения специального красящего вещества на поверхность.
Роторный винтовой компрессор
Ротационный компрессор считается довольно распространенным устройством, которое применяется для сжатия воздуха и различных технологических газов. Во многом эффективность зависит от дизайна подвижных частей. Высокая надежность и другие свойства определяют то, что роторные компрессоры устанавливаются в промышленности. Давление на выходе может достигать высоких показателей, как и при всасывании.
Конструкционными особенностями рассматриваемого механизма можно назвать следующие моменты:
При изготовлении основных частей могут применяться самые различные материалы, в большинстве случаев нержавеющая сталь и чугун.
Принцип работы подобного механизма достаточно прост. Он следующий:
Важным моментом назовем то, что роторные компрессоры подобного типа могут быть масляными и безмасляными. Среди их отличительных свойств следует отметить следующее:
В случае, если в системе есть масло требуется специальный фильтр, который проводит отделение смазывающего вещества от основной среды. Если она будет попадать в магистраль, то существенно снижается качество лакокрасочного покрытия.
Кроме этого, выделяют довольно большое количество преимуществ у рассматриваемого механизма:
Вышеприведенные достоинства определяют широкое распространение подобных видов роторного компрессора.
Они могут устанавливаться в быту или промышленности, обладать различными размерами и весом.
Роторный компрессор с кулачковыми роторами
Подобный вариант исполнения применяется в том случае, когда нужно передавать большой объем вещества за минимальный период. Среди особенностей отметим:
Встречается довольно большое количество разновидностей подобного устройства. Основными элементами можно назвать:
Принцип действия устройства можно охарактеризовать следующим образом:
Область применения подобных устройств весьма обширна. Примером можно назвать различные промышленные установки, а также оборудование для нанесения лакокрасочных материалов.
Ротационно-пластинчатый компрессор
В этом случае ротор снабжается несколькими скользящими пластинами, которые монтируются эксцентрическим методом в литом корпусе. Кроме этого, выделяют следующие особенности подобных устройств:
Высокая эффективность устройства можно связать с широким его распространением. Примером можно назвать системы охлаждения или центральной подачи вакуума.
Жидкостно-кольцевые компрессоры
Такие модели считаются универсальным устройством, у которого давление создается при помощи жидкостного кольца. Он действует по принципу поршня. В рассматриваемом случае есть только один ротор, размещенный в центральной части. В большинстве случаев при изготовлении применяется чугун, вал из углеродистой стали рассчитан на воздействие большой осевой нагрузки. Стоит учитывать, что выделяют два типа подобных приборов – одноступенчатые и многоступенчатые.
Принцип действия этого механизма характеризуется следующими особенностями:
Встречаются подобные варианты исполнения не так часто, как другие. Но им свойственны следующие преимущества:
При изготовлении основных элементов применяется сталь ил чугун. Оба материала характеризуются повышенной устойчивостью к воздействию влажности или других химических веществ.
Спиральные компрессоры
Меньше всего распространены спиральные конструкции, так как они представлены объемными машинами. Внутри находятся спирали, которые вложены друг в друга, за счет которых обеспечивается создание требуемого давления.
Несмотря на то, что подобная технология получила широкое распространение, она применяется относительно недавно. Спиральные роторные компрессоры получили широкое распространение в промышленности и быту.
Среди конструктивных особенностей отметим:
В большинстве случаев конструкция имеет вертикальную компоновку. Для хранения смазывающей жидкости создается специальный картер.
Основные части винтового компрессора
Роторный компрессор состоит из нескольких основных элементов, которые и обеспечивают подачу среды под большим давлением. Рассматривая конструктивные особенности отметим:
В производстве встречаются самые различные профили роторов. В целом можно сказать, что от этого во многом зависят основные эксплуатационные характеристики.
В заключение отметим, что роторные компрессоры на сегодняшний день один из самых распространенных. При выборе уделяется внимание техническому состоянию, типу применяемых материалов при изготовлении, рабочему объему и многим другим моментам.
Роторный компрессор: устройство, типы и принцип работы.
Роторный компрессор относится к классу объемных машин – по способу действия он похож на роторный насос. В настоящее время этот тип оборудования приобрел большую популярность.
Воздушный роторный компрессор незаменим при решении не только производственных, но даже бытовых задач.
