Принцип работы компрессора: виды приборов и рекомендации

Что и зачем

Компрессор — это «железное» устройство или компьютерная программа, используемая для уменьшения динамического диапазона звукового сигнала. Иначе говоря, компрессор повышает уровень тихих звуков и уменьшает уровень громких звуков.

Компрессор — один из самых используемых устройств в звукозаписи, и в то же время один из самых сложных в использовании. Сложность эта связана, в первую очередь, с непростой физикой процесса компрессии, что влечет за собой обилие настроек, в которых весьма непросто разобраться несведущему человеку, к тому же результат работы компрессора зачастую очень незаметен (хоть и очень важен).

Итак, зачем вообще нужна компрессия?

В первую очередь, для «уплотнения» звука, придания звуку яркости, компрессором можно «раскачать» трек, сделать заметными нюансы игры на инструменте (например, слэп на басу), либо наоборот, убрать ненужные звуки (щелчки струн у гитары при игре медиатором). В общем, полезная штука. Однако, неумелым использованием компрессора проще простого убить динамику трека, сделать его слишком плоским, ровным и неинтересным.

Вообще, эта тема очень обширна, одной статьей тут не обойтись, поэтому в первой части я расскажу об основах компрессии и различных типах компрессоров, а во второй части расскажу подробно о настройке компрессора и различных полезных приемах.

Принцип работы объемного компрессора

Компрессор объемного типа работает по принципу вытеснения. Принцип работы компрессора РД очень прост. Он работает следующим образом:

Прежде всего, воздух поступает из всасывающего клапана в камеру сжатия. Для сжатия воздуха компрессор использует движущийся компонент, такой как поршень, плунжер или мембрана. Этот возвратно-поступательный компонент совершает движение TOO и FRO внутри камеры компрессора.

Возвратно-поступательный компонент уменьшает объем камеры сжатия и сжимает воздух. Когда давление воздуха или газа достигает требуемого уровня, открывается разгрузочный клапан, и сжатый воздух выпускается. После этого сжатый воздух или газ хранится в резервуаре или подается в нужную область.

Эти компрессоры имеют одну или несколько камер сжатия и несколько входных отверстий. Компрессор объемного сжатия имеет различные типы, но принцип работы всех этих типов одинаков.

Самый простой пример объемного воздушного компрессора — велосипедный насос, в котором воздух поступает в цилиндр и сжимается движущимся поршнем, после чего поступает в шины велосипеда.

Оптические компрессоры

В управляющей (контролирующей) цепи оптического компрессора находится специальный оптико-электрический элемент; он состоит из источника света (люминесцентная панель или светодиод), который облучает фоторезистор. Таким образом, чем выше уровень сигнала, тем больше света излучает источник света на резистор, который, в свою очередь, оказывает влияние на усиление компрессии сигнала. Так как фоторезистор обладает инерционностью, он достаточно медленно реагирует на изменение интенсивности света. По этой причине, оптические компрессоры обладают высоким временем восстановления сигнала.

Старые модели оптических компрессоров оснащены только двумя ручками — gain reduction (ослабление сигнала) и gain (усиление). Повышая величину ослабления сигнала, вы посылаете большую часть сигнала на оптический элемент, понижая тем самым пороговое значение и повышая компрессию. Ручка gain управляет выходным уровнем сигнала и восстанавливает усиление (make-up gain).

Характеристики оптических компрессоров имеют «мягкое» колено, что также связано со свойствами оптического элемента. Благодаря этому, компрессоры на оптико-электрических элементах обладают натурально-звучащей атакой и восстановлением. Недостатком же оптических компрессоров считается их «медлительность» — по своей природе они недостаточно отзывчивы, чтобы отреагировать на пиковые значения. Поэтому, лучше всего оптические компрессоры подходят для вокала, бас гитары и электрогитары.
Несколько хороших железок:

Joemeek C2 — оптический стерео-компрессор, хоть и собран на транзисторах, но имеет кучу хороших отзывов о теплом и сочном звуке. Из минусов — зеленый цвет.

Teletronix LA-2A Leveling Amplifier — одноканальный оптический компрессор. Отличный вариант для компрессии вокала, к тому же хорошо звучит на бас-гитаре, бочке, и малом барабане.

Millenia TCL-2 Twincom — двухканальный прибор, с переключаемыми ламповым и транзисторным звуковыми трактами, тоже в большей степени вокальный компрессор.

Виды и характеристики компрессоров различного назначения

Различают данные агрегаты по принципу их действия, а также конструктивным особенностям. Что касается принципа работы, то сюда относится особенность самого процесса увеличения давления.

