Мембранный или поршневой компрессор: Компрессор мембранный или поршневой? – ООО «Объёмные машины» в Самаре, Москве, Ростове-на-Дону, Екатеринбурге, Воронеже

Мембранный vs Поршневой | Мембранные компрессоры

 

Периодически нам задают вопросы:

 

Какой компрессор лучше выбрать?

 

Поршневой безмасляный или мембранный?

 

Обычно производители поршневых безмасляных компрессоров говорят, что лучше всего подойдет поршневой компрессор. Производители мембранных компрессоров, наоборот, говорят, что их техника «круче».

 

Мы решили разобраться в этом вопросе, и вот что получилось…

 

Сразу скажу, что однозначного ответа нет.

 

Применяемость того или иного типа компрессора зависит от множества факторов. Вот только некоторые из них:

 

• сжимаемый газ;
• требуемое рабочее давление;
• требуемая объемная производительность;
• требования к чистоте сжатого газа (допустимость примесей масла / паров масла).

 

Что касается рабочего давления и производительности, то условная применяемость компрессоров по типам показана на Рис. 1.

 

Рис.№1. График параметров компрессоров

 

На диаграмме рисунка 1 видно, что поршневые и мембранные компрессоры «перекрывают» бо́льшую часть полных диапазонов производительности и рабочего давления.

 

При высоких рабочих давлениях (более 15 бар изб.) и высокой требуемой производительности (более 1000 Нм³/ч) альтернативы поршневым компрессорам нет.

 

Здесь при выборе компрессора решающими становятся такие факторы, как известность производителя оборудования, соотношение «цена – качество» и т.д.

 

При рабочих давлениях выше 2000 бар изб. альтернативы нет уже мембранным компрессорам.

 

Нас же интересует область, где возможно применение как мембранных, так и поршневых компрессоров (область «перекрытия» соответствующих диаграмм на Рис. 1). Здесь вступают в действие уже более конкретные факторы выбора.

 

Основой мембранного и поршневого компрессоров является заполненный маслом картер, в котором установлен кривошипно-шатунный механизм (КШМ).

 

Число шатунов и поршней равно количеству ступеней сжатия компрессора.

 

Наличие картера и КШМ является, пожалуй, единственной общей чертой поршневого и мембранного компрессоров.

 

Остальные характеристики удобно рассмотреть в виде таблицы.

 

Характеристика	Поршневые компрессоры	Мембранные компрессоры
Сжимаемый газ	Перечень сжимаемых газов ограничен. Ограничения зависят от материалов изготовления поршней, поршневых колец, цилиндров и т.д.	Применяются для сжатия практически любых газов без ограничений. Сжимаемый газ контактирует только с деталями, изготовленными из высококачественной коррозионностойкой стали.
Тип привода	Ременной или прямой (через муфту с эластичными элементами).	Как правило, ременной. Прямой привод применяется редко.
Частота вращения вала компрессора	Может быть различной. При высокой частоте вращения увеличиваются вибрации компрессора и становится необходима установка виброизолирующих опор при установке не фундамент.	Низкая. Как правило, не более 500 об/мин. Такая частота вращения характеризуется низкой вибрацией компрессора при работе. Для установки компрессора не требуется виброизоляция от фундамента.
Степень сжатия ступени (отношение давления всасывания к давлению нагнетания каждой ступени компрессора)	Как правило, не более 1:8. Бо́льшие значения приводят к чрезмерному нагреву ступени сжатия.	Более 1:15. Такое значение степени сжатия позволяет сократить число ступеней для получения высокого выходного давления, по сравнению с поршневыми компрессорами.
Охлаждение	Воздушное, водяное. В компрессорах с воздушным охлаждением имеет место значительный шум от работающего вентилятора. Кроме того, необходим отвод горячего воздуха из помещения. Цилиндры компрессора с воздушным охлаждением изготавливаются с оребрением, что усложняет и удорожает конструкцию.	Водяное. Также может применяться комбинированное охлаждение – охлаждающая жидкость под действием дополнительного насоса циркулирует по замкнутому контуру. Охлаждение жидкости происходит в радиаторе, обдуваемом вентилятором. Такая система имеет недостатки, характерные для классического воздушного охлаждения и высокую стоимость.
Контакт сжимаемого газа с маслом	Присутствует в маслосмазываемых компрессорах. Это ограничивает применяемость таких компрессоров для сжатия чистых газов. В безмаслянных компрессорах контакт сжимаемого газа с маслом отсутствует благодаря кольцам или «фонарям», но возможно попадание паров масла или попадания масла в полость сжатия в случае износа колец, ограничивающих полость сжатия от масляного контура. Аварийной защиты от попадания масла нет.	Отсутствует. Масло отделено от сжимаемого газа трехслойной мембраной. Разрыв хотя бы одной мембраны приводит к немедленной аварийной остановке компрессора. Поэтому контакт сжимаемого газа с маслом невозможен в принципе. Благодаря такой конструкции мембранных компрессоров, перечень сжимаемых газов практически неограничен.
Условия работы трущихся деталей.	Детали КШМ смазываются разбрызгиванием или принудительно. Для смазки поршней/цилиндров в крейцкопфных компрессорах необходимо применение специальных устройств – лубрикаторов. Требуется постоянный контроль за работой этих устройств, их правильная настройка. Поломка лубрикатора влечет за собой катастрофические последствия для компрессора – «заклинивание» и т.д. Цилиндры и поршни безмаслянных компрессоров не требуют смазки. Но для их изготовления требуются специальные материалы, а также более сложная система охлаждения.	Детали КШМ смазываются разбрызгиванием или принудительно. Цилиндры и поршни компрессора предназначены только для сжатия гидравлической жидкости (масла). Поэтому при работе данные детали находятся в гораздо менее тяжелых условиях, чем в поршневых компрессорах.
Возможность оперативного регулирования конечного давления сжатия для каждой ступени	Отсутствует.	В мембранных компрессорах конечное давление сжатия каждой ступени может быть отрегулировано при помощи перепускных клапанов гидравлической системы. Таким образом, можно оперативно изменять характеристику сжатия компрессора на месте эксплуатации.
Герметичность	Герметичность камер сжатия (цилиндров) обеспечивается как неподвижными (прокладки и т.д.), так и подвижными (сальники и т.д.) уплотнениями. Подвижные уплотнения подвержены механическому износу, поэтому необходимо принимать меры по контролю за их состоянием.	Герметичность камер сжатия обеспечивается только неподвижными уплотнениями. Механический износ уплотнений отсутствует.
Простота технического обслуживания и ремонта	В зависимости от количества ступеней сжатия и их конструкции (одинарного или двойного действия), а также наличия дополнительного оборудования (лубрикатор и т.д.) техническое обслуживание компрессора может оказаться достаточно трудоемким и потребовать наличия специальной оснастки и инструмента. Также требуется квалифицированный персонал.	Техническое обслуживание компрессора не является трудоемким процессом. Простота конструкции позволяет допускать к обслуживанию/ремонту технический персонал с любым уровнем квалификации.

 

Несколько дополнительных комментариев…

 

Когда лучше использовать мембранные компрессоры?

 

Благодаря отсутствию контакта полости сжатия и полости, где находится масло, а также отсутствию трущихся колец / прокладок / уплотнителей, мембранные компрессоры стоит применять для сжатия чистых / сверх-чистых / токсичных газов, где соприкосновение даже малейших паров масла и полости сжатия недопустимы.

 

Если чистота сжимаемого газа составляет 99.99% и больше, то в этом случае идеальный вариант — это мембранный компрессор.

 

Благодаря тому, что мембранные компрессоры (например Ковинт КСВД-М) имеют реле давления для аварийной остановки при разрыве мембраны, попадание масла в технологическую линию полностью исключено.

 

При использовании поршневых компрессоров и при сильном износе трущихся элементов может оказаться так, что попадание масла вы сможете обнаружить только тогда, когда ваш потребитель перестанет работать, или появится брак выпускаемой продукции.

 

Также стоит отметить, что мембранные компрессоры могут работать с любым входным давлением. Поршневые же, напротив, имеют ограничения.

 

В чем слабые стороны мембранных компрессоров?

 

Сжимаемый газ должен быть сухой и без примесей влаги.

 

Наличие влаги в газе на всасывании может приводить к повышенному износу мембран и преждевременному выходу из строя.

 

Габариты и вес мембранного компрессора больше, чем у поршневого компрессора с аналогичными характеристиками.

 

В завершение отмечу, что мембранный компрессор стоит дороже, чем поршневой компрессор с аналогичными характеристиками.

 

Конечно, стоимость всегда имеет значение…

 

Но если мы сжимаем дорогие, редкие и чистые газы, где примеси или даже пары масла могут привести к колоссальным убыткам, то в в этом случае лучше приобрести мембранный компрессор.

 

На этом все.

 

Все вопросы, связанные с мембранными или поршневыми компрессорами для сжатия газов, можно задать в форме ниже.

 

В этой же форме вы можете прокомментировать эту статью.

 

Мы ответим в течение 1-2 рабочих дней.

 

С уважением,

Константин Широких

 

Вернуться в раздел Полезная информация

P.S. Может быть полезно:

 

Как выбрать компрессор для заправки баллонов высокого давления?

 

Каталог мембранных компрессоров Ковинт КСВД-М

 

Поршневой или мембранный автокомпрессор? Что выбрать? ― 130.

com.ua

Автомобильный компрессор — незаменимое устройство в каждой машине. Предназначен для решения такой проблемы как пробитое или спустившееся колесо. Чтобы прослужил он долгие годы, нужно правильно подобрать модель, о чем мы и поговорим в этой статье.

Такие конструкции состоят из цилиндра, манометра и электрического двигателя. Эти механизмы являются основными и именно они определяют качество работы и функции изделия.

Виды компрессоров

Различают 2 типа автомобильных компрессоров: поршневые и мембранные. Внешне они мало чем отличаются, но зато имеют различия в технических параметрах.

У поршневого компрессора есть своя камера сжатия и поршень. Тут важную роль играет материал. Например, некоторые производители используют обычную оцинкованную сталь вместо легированной. Ну а некоторые и вовсе изготавливают важные механизмы из обычного пластика. Конечно, такие устройства будут и стоить дешевле, но разве оправдана такая экономия?

Мембранные модели оснащаются мембранным полотном, которое обеспечивает подкачку воздуха за счет возвратно-поступательных движений. Такие устройства редко выходят из строя, потому как в них сведено к минимуму количество трущихся частей. Ну а если и случается поломка, то исправить ее легко, т. к. мембрану заменить проще простого.

Преимущества и недостатки

И мембранные, и поршневые компрессоры имеют свои преимущества и недостатки.

Плюсы поршневого компрессора: высокий показатель мощности и возможность использовать в любую погоду.

Минусы поршневого компрессора: проблемы с ремонтом, т. к. поршень и цилиндр не подлежат замене, а также перегрев конструкции.

Плюсы мембранного компрессора: высокая надежность и легкий ремонт.

Минусы мембранных моделей: более низкая мощность и невозможность использования при отрицательной температуре.

Обратите внимание, что не стоит гнаться за большими показателями мощности, поскольку нужен он только для грузовиков и специальной техники.

Выбор автомобильного компрессора: что учесть

Итак, чтобы правильно подобрать устройство, учитывайте такие характеристики:

Давление. Тут не всегда целесообразно гнаться за высокими показателями. Кстати, и многие производители намеренно завышают его. Настоящий предел любой модели — 8 атмосфер.

Производительность. Этот параметр учитывайте с посадочным диаметром шин. Например, для 14-дюймовых покрышек будет достаточно и 40 л./мин.

Способ питания: от встроенного аккумулятора или автомобильной сети. Конечно же, первый вариант намного практичней.

Тип и точность манометра: стрелочный или цифровой. Возможная погрешность должна сводиться к минимуму. Лучше выбирать цифровые манометры, поскольку они отличаются высокой точностью.

Итак, портрет идеальной модели — с давлением до 8 атмосфер, оптимальной производительностью в отношении посадочного диаметра шин, встроенным аккумулятором и цифровым манометром.

Полезные функции автокомпрессора

Многие компрессора могут использоваться не только для подкачки шин. Так, устройства могут оснащаться следующими полезными возможностями:

• Автоматическое отключение при достижении определенного показателя, перегрузки.
• Стравливание воздуха с помощью специального клапана.
• Откачка воздуха, чтобы свернуть надувное изделие.
• Фонарик для комфортной работы ночью.
• Переходники для использования компрессора с другими изделиями.

Также рекомендуем выбирать устройства с металлическим корпусом. Такие приборы более долговечные. А если выбрали модель из пластика, то он обязательно должен быть морозо- и термостойким. Практичная длина кабеля — 3 м. При этом, он должен быть цельным, без дефектов.

На 130.com.ua можно купить автокомпрессор в Одессе, Харькове и Киеве можно на 130.com.ua с доставкой по Украине.

ТОП-3 автокомпрессора

Лучшие автокомпрессоры

Ищете качественный и самый лучший автокомпрессор? Данный рейтинг автокомпрессоров составляется на основании таких параметров как: высокий спрос с положительными отзывами от наших клиентов, качественное изготовление — отсутствие заводского брака и сервисных обращений, а также официальная гарантийная и пост гарантийная поддержка в Украине.

Ножной насос HEYNER PedalPower 215 000

Особенности:

• ★ С быстрозажимным клапаном
• ★ Одноцилиндровый
• ★ Максимальное давление — 7 Атм

Автокомпрессор Vitol K-55

Особенности:

• ★ с питанием от аккумулятора
• ★ производительность – 50 л
• ★ широкая комплектация

Автокомпрессор Vitol K-52

Особенности:

• ★ с питанием от прикуривателя
• ★ производительность – 40 л
• ★ широкая комплектация

Купить автокомпрессор

Материалы по теме

Правильный выбор компрессора | Charlotte Compressor

Воздушные компрессоры имеют бесконечное множество применений. Вам понадобится сжатый воздух, если вы красите свое крыльцо, заправляете футбольный мяч, работаете с автомобилем или грузовиком, вплоть до самых тяжелых строительных проектов. Мы предоставим краткий обзор наиболее распространенных типов воздушных компрессоров, чтобы вы могли лучше понять, какой из них лучше всего подходит для вас.

Поршневые компрессоры

Поршневые компрессоры наиболее эффективны и экономичны при давлении 30 фунтов на кв. дюйм и ниже. Как правило, они более шумные и имеют меньшую производительность, чем роторные компрессоры. Поршневые компрессоры лучше всего подходят для периодического использования. Небольшой поршневой компрессор может быть как нельзя кстати для разнорабочего или любителя.

Поршневые компрессоры

В поршневых компрессорах коленчатый вал приводит в движение поршни, которые перемещаются внутри цилиндра для сжатия воздуха. В одноступенчатом компрессоре поршень сжимает воздух и доставляет его в резервуар за один ход. Двухступенчатое сжатие дополнительно сжимает воздух для более высокого давления, до 175 фунтов на квадратный дюйм.

Мембранные компрессоры

Мембранные компрессоры используют разновидность поршневого сжатия, в которой всасывающий элемент заменен гибкой мембраной. Поскольку мембрана и корпус — это все, что соприкасается с газом, эти компрессоры можно использовать для безопасной перекачки токсичных и даже взрывоопасных газов. Они могут быть тише, чем другие поршневые компрессоры.

Роторные компрессоры

Роторные компрессоры обычно обеспечивают наиболее сбалансированное сжатие для приложений, требующих давления выше 30 фунтов на квадратный дюйм. Они работают непрерывно, обеспечивая до 100-процентного рабочего цикла. Они отличаются высокой скоростью и низкой вибрацией. Роторные компрессоры часто используются в промышленности и строительстве.

Винтовые компрессоры

Винтовые компрессоры работают за счет непрерывного вращения двух сцепляющихся винтовых винтов. Они отлично подходят для строительства, часто приводят в действие отбойные молотки, потому что они непрерывно подают большие объемы сжатого воздуха.

Ротационно-пластинчатые компрессоры

Конструкция пластинчато-поршневых компрессоров позволяет им работать без подшипников, что делает эти компрессоры подходящими для грязных условий. Они рассчитаны на долгий срок службы с широким спектром применения. Вы можете найти их в диспенсерах для напитков, системах гидроусилителя руля и вакуумных насосах. Многоступенчатые версии могут обеспечивать давление до 200 фунтов на квадратный дюйм.

Ротационные спиральные компрессоры

Эти насосы обеспечивают очень сбалансированную работу с низким уровнем вибрации. Один насос может работать с мощностью 10 лошадиных сил, а несколько насосов могут увеличить мощность до 50. Безмасляная версия этого компрессора выдает чистый воздух, который можно использовать в медицинских и лабораторных помещениях без риска загрязнения.

Вам нужно выбрать подходящий компрессор для вашего использования. У автомастерской или строительной компании будут другие потребности, чем у вас, если вы только время от времени используете насос или шлифовальную машину в своем доме. Все рассмотренные нами компрессоры доступны в версиях без масла или с масляной смазкой. Масляная смазка лучше всего подходит для уменьшения нагрева, повышения эффективности и защиты механизма.

Как работают мембранные компрессоры?

Что такое диафрагменный компрессор?

Мембранные компрессоры перемещают (и сжимают) газ с помощью набора из трех гибких диафрагменных мембран. Газ поступает в технологическую головку компрессора из внешнего резервуара или процесса при его ходе вниз. При ходе вверх диафрагмы изгибаются, уменьшая площадь внутри камеры, выталкивая газ из компрессора (и направляя его в процесс/приложение).

Колебательное движение диафрагм приводится в движение возвратно-поступательным движением поршня и коленчатого механизма. С газом соприкасаются только технологическая диафрагма и рабочая головка компрессора. Это важно, поскольку диафрагмы предотвращают контакт гидравлической жидкости (или масла из компрессора) с технологическим газом. Это устраняет любое потенциальное загрязнение газа, что имеет решающее значение для применений с водородом, поскольку чистота газа оказывает непосредственное влияние на процесс. По этим причинам диафрагменные компрессоры также предпочтительны для перекачки токсичных или взрывоопасных газов. Мембрана должна быть достаточно надежной, чтобы сопротивляться усталости, а также иметь адекватные химические свойства для коррозионной стойкости.

Мембранные компрессоры Sundyne PPI объединяют две системы — гидравлическую систему и систему сжатия газа. Ряд металлических диафрагм изолирует компоненты между двумя системами.

• Система сжатия газа состоит из трех (3) плоских металлических диафрагм, которые зажимаются между двумя вогнутыми полостями точного контура, и впускного и выпускного обратных клапанов технологического газа.
• Гидравлическая система включает коленчатый вал с приводом от двигателя, который совершает возвратно-поступательное движение поршня в гидравлической жидкости. Этот объемный поршень вызывает сжатие гидравлической жидкости к нижней стороне группы диафрагм, что, в свою очередь, заставляет группу диафрагм охватывать полость, вытесняя технологический газ.

Другие компоненты гидравлической системы включают:

• Гидравлический обратный клапан – предотвращает обратное движение гидравлической жидкости во время хода вверх.
• Гидравлический перепускной клапан – обеспечивает полное вытеснение диафрагмой технологического газа из полости при каждом ходе.
• Кулачковый привод Нагнетательный насос – обеспечивает подпитку гидравлической жидкостью, чтобы гарантировать, что гидравлическая система всегда заполнена гидравлической жидкостью во время хода компрессора. Это также облегчает быструю заливку после продолжительного простоя компрессора и технического обслуживания.

Компрессоры с нагнетательными насосами:

Рабочий цикл диафрагменного компрессора начинается с полного отклонения группы диафрагм на дно полости под действием давления всасывания процесса. Гидравлический поршень находится в нижней мертвой точке (НМТ), а гидравлическая система только что получила выход гидравлической жидкости за один ход от ТНВД.

На технологической стороне диафрагмы полость теперь заполнена при заданном уровне давления всасывания технологическим газом, который поступил через впускной обратный клапан. Когда коленчатый вал вращается, а гидравлический поршень перемещается из положения НМТ в направлении верхней мертвой точки (ВМТ), гидравлическое давление внутри головки увеличивается . Это происходит из-за того, что линии впрыска и возврата гидравлической системы заблокированы гидравлическим обратным клапаном и гидравлическим перепускным клапаном. По мере того, как поршень движется к ВМТ, а гидравлическое давление достигает уровня давления технологического газа в полости, диафрагма перемещает полость в направлении своей ВМТ, сжимая технологический газ . Когда давление технологического газа в полости достигает уровня давления за выпускным обратным клапаном, обратный клапан открывается, и технологический газ выпускается из полости.

Когда диафрагма находится в полностью отклоненном положении нагнетания, поршень все еще имеет определенный ход, необходимый для достижения положения ВМТ. Когда поршень перемещается в ВМТ, дополнительный объем гидравлического масла сжимается через гидравлический перепускной клапан, который устанавливается на уровень давления выше требуемого давления нагнетания технологического газа, обеспечивая полную объемную эффективность напора.