Шумность — один самых важных параметров компрессора, предназначенного для работы в обитаемых помещениях. Для производственных установок для производства сжатого воздуха важнее производительность и максимальное давление, однако уровень производимого шума важен и для них. Конструкторы постоянно работают над снижением шумности оборудования, создавая бесшумные модели для медицины, аэрации аквариумов, хобби и точных производств.
Содержание
- Виды компрессоров
- Роторные
- Мембранный
- Поршневой
- Принцип работы
- Аквариумная помпа
- Параметры выбора компрессора
- Вам также могут быть интересны статьи:
Виды компрессоров
По способу сжатия воздуха компрессоры подразделяют на три основных вида:
- поршневые;
- роторные;
- мембранные.
Наиболее распространенные и доступные по цене поршневые компрессоры и шумят громче всех. Это связано с особенностями их работы:
- большое число подвижных частей;
- открывающиеся и закрывающиеся клапаны;
- воздух проходит через каналы переменного сечения.
Для снижения шумности применяются специальные конструктивные решения, такие, как безмасляный тихий компрессор. Другим направлением является увеличение числа цилиндров. Двухцилиндровые модели обладают меньшими размерами поршневой группы и меньше шумят.
Мембранные устройства имеют меньше подвижных частей, создают меньший перепад давления и поэтому конструктивно самые бесшумные.
Роторные (и их подвид – спиральные) компрессоры также имеют минимум подвижных частей и создают средний уровень шума. Они сложны в изготовлении и рассчитаны на постоянную работу. Шумность является определяющим параметром выбора для многих потребителей, использующих малошумные агрегаты. Сюда относятся:
- медицинские заведения;
- исследовательские лаборатории;
- сверхточные производства.
В медицине требуются по-настоящему бесшумные воздушные и жидкостные компрессоры. Это достигаете либо снижением производительности и ростом габаритов, либо вынесением устройства в соседнее помещение.
На сверхточных высокотехнологичных производствах бесшумные компрессоры применяются для привода пневмоинструментов.
Продолжительное пребывание в условиях высокой шумности приводит к быстрой утомляемости, снижению внимания, развитию заболеваний органов слуха и нервной системы.
На создание высокого уровня воздушного шума и сопутствующих ему механических колебаний (вибрации) затрачивается энергия. Поэтому, помимо прямого вреда, причиняемого воздушным шумом людям, животным и точной технике, шум приводит еще и к лишним затратам энергоресурсов, снижая потенциальную производительность. Компрессор бесшумный или компрессор производительный? На этот вопрос современная техника дает ответ. Компрессор и бесшумный, и производительный будет стоить дорого.
Роторные
В таких конструкциях воздух сжимается, проходя между частей сложных профилей двух или более постоянно вращающихся шнеков. Они могут быть двух подвидов:
- винтовые;
- спиральные.
Такие системы достаточно бесшумные поскольку у них нет трущихся или соударяющихся частей. Роторные компрессоры позволяют достигать высоких значений давления, у них высокий моторесурс, достигающий нескольких сотен тысяч часов.
Их особенность- для выхода на рабочий режим необходимо длительное прогревание. Поэтому такие схемные решения используются там, где нагнетатель должен работать постоянно- в крупных технологических установках, больших централизованных системах распределения сжатого воздуха.
Проектирование и изготовление сопрягающихся профилей рабочих винтов обходится дорого, стоят такие нагнетатели в несколько раз дороже поршневых. Обслуживание и ремонт также обходятся в крупные суммы.
Мембранный
Такие бесшумные конструкции называют также диффузионными. Их основной рабочий орган- эластичная мембрана, которая приводится в действия вращающимся эксцентриком. По сравнению с поршневыми системами число движущихся частей минимально, эластичная мембрана поглощает и гасит колебания звуковой частоты. Поэтому и уровень шума таких нагнетателей минимален — от 30дБ в моделях для операционных и сверхточных производств. На слух их работа ощущается как тихий вздох ребенка.
Простота устройства мембранного типа обеспечивает его высокую надежность и значительный моторесурс — он достигает сотен тысяч часов. Однако и давление они развивают небольшое – до трех атмосфер. Производительность также невелика.
Поршневой
Такие конструкции хорошо отработаны, недороги в производстве и просты в обслуживании. Их характерные особенности:
- способность к многократным включениям/выключениям;
- большое число трущихся и соударяющихся деталей;
- дешевизна в производстве и обслуживании;
- высокая шумность до 120 дБ;
- малый моторесурс (до 10 тыс. часов);
- склонность к перегреву.