Компрессоры могут классифицироваться на следующие типы:

Поршневые. Это самый первый вид компрессоров, которые активно применяются и в нынешнее время. Обусловлено это довольно высокими показателями, а также способностью эксплуатироваться в интенсивном режиме. Чаще всего такие агрегаты используют на небольших производствах и для промышленных работ.
Устроены поршневые компрессоры довольно просто. В их состав входит: сам поршень, цилиндр и два клапана, необходимые для нагнетания и всасывания воздуха из атмосферы. Располагаются они в крышке цилиндра.
Во время работы устройства, шатун, который соединён с вращающимся коленчатым валом, передаёт на поршень движения по камере сжатия. В результате этого процесса происходит увеличение объёма воздуха, находящегося между нижней частью поршня и клапанами. Это приводит к разрежению.
Воздух под давлением от компрессора может применяться в качестве: источника энергии различных исполнительных механизмов, временного использования сжатого воздуха, проведения различных технологичных работ.
Поршневой компрессор стоит дешевле, нежели устройства другого типа. Также, данный агрегат прост в реализации, ремонтопригоден, может функционировать в загрязнённой среде и обладает высоким КПД.
Винтовой. Это класс объёмных компрессоров, т.е. сжатие газа либо воздуха тут происходит благодаря изменению самого объёма. Если говорить проще, то это такой агрегат, с помощью которого осуществляется преобразование электрической энергии через электродвигатель в энергию воздуха, либо же газа. Данные установки отличаются между собой оснащением, принципом работы и прочими показателями.

Все установки, которые входят в состав винтового компрессора, могут быть различными. Но они имеют общее оборудование воздушный и масляный фильтр, винтовой блок, входной и предохранительный клапан, электрический двигатель, термостат, система трубопроводов, охладитель масла, вентилятор, система управления, реле давления.
Принцип работы данного агрегата довольно прост. При помощи специального привода, двигатель начинает вращать винтовую пару. В неё поступает уже очищенный воздух. После этого процесса происходит смешивание воздуха с маслом, необходимого для того, чтобы между роторами образовался так называемый «масляный клин».
Во время самого вращения роторов зазоры между ними начинают уплотняться. Этот процесс приводит к тому, что воздух начинает сжиматься, а его давление – увеличивается.
Также, в данных операциях масло ещё и выполняет немаловажную функцию смазывания всех рабочих механизмов. После этого, полученная смесь воздуха с маслом поступает в специально предназначенную ёмкость. В неё происходит отделение этих компонентов, охлаждение и направление воздуха на выход самого устройства.
Масло после своего охлаждения снова поступает в винтовой блок. Таким образом, винтовой компрессор обеспечивает высокие технологические показатели, увеличивают эффективность работы, а также производительность самих установок.
Сегодня данный тип устройств применяется довольно часто в промышленных масштабах и на небольших производствах.

Также, данные агрегаты могут классифицироваться и по такому признаку, как наличие либо отсутствие масла. Так, безмасляный компрессор абсолютно не нуждается в замене масла.

Скольжение поршня в нём происходит благодаря применению в конструкции специальных материалов, обладающих низким уровнем трения. Такие устройства весят меньше, но мощность их не велика.

Масляный компрессор нуждается в наличии специального масла. Его необходимо периодически заливать и менять. Такие устройства обладают высокой мощностью и производительностью.

Благодаря такой системе смазки в них удаётся минимизировать силу трения между всеми движущимися деталями. Это приводит к снижению потребления мощности самого двигателя.

Разновидности поршневых моделей

Принципиальным отличием между разными поршневыми моделями можно назвать потребность в смазке. Масляный компрессор – это агрегат, который требует регулярного и обильного снабжения техническими жидкостями, минимизирующими эффект трения. Своего рода антифрикционная добавка, увеличивающая срок службы элементов.

Безмасляные модели выигрывают за счет небольших размеров и возможности подачи чистого воздуха. Но нельзя сказать, что механизмы таких компрессоров полностью избавляются от смазки. Она присутствует, но распространяется по другим каналам, не контактируя с ресивером, в котором циркулирует воздух. Более того, снабжение маслом обеспечивается в автоматическом режиме специальными раздатчиками. И масляные, и безмасляные виды компрессоров находят свое место в разных сферах. Для понимания практической разницы между двумя устройствами можно сказать, что первые лучше работают в условиях интенсивного производства, а вторые скорее годятся для обслуживания малогабаритного пневматического инструмента.

