Sprężarki (kompresory) to urządzenia, których zadaniem jest sprężanie powietrza oraz innych gazów. Jednymi z najpopularniejszych ich przedstawicieli są tak zwane sprężarki tłokowe. Na jakiej zasadzie działają te urządzenia? Jakie są ich zalety w stosunku do innych typów powszechnie wykorzystywanych sprężarek?
Kompresory tłokowe – zasada działania
Najprostsze sprężarki tłokowe składają się z kilku podstawowych elementów. Tak więc w ich budowie wyróżnia się korpus cylindra z poruszającym się w nim tłokiem, wał korbowy, głowicę z wewnętrznymi zaworami wejściowymi i wyjściowymi oraz układ napędowy (najczęściej silnik spalinowy). Zasada działania kompresora polega na tym, iż poruszający się ku górze tłok wytwarza w korpusie cylindra podciśnienie. Skutkuje to otwarciem zaworu wejściowego głowicy, który wpuszcza do środka powietrze lub inny gaz, który ma ulec sprężeniu. Następnie dochodzi do powrotnego ruchu tłoka ku dołowi, czego efektem jest kompresja znajdującego się w cylindrze medium. Osiągnięcie przez sprężane powietrze lub inny gaz określonego ciśnienia skutkuje otwarciem zaworu wyjściowego głowicy i jego transferem do zbiornika, w którym może być ono magazynowane do czasu jego zużycia.
Sprężarki tłokowe – podstawowe rodzaje
Na rynku spotkać się można z kilkoma rodzajami sprężarek tłokowych. Spośród nich można wyróżnić kilka ich rodzajów. Tak więc sprzedawane są sprężarki jednostopniowe (ich działanie jest zbliżone do pompy tłokowej) oraz dwustopniowe (są one wyposażone w dwa cylindry – jeden sprężający powietrze lub inny gaz pod niskim ciśnieniem oraz drugi sprężający pod wysokim ciśnieniem). Inny podziała sprężarek tłokowych, klasyfikuje je w zależności od ilości cylindrów roboczych – spotykane są kompresory jedno i wielocylindrowe. Te drugie charakteryzują się zazwyczaj o wiele większymi rozmiarami, ale są w stanie jednoczasowo sprężyć o wiele większą ilość powietrza.
Sprężarki tłokowe – podstawowe zalety oraz wady
Podstawową wadą większości sprężarek tłokowych jest możliwość zanieczyszczenia sprężanego powietrza lub innego gazu olejem wykorzystywanym do smarowania tłoków. Jest to szczególnie istotne w kontekście medycznych zastosowań kompresorów. Rozwiązaniem tego problemu są tak zwane sprężarki tłokowe bezolejowe (na przykład firmy BOGE). Wykorzystują one specjalnie powlekane cylindry i tłoki oraz hermetycznie uszczelniane łożyska wału korbowego, co pozwala na uzyskanie powietrza sprężonego o klasie czystości ISO 0. Kolejną wadą tradycyjnych sprężarek tłokowych jest ich duży rozmiar oraz często dosyć głośna praca.
Oczywiście, sprężarki tłokowe mają również bardzo wiele zalet. Spośród nich można wymienić między innymi możliwości uzyskania bardzo wysokich ciśnień (na przykład stopień sprężanie dla najmniejszych kompresorów wynosi 4, dla większych około 6, a dla urządzeń specjalistycznych nawet 8). Kolejnymi zaletami jest łatwości użytkowania, stosunkowo prosta konstrukcja ułatwiająca ewentualne naprawy, możliwość pracy w systemie 50/50 oraz dosyć niska cena w porównaniu do rozwiązań konkrecyjnych. Nie bez znaczenia są również szeroki zakres potencjalnych zastosowań oraz możliwość dołączenia do już istniejących instalacji.
Słowem zakończenia, sprężarki tłokowe są powszechnie wykorzystywanymi urządzeniami sprężającymi. Ich szerokie zastosowanie, prosta budowa i stosunkowo niskie koszty serwisowania w dużym stopniu rekompensują ich rozmiary i głośność.