Совокупность этих свойств делает агрегат незаменимым в маленьких мастерских, в которых используется сжатый воздух, а шум можно потерпеть.
Поршневые бесшумные компрессоры стоят существенно дороже обычных
Принцип работы
Физический принцип создания рабочего давления для всех видов компрессоров един. Воздух (или другая рабочая среда при атмосферном давлении попадает через входной патрубок в рабочую камеру. Объем ее тем или иным способом уменьшается, давление при этом повышается. Рабочая среда при повышенном давлении покидает рабочую камеру через выходной патрубок. В камеру снова запускается порция воздуха при нормальном давлении, цикл повторяется.
В зависимости от типа нагнетателя конструктивно этот принцип реализуется со следующими различиями:
- Поршневой. Входной и выходной патрубки перекрываются клапанами, изолирующими рабочую камеру. Входной открывается при запуске новой порции воздуха, выходной- в конце цикла сжатия для выпуска сжатой рабочей среды в магистраль. Сжатие происходит за счет поступательного движения поршня, уменьшающего объем цилиндра.
- Мембранный. Также имеет патрубки, действующие аналогично. Изменение объема камеры происходит за счет прогиба эластичной мембраны, сделанной из прорезиненной синтетической ткани или из полимерной пленки. В центр мембраны упирается вращающийся эксцентрик, который ее периодически деформирует. Обратно мембрана возвращается под действием собственной упругости.
- Роторный. Рабочая камера не имеет постоянной конфигурации. Это сужающиеся проходы между быстро вращающимися навстречу друг другу шнеками спиральной или винтовой формы. Шнеки захватывают воздух и проталкивают его дальше между собой подобно тому, как винт передвигает мясо в мясорубке от горловины к ножам и решетке. Клапанов как таковых нет, воздух удерживается постоянным движением шнеков.
Для создания малошумных и бесшумных поршневых компрессоров применяют ряд подходом. Это:
- применение специальных материалов, поглощающих шумы и вибрации;
- более точная обработка сопрягающихся деталей;
- тщательный акустический расчет конструкции, устранение шумов обтекания и возможных резонансных явлений;
- увеличение числа цилиндров одновременно со снижением их размеров;
- замена шумящих чугунных поршневых колец на фторопластовые, не нуждающиеся в смазке.
В результате удается довести уровень воздушного излучения до приемлемых значений в 35-40 дБ. Такой поршневой нагнетатель можно считать практически бесшумным
Аквариумная помпа
После компрессора холодильника это самые распространенные устройства, работающие в непосредственной близости от человека. Они предназначены для улучшения снабжения кислородом рыбок и других питомцев, живущих в водной среде. Для оборудования и обустройства аквариума используются следующие виды устройств:
- поршневые;
- мембранные.
Поршневые обеспечивают лучшую производительность на единицу мощности. Их специалисты советуют применять для аэрации больших емкостей.
Производительность помпы мембранного типа существенно ниже, она подойдет для небольших аквариумов.
Аквариумные модели специально разрабатываются как бесшумные. Уровень акустического излучения мембранных устройств достигает медицинских требований в 30-32 дБ- такие аэраторы могут работать в спальнях. Если паспортный уровень шума компрессора свыше 35 дБ- аквариум лучше вынести на кухню или в гостиную.
Параметры выбора компрессора
Основные параметры, по которым покупатели выбирают бесшумные нагнетатели, следующие:
- рабочее давление, (атм. или бар);
- производительность (в литрах в минуту);
- объем накопительного резервуара (если предусмотрен);
- мощность (вт.);
- уровень шума, дБ.
Первые два параметра должны удовлетворять потребности потребителя сжатого воздуха, который вы собираетесь подключать к агрегату. Мощность двигателя определяет производительность агрегата. Слишком большой запас по мощности будет означать непроизводительные расходы на электроэнергию. Объем резервуара масляного компрессора должен покрывать расход воздуха при периодическом включении нагнетателя для подкачки.
Уровень шума должен соответствовать тем требованиям, предъявляемым санитарными нормами для обитаемых помещений. Так, для спальни, операционной и сверхточных производств- это 30-32 дБ, для жилых помещений- 35-45 дБ.
Источник: