Пескоструйкой очистить с металла несмываемую краску, проделать яму в бетоне для установки столба, загрузить или разгрузить цементовоз… Казалось бы, что может быть общего у таких несхожих работ? Тем не менее, есть, и это общее ― применение сжатого воздуха. А вырабатывают его компрессоры. Интересно, что если работа заключается не в банальном обдуве (снега, пыли, мусора), то этот механизм всегда работает только в паре с другими механизмами.

Компрессоры и их применение в строительстве

Компрессор ― механизм для выработки сжатого воздуха (иногда другого сжатого газа). Строительные компрессоры предназначены для сжатия и подачи воздуха или газа под давлением другим строительным устройствам. Они применяются в строительных, ремонтных, монтажных и реставрационных работах. Касается это не только различных сооружений и зданий, но и дорожного строительства. Жилищно-коммунальные хозяйства применяют компрессоры в ремонтных и восстановительных работах. Они также нужны при опрессовке газовых и отопительных систем. Основные потребители сжатого воздуха ― пневматические машины и инструменты, например, отбойные молотки, бетоноломы, бурильные автоматы и пескоструйные машины.

Типы и виды компрессоров

Существует много критериев классификации компрессоров.

Например, по степени мобильности их можно разделить на стационарные и передвижные. Стационарные закрепляются на бетонном основании, их место в производственных цехах, а не на стройках. То есть, если касаться только строительных компрессоров, то стационарные будут служить для производства стройматериалов, а передвижные, установленные на шасси, будут работать на ближних и дальних стройках. У нас аренда компрессора в Москве недорого.

По виду используемой для работы энергии компрессоры подразделяются на дизельные, бензиновые и электрические. Естественно, наиболее экологичными будут электрические компрессоры. Кстати, они лучше других поддаются регулировкам и настройкам. Использующие топливо компрессоры применяются там, где нет электрообеспечения.

Классифицируют компрессоры и по создаваемому ими давлению: низкому (0,15 – 1,2 МПа), среднему (1,2 – 10 МПа) и высокому (10 – 100 МПа). Для упрощения расчётов ― 1 МПа = 10 атм. Есть ещё вакуумные компрессоры, работающие на разрежение, и компрессоры сверхвысокого давления (более 100 МПа).

Компрессоры также подразделяются по принципу действия. Разные принципы действия обусловлены разными конструктивными особенностями:

– поршневые;
– винтовые;
– центробежные;
– осевые;
– струйные.

Наиболее часто на стройках пользуются поршневыми и винтовыми компрессорами.

Поршневые компрессоры

Среди остальных компрессоров они выделяются простотой конструкции, невысокой стоимостью, лёгкостью обслуживания. Это главные причины, благодаря которым поршневые компрессоры используются чаще остальных. Кто знаком с двигателем внутреннего сгорания и кривошипно-шатунным механизмом, тому легко понять принцип работы таких компрессоров.

Сравните сами:

– поршень идёт вниз при открытом впускном клапане, при этом в камеру сжатия засасывается атмосферный воздух;
– пройдя нижнюю мёртвую точку, поршень начинает идти вверх, при этом впускной клапан закрывается;
– поршень начинает сжимать воздух;
– в это время открывается выпускной клапан, и сжатый воздух под давлением устремляется в ресивер;
– далее воздух направляется к обслуживаемым компрессорам механизмам и инструментам, которые и контролируют степень его использования.

В зависимости от производительности поршневые компрессоры могут быть одноцилиндровыми и многоцилиндровыми. Мало того, из-за разного расположения цилиндров появляется новая классификация компрессоров:

– с W-oбразным расположением;
– с V-oбразным расположением;
– с вертикальным;
– с горизонтальным.
И это ещё не всё: бывают цилиндры двойного действия, то есть поршень в них работает на сжатие воздуха обеими сторонами. Также поршневые компрессоры могут быть как одноступенчатыми, так и многоступенчатыми (это означает многократное сжатие одной и той же порции воздуха).

Винтовой компрессор

Иногда его называют роторным или ротационным. Принципиальное устройство таково: в герметичном корпусе находятся два ротора. Они пребывают в постоянном сцеплении благодаря винтовым зубьям. Один из роторов получает вращение от какого-либо двигателя. Вращение второго ротора обеспечивается сцеплением между ними.

