2025-04-10
En kompressor är en mekanisk anordning som används för att öka trycket för olika komprimerbara vätskor eller gaser, varav den vanligaste är luft. Kompressorer används i hela industrin för att leverera luft till workshops eller apparater, för att driva pneumatiska verktyg, färgsprutor och sandblästringsutrustning, för att fasskifta köldmedier för luftkonditionering och kylning, för att leverera naturgas genom rörledningar, etc. som pumpar, kompressorer är uppdelade i centrifugal (eller dynamisk eller kinetisk) och volumetric; Men om pumparna främst är centrifugalpumpar är kompressorerna vanligtvis positiva förskjutningar. De sträcker sig i storlek från handsklådor som blåser upp däck till jätte kolv eller turboladdare som finns i VVS -butiker. Positiva förskjutningskompressorer kan ytterligare klassificeras för att återgå till kompressorer, som domineras av den återgående typen, och roterande kompressorer, såsom skruv- och roterande skovelkompressorer.
I den här guiden kommer vi att använda termerna "kompressor" och "luftkompressor" för att främst hänvisa till luftkompressorer, och i vissa speciella fall kommer vi att använda termen "kompressor" för att hänvisa till mer specifika gaser.
Kompressorer kan karakteriseras på flera olika sätt, men de grupperas vanligtvis i kategorier baserat på den driftsmetod de använder för att producera tryckluft eller gas. I följande avsnitt ger vi en översikt och beskriver vanliga typer av kompressorer. Typer som omfattas inkluderar:
På grund av kompressordesignens natur finns det också en marknad för omtillverkade luftkompressorer, och omtillverkade luftkompressorer kan vara ett alternativ att köpa nya kompressorer.
Återutvecklande kompressorer eller återgående kompressorer förlitar sig på den återgående rörelsen av en eller flera kolvar för att komprimera gas i en cylinder (eller cylindrar) och frigör den genom en ventil i en högtrycksmottagande tank. I många fall monteras lagringstanken och kompressorn på en gemensam ram eller glid i form av ett så kallat paket. Medan den primära användningen av fram- och återgående kompressorer är att tillhandahålla tryckluft som energikälla, använder rörledningsoperatörer också fram- och återgående kompressorer för att transportera naturgas. Återutvecklande kompressorer väljs vanligtvis baserat på önskat tryck (PSI) och flöde (SCFM). Typiska fabriksluftsystem tillhandahåller tryckluft i intervallet 90-110 PSI vid 30 till 2500 CFM; Dessa band är vanligtvis tillgängliga via kommersiella enheter utanför hyllan. Ventilationssystemet för anläggningen kan utformas för en enhet eller för flera mindre enheter åtskilda i hela anläggningen.
För att uppnå högre lufttryck än en enstegskompressor kan tillhandahålla kan tvåstegsenheter användas. Komprimerad luft som kommer in i det andra steget passerar vanligtvis genom en intercooler i förväg för att ta bort en del av värmen som genereras i första stegets cykel.
På tal om värme är många fram- och återgående kompressorer utformade för att köra i en enda arbetscykel, inte i kontinuerlig drift. I många fall tillåter denna cirkulation värme som genereras under drift genom att spridas genom luftkylda fenor.
Kolvkompressorer är olje- och oljefria. För vissa applikationer som kräver oljefri luft av högsta kvalitet är andra mönster mer lämpade.
Membrankompressorer är en något specialiserad fram- och återgående design som använder koncentriska axlar monterade på en motor för att vibrera en flexibel skiva som växelvis expanderar och kontrakterar kompressionskammarens volym. Liksom en membranpump isoleras enheten från processvätskan med en flexibel skiva så att smörjmedlet inte kan komma i kontakt med några gaser. Membranluftkompressorer är relativt små kapacitetsmaskiner som är lämpliga för applikationer som kräver mycket ren luft, till exempel de som finns i många laboratorier och medicinska anläggningar.