Наибольшее распространение получили роторные пластинчатые компрессоры, также большую популярность находят винтовые компрессоры.
Содержание статьи
Принцип работы роторного компрессора
Принцип работы роторного компрессора похож на действия насоса. Исходя из этого рассмотрим работу оборудования основанного на всасывании и вытеснении газа твердым телом – поршнем.
Роторно поршневой компрессор
Принцип работы роторно поршневого компрессора основан на вытеснении газа поршнем.
Цилиндр 1 соединен с клапанной коробкой 2, в гнездах которой расположены всасывающий и нагнетательный клапаны 3 и 4. Поршень 5 движущийся в цилиндре возвратно-поступательно, производит попеременно всасывание из трубы 6 и нагнетание в трубу 7.
Такое оборудование широко применяется в промышленности. Преимуществами являются:
простота конструкции;
высокой надежности;
высокая производительность;
долговечность.
Среди недостатков стоит упомянуть о неравномерности подачи, обусловленной периодичностью движения поршней.
Недостатки в работе роторно поршевого компрессора привели к появлению нового типа оборудования пластинчатого компрессора. Принцип его работы состоит в следующем
Роторно пластинчатый компрессор
При вращении ротора 1, расположенного эксцентрично в корпусе 2, пластины 3 образуют замкнутые пространства 4, переносящие газ из полости всасывания в полость нагнетания. При этом происходит сжатие газа.
Такая схема компрессора, обладая хорошей уравновешенностью движущихся масс, позволяет сообщить ротору высокую частоту вращения и соединить машину непосредственно с электрическим двигателем.
При работе пластинчатого компрессора выделяется большое количество тепла вследствие механического трения. Поэтому при степенях повышения давления выше 1,5 корпус компрессора выполняют с водяным охлаждением.
Пластинчатые компрессоры могут исполняться для отсасывания газов и паров из пространств с давлением, меньшим атмосферного. В таких случаях компрессор является вакуум насосом. Вакуум, создаваемый пластинчатыми вакуум-насосами, достигает 95%.
Винтовой компрессор роторный
Способ действия компрессора с двумя винтами описан ниже.
Основными рабочими деталями компрессора являются червяки (винты) специального профиля. Взаимное расположение червяков строго фиксировано сцепляющимися зубчатыми колесами, посаженными на концы валов. Зазор в зацеплении у этих синхронизирующих зубчаток меньше, чем у винтов, и поэтому механическое трение у последних исключено.
Винт с впадинами является замыкающим распределительным органом, поэтому мощность, передаваемая синхронизирующим зубчаткам невелика, а следовательно, незначителен и их износ. Это очень важно ввиду необходимости сохранения достаточных зазоров у червячной пары.
При вращении червяков (винтов) вследствие периодического попадания головок зубьев червяков во впадины последовательно осуществляются процессы всасывания, сжатия и нагнетания.
Винтовые компрессоры выполняются с водяным охлаждением корпуса и внутренним охлаждением червяков.
Устройство роторного компрессора.
Пластинчатые компрессоры выполняются для подач до 500 м3/мин и при двух ступенях сжатия с промежуточным охлаждением создают давление до 1,5 МПа.
Основные элементы конструкции: ротор 1, корпус 2, крышки 3, охладитель О и валы 4. Корпус и крышки компрессора охлаждаются водой. У конструктивных элементов имеются некоторые особенности. Для уменьшения потерь энергии механического трения концов пластин о корпус в нем располагают два свободно вращающихся в корпусе разгрузочных кольца.
К их наружной поверхности подводится смазка. При вращении ротора концы пластин упираются в разгрузочные кольца и частично скользят по их внутренней поверхности – разгрузочные кольца вместе с тем вращаются в корпусе.
С целью уменьшения сил трения в пазах, пластины располагают не радиально, а отклоняя их вперед по направлению вращения. Угол наклона составляет 7-100. При этом направление силы, действующей на пластины со стороны корпуса и разгрузочных колец, приближается к направлению перемещения пластины в пазах и сила трения уменьшается.
Для уменьшения утечек газа через осевые зазоры в ступице ротора располагаются уплотнительные кольца, прижимаемые пружинами к поверхностям крышек.
Со стороны выхода вала через крышку установлено сальниковое уплотнение с пружинной натяжкой.
