Porovnání membránových a pístových kompresorů: který z nich je pro vaši aplikaci lepší?

Kompresor je stroj, který se používá k pohybu plynů a zvyšování tlaku. Používají se pro různé účely, ale jedním z nejběžnějších je použití jako pneumatický pohon pro pneumatické nářadí. Tedy takové, které ke svému provozu vyžadují stlačený vzduch. Pneumatické nástroje mají své klady a zápory (ve srovnání s elektrickými), ale v tomto materiálu se touto otázkou zabývat nebudeme. Kompresory mají obecně jeden princip činnosti – využití mechanické energie, která nutí pohyblivou část pracovat, čímž zajišťuje pohyb plynu a zvýšení tlaku.

Ale konstrukce kompresorů může být různá, například jsou rozděleny do dvou skupin: dynamické a objemové, z nichž každá má své vlastní vlastnosti. A to nejsou jen vlastnosti, ale i určité výhody a nevýhody, a to je důležité při výběru vhodného vybavení pro konkrétní úkol. Samozřejmě, že mnozí si jednoduše vybírají podle charakteristik (tlak, výkon atd.), o nich jsme již hovořili samostatně a krátce je zmíníme na konci článku.

To ale neznamená, že nemusíte brát ohled na typ kompresoru, ten je často neméně důležitý. Ano, pokud mluvíme o domácím použití nebo obyčejné dílně (a ne o obrovské produkci), pak zde bude výběr poněkud omezený. Některé typy kompresorů se používají v určitých oblastech a z různých důvodů nejsou široce používány. V tomto článku budeme hovořit o hlavních existujících typech kompresorů, mluvit o jejich výhodách a nevýhodách, které vám pomohou rozhodnout se pro ten, který je pro vás nejvhodnější. Kromě provozních parametrů totiž existují i ​​další faktory: cena, velikost a hmotnost, vlastnosti údržby a provozu.

Dynamické kompresory

Začněme dynamickými kompresory, těch je jen pár typů. Zvláštnost tohoto typu se odráží v názvu: existuje dynamický účinek na proudění plynu, které je kontinuální. Můžeme říci, že zde ke zvýšení tlaku dochází v důsledku zrychlení pohybu plynu, i když jde o poněkud zjednodušenou definici. Krátce si povíme o dynamických kompresorech, protože sem nepatří ty typy, které se kupují pro zajištění provozu pneumatického nářadí (a myslíme tím, že právě takový kompresor potřebujete). Aby však byl článek úplný, musíme o této skupině mluvit.

Ve skutečnosti mluvíme o turbodmychadlech, která se vyskytují v různých podtypech. Zvláštností je, že kontinuální proudění plynu je ovlivňováno rotujícím polem lopatek. Zvýšení tlaku v důsledku setrvačnosti podobné se používají ve spalovacích motorech, motorech s plynovou turbínou, v různých průmyslových odvětvích atd. Pojďme si krátce promluvit o hlavních typech takových kompresorů.

Axiální. Je zde hřídel, na které je namontován rotor. Jakmile kompresor začne pracovat, rotor se začne otáčet, prochází první řadou lopatek, zrychluje a roztáčí se. Dále se nainstalují nože, které fungují jako vodítka. Takové kompresory mají poměrně složitou a nákladnou konstrukci, ale mají vysokou účinnost. Tento typ se používá v letadlech, ale nejenom, používá se i v jiných oblastech. Proud vzduchu se zde pohybuje podél osy.

Odstředivé kompresory, nazývané také radiální, jsou poněkud jednodušší. Název pochází ze zvláštnosti pohybu vzduchu: zde se (nebo jiný plyn) pohybuje v radiálních směrech od osy. Tedy od středu k periferii a tlak vzduchu roste vlivem Coriolisovy síly a odstředivé síly. Obecně je jejich design poněkud jednodušší než u předchozího typu, takže jsou levnější, i když zde je potřeba se poohlédnout po konkrétních modelech, protože jsou vyráběny pro různé oblasti použití. Odstředivé kompresory se často používají v různých stacionárních pneumatických instalacích a ventilačních systémech.

Proudové kompresory mají omezený rozsah použití, nejčastěji v plynových a ropných polích nebo v některých průmyslových odvětvích. Jejich podstatou je, že existuje aktivní plyn s vysokým tlakem, stejně jako pasivní plyn s nízkým tlakem. Podle toho takový kompresor vstupuje do dvou toků s různými tlaky a z jednoho odchází s průměrným. Obecně se jedná o velmi specifický typ, který se používá výhradně v průmyslu.