Skruvkompressorer är roterande kompressorer kända för sin förmåga att köra vid 100% arbetscykel, vilket gör dem idealiska för släpvagnsapplikationer som konstruktion eller vägbyggnad. Med hjälp av växlade och kopplade rotorer suger dessa enheter i gas vid drivänden, komprimerar den när rotorerna bildar en enhet, gasen rör sig axiellt och lämnar det komprimerade gaskompressorhuset genom utloppsporten vid den icke-drivna änden. Driften av skruvkompressorer gör dem tystare än fram- och återgående kompressorer genom att minska vibrationer. En annan fördel med skruvkompressorer jämfört med fram- och återgående är frånvaron av pulsering av den tvingade luften. Dessa enheter kan vara smörjad olja eller vatten och kan också utformas för att tillhandahålla oljefri luft. Dessa mönster uppfyller kritiska krav på oljefria underhåll.
VANE -kompressorer är baserade på en serie skovlar monterade i en rotor som rör sig längs innerväggen i en excentrisk hålrum. När skovlarna roterar från sugsidan av den excentriska kammaren till urladdningssidan, minskar de volymen på utrymmet de sträcker sig över och därmed komprimerar gasen som fångas i det utrymmet. Bladen glider över oljefilmen som bildas på väggarna i den excentriska kammaren, vilket ger en tätning. VANE-kompressorer kan inte tillhandahålla oljefri luft, men de kan ge pulseringsfri tryckluft. Eftersom de använder bussningar istället för lager, och eftersom de kör relativt långsamt jämfört med skruvkompressorer, är de också resistenta mot föroreningar i miljön. De är relativt tyst, pålitliga och kan köra vid 100% arbetscykel. Vissa källor säger att roterande skovelkompressorer till stor del har ersatts av skruvkompressorer i luftkompressorer. De används i många luftlösa applikationer inom olje- och gas- och andra processindustrier.
Rulla luftkompressorer använder stationära och omloppsrullar som minskar mängden utrymme mellan dem när orbital rullarna följer vägen för de stationära rullarna. Gasinloppet inträffar vid virvelens yttre kanter och den komprimerade gasen släpps närmare mitten. Eftersom rullarna inte berör krävs ingen smörjolja, vilket gör kompressorn praktiskt taget oljefri. Rullkompressorer är emellertid något begränsade i prestanda eftersom olja inte används för att ta bort kompressionsvärmen som i andra mönster. De används ofta i lågkostnadsluftkompressorer och kompressorer i hemmet.
Rotary kompressorer är hög kapacitet, lågtrycksanordningar som är mer korrekt klassificerade som blåsare. För att lära dig mer om blåsare, ladda ner vår gratis Thomas Blower Buying Guide.
Centrifugalkompressorer förlitar sig på höghastighetspumpliknande impeller för att påskynda gasen för att bygga upp tryck. De används främst i applikationer med hög volym som kommersiella kylenheter över 100 hk. och stora processanläggningar där de kan nå 20 000 hk. och leverera volymer i 200 000 CFM -intervallet. Centrifugalkompressorer är nästan samma design som centrifugalpumpar, och gasen kastas utåt av det roterande pumphjulets verkan och ökar därmed gasens hastighet. Gasen expanderar i kroppens volut, bromsar ner och ökar trycket.
Centrifugalkompressorer har ett lägre kompressionsförhållande än positiva förskjutningskompressorer, men de kan hantera större volymer gas. Många centrifugalkompressorer använder flera steg för att öka kompressionsförhållandet. I dessa flerstegskompressorer passerar gasen vanligtvis genom en intercooler mellan steg.
Axiella kompressorer ger de högsta luftvolymerna, från 80 till 13 miljoner kubikfot per minut i industrimaskiner. Jetmotorer använder denna typ av kompressor för att producera ett bredare utbud av förskjutningar. Jämfört med centrifugalkompressorer tenderar axiella kompressorer att vara flerstegsdesign på grund av deras relativt låga kompressionsförhållande. Liksom centrifugala enheter ökar axiella kompressorer trycket genom att först öka gasens hastighet. Axiella kompressorer bromsar sedan upp gasen genom böjda stationära skovlar, vilket ökar trycket.
Luftkompressorn kan vara elektrisk, välj vanligtvis en 12 -volt likströmskompressor eller en 24 volt DC luftkompressor. Kompressorer är också tillgängliga för standard AC -spänningsnivåer såsom 120V, 220V eller 440V.
