Багато видів технологічного обладнання вимагають подачі стисненого повітря. Компресорів для цієї мети, в тому числі і безшумних, випускається величезна кількість. Завдання вибору підходящої за параметрами моделі на практиці виявляється набагато складніше, ніж може здатися на перший погляд. Спробуємо розібратися, які бувають компресори і як правильно вибрати оптимальну модель, на прикладі британських безшумних компресорів BAMBI.
Вибір компресора, як правило, починається з вибору його типу. Для обладнання з невеликим споживанням повітря підходять традиційні поршневі компресори з електродвигуном малої і середньої продуктивності: масляні і безмасляні. Масляні моделі, як правило, тихіше і піддаються меншому зносу. Помпа масляного компресора зазвичай встановлена в металевому кожусі, заповненому маслом, що знижує шум до рівня сучасного побутового холодильника. При цьому такий компресор забезпечує достатню продуктивність: близько 50 л / хв. при тиску до 8 бар. Варто відзначити, що продуктивність можна збільшити каскадування двох і більше помп, рівень шуму при цьому збільшиться незначно: на 2-3 дБ.
Рис. 1. Безшумний масляний компресор ВВ15
Рис. 2. Повітряний фільтр 10 мкм,
об'єднаний з регулятором тиску
Масляні компресори (рис. 1) широко використовуються в тих випадках, коли потрібно забезпечити тишу і комфорт в робочій зоні, при цьому вони дуже надійні і недорогі. Однак наявність масла в картері накладає деякі обмеження в застосуванні компресора, і пов'язано це з тим, що масло, хоч і в незначних дозах, але все-таки потрапляє в стиснене повітря. Стандартний повітряний фільтр (рис. 2), яким комплектуються всі компресори, затримує частинки масла в значній мірі, але і це не гарантує абсолютно чисте повітря на виході. Невеликий вміст масла в повітрі абсолютно нешкідливо для промислового застосування, але може бути проблемою для медичного обладнання, оптичних приладів та деяких дослідницьких лабораторій. Крім того, масляні компресори вимагають постійного контролю рівня масла (рис. 3) і періодичного обслуговування, пов'язаного з його регулярної, як правило, щорічної заміною. З цієї причини їх не рекомендується використовувати з повністю автоматизованим обладнанням, там, де зовсім виключена участь персоналу.
Рис. 3. Прозоре віконце контролю рівня масла
У подібних випадках доцільно застосовувати безмасляні компресори. У модельному ряду BAMBI вони представлені серіями HT і VT. Помпа таких компресорів має продуктивність від 100 до 300 л / хв., Але продуктивність значно знижується з ростом робочого тиску. Помпа не вимагає контролю і обслуговування, попадання масла в повітря повністю виключено. При цьому компресори працюють відносно тихо: рівень шуму - всього 53 дБ. Компресори серії НТ (рис. 4) мають компактні розміри, а найбільший ресивер - 24 л. Це робить їх оптимальними для обладнання з невеликим споживанням повітря.
Рис. 4. Компресори серії НТ
Серія VT (рис. 5) представлена моделями більшої продуктивності - від 120 до 440 л / хв. на холостому ходу. Вони також не вимагають обслуговування і розраховані на тривалу безвідмовну роботу. Це великі промислові компресори, і безшумними їх можна назвати лише умовно і тільки в порівнянні з більшістю подібних систем інших виробників. Більш правильним буде визначення "малошумливі", з огляду на їх рівень шуму 72-76 дБ. І все одно це досить низький рівень шуму для компресорів такої продуктивності, і досягається він завдяки унікальному здвоєному модулю помпи з V-подібним розташуванням робочих циліндрів (рис. 6). Компресори цієї серії забезпечені спеціальним електричним клапаном, який знижує тиск в камері стиснення після виключення системи. Це забезпечує плавний старт двигуна, зниження навантаження на всі механічні частини помпи і продовжує термін служби компресора. Є можливість обладнати компресор автоматичною системою зливу конденсату в спеціальну ємність (рис. 7).
