Устройство мембранного компрессора

Устройство мембранного компрессора

Общая информация Мембранные компрессоры

На Рис. 1 представлена общепринятая упрощенная классификация компрессоров.

Рис.1. Упрощенная классификация компрессоров

В данной статье мы коснемся мембранных компрессоров, как представителей класса машин объемного действия.

Понятие «компрессор объемного действия возвратно-поступательный» означает, что сжатие рабочего газа в нем происходит посредством уменьшения объема камеры сжатия при возвратно-поступательном движении рабочего органа. Такое движение обеспечивается кривошипно-шатунным механизмом (далее – КШМ), являющимся неотъемлемой частью всех компрессоров данного типа

В мембранных компрессорах в качестве рабочего органа выступает металлическая или полимерная мембрана, выполняющая колебательные движения. Причем усилие к мембране может прикладываться как непосредственно от КШМ, так и при помощи гидравлического привода.

Схематично устройство компрессора с непосредственным приводом мембраны от КШМ показано далее на Рис. 2.

Рис. 2. Компрессор с непосредственным приводом мембраны

Как видите, в такой конструкции компрессора нет ничего сложного.

Вращательное движение приводного вала преобразуется в возвратно-поступательное движение штока, жестко связанного с гибкой мембраной.

В результате колебаний мембраны объем камеры сжатия сначала увеличивается – порция газа попадает в камеру через впускной клапан, а затем уменьшается – сжатый газ через выпускной клапан подается на выход компрессора.

Но даже из такой, казалось бы, простейшей схемы становится очевидным главное отличие мембранных компрессоров от компрессоров поршневых – камера сжатия герметично отделена от картера компрессора.

Отсюда следуют два основных преимущества мембранных компрессоров:

  • отсутствие вероятности загрязнения маслом сжимаемого газа;
  • полное отсутствие утечек сжимаемого газа через поршневые кольца и сальники привода.

Именно поэтому мембранные компрессоры очень часто используются там, где предъявляются жесткие требования к чистоте сжимаемых газов, а также при работе с взрывоопасными или высокотоксичными газами.

Следует отметить, что компрессоры с непосредственным приводом мембран в настоящее время используются редко и при невысоких давлениях. Слабое место таких компрессоров – соединение штока с мембраной.

Гораздо более привлекательной является конструкция компрессора с гидравлическим приводом мембраны. В таких компрессорах колебательные движения мембране передаются также от КШМ, который оканчивается не током, а поршнем гидравлического цилиндра. И давление на мембрану передается не в центральной точке, а по всей ее поверхности через слой гидравлической жидкости (наиболее часто используется масло).

Такая конструкция компрессора, несомненно, является более сложной – в нее включены дополнительные компоненты, о которых мы поговорим позднее. Но именно такой способ передачи движения мембране позволяет значительно увеличить надежность и долговечность агрегата с одной стороны и работать с высокими и сверхвысокими давлениями – с другой.

Остановимся на конструкции мембранного компрессора с гидравлическим приводом подробнее.

Принцип работы гидравлического привода становится понятен из простой схемы:

Рис. 3. Простая схема гидравлического привода мембранного компрессора

Возвратно-поступательные движения поршню передаются через КШМ. В свою очередь, поршень через слой гидравлической жидкости воздействует на мембрану, заставляя ее совершать колебательные движения.

При движении поршня вправо (по Рис. 3) мембрана прогибается в том же направлении и прилегает к распределительному диску. Газовая полость в это время заполняется газом через всасывающий клапан. При движении поршня влево гидравлическая жидкость через отверстия в распределительном диске воздействует на всю поверхность мембраны, заставляя ее выгибаться в сторону крышки и сжимать газ, который, в конце цикла, через нагнетательный клапан подается на выход компрессора.

Таков общий принцип действия гидравлического привода мембранного компрессора.

Пневматическая схема типичного мембранного компрессора выглядит следующим образом:

Рис. 4. Пневматическая схема мембранного компрессора

На рисунке можно заметить наличие нескольких, пока еще не знакомых нам устройств. Это перепускной клапан ПК, невозвратный клапан НК и компенсационный насос КН.

Здесь мы кратко остановимся на их назначении. Для этого рассмотрим работу мембранного блока более подробно.

Рис. 5. Мембранный блок с внешними компонентами

Каким образом регулируется конечное давление на выходе мембранного компрессора?

