Kā pareizi izvēlēties skrūvju kompresori?

Pašlaik, virzuļu kompresoru tirgū tiek piedāvāts ne tikai plašs modeļu izklāsts, bet arī milzīgs firmu – ražotāju daudzums no lieliem pasaules līderiem līdz maziem nezināmiem ķīniešu kooperatīviem. Modeļu piedāvājums ir pat no sadzīves līmeņa kompresoriem līdz ražošanas līmeņa kompresoriem. Modeļu piedāvājums ir tik daudzveidīgs, ka brīžiem ir ļoti grūti atdot priekšroku kādai konkrētai modelei, pat vienas ražotājfirmas ietvaros.

Par kompresora pamata parametriem tiek uzskatīti: ražīgums un maksimālais spiediens, tieši šos parametrus patērētāji ievēro izvēloties kādu konkrētu kompresora modeli.

Ar spiedienu viss ir diezgan skaidri. Kompresoram spiediens ir jābūt ne mazāks nekā saspiesta gaisa patērētājiem. Vienīgais uz ko ir vērts pievilkt uzmanību ir tas, ka katalogos tiek norādīts maksimālais spiediens (P max). Taču reāli kompresors strādā pēc sekojoša principa: viņš piesūknē gaisu līdz P max, pēc kā automātiski atslēdzas, bet atkārtotā ieslēgšana notiek pēc spiediena krišanas resiverā uz 2 atm. (P max mīnuss 2 atm), tas nozīmē zemāk nekā maksimums. Šo faktu ir nepieciešams ievērot izvēloties kompresoru iekārtas.

Ražotspēja – šeit jau ir sarežģītāk. Pirmkārt, ir nepieciešams noteikt paša nepieciešamību gaisā, otrkārt, spriežot pēc iegūtiem datiem, vajag piemeklēt atbilstošu kompresora modeli. Paša kompresora nepieciešamība ir novērtēta spriežot pēc gaisa patērētāju darba raksturojumiem, kuri ir norādīti iekārtu tehniskās pasēs. Ja gaisa patēriņu apzīmēsim kā Q, tad dabūsim formulu:

Q = Q1*K1 + Q2*K2 + … + Qn*Kn.

Kur,

Q1 … Qn – iekārtu vienības gaisa patēriņš, bet
K1 … Kn. – iekārtu izmantošanas koeficients.

Izmantošanas koeficientu var noteikt pēc labi zināmas metodes, vai nu pielietot aptuvenas vērtības. Šādi priekš pneima instrumenta K vērtību tiek rekomendēts pieņemt vērtību vienādu ar 35%.

Paša kompresora patēriņu var arī aprēķināt pēc spiediena krišanas laika resiverī. Vajag izdarīt dažus mērījumus darba dienas laikā un noteikt maksimālu gaisa patēriņu. Atšķirīga situācija ir ar kompresora ražotspēju. Lieta ir tāda, ka katalogos parasti tiek norādīts teorētisks ražīgums, kurš tiek noteikts kā reizinājums visu cilindru summārais tilpums uz apgriezienu skaitu minūtē (t.i. virzuļa iziešanas ciklu skaits). Reālajā situācijā kompresora ražīgums ir dažāds, kurš ir atkarīgs no spiediena vērtības. Piemērām šādi izskatās atkarība priekš VX 402 kompresoram, FIAC ražotājs (ražotāja dati).

Parasti, par reālu ražotspēju tiek uzskaitīts gaisa daudzums kompresora izejā ar spiedienu 6 atm. Tāpēc, vienkāršojot, pie vērtībām, norādītām katalogā, rekomendēts pievienot klāt koriģēšanas koeficientu, kurš mainās no 0,6 līdz 0,8 un ir atkarīgs no kompresora konstrukcijas, bet par to mēs parunāsim zemāk. Izņemot maksimālu spiedienu un ražotspēju, uz kompresora izvēli iespaido daudz citu nozīmīgu faktoru.