Вращаясь в масляном слое, винтовая пара засасывает воздух. Масло в таких компрессорах выполняет много функций, одна из них ― уплотнение, не дающее воздуху уходить обратно. Масло также охлаждает всю установку и воздух и смазывает трущиеся узлы. Так как механизм практически всё время находится в смазке, у него уровень шума очень мал. По этой же причине винтовой компрессор считается необслуживаемой машиной. А это означает, что не надо содержать обслуживающий персонал. Если этот компрессор снабжён устройством, позволяющим регулировать частоту вращения, то экономится большое количество электроэнергии.

Постоянные охлаждение и смазка, автоматически выполняемые при работе компрессора, позволяют ему работать неограниченно долгий срок (вплоть до поломки двигателя или же какого-нибудь узла компрессора).

Какой выбрать: поршневой или винтовой?

1. Винтовой компрессор стоит значительно дороже поршневого. Этим, казалось бы, всё сказано. Но не стоит торопиться, надо сравнить свойства и характеристики.
2. Стоит начать с производительности. У винтового она выше, о чем говорит хотя бы холостой ход (время, когда не происходит сжатия, а лишь только всасывание воздуха) поршневого. У винтового процесс подачи сжатого воздуха происходит во время работы постоянно. По этой же причине у винтового выше КПД, следовательно, меньше затраты электроэнергии на единицу продукции.
3. Винтовые компрессоры более долговечны, срок их эксплуатации примерно в два с половиной раза больше, чем у поршневых, что объясняется постоянной смазкой и охлаждением.
4. Дорогого стоит практически бесшумная работа винтового, причём работать он может круглосуточно.
5. Винтовой компрессор можно не обслуживать, что также уменьшает срок их окупаемости.
Такие замечательные свойства винтовых компрессоров приводят к тому, что винтовые постепенно вытесняют на рынках поршневые модели.

Компрессоры других конструкций, их принцип работы

Другие виды компрессоров в строительстве применяются крайне редко. Они больше подходят конечным эффектом действия для газоперекачивающих станций, реактивных двигателей. Да и размеры их не совсем удобны для стройки.

Например, в осевых и центробежных компрессорах в создании избыточного давления участвуют лопасти, но принцип работы разный. У осевых лопасти располагаются в несколько рядов поперёк оси, причём каждый последующий ряд имеет больший радиус, следовательно, его лопасти будут иметь большую линейную скорость. Воздух поступает вдоль оси, и каждый ряд лопастей придаёт ему всё большую скорость. Благодаря такому ступенчатому разгону в камере, куда воздух закачивается и где, в конце концов, тормозится, возникает повышенное давление.

Частично похож принцип центробежного компрессора. Здесь также в создании давления участвуют несколько рядов лопастей. Но воздух поступает не по оси, а перпендикулярно лопастям, которые разгоняют этот воздух, увеличивая её кинетическую энергию. Получается, что на выходе с лопасти воздух за счёт центробежной силы уплотняется, то есть приобретает дополнительное давление, и кинетическая энергия движения воздуха превращается в потенциальную энергию сжатого воздуха.

Струйные компрессоры непрофессионал может даже не распознать, настолько он не похож на своих собратьев. Он состоит из сопла, камеры смешивания и диффузора. Принцип работы:

– через сопло под давлением подаётся струя воздуха;
– эта струя затягивает дополнительный воздух через всасывающее отверстие в камеру смешивания (аналогично тому, как пешехода затягивает струя воздуха от проходящего близко автомобиля);
– после чего диффузор преобразует кинетическую энергию напора этой смеси в давление гидростатическое, передающееся на выход-распределитель.

Чем симпатичен струйный компрессор, так это тем, что в нём нет ни одной трущейся и вращающейся детали. Это первый признак долговечности любого механизма.

Какой привод будет у компрессора ― это зависит от тех условий, где он будет применяться. Так как наиболее часто применяются дизельные и электрические модели, то рассмотреть выбор надо на их примере. Дизельные компрессоры незаменимы в дорожном строительстве и про ремонте дорог. Диктуется то, конечно же, независимостью от источников электроэнергии. В остальных случаях лучше применять электрические. Их плюсы:

– легко подобрать значения производительности и мощности;
– отсутствие шумового загрязнение от работы двигателя, остаётся шум только от работы пневматики.