Дело в том, что объем масла, вытесняемый поршнем в гидравлическую полость несколько больше, чем объем газовой полости (см. Рис. 3). Поэтому, как только мембрана достигнет внутренней вогнутой поверхности крышки, давление масла в гидравлической полости резко возрастает (ведь масло, как и любая жидкость, сжимается очень незначительно). Возникает необходимость «сбросить» излишки масла из гидравлической полости.

Для этого и служит перепускной клапан. Он открывается при строго определенном (регулируемом) давлении на его входе и сбрасывает остатки масла в картер компрессора. Таким образом, настроив давление открытия перепускного клапана, мы тем самым определяем, до какого максимального давления может быть сжат газ в газовой полости мембранного блока.

Но если в каждой фазе сжатия часть масла будет удаляться из гидравлической полости, его количество будет достаточно быстро уменьшаться (а ведь есть еще утечки масла через поршневые кольца). И, в конечном итоге, оно станет недостаточным для создания необходимого давления сжатия газа. Для решения данной проблемы в компрессоре предусмотрен компенсационный насос. Он небольшими, но точно рассчитанными при проектировании компрессора порциями возвращает масло в гидравлическую полость в конце каждой фазы всасывания (когда давление в полости минимально).

Читайте также:  О подборе жиклеров по табличке разноцветной, в инете фигурируемой

А невозвратный клапан предотвращает воздействие высокого давления во время фазы сжатия на выход компенсационного насоса. Как видите, все достаточно просто.

О чем еще хотелось бы упомянуть в этой, своего рода, вступительной статье?

О том, что для работы с высокими давлениями мембранные компрессоры, та же, как и поршневые, требуют многоступенчатого сжатия. Конструкция современных мембранных компрессоров позволяет организовать в пределах одного агрегата до четырех ступеней сжатия.

Каким образом это организуется?

Не секрет, что при многоступенчатом сжатии каждая следующая ступень должна работать «в противофазе» с предыдущей. Т.е. фаза сжатия первой ступени должна совпадать с фазой всасывания второй, а фаза сжатия второй – с фазой всасывания третьей. Ступени при этом располагаются так, как показано ниже.

Рис. 6. Компоновка двухступенчатого компрессора

Здесь все понятно – поршни гидравлического привода работают «в противофазе».

С трех- и четырехступенчатыми компрессорами дело обстоит несколько иначе.

Рис. 7. Компоновка трехступенчатого компрессора

Рис. 8. Компоновка четырехступенчатого компрессора

В этом случае поршень меньшей по порядковому номеру ступени является поршнем «двойного» действия, т.е. нагнетает масло поочередно в гидравлические полости при «прямом» и «обратном» ходе. А поршень большей по порядковому номеру ступени выполняет запирающую функцию – на дает маслу вернуться в картер на «обратном» ходе.

Вот как это выглядит на практике применительно ко 2-ой и 3-ей ступеням:

Рис. 9. Конструкция гидравлического привода многоступенчатого компрессора

На этом, пожалуй, можно завершить ознакомительную статью о мембранных компрессорах. Подробнее о деталях их конструкции мы поговорим в следующих публикациях.

Прокомментировать эту запись или задать вопрос вы можете в форме ниже. Мы ответим в течение одного-двух рабочих дней.

Выбор и установка компрессора для септика

Для очистки стоков на загородных участках, не обустроенных центральной канализацией, устанавливаются септики. Глубокая очистка стоков в септике достигается благодаря бактериям, для активной работы которых требуется периодическое поступление кислорода. Для этой цели в очистное сооружение устанавливается компрессор для септика. Как подобрать и установить устройство своими силами, читайте далее.

Септик с компрессором

Критерии подбора компрессоров

Выбор компрессора должен основываться на следующих аспектах:

  • виде устройства;
  • производительности;
  • производителе установки.

Разновидности компрессоров

Одним из основных критериев подбора компрессора является вид устройства. В настоящее время выпускаются компрессоры следующих видов:

  • винтовой;
  • центробежный;
  • поршневой;
  • мембранный.

Воздушный винтовой компрессор подает воздух в очистное сооружение за счет вращения винтов, расположенных в герметичном корпусе.

Устройство винтового компрессора

Основными преимуществами данного вида являются:

  • небольшие габаритные размеры;
  • отсутствие необходимости установки дополнительного оборудования;
  • длительный период эксплуатации;
  • относительно низкий уровень вибрации.

Среди недостатков можно выделить:

  • высокую стоимость устройства;
  • невозможность проведения ремонта. Если какой-либо блок, установленный на компрессоре, вышел из строя, то придется менять компрессор полностью.

Центробежный компрессор отличается от устройства винтового типа наличием одного вращающегося вала. Воздух подается в очистное сооружение благодаря появляющейся центробежной силе (отсюда и такое название).

Устройство и принцип работы центробежного компрессора

Компрессор данного вида, благодаря своей мощности, может быстро и эффективно насытить стоки кислородом, что и является его преимуществом. Однако большие размеры устройства и высокая стоимость приводят к ограниченному использованию центробежных компрессоров в локальных очистных сооружениях.

Принцип работы мембранного компрессора основан на колебательных движениях гибкой пластины (мембраны), приводимой в действие отдельным механизмом (чаще всего кривошипно-шатунным).

Устройство мембранного компрессора

Мембранные компрессорные установки отличаются невысокой стоимостью и небольшими габаритными размерами. Единственным недостатком является небольшая производительность, но данный параметр практически не влияет на корректную работоспособность очистного сооружения.

Работа поршневого компрессора основана на возвратно-поступательных движениях поршня, расположенного внутри устройства.

Устройство поршневого компрессора

Недостатками данного типа воздушных компрессоров являются:

  • высокий уровень шума при работе устройства;
  • сильный нагрев, для устранения которого требуется периодическая остановка компрессора;
  • низкая производительность.

Подбор производительности компрессора

Существенным фактором при выборе компрессорной установки для септика является производительность оборудования. Если подобрать компрессор малой мощности, то бактерии не смогут работать в нормальном режиме, и стоки не будут очищаться до рекомендованного уровня.

Компрессоры с большой производительностью будут потреблять большее количество электроэнергии, чем требуется. Избыточное количество кислорода, так как и недостаточное, может негативно отразиться на жизни и деятельности бактерий.

Читайте также:  Установка чугунных радиаторов отопления устройство, подключение, комплектующие, видео и фото

Производительность компрессора подбирается в зависимости от объема камеры, в которой работают бактерии. Рекомендуемые параметры представлены в таблице:

Популярные производители и их особенности

Наибольшей популярностью среди многочисленного количества производителей компрессоров пользуются:

  • Hiblow (Япония). Компания преимущественно занимается выпуском мембранных компрессоров с разной производительностью. Длительный период использования устройств и постоянная поддержка со стороны производителя являются основными положительными аспектами данной компании;
  • Thomas (Германия). Производитель отличается высокой надежностью, а устройства относительно высокой стоимостью, что полностью перекрывается качеством;
  • Secoh (Япония). Компрессорами данной компании укомплектовываются практически все современные септики (Топас, Юнилос, Астра и так далее). Широкая область применения обуславливается высоким качеством и низкой стоимостью.

Обзор компрессоров смотрите на видео.

Установка компрессора

Установить и подключить компрессор можно своими руками. Монтаж компрессорной установки производится следующим способом:

  1. выбирается место для установки устройства. Компрессор рекомендуется устанавливать внутрь (в верхней части) септика, а не с внешней стороны очистного сооружения. Это позволит избежать негативного влияния погодных условий на установку. Если в септике отсутствует отдельная камера для биологической очистки, то желательно предварительно поставить перегородку или установить дополнительную емкость рядом с действующим септиком;
  2. установка компрессора производится на специальную полочку, которую можно сделать своими руками из подручных материалов или приобрести в специализированных магазинах;

Правильное расположение компрессора в септике

  1. для любого вида компрессора потребуется установка дополнительного оборудования – аэратора, через который воздух будет поступать в емкость со стоками. Изготовить аэратор можно самостоятельно. Для этого потребуется небольшой отрез металлической трубы, в которой на равных расстояниях друг от друга просверливаются отверстия, диаметром 1 – 2 мм. Среднее количество отверстий – 300 штук. Конец трубы закрывается заглушкой;

Дополнительное оборудование для компрессора своими руками

  1. аэратор подключается к выходному отверстию компрессора при помощи шланга. Соединение должно быть максимально герметичным, чтобы не возникало утраты кислорода;

Соединение компрессора с аэратором, изготовленным в заводских условиях

  1. аэратор опускается внутрь емкости;
  2. компрессор устанавливается на полку и подключается к электроэнергии. Если розетка располагается рядом с септиком, то она должна быть максимально защищена от действия осадков;
  3. емкость с компрессором закрывается крышкой для защиты бактерий и установленного оборудования.

Замена компрессора производится по аналогичной схеме.