Рис. 5. Безмасляний компресор промислового класу
Рис. 6. Блок помпи з V-оброзним розташуванням циліндрів компресора
Рис. 7. Ємність для зливу конденсату з фільтра-водоотделителя
Якщо пневматичної обладнанню потрібно сухе повітря, то будь-яку модель серії VT можна укомплектувати унікальною системою осушення повітря. Повітря спочатку охолоджується (рис. 8), потім у фільтрі осушувача затримуються мікро краплі води (менше 0,01 мкм). Таким чином віддаляється 99% вологи до того, як почне працювати влагоноглотітель. Вбудований мікрофільтр видаляє всі можливі залишкові забруднення. Модуль осушки зроблений з неіржавіючої сталі і самоочищається при кожному циклі роботи компресора, тому він не вимагає ніякого обслуговування.
Рис. 8. Радіатор охолодження системи осушення повітря компресора VT250D
Рис. 9. Безшумний масляний компресор MD35-20
Рис. 10. Помпрессор VTS250 зі звукопоглинальним кожухом
Отже, у виборі компресора завжди потрібно знаходити компроміс між продуктивністю і рівнем шуму і враховувати вимоги до чистоти стисненого повітря. За існують поршневі компресори безшумні, продуктивні і дають ідеально очищений від масла повітря. В першу чергу, це спеціальні медичні масляні компресори BAMBI серії ML) (Medicine and Dentistry - медицина і стоматологія), що володіють максимально високими характеристиками при мінімальному рівні шуму і компактності. Серія розроблена для випадків, коли необхідні особливо чистий стиснене повітря і тиша в приміщенні. «Серцем» компресорів MD (рис. 9) є повітряний модуль 175, який на 50% продуктивніший, ніж інші системи з таким же рівнем шуму. Це єдиний в світі масляний компресорний блок, який має спеціальний поршень з унікальними поршневими кільцями, що виключають потрапляння масла в стисле повітря (рис. 10). Так як компресори серії MD мають рівень звуку всього 40 дБ і в них практично повністю відсутня вібрація, їх можна розміщувати в безпосередній близькості від персоналу: вони не створюють для людей ніяких шумових проблем.
Другим рішенням, що забезпечує одночасно відсутність масла і низький рівень шуму, є застосування звукопоглинального кожуха. Так, наприклад, в невеликої моделі HTS5 завдяки кожуха шум у порівнянні з іншими компресорами серії НТ знижений на 7 дБ і складає всього 46 дБ - це рекордно низький показник для безмасляного компресора.
Аналогічне рішення є для компресорів більш високої продуктивності. У тих випадках, коли компресор високої продуктивності необхідно встановити поруч з місцем роботи персоналу, рекомендується серія VTS. Моделі цієї серії побудовані на базі компресорів VT, але забезпечені кожухом, що значно знижує рівень шуму (рис. 11) і що дозволяє краще вписати пристрій в інтер'єр лабораторії або робочого місця. Корпус компресорів VTS забезпечений системою вентиляції з датчиками температури, що охолоджує всі працюючі частини, так що з застосуванням кожуха ця серія не втратила в надійності і експлуатаційних характеристиках.
Будь-які безшумні або малошумні поршневі компресори складаються з помпи з електродвигуном і ресивера. Швидше за все, ви вже можете визначити, який вам потрібен тип компресора. Залишилося розібратися, який вам необхідний обсяг ресивера і яка повинна бути продуктивність помпи. Вибрати модель з найбільш підходящими параметрами досить просто.