В конструкции применены роликовые подшипники. Смазка осуществляется машинными маслами средней вязкости через контрольные капельные указатели. Места смазки – разгрузочные кольца, торцовые уплотнительные кольца и сальниковое уплотнение.
Винтовые компрессоры стоят на подаче до 20 000 м3/ч.
Видео про роторный компрессор
Роторно лопастной компрессор чаще всего соединяют с электродвигателем напрямую, и частота его вращения составляет 1450, 960, 750 об/мин. Для регулирования подачи в этом случае требуется добавить между валами двигателя и компрессора вариатор скорости.
Частота вращения винтовых компрессоров очень высокая, достигающая в случае привода от газовых турбин 15 000 об/мин. Такой воздушный роторный компрессор обычного исполнения способен работать с частотой вращения 3000 оборотов в минуту.
Для обоих типов оборудования в составе компрессорной установки применяются способы регулирования подачи дросселированием на всасывании, перепуском сжатого газа во всасывающий трубопровод и периодическими остановками.
Полезные самоделки: изготовление воздушного компрессора своими руками
Очень часто при производстве ремонтных работ в квартире, частном доме или в гараже требуется сжатый воздух. Но основная проблема в том, что оборудование, способное обеспечить его необходимое количество, имеет довольно высокую стоимость. При этом, если мастер не занимается подобными работами профессионально, не имеет смысла тратить большие деньги, а значит, нужно искать более дешёвые варианты решения вопроса. Одним из таких является изготовление воздушного компрессора своими руками из подручных материалов. Именно об этом и пойдёт речь в сегодняшней статье.
Устройство и принцип работы воздушного компрессора
Основным узлом подобного оборудования является нагнетатель, состоящий из электродвигателя и поршней. Однако стоит сразу отметить, что компрессоры могут предназначаться для различных целей. К примеру, автомобильное устройство, предназначенное для подкачки шин, также называется компрессором, но его невозможно применить для подачи воздуха на краскопульт. Всё дело в том, что подобным устройством воздух подаётся неравномерно, что неприемлемо при окраске поверхностей. Для равномерной подачи на краскопульт, устройство комплектуется специальным резервуаром – ресивером.
Подготовка к изготовлению воздушного компрессора своими руками
Работы по изготовлению самодельного компрессора своими руками начинаются с основного узла – нагнетателя. Поэтому, первым делом, следует определиться, что послужит его базой. Нагнетатель можно демонтировать не только с различной бытовой техники, отслужившей свой век, но и с двигателей некоторых автомобилей.
Вот такой компрессор от холодильника можно пустить в дело, если оборудовать его ресивером
ФОТО: drive2.ru
Многие мастера, профессионально занимающиеся аэрографией или иными работами, требующими наличия сжатого воздуха, в небольших помещениях, отдают предпочтение именно воздушным электрическим компрессорам 220 В, изготовленным своими руками. Это обусловлено их более тихой (в сравнении с заводскими вариантами) работой.
Самодельные компрессоры работают значительно тише, нежели поршневые заводские
ФОТО: drive2.ru
Ресивер для компрессора своими руками: из чего его сделать
Наиболее простым вариантом здесь будет использование бескамерного колеса от автомобиля, однако стоит помнить, что для поездок диск после модернизации будет уже непригоден. Но такой самодельный ресивер для компрессора максимально прост в изготовлении, а потому более приемлем для небольших объёмов работ, таких, как аэрография.
Ресивер для компрессора можно приобрести, но дешевле изготовить самостоятельно
ФОТО: krsk.au.ru
Если требуется больший объём воздуха, лучше всего в качестве ресивера при изготовлении компрессора своими руками использовать огнетушитель или старый газовый баллон.
Нагнетатель, манометр и иные детали
Если планируется использование мощного нагнетателя, демонтированного со старой техники, необходимо приобрести манометр и аварийный клапан, который не позволит давлению в ресивере подняться выше допустимого. Что же касается простейшего компрессора из старого колеса, то здесь вполне подойдёт и автомобильное устройство, работающее от прикуривателя и используемое для подкачки шин. Однако и такой нагнетатель может создать избыточное давление, которое приведёт к разрыву покрышки. Подобная ситуация очень опасна и чревата травмами, порой не совместимыми с жизнью. Поэтому об аварийном клапане забывать нельзя ни в коем случае.
