Согласно школьному курсу физики, мы знаем, что сжатый газ стремится вернуться в исходное состояние. На этом принципе работает множество пневмоинструментов, каждый из которых требует собственных показателей рабочего давления. Оно всегда указывается на выходе из генерирующего компрессорного оборудования. Если газового напора будет не хватать, пневмосхема может не работать. При излишнем давлении, наоборот, велика вероятность поломки дорогостоящих аппаратов, отмечается ненужный расход ресурсов.
Например, краскопульт работает при 2-6 атмосферах, а ударный гайковерт при 6-8 атм, расходуя при этом 130 литров воздуха в минуту. Один из крупнейших компрессорных агрегатов, на котором, безусловно, строго регулировалось исходящее давление, сжимал 160 т этилена \ час с помощью мотора мощностью 36.9 тыс. л.с. и создавал давление 3100 бар. Устройство было создано в 2007 году корпорацией «Букхардт Компрессион».
Как регулируется рабочее давление?
Методики зависят от типа компрессорного оборудования, среди которого выделяют динамические и объемные агрегаты. Кроме того, в расчет принимается допустимые потери энергии, предельные параметры сжатости воздуха для использования пневмопродукции, границы для давлений. Операция регулировки выполняется вручную \ автоматически.
Для объемных компрессоров
Такие установки сжимают газ за счет изменения положения рычага механического типа с уменьшением объема. Методы регулировки давления здесь могут быть следующими:
- Запуск \ остановка двигателя для агрегатов с мощностью до 10кВт. На максимуме мотор останавливается, на минимуме – запускается. Подходит для пневмосхем с низким числом запусков, большой разницей между предельными значениями давлений.
- Через предохранительный клапан (допустимо подпружинивание при эксплуатации на непромышленных объектах, применение сервоклапанов с регуляторами), через который избыток давления сбрасывается в воздух. Если оборудование запускается под давлением, клапанное устройство используется как разгрузочное. Технология энегозатратная, используется для небольших устройств. При установке клапанов учитывается температура рабочей среды, которая может превышать 100 градусов Цельсия.
- Посредством управления скоростью работы компрессора в широком диапазоне посредством манипуляциями с электромотором, ДВС или газовой турбиной. Здесь может применяться VSD-привод (оборудуются электродвигатели переменного \ постоянного тока, газовые \ паровые турбины). Давление подачи поддерживается постоянно за счет инвертора плавного запуска при наборе мотором оборотов. Колебания рабочего давления нивелируются за счет контроллера. Управление двигателем идет посредством изменения напряжения \ частоты. Энергопотребление невысокое, экономия наблюдается при функционировании компрессорной установки без нагрузки, выходное давление устойчивое.
- Используя перепускное устройство с охлаждением и возвратом в систему выпускаемого газа. Например, в случае его высокой стоимости, которая не позволяет простой сброс в атмосферу. Работает аналогично сбросу давления, функционирует не однократно \ периодически, а на постоянной основе.
- Дросселирование. В компрессорном агрегате увеличивается сжатие, на впуске создается пониженное давление. Регулировка здесь невелика: до 10% от max производительности, энергорасход повышенный.
- Дроссель на впуске и сброс давления. Энергопотребление здесь ниже: до трети полной мощности при нулевом расходе компрессора, а возможности для регулировки шире. Особенности: во впускном клапане есть небольшое отверстие. При закрытии оно пропускает газ, одновременно через продувочный клапанный механизм из компрессорной установки выпускается воздух. Получается низкое противодавление и вакуум на впускном элементе. В конструкции предусматривается воздушный ресивер с размерами, соответствующими разнице между предельными показателями для давлений разгрузки \ нагрузки. Регулировка носит плавный характер.
Регулировка динамического компрессора
Агрегаты данного вида включают в состав непрерывно функционирующий ротор. Здесь крутящийся элемент ускоряет проходящий через него газ. Скоростные параметры напора при этом переходят в давление.
Управление рабочим давлением возможно:
1) На впуске.
- Допускается понижение давления (дросселирование) на впускном элементе, что понижает производство пневмопродукции. Минимальный поток устанавливается по газодинамической неустойчивости работы мотора при достижении коэффициентом давления предельного значения. Потоковые данные по минимуму могут достигать 60% от максимума.
- Во входном элементе применяются направляющие лопатки. Они, вращаясь, направляют входящий газ, чтобы получить оптимальные характеристики воздуха на первой ступени сжатия. Метод обладает меньшим энергопотреблением, большим диапазоном регулировок, улучшенной производительностью для ряда пневмосхем.