Рис. 11. Компресор VTS250D зі звукопоглинальним кожухом
Рис. 12. Ресивер у вигляді зігнутої замкнутої труби
на 3 л компресора НТЗ
Розрахунок продуктивності помпи
Поршневі компресори розраховані на нетривалу роботу з певним коефіцієнтом внутрисменного використання або робочим циклом, зазвичай не перевершує 50%. Тобто помпа повинна відпочивати стільки ж або довше, ніж качати повітря в ресивер. Сумарне середнє споживання повітря всіх підключених споживачів має бути як мінімум в два рази менше продуктивності помпи на робочому тиску:
де Gn - споживання нестислого повітря;
Кіn - коефіцієнт використання кожного споживача, підключеного до компресора;
Кви - коефіцієнт внутрисменного використання компресора: ця величина індивідуальна для кожного компресора.
У всіх компресорів BAMBI Кви дорівнює 0,5. В цьому випадку помпа буде працювати в правильному режимі, а тиск на виході компресора гарантовано не впаде нижче необхідного для вашого пневмоінструменту.
Наприклад, ви хочете підключити пневмоотвертку. У технічних характеристиках зазначено, що вона споживає 10 cfm або 280 л / хв. при тиску 6 бар. І монтажник буде з нею працювати на складальній лінії, закручуючи гвинти в корпусу вироби. Монтажник отримує новий виріб кожні 5 хв. і закручує 10 гвинтів по 2 з кожного. Виходить, що викрутка споживає 280 л / хв. всього 20 з кожних 5 хв., а в середньому 280x20 / 300 = 18,7 л / хв. Зробимо невеликий запас, округливши це значення до 20 л / хв. Виходить, що нам потрібен компресор з продуктивністю помпи не менш 40 л / хв. при тиску 6 бар. У ці параметри не вкладаються компресори з одного помпою серії ВВ, по підійде, наприклад, масляний компресор MD75 / 80 або безмасляний НТ15-2Р.
При роботі з поршневими компресорами необхідно пам'ятати, що будь-яка, навіть сама надійна модель, працюючи більше встановленого ліміту або безперервно, неминуче перегрівається. Перегрів, в залежності від ступеня, веде! до підвищеного зносу циліндропоршневої групи, і компресор може швидко вийти з ладу. Якщо ви не встановили точних умов роботи компресора, то запас продуктивності потрібно зробити якомога більше.
Розрахунок обсягу ресивера
Обсяг ресивера (рис. 12) впливає на запас повітря, якого вам вистачить для безперервної роботи інструменту без падіння тиску нижче робочого:
де Gn - споживання нестислого повітря;
tнрn - необхідний час безперервної роботи кожного споживача, підключеного до компресора;
? Р-діапазон регулювання тиску в ресивері, бар.
Помпа компресора налаштована так, що двигун припиняє свою роботу при досягненні тиску в ресивері 8 бар і починає качати повітря, коли тиск знизиться до 6 бар. Шести бар зазвичай досить для будь-якого інструменту, що застосовується при роботі з електронікою, і слід розраховувати саме на це робочий тиск.
Опускаючи уточнення, можна покласти, що при заповненому на 100% ресівері ви маєте запас повітря в два обсягу ресивера до того моменту, як тиск впаде нижче 6 бар. Обсяг повітря, споживаний вашим пневмоинструментом за час безперервної роботи, повинен бути менше двох об'ємів ресивера. Якщо ви будете працювати на меншому тиску, то і повітря, запасеного в ресівері, буде більше.
Для пневмоотверткі з нашого прикладу потрібно обсяг ресивера не менш ніж 280x20 / 2 = 47 л. Для такого часу роботи потрібен великий ресивер, наприклад, BAMBI BB50D, MD150, або будь-які компресори з старших лінійок - VT і VTS. Однак, якщо б викрутка працювала при тиску 3 бар, то вистачило б ресивера в 19 л.
Сподіваємося, що дані в статті рекомендації по вибору компресора допоможуть вам розібратися в різноманітті параметрів пневматичного обладнання та вибрати оптимальну модель для вашого завдання. Це не тільки заощадить ваші гроші, а й забезпечить довгу і безвідмовну роботу компресора, а значить, і самого обладнання.
Каталог з цінами: Безшумні компресори BAMBI (Великобританія)
Автор статті: Василь Маслюк ([email protected])