Компрессор: подбор и ошибки. Часть 2

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ

Производительность компрессора — это объём воздуха (при атмосферном давлении), сжимаемого в единицу времени. Второе место по распространённости занимают ошибки, связанные с неверной оценкой этого параметра.

Именно воздух приводит в движение двигатели пневмоинструмента. При верно подобранном давлении от его количества зависит эффективная мощность оборудования, а значит, и выполнение поставленной задачи. Если воздуха не хватает, то инструмент «задыхается» — полезная мощность падает, а компрессор работает на пределе своих возможностей.

Здравый смысл подсказывает, что производительность следует подбирать с запасом. Вот только с каким?

Традиционно оптимальными по этому показателю считаются системы, когда расход воздуха в ходе работы не превышает 70–80 % от максимальной производительности компрессора. Приобретение более крупных машин, как правило, невыгодно. Ведь, помимо более высоких цен, у них выше энергопотребление и прочие эксплуатационные расходы. Поэтому перед покупкой компрессора нужно тщательно проверить, сколько воздуха нужно именно вашему пневмоинструменту.

Очередная ошибка в выборе компрессора формулируется так: «Меньше воздуха — выше давление». В России народ издавна славится пренебрежением, порой демонстративным, к разного рода правилам. Объяснить иными причинами логику людей, прекрасно осознающих негативные последствия каждого из предыдущих пунктов в отдельности и всё же пытающихся на практике их объединить, нельзя.

В два раза ниже производительность, зато в два раза выше давление! Почему нет? Вот почему.

Минус на минус даёт плюс в математике. Физика же не столь категорична. Действительно, все мы со школы помним, что если не принимать в расчёт температуру, то при прочих равных будет верно равенство p1V1 = p2V2. Однако в пневматике необходимо учитывать два момента.

1. Упомянутая формула описывает два конечных состояния замкнутой системы — той, на которую не влияют прочие факторы и количество газа в которой неизменно. Но в нашем случае инструмент постоянно расходует «старый» воздух, а компрессор нагнетает «свежий». Причём расход одного напрямую не зависит от производительности второго. В ряде случаев воздуха подаётся мало, иногда — много, а бывает, что оборудование работает в режиме «то густо, то пусто». А значит, раз не выполняется условие замкнутости системы, то и пользоваться этой формулой в нашем случае нельзя.

2. Подавляющее большинство производителей в соответствии с мировыми стандартами указывают производительность компрессоров по воздуху «в распущенном состоянии». Где-то, как в случае с отечественной техникой, потери на сжатие учитывают и сообщают производительность на выходе из компрессорного блока, в остальном же мире, как правило, указывают объём воздуха на входе в компрессор…

Однако вне зависимости от этих правил производительность компрессора — это количество несжатого воздуха, которое он сжимает в единицу времени. То есть «кубовая» семибарная машина выдаёт в минут столько воздуха, что при атмосферном давлении он займёт объём в 1 кубический метр. А «полкубовый» пятнадцатибарник соответственно лишь 0,5 кубических метра. Кстати, по «распущенному» воздуху измеряется и расход пневмоинструмента. Вот почему в нашем случае нехватку воздуха нельзя компенсировать увеличением давления.

ДИАМЕТР И ДЛИНА МАГИСТРАЛИ

Даже при верно подобранном компрессоре и инструменте в ряде случаев техника всё равно не даёт обещанных производителем показателей. А причина может быть проста. Про диаметр шлангов и труб знают многие. Вспоминают, правда, реже. Хотя правило простое: чем меньше диаметр, тем ниже пропускная способность. (Вспомните напитки фаст-фуда: чем уже трубочка, тем дольше через неё придётся тянуть напиток.) Слишком зауженные магистрали не способны оперативно пропустить необходимое инструменту количество воздуха.

Что касается длины магистралей, то и здесь всё не намного сложнее. Как известно, молекулы воздуха, как и любого газа, довольно сильно удалены друг от друга и находятся в постоянном хаотичном движении. Их столкновения образуют давление, и чем они чаще соударяются, тем эта величина выше.

При этом в замкнутых системах, как нас учили в школе, давление газа распределяется равномерно по всему объёму. А вот в открытых — всё немного иначе. Благодаря существенному расстоянию между молекулами, чтобы взаимодействовать друг с другом, им нужно время. Ситуация напоминает обычную дорожную пробку. При интенсивном движении на узкой трассе, стоит впереди идущей машине сбавить скорость за два метра перед новым «лежачим полицейским», как следующая за ней, не зная причин и стараясь сохранить безопасную дистанцию, притормаживает чуть сильнее и немного раньше — и так пока пятая или десятая по счёту от них не останавливается совсем.

Однако оставим вопросы организации движения специалистам, а что касается надлежащего использования протяжённых воздушных магистралей, то здесь обойтись без потерь в эффективности инструмента нам поможет увеличение либо диаметра, либо давления. Также действенны приёмы вроде установки дополнительных ресиверов или закольцовки магистрали.

В любом случае в быту не стоит увлекаться ни тонкими, ни длинными шлангами, а проектирование промышленных магистралей лучше отдать на откуп профессионалам.

ПОДГОТОВКА ВОЗДУХА

Решив все вопросы с количеством воздуха, мы сталкиваемся с задачей обеспечения его качества. Правило здесь простое. После выхода из компрессора воздух необходимо очищать. Какой бы чистой ни была атмосфера вокруг нас, в ней всегда присутствуют водяной пар, взвеси масел, твёрдые частицы пыли и многое другое. Сжимая воздух в среднем в 7–10 раз, компрессор во столько же увеличивает их концентрацию на выходе.

Как известно, относительная влажность воздуха выше100 % быть не может, поэтому большая часть пара переходит в жидкое состояние. И воды получается довольно много. Она приводит к коррозии деталей инструмента и магистрали, увеличению потерь на трение в подвижных сопряжениях, повышенному износу. И если проблему конденсата на ряде моделей решают дополнительно установленные осушители, которые охлаждают или высушивают излишки воды до точки росы от +3 до –40, а то и до –70 градусов Цельсия, то против твёрдых частиц и масел они бессильны, а взвесь из грязных масел в сочетании с абразивными частицами серьёзно сокращает срок службы пневмоинструмента.

Кстати, традиционно масла в воздухе люди побаиваются. Часто даже специально ищут «безмасляные» компрессоры. Некоторые компании предлагают их своим партнёрам. Такие машины правильнее называть компрессорами сухого сжатия. Что бы ни говорили, они не дают безмасляный воздух. Ведь двигатели внутреннего сгорания, смазка подвижных частей механизмов, даже эфирные масла, которые источают ёлочки на улице — всё это источники масел в окружающем нас воздухе. Пусть микроскопические, но всё же источники, а при достаточно больших объёмах сжатого воздуха их количество увеличивается значительно. Поэтому, даже если в процессе сжатия сам компрессор не добавляет к «атмосферным» загрязнителям продукты своей работы, паров тех масел, что поступают в него извне, как правило, хватает, чтобы после сжатия понадобилась дополнительная фильтрация. Таким образом, если у вас нет чётких предписаний, вместо более сложных, дорогих и, как показывает практика, менее долговечных машин сухого сжатия можете смело приобретать не менее эффективные традиционные установки. Ведь системы последующей очистки и подготовки воздуха для них идентичны.

Помимо чистой среды, большинство пневмоинструмента нуждается в регулярной смазке. Её можно осуществлять вручную, регулярно разбирая и собирая инструмент. Однако чаще пользуются недорогими и неприхотливыми лубрикаторами.