Jak działa kompresor powietrza – budowa kompresora i zasady działania

Kompresor – co to jest?

Z pewnością nie raz spotkałeś się z tym urządzeniem. Jest bowiem niezbędne w warsztatach samochodowych a nawet przydomowych garażach czy ogrodzie. Kompresor to urządzenie służące do produkcji sprężonego powietrza. Znalazło szereg zastosowań a dzięki nowoczesnym technikom i kompaktowym rozmiarom, sprzęt jest chętnie stosowany w domach. Możemy napompować nim opony samochodu, roweru, ale także basen ogrodowy czy materac bez użycia siły. Sprawdźmy zatem jak jest zbudowany i jaka jest zasada działania tego niezawodnego urządzenia.

Jak działa kompresor?

Kompresor jest rodzajem sprężarki, którego praca polega na uzyskaniu powietrza pod wysokim ciśnieniem. Proces polega na zasysaniu i ściskaniu powietrza wewnątrz urządzenia, co powoduje wzrost ciśnienia. Osiągnięte ciśnienie mieści się wynosi od 6 barów do ciśnienia maksymalnego 14 barów i zależy od rodzaju kompresora. W celu lepszego poznania zasad pracy warto najpierw poznać budowę kompresora oraz rodzaje sprężarek.

Budowa kompresora

Najważniejszymi elementami budowy kompresora są cylinder i tłok. Tłok to część poruszająca się wewnątrz cylindra ruchem posuwisto-zwrotnym. Za pomocą jego ruchu zostaje wytworzone podciśnienie, wciągające powietrze do wnętrza urządzenia, a na następnym etapie wytwarzane jest nadciśnienie przyczyniające się do zmniejszenia objętości w komorze. W ten sposób dochodzi do sprężania powietrza. Pozostałymi elementami budowy sprężarki są części wchodzące w skład bloku tłokowego. Są to: zawór ssący i zawór tłoczny, pierścienie tłokowe, korbowód, wał korbowy. Zawory ssący i tłoczny otwierają się naprzemiennie: w momencie cofania się tłoka otwiera się zawór ssący i powietrze napływa do komory. Wraz z przesuwaniem się powietrza do przodu zawór ssący zamyka się, natomiast otwiera się zawór tłoczny. Po jego otwarciu powietrze wtłaczane jest do wnętrza cylindra. Etapy powtarzają się aż do momentu osiągnięcia oczekiwanej wartości ciśnienia na wyjściu z kompresora. Podczas pracy ciągłej urządzenia wytwarzana jest spora ilość ciepła, dlatego każde urządzenie powinno być wyposażone w chłodnice.

Jakie są rodzaje kompresorów?

Podziałów kompresorów jest kilka. Jeden z nich opiera się o elementy budowy. Pod tym względem wyróżnia się kompresory:

• wyporowe – opierają się na pracy tłoka, który porusza się w cylindrze, zasysając i tłocząc powietrze w jego wnętrzu. Objętość powietrza zmniejsza się powodując wzrost ciśnienia. Najprostszym rodzajem takiej sprężarki jest zwykła pompka rowerowa. Poza tym wśród kompresorów wyporowych wyróżnia się sprężarki tłokowe, śrubowe, łopatkowe, spiralne czy membranowe.
• przepływowe – praca polega na sprężeniu powietrza podczas jego przez ruchome części elementu urządzenia zwanego wirnikiem. Ciśnienie powstaje od strony pobieranego powietrza. Sprężarki tego typu używane są w instalacjach o dużym natężeniu przepływu. Wyróżnia się sprężarki wirowe, promieniowe, osiowe, diagonalne.

Innym czynnikiem, pod względem którego dokonuje się podziału sprężarek, jest zastosowanie oleju. W tym przypadku wyróżniamy:

• kompresor olejowy – w tym rodzaju urządzenia tłok smarowany jest olejem w celu zminimalizowania jego tarcia. Dzięki temu kompresor jest w stanie pracować nieprzerwanie. Minusem jest możliwość przedostania się pewnych ilości oleju do tłoczonego powietrza. Sprzęt musi być również używany w pomieszczeniach wentylowanych z uwagi na możliwość generowania szkodliwych gazów. Urządzenie odznacza się dużym zbiornikiem, nawet 200 l. Z uwagi na rozmiary zazwyczaj wykorzystywany jest w przemyśle.
• kompresor bezolejowy – sprężarki nie wymagają użycia oleju ze względu na tłok o niskim współczynniku tarcia. Kompresory są niewielkie, dzięki czemu z łatwością mogą być wykorzystywane w warunkach domowych. Z uwagi na brak czynnika zanieczyszczającego powietrze urządzenia są również stosowane w gabinetach dentystycznych i przemyśle farmaceutycznym. Wadą sprzętu jest natomiast większa awaryjność i szybsze zużycie.

