Сжатый воздух используется повсюду вокруг нас в повседневной жизни. Он может применяться в форме потока воздуха или в качестве источника энергии для приведения в действие или производства множества используемых нами вещей. Когда мы открываем бутылку газированного напитка, катаемся на американских горках, садимся в автобус, посещаем стоматолога или пользуемся каждый день электричеством, сжатый воздух играет определенную роль в каждом из этих действий.
Сжатие воздуха осуществляется при помощи воздушных компрессоров. Воздушные компрессоры втягивают воздух на впускном клапане, затем сжимают его до требуемого объема и выпускают сжатый воздух через нагнетательный клапан в емкость для хранения. Процесс сжатия обычно приводится в действие электродвигателем.
Системы сжатого воздуха могут работать на основе двух видов вытеснения воздуха:
Положительное смещение — Наиболее распространенный метод сжатия; компрессоры, работающие на принципе положительного смещения проталкивают воздух в ограниченное пространство, обычно посредством движения механического устройства.
Динамическое смещение — В сравнении с компрессорами положительного смещения, которые физически уменьшают объем захваченного воздуха, компрессоры динамического смещения выполняют разгон воздуха до высокой скорости. Создаваемая при этом энергия увеличивает давление воздуха.
Конечное качество выдаваемого воздуха является очень важным фактором, который принимается во внимание при выборе воздушного компрессора. Существует несколько классов чистоты воздуха, изложенных Международной организацией по стандартизации (ISO), в которых регламентированы составляющие чистого воздуха.
Класс 1 по ISO
В данном стандарте изложены критерии и ограничения, касающиеся возможного количества примесей и содержания масла в подаваемом воздухе. Несмотря на то, что согласно стандартам класса 1 требуется, чтобы в воздухе содержалась мизерная доля масла, а воздух относится к классу ‘технически’ не содержащему масла, этот не самый чистый из существующих стандартов воздуха.
Класс 0 по ISO
Качество воздуха по классу 0 гарантирует 100% чистоту воздуха. Этот новый класс был введен в обращение в ответ на растущую потребность в стерильном воздухе в промышленности. Это самый чистый из доступных вариантов, который настоятельно рекомендуется применять в тех областях, где чистота воздуха имеет критическое значение.
Каковы преимущества от использования сжатого воздуха?
Сжатым воздухом ежедневно пользуются миллионы людей по всему миру. К числу основных преимуществ использования сжатого воздуха относят следующие:
* Он безопасен и прост в использовании
* Он повышает производительность
* Он является недорогим и эффективным источником энергии
* Он обеспечивает низкие эксплуатационные затраты
* Он отличается многофункциональностью
Четвертый энергоноситель
Наряду с электричеством, газом и водой, сжатый воздух зачастую считают четвертым энергоносителем в мире промышленности и производства. Множество предприятий, больших и малых, всецело зависят от сжатого воздуха, который снабжает энергией технологические процессы, имеющие важнейшее для них значение. Он играет жизненно важную роль в снабжении энергией большей части составляющих современного мира.
Воздушные компрессоры получили такое большое распространение по сравнению с другими источниками энергии в основном благодаря возможности самостоятельно генерировать сжатый воздух по месту использования. Вдобавок, воздушные компрессоры можно оснастить множеством разных комплектующих, позволяющих полностью удовлетворить требования отрасли в создании определенного уровня качества, давления и расхода воздуха, которые соответствуют индивидуальным потребностям.
В качестве источника энергии сжатый воздух часто применяется для приведения в действие пневматического оборудования, такого как дрели, молотки, гаечные ключи и шлифовальные станки.
Рабочий воздух — это воздух, который непосредственно соприкасается с продуктом. По этой причине он должен быть чистым, сухим и свободным от примесей. Чтобы обеспечить выполнение этих стандартов, многие делают свой выбор в пользу бессмазочных компрессоров или средств, которые помогают очистить и осушить сжатый воздух.
В число основных отраслей, где используется сжатый воздух, входят:Химическая промышленность
Производители химических веществ хотят обеспечить качество выпускаемой продукции. Из-за нестабильной природы химических веществ, важно, чтобы используемый сжатый воздух был чистым и не содержал масла. В этой отрасли он используется для перемещения материалов, создания воздушных завес и сушки продуктов.