Компрессор требует периодического обслуживания, которое заключается в замене фильтров, установленных на выходных патрубках (не реже 1 раза в год). Если компрессор стал работать некорректно или потреблять излишнее количества электроэнергии, то для устранения проблемы рекомендуется обратиться к специалистам.

Автомобильные компрессоры

Необходимое давление в шинах автомобиля – важный параметр безопасности езды. Поддерживать давление насосами перестали уже давно – сегодня пользуются автомобильными компрессорами. Автомобильный компрессор – это современное насосное устройство, предназначенное для подкачки шин или накачивания их. Но на рынке представлен огромный выбор компрессоров. Попробуем разобраться в них, чтобы в дальнейшем остановиться на оптимальном варианте.

Соотношение цены и качества

Выбор автомобильного насоса – это серьёзное и не совсем простое занятие. Обязательно нужно обращать внимание на гарантию прибора. Она должна быть, ведь все компании-производители контролируют качество продукции. Для того чтобы сделать правильный выбор, нужно хорошо понимать, какие функции будет выполнять прибор.

Идеальный компрессор должен быть производительным, надёжным, долговечным, при этом занимать немного места и стоить недорого. Но устройство со всеми перечисленными качествами вряд ли найдётся, чем-то придётся жертвовать. Например, компактные компрессоры зачастую не бывают достаточно производительными и сверхмощными, а качественный компрессор вряд ли будет очень дешёвым. Выбирая автокомпрессор для своего автомобиля, надо изучить все характеристики прибора и дополнительные функции, соотнести их со своими потребностями, а главное – не экономить на качестве, ведь именно от него зависит длительность срока эксплуатации автомобильного компрессора.

Дешёвые компрессоры слишком быстро выходят из строя, и ремонту, как правило, уже не подлежат. Низкая цена должна сразу насторожить, так как подобный прибор уже после нескольких применений становится «нетрудоспособным». Но и за качественный и мощный компрессор нет необходимости переплачивать. Есть модели, гармонично сочетающие невысокую стоимость и отличное качество. Чтобы выбрать именно такой компрессор, следует ознакомиться с существующей классификацией таких приборов.

Типология автомобильных компрессоров

Основной критерий разделения компрессоров на две большие группы – это принцип устройства. Компрессор (от лат. compressio – сжатие) – энергетическая машина или устройство для повышения давления (сжатия) и перемещения газообразных веществ. Повышать давление можно с помощью мембраны, а можно и посредством поршня. Поэтому все компрессоры делятся на поршневые и мембранные.

Само название поршневого компрессора говорит о том, каким образом в данном устройстве вырабатывается воздух. Это происходит за счёт поршня, который совершает возвратно-поступательные движения внутри камеры. В устройстве этого компрессора есть шатун и вал, так вот именно на эти детали стоит обратить пристальное внимание. Детали поршневого компрессора должны быть выполнены из нержавеющей стали. Если они пластиковые, это выбрасывание денег на ветер – такой компрессор не прослужит долго, и придётся искать новый.

Читайте также:  Renault Logan 1 с 1,4 и 1,6-литровые двигателями, отзывы о надежности автомобиля

Поршневой автомобильный компрессор имеет массу достоинств:

Однако устройство типа поршневого компрессора не должно перегреваться, то есть высокую нагрузку в течение долгого времени данный прибор, скорее всего, не перенесёт и сломается. Ремонт же такого компрессора слишком дорог (если вообще характер поломки позволит делать ремонт).

Самыми надёжными поршневыми компрессорами являются те, у которых металлический шатун поршня прикреплён к металлическому валу электромотора, без использования пластиковых деталей. Такие автокомпрессоры имеют высокую износоустойчивость и значительный ресурс, что положительно сказывается на сроке их эксплуатации.

Также хорошие рекомендации водителей получили компрессоры, оснащённые тефлоновым кольцом на поршне. Рабочий ресурс этих компрессоров весьма велик, а в течение всего срока эксплуатации сам прибор не потребует какого-либо обслуживания.

Компрессоры мембранные в своём составе имеют мембрану, совершающую возвратно-поступательные движения. Мембрана выполнена из резины, и в этом её существенный плюс. Дело в том, что если она придёт в негодность, заменить её можно будет очень легко, более того, данная деталь не будет стоить дорого. За счёт этого мембранные насосы ломаются редко, а служат долго. Но в плане мощности мембранные компрессоры однозначно проигрывают поршневым. Хотя некоторые считают, что три-четыре атмосферы мембранный насос вполне осиливает, и этого достаточно даже для внедорожников. Однако при низких температурах эксплуатировать мембранный компрессор невозможно: в мороз такой насос ничем не сможет помочь автолюбителю. Эксплуатировать его можно только в отапливаемом гараже. На трассе в условиях непогоды мембранный компрессор будет абсолютно бесполезен.