Рисунок 1. Расположение направляющих элементов во впуске.
2) На выпуске.
- Сброс давления в атмосферу, как на оборудовании объемного типа через продувочный \ предохранительный клапан. Здесь возможны крупные непроизводительные потери энергоресурсов.
- Выпускные лопатки. Диапазон регулировки составляет до 1\3 при поддержке давлений. Применение, преимущественно, в одноступенчатых моделях.
Простой способ регулировки давления
Характеристики работы оборудования настраиваются заводом-изготовителем и менять их самостоятельно крайне не рекомендуется. Для этого, например для поршневых образцов, потребуется перенастроить реле давления и только в меньшую сторону (иначе сработает датчик безопасности). Для регулировки придется применять манометр, вскрывать прессостат и путем манипуляции с винтами подбирать требуемые характеристики.
Гораздо проще применить регулятор давления воздуха для компрессора (редукционный клапан). Устройство простое по конфигурации, недорогое по стоимости, снижает выходные показатели сжатого воздуха, поддерживает их на заданном уровне.. Настройки выставляются вручную на усмотрение пользователя без привлечения профильных специалистов.
Регулятор давления воздуха
Редуктор часто используется в комплекте с прессостатом, который выполняет включение \ выключение мотора компрессорной установки, не допуская превышения заданного значения давления или его чрезмерного понижения. Прессостатный элемент состоит из клемм для электрики, пружин на регулировочных винтах (сила их сжатия определяет уровень давления в ресиварном устройстве), мембраны над пружиной, фланцев, кнопки принудительного включения. Иная автоматика для компрессоров: клапан разгрузки, реле для агрегатов с трехфазным двигателем, предохранительный клапан (сбрасывает воздух при критических значениях).
Редукторы различаются:
- Опцией сброса давления. Самые простые артикулы его не сбрасывают. В вариантах с часто более высокой ценой установлена прецизионная часть и сброс. Также есть серия VS с моментальным выпуском лишнего давления.
- Комплектация. Регуляторы поставляются с манометром или без него. В последнем случае на корпусе присутствует отверстие под монтаж прибора. Допускается наличие дополнительного фильтра для улучшения качества выпускаемой пневмопродукции.
- Рабочей температурой. Верхний предел доходит до +50-60 градусов Цельсия.
- Способом монтажа. На приборе указывается размер разъемов, обычно в дюймах.
- Количеством расходуемого воздуха. Показатель актуален при расчете совместимости компрессоров с пневмоинструментом. Характеристика показывает, сколько max воздуха пропускается за единицу времени.
- Рабочим давлением, например 10, 16 бар.
- Стоимостью.
- Габаритами и массой. Множество моделей имеют несколько сантиметров по одной из сторон и вес чуть более 1 кг. Все зависит от компрессора, к которому монтируется редуктор.
- Пределы регулировки давлений в барах. К примеру, 0 -12 бар. Параметр важен при операциях с маломощной пневмооснасткой. При давлении ниже минимально допустимого для данного прибора, воздух не будет пропускаться.
Регулятор давления воздуха не требует сложных манипуляций для настройки работы с тем или иным видом пневмоинструмента. Необходимо после монтажа, при открытом кране, вращать ручку, увеличивая \ уменьшая давление, отображаемое на встроенном табло, с последующей фиксацией ручки для блокировки.
Преимущества регулировки давления
При подборе подходящей методики и оборудования для регуляции давлений в пневмосистемах пользователь получает:
- Отсутствие простоев из-за перебоев в подаче сжатого газа.
- Улучшение качества продукции, благодаря равномерному поступлению пневмопродукции на производственные линии.
- Защиту дорогостоящего компрессорного оборудования от поломок (электроэлементы, клапаны, осушители быстрее ломаются при избыточных показателях).
- Возможность использовать несколько компрессоров с максимальной эффективностью линии.
- Снижение затрат на электроэнергию, обслуживание и ремонт пневмосистемы.
- Строго заданный диапазон давлений, соответствующий технологическому процессу.
- Перевод компрессора на нулевую производительность при отсутствии потребления сжатого газа.
При установке в пневмосеть нескольких единиц компрессорного оборудования, обычно, на полную мощность выставляются все агрегаты, кроме одного. На нем и осуществляется нормализация рабочего давления.