Iedomāsimies tādu situāciju: jūs iegājāt veikalā, kurš nodarbojas ar zināmas itāliešu kompānijas „FIAC” produkcijas tirdzniecību. „FIAC” ražo ļoti plašu produkcijas asortimentu. Jums ir vajadzīgs piemeklēt kompresori ar ražīgumu 200 l/min. Veikalā ir vismaz trīs modeles, kuras atbilst pieprasītām prasībām (izvēles pamatošana būs apskatīta zemāk). Tas ir FX 224, kuru cena ir 150 $, GM 25-300. Kuru cena ir 187 $ un CCS 25-245, kuru cena ir 320 $. Kādu modeli izvēlēties? Jā izvēle būs atkarīga tikai no cenas, un jūs izvēlēsieties pašu lētāko variantu, tad šāda izvēle būs rupja kļūda. Lieta ir tāda, ka šie kompresori, kuriem ir vienāds ražīgums, ir domāti dažādiem mērķiem un pēc klasifikācijas attiecas pie dažādām grupām: FX 224 – pie „Hobby” klases, un ir domāts cilvēkiem, kuri izmantos šo kompresori nepastāvīgi, bet ar pārtraukumiem. Ja jūs domājat izmanot kompresori 3-4 stundas katru dienu, tad Jums būs nepieciešams modelis GM 25-300 no profesionālās eļļas kompresoru klases ar tiešu pārvadi. Bet, ja jūs domājat izmantot kompresori 8 stundas katru dienu, tad savu uzmanību vajag pievērst CCS sērijas kompresoram. Šī iekārta ir no profesionālās virzuļu kompresoru klases ar siksnas pārvadi, kuru konstrukcijas ļauj risināt diezgan sarežģītas problēmas.

Tādā veidā, izvēloties kompresori, jums vajag nav mērķtiecīgi domāt par iekārtas minimālu cenu, bet ir jādomā par to, kādā nozarē un ar kādu intensitāti ir domāts izmantot kompresori.

Spriežot pēc augstāk teikta, mēs secinām, ka par lēmuma pieņemšanas faktoru, kurš noteic optimālu kompresora izvēli, ir ne tikai iekārtas ražotspēja, bet arī kompresora „dzīvīgums” t.i. viņa resursi.

No kā ir atkarīgi kompresora resursi, kā arī to cena?

Paskaidrojumam, izskatīsim dažus kompresoru tehniskus raksturojumus. Pirmām kārtām uz kompresora resursiem iespaido kompresora galviņas darba temperatūra. Bet tādus datus jūs neatrādīsiet nevienā firmas katalogā. Taču pēc kādiem parametriem, kurus piedāvā ražotāji, var spriest pēc pērkama kompresora „dzīvīguma”. Kopā ar kompresora galviņas darba temperatūru ir tieši saistīts kompresora ražīgums un kloķvārpstas griešanas frekvence. Šie parametri tiek doti jebkādā firmas uzziņu dokumentācijā. Ja salīdzināt divus kompresorus ar vienvērtīgu ražotspēju, tad resursi būs lielāki tādam kompresoram, kādam kompresoru grupas griešanas frekvence būs mazāka.

Izskatīsim šo jautājumu uz agrāk piemīnētu kompresoru GM 300-25 un CCS 25-245 piemēra. Ražīgums tiem ir vienāds, bet kompresoru grupas griešanas frekvence CCS modelei ir divās reizēs mazāka un sastāda 1450 apg/min., bet GM 300-25 modelei frekvence ir vienāda ar 2850 apg/min. No šejienes seko, ka kompresora CCS resursi ir lielāki, un tāpēc ražotājs rekomendē izmantot to intensīvākai profesionālai pielietošanai. Tāpēc šie divi kompresori pieder dažādām grupām un cenas tiem ir arī atšķirīgas.

Mēs izskatījām noteicošo faktori, kurš iespaido kompresora kalpošanas ilgumu. Tālāk mēs iepazīsimies ar dažiem kompresora konstrukcijas tehniskiem raksturojumiem, kuri ir virzīti mērķim, lai kompresora darba grupas temperatūra paliktu pieļaujamās robežās, palielinot kompresora ražotspēju (praktiski tas nozīmē, ka virzuļu grupas apgriezieni nedrīkst pārsniegt 1200 – 1450 apg./min.).

Izskatīsim konstruktīvas īpašības un pielietošanas nozares katrai kompresoru klasei uz itāliešu firmas „FIAC” virzuļu kompresoru piemēra.

Lai izvairītos no rupjām kļūdām izvēloties pareizu modeli, ražotājs „FIAC” sadala savus kompresorus sekojošās klasēs:

• „Hobby” klase;
• Profesionālu eļļas kompresoru klase ar tiešu pārvadu;
• Profesionālu kompresoru klase ar siksnu pārvadu;
• Rūpniecības virzuļu kompresoru klase ar siksnu pārvadu;

„Hobby” klase

Tādu kompresoru iesūknēšanas ražīgums atrodas diapazonā no 100 l/min. „ECU” modelēm un līdz 240 l/min priekš FX-250 modelēm. Priekš viencilindru un vienpakāpes kompresoriem ar tiešu pārvadu koriģēšanas koeficients reālas ražotspējas aprēķināšanai ir vienāds ar 0,6-0,65. Neskatoties uz diezgan augstu „vecāku” modeļu ražotspēju, dota kompresoru klase nav domāta augstas intensitātes darbam dienas laikā.