Компоненты в составе компрессора

Основными деталями автомобильного компрессора являются корпус, двигатель (электрический), манометр для измерения и цилиндр.

Корпус должен быть металлическим (хотя ножки прибора могут быть изготовлены из пластика). Работу двигателя обеспечивает либо встроенный аккумулятор, либо питание от сети, подключаемое к аккумулятору автомобиля через прикуриватель. Манометр может быть и механическим, и цифровым. Если манометр механический, то он не слишком точен, ведь стрелка прибора постоянно вибрирует. Остановка стрелки происходит в течение определённого периода времени, то есть ожидание момента остановки стрелки довольно неудобно. У механических манометров высокая погрешность показаний. Всего перечисленного лишён манометр цифровой. Какой именно манометр встроен в прибор, указано в его паспорте.

Очень удобны манометры с двумя шкалами (демонстрирующие показатели и в привычных атмосферах, и в единицах psi). Но если на шкале имеются только последние, то надо просто помнить: одна атмосфера – это 14 единиц psi.

Электродвигатель автомобильного компрессора может питаться от прикуривателя (если мощность средняя), от автомобильного аккумулятора (мощность выше), от обычного аккумулятора (подойдёт небольшим автомобилям). Возможен и комбинированный вариант электропитания. НО провод обязательно должен быть длинным (не менее трёх метров), чтобы его не пришлось потом наращивать. Если насос работает от прикуривателя, последнего должен быть выше силы тока предохранителя прикуривателя.

В состав автомобильного компрессора может входить и ресивер. Это устройство, позволяющее накапливать воздух. У популярных производителей насосного оборудования встречаются в наличии такие модели с ресивером от трёх литров и более. Наличие ресивера даёт возможность использовать автомобильный насос для шиномонтажа, аэрографии и даже для создания пневмосистемы авто.

Лучше всего приобрести автокомпрессор с автоматическим отключением. Это очень удобно, когда датчик срабатывает сам и не нужно контролировать накачивание. Также неплохой функцией является контроль в поршневых агрегатах за перегревом (это очень важно для мембранных компрессоров). Чтобы избежать поломок, стоит отдать предпочтение прибору с функцией термоконтроля. Таким образом, можно убить двух зайцев одновременно.

Дополнительный функционал

Автомобильные компрессоры можно использовать не только для подкачки шин. Сегодня многие модели снабжаются специальными ввинчивающимися насадками для накачивания надувных бассейнов, резиновых лодок, мячей, матрасов, велосипедных шин. Если необходимо быстро спустить тот же надувной бассейн, есть функции откачивания воздуха (но не у всех моделей). Если приходится часто выезжать на охоту, рыбалку или просто на дачу, необходим и фонарик. Последний будет кстати и ночью на трассе, особенно если имеет красный светофильтр.

Итак, теперь вы знаете, как выбирать автомобильный компрессор. Но не забудьте приобрести и международные водительские права. Их оформление прямо на нашем сайте не займёт много времени, и вы станете обладателем международного водительского удостоверения, позволяющего передвигаться в автомобиле по дорогам всех континентов.

Ссылка на основную публикацию
Устройство автомобильного колеса — Энциклопедия журнала За рулем
Из чего состоит колесо автомобиля Из каких элементов состоит конструкция шины Чтобы разобраться, как устроена шина рассмотрим все ее конструктивные...
Установка аудиоподготовки (магнитола, динамики) на Лада Веста
Диаметр динамиков лада веста – АвтоТоп Сегодня магнитола стала незаменимым атрибутом современного автомобиля. Это касается и новинки отечественного рынка –...
Установка вытяжки на кухне — этапы монтажа своими руками
Шумоизоляция вытяжки на кухне своими руками 1 Шумоизоляция вытяжки на кухне своими руками Если возникла идея создания шумоизоляции, очень важно...
Устройство автомобиля для начинающих водителей
Общее устройство кузова автомобиля Несущий кузов, характерный для большинства легковых автомобилей, содержит полые элементы, изготовленные из листовой стали, на которых...
Adblock detector