Sprężarki tłokowe - czym są i jak działają?

Za niezwykłą funkcjonalność tego typu urządzeń odpowiedzialna jest przede wszystkim ich wysoka adaptacyjność do rozmaitych wymagań, jakie możemy im stawiać, począwszy od zwykłych przydomowych stacji przygotowania powietrza do narzędzi z napędem pneumatycznym, aż po profesjonalne stacje pneumatyczne zasilające linie automatyczne w produkcji przemysłowej.

   

Sprężarki wydajne i pojemne

Sprężarki tłokowe występują w wielu odmianach, jednak ich podstawowy podział związany jest z wydajnością oraz pojemnością zbiornika

1. Sprężarki tłokowe jednostopniowe działają niemal identycznie jak pompy tłokowe, to znaczy zwiększają ciśnienie gazu za pośrednictwem posuwistego ruchu tłoka, sprężając gaz poprzez zmniejszenie jego objętości w cylindrze. Stąd też zalicza się je do grupy sprężarek objętościowych. Kompresory takie występują w rozmaitych wariantach wydajnościowych oraz pojemnościowych w zależności od ciśnienia jakie chcemy uzyskać, jednakże zwykle są to urządzenia małe i mobilne. Najczęściej stosowany w takich urządzeniach jest układ cylindrów rzędowy ,zastosowaniu układu V pozwala na znaczne zwiększenie wydajności kompresora.
   
   
2. Sprężarki dwustopniowe są już maszynami o większych rozmiarach, a sprężanie gazów odbywa się w nich dwufazowo. W pierwszej kolejności gaz sprężany jest zwykle poprzez ruch posuwisty tłoka w cylindrze pionowym, a następnie gaz poddany jest działaniu drugiego, poziomego tłoka wysokiego ciśnienia. Rozwiązanie takie jest najczęściej stosowanym i jednocześnie stosunkowo prostym, umożliwiającym automatyczne otwieranie się zaworów smarujących w momencie uzyskania odpowiedniej różnicy ciśnień po obu stronach krążków zaworów.

  

Wady i zalety sprężarek

W przypadku sprężarek tłokowych największą ich wadą jest ich stosunkowo niska wydajność i wysoki koszt eksploatacyjny. Urządzenia te rekompensują to jednak z łatwością dzięki swej uniwersalności oraz mobilności. Stopień sprężania (czyli stosunek ciśnienia gazu zasysanego do tłoczonego) dla małych kompresorów tłokowych wynosi zwykle nie więcej niż 4, dla dużych nie przekracza wartości 6. W specjalnych rozwiązaniach spotyka się stopień sprężania na poziomie 8. W przypadku większych sprężarek tłokowych największym ich mankamentem jest energochłonność. Sprężanie gazów można wtedy realizować z udziałem chłodzenia międzystopniowego co zgodnie z równaniem Clapeyrona wywołuje samorzutne zmniejszenie się objętości gazu poddanego niższej temperaturze, co jednocześnie obniża wydatek energetyczny potrzebny do sprężenia mechanicznego. Dla małych, mobilnych sprężarek rozwiązanie takie nie jest stosowane lub występuje w uproszczonej formie poprzez dodanie radiatora, lub innego wymiennika ciepła pozwalającego uniknąć nadmiernego nagrzewania się sprężanego gazu podczas długotrwałej pracy kompresora.