Alternativa bränslealternativ inkluderar en luftkompressor som drivs av en motor som körs på en brännbar bränslekälla som bensin eller diesel. I allmänhet är elektriska kompressorer idealiska där avlägsnande av avgaser är viktigt eller där operationen är viktig där användningen eller frånvaron av brandfarliga bränslen är oönskat eller viktigt. Bullerfaktorn spelar också en viktig roll i bränslevalet, eftersom elektriska luftkompressorer i allmänhet är tystare än motordrivna luftkompressorer.
Dessutom kan vissa luftkompressorer vara hydrauliskt drivna, vilket också undviker användning av brännbara bränslekällor och tillhörande avgasproblem.
När det gäller att välja en luftkompressor för en allmän workshop, kommer valet ofta att antingen en fram- och återgående kompressor eller en skruvkompressor. Återutvecklande kompressorer är i allmänhet billigare än skruvkompressorer, kräver mindre underhåll och fungerar bra under smutsiga driftsförhållanden. De är emellertid mycket bullrare än skruvkompressorer och är mer benägna att sippra olja i tryckluftsutbudssystemet, ett fenomen som kallas "överföra". Eftersom fram- och återgående kompressorer genererar mycket värme under drift måste de vara dimensionerade för sin arbetscykel - tumregeln är 25% rabatt och 75% på. En radiell skruvkompressor kan köra 100% av tiden och är nästan att föredra. Ett potentiellt problem med skruvkompressorer är dock att öka deras kraft för att öka deras prestanda kan leda till problem, eftersom de inte är särskilt väl lämpade för ofta startar och stopp. De snäva toleranserna mellan rotorerna innebär att kompressorn måste hållas vid driftstemperatur för att uppnå effektiv komprimering. Storleken kräver mer uppmärksamhet på användningen av luft; Återutvecklande kompressorstorlek kan ökas utan sådana problem.
En kroppsbutik som ständigt använder färgluft kan upptäcka att en radiell skruvkompressor har en låg överföringshastighet och vill köra kontinuerligt; Återutvecklande kompressorer kan prestera bättre när luften används mindre ofta och är avgörande för renligheten i den levererade luften. en reparationsverksamhet som inte bryr sig.
Oavsett vilken typ av kompressor kyls och filtreras tryckluft vanligtvis och filtreras innan du transporteras genom kanalerna. Plant Ventilation Specification Writers måste välja dessa komponenter baserat på storleken på systemet de utformar. Dessutom bör de överväga att installera filterregulatorsmörjare vid leveranspunkten.
Större kompressorer monterade på släpvagnar är vanligtvis motordrivna skruvkompressorer. De är utformade för att köra kontinuerligt om luft används eller ventileras.
Medan rullningskompressorer dominerar lågkostnadskylning och luftkompressorer, börjar de också göra intrång till andra marknader. De är särskilt lämpliga för industriella processer som kräver mycket ren luft (klass 0) såsom läkemedel, livsmedelsbearbetning, elektronik etc. samt för renrum, laboratorier och medicinska/tandmiljöer. Tillverkare erbjuder enheter upp till 40 hk som kan leverera nästan 100 CFM vid tryck upp till 145 psi. Större installationer innehåller ofta flera rullkompressorer eftersom tekniken inte skalas utöver 3-5 hästkrafter.
Om en applikation involverar komprimering av farliga gaser, betraktar designers ofta membran eller glidande skovelkompressorer och för mycket stora komprimerade volymer motoriserade kompressorer.
Olja spelar en viktig roll i driften av alla kompressor eftersom den används för att bära bort värmen som genereras under kompression. I många mönster ger oljan också tätningen. I återgående kompressorer smörjar oljan vev- och kolvstiftlagren, liksom sidoväggarna på cylindrarna. Liksom i en kolvmotor tätar ringarna på kolven kompressionskammaren och kontrollerar oljeflödet i den. I skruvkompressorer injiceras olja i kompressorblocket för att försegla de två icke-kontakterande rotorerna och ta bort en del av värmen som genereras under kompression. Rotary Vane Compressors använder olja för att försegla det lilla utrymmet mellan skovelspetsarna och bostadshålet. Rullkompressorer använder vanligtvis inte olja och kallas därför oljefria kompressorer, men naturligtvis har de en begränsad kapacitet. Centrifugalkompressorer introducerar inte olja i den komprimerade strömmen, men de skiljer sig från deras positiva förskjutnings motsvarigheter.
För att skapa en oljefri kompressor använder tillverkare olika strategier. Återutvecklande kompressortillverkare kan använda en kolvvev med ett stycke med vevaxeln monterad på ett excentriskt lager. När dessa kolvar återger sig i cylindern svänger de in i cylindern. Denna design eliminerar stödet från kolvstiftet på kolven. Återutvecklande kompressortillverkare använder också olika självsmörjande material i O-ringar och cylinderfoder. Tillverkare av skruvkompressorer har minskat klyftan mellan skruvarna och eliminerar behovet av körtlar.
Men något av dessa alternativ kommer med avvägningar. Ökat slitage, termiska problem, minskad prestanda och mer frekvent underhåll är bara några av nackdelarna med oljefria luftkompressorer. Uppenbarligen tvingas vissa branscher att göra sådana kompromisser eftersom oljefri luft är ett måste. Men om oljan kan filtreras eller bara tolereras, är det vettigt att använda en konventionell oljekompressor.
Om du använder jackhammare hela dagen är komprimeringsvalet enkelt: lägg till antalet operatörer som använder kompressorn, bestämmer kraften i deras verktyg och köper en skruvkompressor som passar dina behov och håller 8 timmar på en tank med olja. Naturligtvis är det inte så enkelt - du kanske måste ta hänsyn till miljöns begränsningar - men du får idén.
Saker blir lite mer komplicerade om du vill leverera tryckluft till en liten butik. Pneumatiska verktyg kan klassificeras enligt deras syfte: antingen intermittent handling - som en spärrnyckel eller kontinuerlig åtgärd - som en färgsprutare. Diagram är tillgängliga för att uppskatta konsumtionen av olika verkstadsverktyg. När dessa har identifierats och användningen beräknas baserat på genomsnitt och kontinuerlig användning kan en grov uppskattning av den totala luftkompressorkraften bestämmas.
Bestäm kompressorkapaciteten för tillverkningsanläggningen på samma sätt. Till exempel kan en förpackningslinje använda tryckluft för att driva cylindrar, blåsare, etc. Typiskt specificerar utrustningstillverkare flödeshastigheter för enskilda maskiner, men om inte, kan cylinderluftflöde lätt erhållas genom att känna till borrdiameter, stroke och cykelhastighet. varje pneumatisk block.
Mycket stora tillverknings- och bearbetningsanläggningar kan ha lika stora tryckluftskrav, eventuellt betjänade av säkerhetskopieringssystem. För sådana operationer motiverar alltid luften kostnaden för flera tryckluftssystem för att undvika dyra avstängningar eller linjeslutningar. Även små operationer kan dra nytta av någon redundansnivå. När du storlekar på ett litet luftproduktionssystem är frågan att ställa dig själv: Är det bättre att använda en enda kompressor (mindre underhåll, mindre komplexitet) eller är flera mindre kompressorer (redundanta, utbyggbara) mer lämpliga? ?
Kompressorer suger luften från atmosfären, tillsätt värme genom att komprimera den, tillsätt ibland olja till blandningen och om luften de suger inte är inte så torr, skapar mycket fukt. För vissa operationer påverkar dessa ytterligare ingredienser inte slutanvändningen och verktyget fungerar bra utan prestationsproblem. När processen för pneumatisk manövrering blir mer komplex eller viktigare, ägnas mer uppmärksamhet åt att förbättra avgasens kvalitet.
Komprimerad luft är vanligtvis varm, och det första steget för att minska den värmen är att samla luften i en reservoar. Detta steg kyler inte bara luften, utan tillåter också en del av fukten i luften att kondensera. Luftkompressormottagare har vanligtvis manuella eller automatiska ventiler som gör att ackumulerat vatten kan tömmas. Luftpassagen genom efterkylaren tar bort värmen. Kylmedels- och sorbenttorkar kan tillsättas till lufttillförsellinjen för att öka borttagningen av fukt. Slutligen kan filter installeras för att avlägsna eventuella medtränade smörjmedel från tillförselluften, liksom alla partiklar som kan fångas av inloppsfiltren.
Tryckluft doseras vanligtvis till några droppar. Med varje höst är standard bästa praxis att installera en FRL (filter, regulator, smörjare) som villkorar luften efter behoven hos det specifika verktyget och gör att smörjning kan gå till alla verktyg som behöver det.
När det gäller att kontrollera en återgående kompressor finns det inte många alternativ. Start/stoppkontrollen är den vanligaste: kompressorn matar en lagringstank med övre och nedre trösklar. När den nedre börvärdet nås, startar kompressorn och löper tills den övre börvärdsgränsen har uppnåtts. En variant av denna metod, kallad konstant hastighetskontroll, gör det möjligt för kompressorn att köra under en viss tid efter att ha nått det övre börvärdet, och ventilerar luften till atmosfären om den lagrade luften används med en högre hastighet än normal. Denna process minimerar antalet motorstart under perioder med hög belastning. Det valfria dubbla kontrollsystemet, normalt endast tillgängligt på system över 10 hk, gör det möjligt för användaren att växla mellan de två kontrolllägena.
Skruvkompressorer har fler alternativ. Förutom start/stopp och konstant hastighetskontroll finns skruvkompressorer med belastning/lossningskontroll, intagventilmodulering, spolventiler, automatisk dubbelkontroll, enheter med variabel hastighet och kompressorsekvensering för applikationer med flera enheter. Last-/lossningskontrollen använder en urladdningssideventil och en sugsidentil som öppnar och stängs respektive för att minska flödet genom systemet. (Detta är ett mycket vanligt system på oljefria skruvkompressorer.) Inloppsventilmodulering använder proportionell kontroll för att kontrollera kompressorns luftmassaflöde. Spolventilstyrning förkortar effektivt längden på skruven genom att försena början av kompression och låta lite intagluft kringgå komprimeringen för att bättre möta efterfrågan. Automatiska dubbla kontrollomkopplare mellan start och stopp samt konstant hastighetskontroll enligt den nödvändiga prestandan. Variabel hastighet driver långsamt eller påskyndar rotorn genom att elektroniskt ändra frekvensen för AC -vågformen som vänder den elektriska maskinen. Kompressorsekvensering tillåter belastningsdelning mellan flera kompressorer, till exempel genom att tilldela en enhet att köras kontinuerligt för att hantera baseload och ändra start på två andra enheter för att minimera omstartförluster.
När du väljer något av dessa kontrollscheman är tanken att hitta den bästa balansen mellan att möta efterfrågan och tomgångskostnader och påföljden för accelererad utrustning.
När du väljer en kompressormekanism finns det tre huvudparametrar som specifikatorer måste överväga, utöver de många objekt som anges ovan. Dessa luftkompressorsspecifikationer inkluderar:
Även om kompressorer vanligtvis är klassade i hästkrafter eller kilowatt, indikerar dessa siffror inte nödvändigtvis kostnaden för att driva utrustningen, eftersom det beror på effektiviteten hos maskinen, arbetscykeln etc.
Volymetrisk produktivitet avgör hur mycket luft maskinen kan leverera per tidsenhet. Kubikfot per minut är den vanligaste mätenheten, även om enheter kan variera mellan tillverkarna. Försök att standardisera denna mätning, känd som SCFM, verkar bero på vilken standard du följer. Comprimering Air and Gas Institute använder ISO -definitionen för torr luft (0% RH) vid 14,5 psi. tum och 68 ° F. Faktiska kubikfot per minut ACFM är ett annat mått på volymetrisk kapacitet. Det är relaterat till mängden tryckluft som levereras vid kompressorns uttag, vilket alltid är mindre än maskinens arbetsvolym på grund av kompressorns utblåsningar.
Tillåtet tryck i pund per kvadrat tum beror främst på behoven hos utrustningen på vilken tryckluft kommer att fungera. Medan många pneumatiska verktyg är utformade för att fungera vid normalt lufttryck, kräver specialapplikationer som motorstart högre tryck. Så, till exempel, när du väljer en fram- och återgående kompressor, kommer köpare att hitta enstegsenheter som levererar tryck upp till 135 psi, tillräckligt för att driva vardagliga verktyg, men kommer att överväga tvåstegsenheter för speciella högtrycksapplikationer.
Kraften som krävs för att driva kompressorn kommer att bestämmas av dessa volym- och tryckförhållanden. Vid storlekskompressorer måste specifikatorer också överväga systemförluster: rörförluster, tryckfall i torktumlare och filter, etc. Kompressorköparen måste också besluta om en enhet som en motoriserad bältesdrivning eller direktdrivgas eller dieselbränsle, etc.
Kompressortillverkare publicerar ofta komprimeringskurvor så att specifikationer kan utvärdera kompressorprestanda under olika driftsförhållanden. Detta gäller särskilt för centrifugalkompressorer, som, liksom centrifugalpumpar, kan utformas för att leverera olika volymer och tryck beroende på axelhastighet och impellerstorlek.
DOE antar energistandarder för kompressorer, och vissa kompressortillverkare publicerar specifikationer baserade på dessa standarder. När fler tillverkare publicerar dessa uppgifter bör det vara enklare för kompressorköpare att klassificera energiförbrukningen för jämförbara kompressorer.
Kompressorer finner användning i olika branscher och dominerar miljöer som är bekanta för vardagliga konsumenter. Till exempel är en bärbar 12V DC Electric Air Compressor som ofta bärs i handskboxen eller en stam på en bil ett vanligt exempel på en enkel version av en luftkompressor som konsumenterna kan använda för att blåsa upp däck till rätt tryck.
Användningen av fordonsrelaterade luftkompressorer och allmänna fordonsapplikationer inkluderar elektriska luftkompressorer ombord, dieselluftkompressorer ombord eller andra luftkompressorer ombord. Till exempel kräver en lastbils luftbromssystem tryckluft för att fungera, så en luftkompressor ombord krävs för att ladda bromssystemet. Servicefordon kan kräva luftkompressorer ombord för att utföra nödvändiga funktioner eller för att säkerställa att kompressorn är mobil och kan distribueras till olika arbetsplatser eller platser vid behov. Till exempel kan en brandmotor inkludera en andningsluftkompressor ombord på lufttankar för att fylla lufttankar för att fylla på andning av lufttankar för brandmän och första svarare.
Tandluftkompressorer tillhandahåller en källa till ren tryckluft för att hjälpa till i tandprocedurer och för att driva pneumatiska tandinstrument som borrar eller tandborstar. Att välja rätt tandluftkompressor kräver att man överväger flera faktorer, inklusive den erforderliga kraften och trycket.
Användningen av medicinska luftkompressorer innebär att tillhandahålla en tillförsel av andningsluft oberoende av andra gaser lagrade i cylindrar och kan användas som ett alternativ för patienter som kan vara känsliga för syretoxicitet. Medicinsk andningsluftkompressorer kan vara bärbara eller fasta system på sjukhus eller medicinsk anläggning. Andra användningar av en medicinsk luftkompressor kan inkludera att leverera luft till specialiserad patientutrustning såsom kompressionsmanschetter där tryckluften behövs för att trycka på patientens extremiteter för att förhindra vätskeuppbyggnad i extremiteterna på grund av nedsatt hjärtfunktion.
Laboratoriets luftkompressorer och luftkompressorer för andra specialiserade industriella tillämpningar används för att bearbeta och producera specialiserade gaser såsom väte, syre, argon, helium, kväve eller gasblandningar (t.ex. ammoniakkompressorer) eller koldioxid, där de kan användas i livsmedelsindustrin. och dryckesindustrin. Heliumkompressorer kommer att leverera gas till lagringstankar för laboratorieändamål som känslig läckedetektion, medan andra gaskompressorer som syrekompressorer kan krävas för att lagra syretankar för användning på sjukhus och sjukvårdsanläggningar.