Старое колесо от машины неплохо справится с ролью ресивера
ФОТО: drive2.ru
Рассмотрим пример простейшего компрессора на основе автомобильного электронасоса и бескамерного колеса в качестве ресивера.
Как сделать простейший компрессор своими руками
Для работы потребуется приобрести аварийный клапан и штуцер подкачки (ниппель, золотник, «сосок»). В колёсном диске для него нужно просверлить дополнительное отверстие, как и для аварийного клапана. Далее штуцер подкачки и клапан устанавливаются на своё место, колесо собирается. Остаётся подключить к одному из штуцеров подкачки автомобильный электрический насос, а ко второму шланг отвода на краскопульт или аэрограф. Теперь, после заполнения колеса воздухом, мини-компрессор, изготовленный своими руками, можно использовать по назначению.
Подобные штуцера можно приобрести в любом автомагазине за копейки
ФОТО: eckonom.ru
Изготовление компрессоров своими руками на основе различных приборов
Самодельные компрессоры можно изготовить, используя в качестве основы детали от холодильника или пылесоса. Такие устройства, при их изготовлении, не потребуют больших затрат труда, а также не будут расходовать много электроэнергии. Если же мастеру требуется более мощное устройство, то для изготовления компрессора своими руками можно использовать оборудование, к примеру, от автомобиля ЗИЛ 130, КамАЗ или иной машины, в системах которой используется сжатый воздух.
Вот такие компрессоры стоят на автомашинах КамАЗ и вполне подходят для изготовления самодельного агрегата
ФОТО: krsk.au.ru
Стоит в общих чертах разобраться в изготовлении подобных устройств.
Как сделать компрессор из старого холодильника
Процесс изготовления воздушного компрессора из холодильника своими руками крайне прост. Для этого потребуется:
Вот так выглядит аварийный (предохранительный) клапан, который необходимо устанавливать
ФОТО: aredi.ru
Схема устройства воздушного компрессора
Для большего понимания того, как собирается подобное устройства, можно взглянуть на схематический рисунок ниже. Однако автором данного рисунка была допущена одна из основных ошибок новичка. Именно для того, чтобы её показать, редакция Homius и привела в пример данное изображение.
Схематический рисунок самодельного компрессора
ФОТО: tehnika.expert
Как можно увидеть, автор предлагает установить фильтр между ресивером и компрессором, чего делать не рекомендуется. Дело в том, что при повышении давления пластиковый корпус может попросту разорвать. В этом месте должен располагаться масловлагоотделитель. Сам же фильтр монтируется на трубку компрессора, через которую всасывается воздух.
Вот такой фильтр воздуха на входе будет в самый раз
ФОТО: drive2.ru
Также на схеме не указан аварийный клапан, который должен сбрасывать избыточное давление. Его лучше всего установить на самом ресивере.
На автомобильных ресиверах предохранительные клапаны уже установлены
ФОТО: drive2.ru
Как сделать компрессор из пылесоса: возможно ли это
Многие начинающие мастера, впервые услышав о возможности изготовления компрессора из старого пылесоса, начинают задавать вопросы о том, каким образом к нему подключается ресивер. Однако это всё из серии «слышал звон, да не знает где он». Дело в том, что название «компрессор» к подобному устройству отнести сложно. Скорее, это пульверизатор, от которого многого ждать не стоит. Хотя, если говорить о возможности побелить стены в погребе или иных подобных работах, это приспособление может значительно облегчить работу. Такие насадки, которые надевались на обычную стеклянную банку, шли в комплекте с советскими пылесосами, а сейчас их намного легче заказать на китайских ресурсах или приобрести с рук, чем изготавливать самостоятельно.
Именно так и выглядела насадка, которая надевалась на стеклянную банку
ФОТО: starina.ru
Изготовление компрессора для аквариума своими руками
Такие устройства довольно востребованы среди потребителей. Но следует сразу оговориться – смысла в подобной работе практически нет. Стоимость такого оборудования на российском рынке минимальна, а вот времени это может занять прилично. К тому же, некоторые детали всё равно придётся приобретать. Поэтому стоит сначала подумать, надо ли затевать подобную работу?