Objemové kompresory

Objemové kompresory jsou často ty, které se používají k zajištění provozu pneumatického nářadí, používaného v dílnách nebo v domácnosti. Existuje mnohem větší rozmanitost poddruhů, také stojí za zmínku, že mnoho z nich je poměrně kompaktních a levných, což se o dynamických kompresorech říci nedá, mezi objemovými kompresory jsou však i jiné, existují i ​​vysoce výkonné a velmi drahé stroje. Podstatou tohoto typu kompresoru je, že vzduch (nebo jiný plyn) je v pracovní komoře stlačován změnou jeho objemu. Proto je hlavním rozdílem mezi objemovými kompresory právě způsob změny objemu komory. To se nemusí zdát příliš důležité, například jaký rozdíl to dělá, co se děje uvnitř. Ale ve skutečnosti je to docela důležité a rozhodně je potřeba na to při výběru dávat pozor.

Pístové kompresory

Snad nejnápadnější zástupce objemových kompresorů. V něm dochází ke změně objemu v důsledku vratných pohybů pístu. Aby se zabránilo úniku vzduchu v opačném směru, je k dispozici ventil, který umožňuje proudění vzduchu pouze jedním směrem. Existují různé typy pístových kompresorů a existuje několik způsobů, jak je klasifikovat. Faktem je, že se jedná o poměrně zdařilou konstrukci z mnoha důvodů, takže se používají v různých oblastech a vyrábějí se v různých provedeních, od mobilních po stacionární. Dělí se například podle stupně (kompresní stupně jsou jak jednostupňové pístové kompresory, tak i vícestupňové, podle počtu válců);

Nejběžnější klasifikace podle jejich účelu, kde se rozlišují tři skupiny. První zahrnuje pístové kompresory pro domácí použití. Jedná se o kompaktní kompresory, které se snadno přemisťují nebo přepravují z místa na místo, vhodné do garáží, dílen apod. Jejich maximální tlak je až 8 bar, výkon závisí na konstrukčních prvcích. Jsou dostatečné pro zajištění chodu většiny pneumatického nářadí z kategorie domácností. Do druhé skupiny patří tzv. poloprofesionální pístové kompresory. Jsou již dražší a těžší, ale mají vyšší produktivitu a tlak do 14-16 barů. Existují zde také mobilní možnosti. Do třetí skupiny patří průmyslové kompresory, a to je speciální kategorie, kde existují různé modely, od relativně malých až po velmi velké.

Pístové kompresory (týká se to zejména těch pro domácnost) se dělí na olejové a bezolejové, tedy na ty, které mají mazání válců a ty, které to nevyžadují. Každý typ má své výhody a nevýhody. V bezolejovém systému nemusíte hlídat hladinu oleje, navíc výstupní vzduch bude čistý, bez nečistot. Rychleji se ale zahřívá, při stejném výkonu má nižší produktivitu (v souladu s tím má i menší účinnost). Pokud se podíváte na modely pro domácnost, pístové jsou nejběžnější možností.

Šroubové kompresory

Zde je šroub zodpovědný za čerpání vzduchu a může být několik šroubů. Okamžitě také stojí za zmínku, že kompresory tohoto typu jsou k dispozici v olejových a bezolejových typech. Jsou spolehlivé, malé velikosti a mají vysokou účinnost. Velmi často se používají v mobilních kompresorových stanicích a v některých oblastech jsou nejrozšířenějším typem. Mají také menší vibrace během provozu, takže jsou méně hlučné. Dnes se často používají dvoustupňové šroubové kompresory, to jsou ty se šroubovými páry se čtyřmi rotory, což pomáhá zvýšit produktivitu při zachování spotřeby energie, to znamená, že jejich účinnost je ještě vyšší.

Membránové kompresory

Zde je místo pístu membrána, která se může ohýbat v různých směrech, čímž se mění objem pracovní komory, což zajišťuje kompresi vzduchu. Tento princip fungování má své klady i zápory. Okamžitě stojí za zmínku, že vzduch je zde v kontaktu výhradně s pracovní komorou a membránou, takže v něm nebudou žádné nečistoty mazacích olejů. Membrána může být polymerová nebo kovová, je poháněna buď klikovým mechanismem nebo hydraulickým pohonem. Membránové kompresory umožňují dosáhnout vysokého výstupního tlaku, jejich stupeň komprese je téměř dvakrát vyšší než u pístového typu. Používají se však hlavně tam, kde je nutné získat čistý výstup plynu, i když je třeba poznamenat, že zpočátku musí být čistý a nejlépe suchý.

Membránové kompresory jsou při porovnání modelů se stejnými charakteristikami dražší než pístové a některé další typy. Membrána je také často slabým místem – opotřebovává se, zvláště pokud je v nasávaném vzduchu hodně vlhkosti. Tzn . Vzhledem ke zvláštnostem jejich konstrukce mají membránové kompresory, pokud jsou všechny ostatní věci stejné, velké rozměry a hmotnost. Ve skutečnosti se tento typ používá v každodenním životě spíše zřídka, jsou klasifikovány jako profesionální zařízení.