Warto również scharakteryzować często spotykane kompresory tłokowe i śrubowe:

• kompresory tłokowe – sprężarki, które są najbardziej popularne i najczęściej spotykane na rynku. Są to sprężarki o średnich i małych wydajnościach, dzięki czemu znalazły zastosowanie w branży motoryzacyjnej, wulkanizacyjnej. Sprężarka opiera się na wykorzystaniu oleju. Z tego względu wadą urządzenia jest to, że uzyskane powietrze jest dość zanieczyszczone i to ogranicza możliwość zastosowania w przemyśle spożywczych czy medycynie.
• kompresory śrubowe – są to urządzenia nowoczesne, dostosowane do wysokich wymagań, energooszczędne. Urządzenie podobnie jak omawiane wcześniej wykorzystuje olej, ale zanieczyszczenie powietrza zostało ograniczone do minimum. Sprężarki tego typu są z powodzeniem wykorzystywane zarówno w specjalistycznych warsztatach, jak i w domu. Ich niebywałą zaletą jest cicha praca, dzięki czemu generowany hałas nie przeszkadza pracownikom ani domownikom.

Kompresor – zastosowanie

Kompresor samochodowy 12v/230v znalazł zastosowanie w wielu codziennych sytuacjach w domu, ale także warsztacie samochodowym. Wydajność to główny parametr decydujący o jego zastosowaniu. Mała wydajność świetnie nada się do prac domowych i ogrodowych, duża natomiast jest stosowana w ciężkich i masywnych kompresorach przemysłowych.

Zastosowanie domowe

Sprzęty o mniejszej do zastosowania domowego są proste w obsłudze, zazwyczaj posiadają tylko włącznik i wyłącznik, służące do obsługi urządzenia. Ze względu na budowę oraz rozmiary zmieszczą się do każdego pomieszczenia, nie wymagają również specjalnych warunków przechowywania. Do zastosowania domowego wystarczą dobre kompresory 24 l lub większe kompresory 50 l. Za ich pomocą można pompować koła roweru, opony samochodowe, baseny i materace. Urządzenia są wyposażone w manometr wskazujący wartość ciśnienia. Służą również do czyszczenia sprzętów, np. kosiarek. Mniej znanym zastosowaniem jest malowanie ciśnieniowe. Urządzenia służą bowiem do malowania płotów, mebli i innych przedmiotów, a także lakierowania, np. elementów samochodu. Specjalna głowica równomiernie rozprowadza farbę, dzięki czemu pomalowana powierzchnia nie ma zacieków.

Zastosowanie profesjonalne

Sprężarki profesjonalne to duże urządzenia, a zatem do ich zasilenia i pracy niezbędna jest duża wydajność, która pozwala na uzyskania wysokiego ciśnienia gazu. Kompresory wyposażone są w reduktory, dzięki którym można ustawić wartość ciśnienia. Niektóre posiadają również reduktor połączony z filtrem oleju i wody. Oddziela on wodę i olej od sprężonego powietrza wpływając na to, że powietrze jest czyste. Z uwagi na duże gabaryty (są to m.in. kompresory 100l) profesjonalne sprzęty są mobilne za pomocą kół pasowych. Sprężarki mają także grube ścianki, odporne na uszkodzenia i przegrzanie. Zaawansowane modele są wyposażone w układ klimatyzacji służący do chłodzenia i chroniący przed awarią. Tego typu urządzenia używane są m.in. do zasilania urządzeń pneumatycznych. Innym i mało znanym zastosowaniem jest pompowanie butli z tlenem dla płetwonurków. Urządzenia mogą być również wykorzystane do spawania. Szerokie zastosowanie znalazły w dużych zakładach samochodowych, motoryzacyjnych i wulkanizacyjnych. Ponadto są wykorzystywane w fabrykach przy produkcji samochodów. Za ich pomocą nadmuchiwane są m.in. poduszki powietrzne, służą także do produkcji elementów pneumatycznych (zawieszenie). Kompresory bezolejowe są stosowane w gabinetach lekarskich, np. u dentysty w piaskarkach do zębów.

Konserwacja sprężarki

Wraz z użytkowaniem sprzętu będzie się on zużywał i niezbędna będzie konserwacja. W urządzeniach do zastosowania domowego proces nie jest skomplikowany. Podstawową czynnością jest wymiana filtra powietrza minimum raz w roku. Jest to dość ważne z uwagi na to, że filtr gwarantuje czyste powietrze wewnątrz urządzenia. Zanieczyszczenia wpływają na spadek wydajności sprężarki. Ponadto należy pamiętać o usuwaniu nagromadzonej się wody (kondensatu) w zbiorniku. Powstaje ona podczas pracy urządzenia, a jej nadmiar może wpłynąć na zakłócenie pracy. Wodę należy spuszczać, najlepiej po każdym użyciu urządzenia. Ważne jest również, aby sprawdzić szczelność zbiornika, dokręcanie śrub, kompletność przewodów. Nie są to prace trudne do wykonania, dlatego warto wykonywać je regularnie, aby zapewnić dłuższą żywotność sprzętu.