Компрессор для аквариума – вещь необходимая
ФОТО: seaforum.aqualogo.ru
Совет! Перед тем, как начать изготовление своими руками какого бы то ни было прибора, необходимо просчитать, будет ли выгода от подобной работы, «стоит ли игра свеч».
Компрессор для покраски авто: как изготовить своими руками
Наиболее востребованным из всех изготавливаемых своими руками компрессоров можно назвать оборудование для покраски автомобиля или любых других деталей и механизмов. Помимо прочного ресивера, здесь потребуется и иной нагнетатель, который будет наполнять ёмкость воздухом значительно быстрее холодильного оборудования. Такой прибор лучше всего изготовить из готового автомобильного компрессора, подключив к нему электродвигатель на 220 или 380 В в качестве привода.
Приобрести можно абсолютно любой компрессор, в зависимости от нужд
ФОТО: compressortyt.ru
Схема и порядок сборки поршневого компрессора
Если рассматривать схематическое изображение подобного компрессора, то становится ясно, что сверхсложного в нём ничего нет. Главное, это не забыть включить в него фильтр с жёстким корпусом, способным выдержать нагнетаемое давление. Он устанавливается на выходе из ресивера перед шлангом подачи воздуха на краскопульт.
Схема компрессора с небольшими ошибками
ФОТО: samodelkindrug.ru
Многие не понимают назначения этого элемента, считая его совершенно ненужным, однако такое мнение ошибочно. Дело в том, что воздух в ресивере находится в сжатом состоянии, а изменение плотности любого вещества, как известно, изменяет и его температуру. В результате сжатия и последующего высвобождения воздуха и происходящего при этом изменения температур возникает конденсат, который может попасть в краску вместе, что непременно скажется на качестве итогового результата. Фильтр же такую возможность исключает.
Конденсат на окнах возникает также из-за перепада температур
ФОТО: master-hauze.ru
Нюансы сборки самодельного компрессора для покраски авто
Основная задача здесь – прочность шлангов и плотность соединений. Поэтому рекомендуется использовать для передачи воздуха от нагнетателя к ресиверу и далее к фильтру медные трубки. От фильтра до самого краскопульта оптимальным будет использование кислородного шланга. Он армируется стекловолокном, а потому обладает не только необходимой гибкостью, но и повышенной прочностью.
Чётко видно армирование кислородного шланга
ФОТО: sharx.org
Довольно интересен для изготовления компрессора своими руками вариант использования оборудования от автобуса «Икарус» и газового баллона, с которым можно ознакомиться на картинке ниже.
Компрессор от автобуса «Икарус» на ресивере из баллона
ФОТО: drive2.ru
Регламентные работы перед запуском компрессора
Собрав своими руками компрессор для краскопульта или иных работ, его следует испытать. Однако перед этим, как и впоследствии, перед каждым запуском, следует произвести определённые действия, а именно:
Такие проблемы нередки, когда шкив задевает шланг
ФОТО: sharx.org
После того, как двигатель компрессора запущен, необходимо проверить настройку редуктора по манометру. Ответ на вопрос, как настроить компрессор на нужное давление, несложен. Оно выставляется при помощи регулятора, установленного на манометре, посредством поворота рукоятки вправо-влево. А максимальное давление воздуха в ресивере компрессора из двигателя регулируется аварийным клапаном, который срабатывает при превышении допустимого порога.
А такой потребует установки дополнительного регулятора
ФОТО: conrad.ru
Также перед запуском стоит проверить и входной патрубок, по которому воздух поступает в нагнетатель. Установленный на нём воздушный фильтр должен быть чистым, дабы не усложнять работу двигателя излишней нагрузкой.
Подводя итоги
Как наверняка уже стало понятно читателю, вопрос, как изготовить самодельный компрессор, не слишком сложен. Дополнительного оборудования, которое придётся докупить, потребуется минимум, значит, и стоимость готового агрегата будет невысокой. Если же говорить о цене на поршневые компрессоры в магазине, то самодельное устройство и вовсе покажется бесплатным. При этом, у изделия, собранного своими руками, есть огромное преимущество перед заводским. Оно значительно надёжнее, его легко можно починить. Ведь каждая деталь, каждый винтик агрегата будет знаком мастеру, значит, и заменить элементы труда не составит. А о функциональности воздушного компрессора, собранного своими руками, говорить даже и не стоит.
Как выглядят такие аппараты, можно узнать из примеров.