Izskatīsim tipiskus dotas klases raksturojumus, kuri ir atspoguļoti tabulās 1 un 2.

Visās dotas klases modelēs ir izmantotas viencilindru un vienpakāpes kompresoru grupas, apzīmētas katalogos kā „cil/pak. – 1/1”. Tas nozīmē, ka pilns saspiešanas process notiek vienā cilindrā (zīm. 1.). Ir vērts pievērst uzmanību kompresoram „AIRBAG HP1”, kurš izceļas no sadzīves bez eļļas kompresoru grupas. Tam ir ražīgums divās reizēs mazāks nekā “EСU 1,5” kompresoram, un apgriezienu frekvence arī ir divās reizēs mazāka. Šīs fakts ļauj izmantot „AIRBAG HP1” profesionālos mērķos, piemērām stomatoloģiskas iekārtas barošanas nolūkos, kur ir ļoti lielas gaisa tīrības prasības (bez eļļas kompresoriem nav eļļas tvaiku izejā). Bez tā vēl, apgriezienu pazemināšana ļauj samazināt trokšņa līmeņi, kas ir ļoti svarīgs faktors izmantojot kompresori tieši darbības zonā.

Profesionālu eļļas kompresoru klase ar tiešu pārvadu

Visplašāk izplatīti ir eļļas kompresori ar tiešu pārvadu. Dotajā klasē tiek pielietotas viencilindru vienpakāpes un divcilindru vienpakāpes kompresoru grupas.

Eļļošanas izmantošana palīdzēja samazināt berzes koeficientu ar to arī samazināt darba galviņas temperatūru, sekojoši palīdzēja palielināt kompresora darbības intensitāti, tāpēc šādu kompresoru pielietošanas sfēras ir krietni plašākas nekā „Hobby” sērijai. Dota tipa kompresoru ražotspēja ir robežās no 170 l/min līdz 400 l/min, un 2850 apg/min. Koriģēšanas koeficients dotam ražīgumam, kā mēs jau redzējām augstāk, sastāda 0,6-0,65.

Agrāk bija atspoguļota vien- un divcilindru kompresoru grupas konstrukcija. Pēdējā, atšķirībā no viencilindru, strādā divi virzuļi vienlaicīgi, bet pretfāzē, kad viens iesūknē gaisu cits atrodas spiešanas režīmā. Eļļas kompresors ar tiešu pārvadu – ir visizplātītākais kompresoru tips. Vārds „profesionāls” nosaukumā atrodas speciali nevis nejauši. Optimāls risinājums cena – kvalitāte iedeva kompresoram iespēju būt pielietotam visdažādās biznesa nozarēs: autoremonts, apavu, mēbeļu darbnīcās, t.i. tur, kur nav tādas darba noslodzes kā piemērām sērijveida vai mazā sērijveida ražošanā.

Tas gan nav pilns patērētāju saraksts, kuri veiksmīgi izmanto dota tipa virzuļu kompresorus savā profesionālā darbībā. Bet diezgan plašu pielietojumu dota kompresoru klase atrada privātām cilvēku vajadzībām – garāžā, mājās, vasarnīcā. Viņš tā pat kā „Hobby” modelis ir neaizvietojams privāta automobiļa remontā: radiatora un karburatora izpūšana, krāsošanas darbi, riepu piepumpēšana un tml.

Dotas kompresoru klases raksturojumi ir norādīti Tabulā 3.

Klases „VX” kompresoros tiek pielietota divcilindru vienpakāpju grupa. Tādu kompresoru ražotspēja, pateicoties divu cilindru darbībai, ir divās reizēs lielāka nekā kompresoriem ar vienu cilindru. Kaut arī tādu kompresoru patērētā jauda ir divreiz lielāka nekā kompresoram ar vienu cilindru.

Profesionālu kompresoru klase ar siksnu pārvadu

Siksnas pārvada izmantošana dotajā klasē, izmantojot divcilindru vienpakāpju kompresora grupu, palīdzēja samazināt apgriezienus praktiski divās reizēs (1240 – 1520 apg/min) salīdzinājumā ar dzinēja griešanas frekvenci. Atšķirībā no kompresoriem ar tiešu pārvadu, ar tādu pašu ražīgumu, kuriem dzinēja un kloķvārpstas griešanas frekvences ir vienādas, kompresoriem ar siksnas pārvadu apgriezieni tiek samazināti izmainot pārvades skaitļi starp dzinēju un kompresoru galviņu. Divcilindru vienpakāpju kompresoru grupas darbs ir parādīts agrāk. Divu cilindru darbība nodrošina nepieciešamu ražīgumu. Piespied gaisdzeses sistēmas izmantošana, pateicoties speciālai plastikāta vadīkla konstrukcijai, palīdzēja vēl vairāk samazināt kompresora temperatūru. Kompresoru grupas apgriezienu samazināšana un pieņemti speciāli pasākumi efektīvākai atdzesēšanai, vienāda ražīguma ar tiešu pārvada kompresori gadījumā, dod iespēju palielināt resursus un izmantot dota tipa kompresori intensīvākā darba režīmā.

Dotas klases kompresori tiek ražoti ar 25 – 200 litru resiveriem ar ražīgumu no 250 l/min CCS 100-245 modelēm un līdz 303 l/min, CCS 200-335 modelēm. Pateicoties speciālai atdzesēšanas sistēmai un maziem apgriezieniem, koriģēšanas koeficients reālam ražīgumam sastāda aptuveni 0,7 – 0,75.

Pateicoties savām konstrukcijas īpašībām, dotai klasei ir lielāki darba resursi, attiecīgi tie maksā dārgāk.

Tipiski dotas klases raksturojumi ir atspoguļoti Tabulā 4.

Rūpniecības virzuļu kompresoru klase ar siksnu pārvadu

Šajā rūpniecības kompresoru klasē ar siksnu pārvadu tiek izmantota jau zināma iepriekš divcilindru vienpakāpju kompresoru grupa, kā arī divcilindru divpakāpju grupa. Pēdējas grupas darbības princips ir parādīts zīm. 3. Divcilindru divpakāpju grupas pielietošana vēl vairāk atviegloja kompresora temperatūras darba režīmus ar to pašu palīdzēja palielināt to resursus. Gaisa saspiešana divcilindru divpakāpju grupā notiek secīgi divos etapos.

Pirmā cikla laikā liela diametra cilindrā, kad virzuļa kustība ir virzīta lejā, atveras iesūknēšanas vārsts. Otras fāzes laikā, kad virzuļa kustība ir virzīta uz augšu, pirmajā cilindrā aizveras iesūknēšanas vārsts, bet atveras izlaišanas vērsts. Vienlaicīgi otrajā cilindrā mazā diametra virzulis tiecas uz leju, tajā laikā atveras iesūknēšanas vārsts, aizveras izlaišanas vārsts, notiek gaisa iesūknēšana no liela diametra cilindra. Un beidzot, trešās fāzes laikā, kad mazā cilindra virzulis tiecas uz augšu, iesūknēšanas vārsts aizveras, bet izlaišanas vārsts atveras, un gaiss nonāk maģistrālē. Tādā veidā, pirmais liela diametra cilindrs nodrošina nepieciešama gaisa daudzuma iesūknēšanu, kur notiek iepriekšēja saspiešana (pirmā stadija), bet otrā cilindra uzdevums ir novest iepriekš mazliet saspiesto gaisu līdz maksimāli nepieciešamam spiedienam. Dotas klases kompresori tiek ražoti ar ražotspēju no 330 l/min (АВ 335) līdz 850 l/min (АВ 500.850) uz resiveriem, kuru tilpums ir no 100 līdz 500 litriem. Priekš kompresoriem ar divcilindru vienpakāpju saspiešanas sistēmu, koriģēšanas koeficients reālai ražotspējai ir vienāds aptuveni ar 0,65-0,7, bet priekš divpakāpju - 0,7-0,75.

Dotas klases kompresoru raksturojumi tiek parādīti Tabulā 5.

Galviņas pielietošana ar divcilindru divpakāpju eļļas tipa kompresoru grupu, iedeva iespēju sasniegt maksimālu izejas spiedienu 16 bar. Var izmantot arī divas kompresoru galviņas uz viena resivera. Tas ir tā saucamais tandēms. Viņa darbībai nav nekādu principiālu atšķirību. Faktiski, tas ir divi kompresori, kuri izmanto vienu un to pašu kompresori. Lai noņemtu maksimālu kompresora noslodzi ieslēgšanas momentā, tandēmos izmanto elektroniskās vadības ierīces. No sākuma tiek ieslēgta viena kompresoru grupa, tālāk, beidzoties ieprogrammētam laikam, otrā.

Tādā veidā, visā iepriekš teikā varam secināt: izvēloties kompresori, bez ražotspējas un spiediena, ļoti svarīgs kompresora darbības raksturojums ir apgriezienu skaits minūtē, kā arī kompresoru grupas konstrukcija. Mēs izskatījām dotajā rakstā virzuļa kompresora optimālu izvēli uz itāliešu kompresoru ražotāja „FIAC” piemēra. Bet priekš citiem ražotājiem kompresoru izvēles pieejas, nemaz neatšķiras no piedāvātām pieejām šajā rakstā.