Rotační nebo zubové kompresory

Zde je konstrukce založena na dvou ozubených kolech, které se otáčejí v různých směrech. Mohou být vyrobeny v různých podobách, klasickou verzí jsou ozubená kola. Jsou považovány za docela odolné a mohou trvat patnáct let nebo více. Jejich návrhy jsou jednoduché, což zajišťuje spolehlivost, navíc je lze používat po dlouhou dobu a bez přerušení, doba trvání závisí na modelu. Neumožňují však získat vysoký tlak na výstupu, jsou během provozu hlučné a některé podtypy mají díky své konstrukci pulzaci tlaku. Zubové kompresory se nejčastěji používají v průmyslu, kde není vyžadován vysoký tlak, ale ostatní vlastnosti tohoto typu kompresoru jsou nutné.

Scroll kompresory

V nich se stlačování vzduchu provádí interakcí dvou spirál: jedna zůstává stacionární, druhá má excentrický pohyb. To zajišťuje, že se plyn pohybuje z jedné zóny do druhé a stlačuje ji. Scroll kompresory mohou mít různý počet stupňů, najdou se zde i olejové a bezolejové varianty, navíc se dělí na horizontální a vertikální podle způsobu uspořádání plynu; Jsou také k dispozici v plně utěsněné a polouzavřené verzi. Tento typ kompresoru nepatří k nejvýkonnějším a nejproduktivnějším, ale často se používá pro zajištění provozu jednotek, které nepotřebují vysoký výkon, ale potřebují vysokou účinnost a spolehlivost. Tento typ se například často používá v domácích klimatizacích. Pokud mluvíme o modelech pro domácnost, pak se v nich tento typ nenachází. Jde o to, že pokud je porovnáte s pístovými, mohou mít podobné vlastnosti, ale náklady na spirálové budou mnohem vyšší. Ale to pokud se nebavíme o ničem jako jednotlivé jednotky, které se vyrábějí pro určité oblasti, což vysvětluje jejich cenu.

Lopatkový rotační kompresor

Tento typ má na rotoru pohyblivé desky, které jsou při otáčení přitlačovány k tělu. Tím jsou v pracovní komoře vytvořeny samostatné pohyblivé pracovní prostory, ve kterých dochází ke stlačování vzduchu. Tento typ kompresoru je spolehlivý, umožňuje získat vysoký tlak (až 15 barů) na výstupu, relativně malé rozměry a nízkou (u kompresorů) hlučnost. Rotor-statorová jednotka stále vyžaduje údržbu nebo dokonce výměnu, její životnost však může přesáhnout sto tisíc hodin. Takové kompresory se používají poměrně široce, ale většinou ve výrobě nebo v různých vozidlech.

Mluvili jsme o hlavních typech kompresorů, existují i ​​​​jiné, ale používají se hlavně v úzkých oblastech, vyznačují se vysokou cenou a řadou dalších funkcí. Zopakujme si, že pokud si kupujete kompresor pro domácí účely nebo pro použití v dílně, pak stojí za zvážení dva typy: šroubový a pístový, ty jsou nejrozšířenější. Stojí za to krátce pohovořit o tom, na co se musíte při výběru kompresoru podívat, mluvili jsme o tom v samostatných materiálech, například v článku, ve kterém jsme mluvili o výběru pístového kompresoru, takže zde je to krátké a hlavní.

Hlavním ukazatelem je pracovní tlak, který by rozhodně neměl být nižší, než je nutný pro zajištění chodu nářadí. Na jejich množství nezáleží; Nejčastěji se bavíme o tlaku 8 barů tuto horní hranici má naprostá většina domácích i profesionálních kompresorů pro pneumatická zařízení. Existují však modely s nižším i vyšším tlakem. Zde věnujte pozornost možnosti nastavení, někdy to může být nutné, protože u některých pneumatických nástrojů je kontraindikován nadměrný tlak: mohou selhat.

Kapacita je druhý parametr, který obvykle udává objem vzduchu za minutu nebo za hodinu, který je kompresor schopen vyrobit. Právě tento parametr má na svědomí množství pneumatického nářadí, které lze k tomuto kompresoru připojit a zároveň jej používat. Zde musíte vědět, kolik vzduchu potřebujete a podle toho zvolit výkon. Bylo by také dobré mít určitou rezervu, často je skutečná hodnota nižší, než je uvedeno.

To jsou dva hlavní ukazatele, na které se musíte při výběru kompresoru dívat jako první. Také je třeba věnovat pozornost požadovanému síťovému napětí, zde jsou modely, které potřebují 380 V. Výkon nemá v žádném případě zásadní význam, bude odpovídat hlavním charakteristikám. Přítomnost tlakoměru, stejně jako kola, lze považovat za povinnou, pokud je kompresor velký a těžký. Úroveň hluku může být také různá, existují docela hlasité modely a jsou i tišší, ale hluk bude v každém případě. Zbývající parametry závisí na konkrétním typu kompresoru, kterým jsme se věnovali v jiných článcích a některé z nich byly zmíněny v tomto článku;

Důležité je také přečíst si návod od výrobce, provést nezbytnou údržbu a řídit se návodem k obsluze. To platí zejména pro bezolejové modely, které se mohou zahřívat mnohem více.