Автомобилестроение
Сжатый воздух играет незаменимую роль в производстве автомобилей. От сборки с помощью роботов с пневматическим приводом до нанесения финишных слоев краски с помощью распылителей, работающих на сжатом воздухе, производство высококачественных автомобилей полностью зависит от компрессоров.
Промышленность
Сжатый воздух широко используется в промышленности, в том числе в строительно-монтажных работах, ремонтно-механических работах, заводском производстве, производственных линиях и множестве промышленных процессов.
Пищевая &промышленность
Поскольку продукты питания и напитки должны быть пригодны для употребления человеком, соприкасающийся с ними рабочий воздух должен отвечать строгим требованиям стандартов по охране здоровья и безопасности. Наиболее часто в этой отрасли сжатый воздух используется в пневматических ножах, для перемещения продуктов, в фасовочных машинах, для упаковки и в гидравлических насосах.
Фармацевтическая промышленность
Фармацевтические компании зависят от сжатого воздуха, используемого в качестве технического воздуха для очистки, аэрации и перемещения продуктов, а также для упаковки лекарственных средств. Поскольку фармацевтическая промышленность действует в условиях высоких стандартов охраны здоровья и безопасности, необходимо постоянно поддерживать стерильность окружающей среды. Сжатый воздух, используемый в этой отрасли, должен быть абсолютно чистым и не содержащим примесей.
Бессмазочные компрессоры являются преобладающим видом компрессоров, используемых в здравоохранении, фармацевтической и пищевой промышленности.
В компрессорах положительного смещения для сжатия воздуха применяются разные технологии, а сами компрессоры делятся на две категории: ротационные и возвратно-поступательные. В ротационных компрессорах для сжатия воздуха используется вращающийся компонент, в то время как в возвратно-поступательных компрессорах для этой цели используется поршневой цилиндр, который сжимает воздух при возвратно-поступательном движении вверх и вниз.
Основные типы ротационных компрессоровВинтовой
В ротационных винтовых компрессорах используется два находящихся в зацеплении ротора, которые совместно вращаются и проталкивают воздух вдоль роторов, выполняя его сжатие до требуемого объема. Посмотрите это моделирование ротационного винтового компрессора CompAir серии L, где показаны основные компоненты компрессора в действии.
Спиральный
В ротационных спиральных компрессорах для перекачки и сжатия воздуха используется две переплетающиеся спирали. Часто одна их спиралей неподвижна, в то время как другая вращается, тем самым запирая воздух в полостях и сжимая его.
Лопастной
В ротационных лопастных компрессорах используется ротор со множеством лезвиеобразных лопастей, вставленных в радиально расположенные на роторе пазы. При его вращении центробежное движение приводит к сжатию воздуха.
Основные типы компрессоров возвратно-поступательного действия
В поршневых компрессорах возвратно-поступательного действия, работающих на том же принципе, что и двигатели внутреннего сгорания, используется коленчатый вал с карданным валом и поршнем. Поршень, приводимый в действие коленчатым валом, перемещается внутри цилиндра и подает газы под высоким давлением.
Слева изображен типовой пример, в котором сжатие воздуха осуществляется поэтапно: на первом этапе справа происходит сжатие воздуха до заданного давления, затем этот сжатый воздух поступает на второй этап, изображенный слева, где расположен поршень меньшего диаметра, который продолжает сжимать воздух до еще более высокого давления. Они используются для заправки воздушных баллонов для аквалангистов, противопожарных и спасательных служб, где используется дыхательный воздух.
Сжатый воздух — это воздух, находящийся под давлением, превышающим атмосферное. Это тот же воздух, которым мы дышим, только принудительно сжатый до меньшего объема и удерживаемый под давлением. Воздух состоит на 78 % из азота, на 20-21 % из кислорода и примерно на 1-2 % из других газов, а также из водяного пара. После сжатия воздух по-прежнему представляет собой ту же смесь газов, однако принудительно помещенную в меньшее пространство, в котором расстояние между молекулами сокращено.
Сжатый воздух, который можно хранить при высоком давлении, является превосходной средой для передачи энергии. Сжатый воздух — это востребованный источник энергии, поскольку он безопаснее и проще в обращении по сравнению с альтернативными вариантами, такими как пар и аккумуляторы. Пар может представлять опасность, поскольку он обладает очень высокой температурой, в то время как аккумуляторные батареи могут разрядиться, что делает применение обоих вариантов нежелательным.
Сжатый воздух безопасен в использовании, прост в хранении и имеет множество разноплановых вариантов применения.