Правила безопасности во время работы

Каким бы ни был тип используемого оборудования – стационарным или мобильным, поршневым или винтовым, – есть определенные условия, которые необходимо соблюдать в штатном режиме. Следует:

следить за стабильностью напряжения, подаваемого на клеммы компрессора. Большие просадки и скачки недопустимы.
контролировать состояние магистральных трубопроводов, по которым проходит сжатый газ от компрессора. Утечки приводят к просадке давления у потребителей, и увеличению наработки компрессора.
не допускать превышение давления в пневматической сети предприятия выше допустимой нормы. Необходимо установить предохранительные клапаны на участках трубопровода и ресиверах

Техника безопасности предполагает надзор и обслуживание. Назначение и устройство компрессора винтового типа подразумевает работу в автоматическом режиме, но не избавляет от решения плановых вопросов.

Уход

Его нужно поручать специалистам, прошедшим подготовку, и они в процессе проведения работ должны использовать только рекомендованные производителем техники расходные материалы и запчасти. Если агрегат находится на гарантии, все работы должны проводится сотрудниками сертифицированного сервисного центра.

Все виды ремонта, испытания, проверки необходимо проводить в соответствии с эксплуатационной документацией, а итоги работ фиксировать в журнале тех. обслуживания.

Как пользоваться компрессором

Подготовка компрессора к работе — важный этап, соблюдение которого связано с долгосрочной и исправной эксплуатацией. Состоит она из следующих последовательных этапов:

Внимательное изучение инструкции, прилагаемой к изделию изготовителем. Данные, приведённые в техническом паспорте, должны совпадать с данными, отражёнными на металлических табличках. Они располагаются в нижней части корпуса компрессора.
Проверка комплектации и отсутствия механических повреждений на корпусе. При обнаружении дефектов корпуса, ресивера или соединительных шлангов их необходимо устранить.
Установка в рабочее положение. На передвижные модели надеваются колёса и амортизаторы в соответствии с комплектацией. Агрегат располагается таким образом, чтобы управление осуществлялось беспрепятственно и легко. Никакие посторонние предметы на корпусе не допускаются. Если компрессор имеет ременную передачу, необходимо ставить его на расстоянии не менее 1 м от стен. Поверхность пола в помещении, где производятся работы, должна быть ровной.
Проверка уровня масла в картере двигателя. Красная метка указывает на предельно допустимое количество смазки. Если масла недостаточно, необходимо аккуратно долить его, не переливая через край и не допуская попадания на ремень и другие детали.

Подключение аппарата к сетевому питанию

В некоторых устройствах важно не перепутать подключение фазного и нулевого проводов.
Соединение патрубка ресивера со штуцером пневматического инструмента. При правильном подключении стравливание воздуха запускает реле включения двигателя автоматически

Самостоятельная регулировка реле недопустима и прекращает гарантийные обязательства со стороны производителя.
Приборы, оборудованные функцией защиты двигателя от перегрузки, отключаются при слишком продолжительной работе или перепадах напряжения в сети. Следует об этом помнить и не искать причину остановки в механической части аппарата.
После окончания работы силовой агрегат нужно полностью отключить и выпустить избыточный воздух из накопительного бака (ресивера). Для этого служит специальный клапан, установленный на корпусе бачка.

В некоторых компрессорах вместо указателя уровня масла применяется щуп. Для определения наличия смазки щуп опускается в специальное отверстие, закрытое пластмассовой крышкой.

Техника безопасности

Перед началом работы следует:

надеть рабочую одежду, обувь и собрать волосы под головным убором;
проверить комплектность и устойчивость аппарата;
убедиться в исправности манометра и выключателя предохранителя давления;
оборудовать рабочее место в соответствии с нормами личной безопасности.

Во время работы с компрессионным оборудованием запрещается:

подключаться к электрической сети без заземления;
оставлять работающий компрессор без надзора;
направлять воздушную струю в сторону людей;
допускать к управлению компрессором детей и несовершеннолетних;
пользоваться заведомо неисправным агрегатом.

После окончания работ необходимо:

полностью обесточить аппаратуру;
очистить рабочее место от мусора и использованных материалов;
оборудование, рабочую одежду, респиратор и противошумовые наушники убрать в отведённые места.

Уход за компрессором

Техническое обслуживание компрессора состоит из следующих регламентных работ:

После начальной обкатки устройства необходимо провести подтяжку всех болтов. Вибрация способствует их откручиванию, этого допускать нельзя.
Раз в месяц производится осмотр и очистка воздушного фильтра. Замена фильтрующего элемента рекомендуется не реже одного раза в год.
Ежедневный контроль уровня смазки. Побелевшее масло говорит о попадании в него влаги, потемневшее — о перегреве и чрезмерном сгущении. Полная замена масла производится после обкатки (100 часов), а также через каждые 450–550 часов эксплуатации компрессора. Используется только тот тип масла, который рекомендован изготовителем.
Ежедневный слив конденсата. При интенсивной эксплуатации в холодное время года удаление конденсата производится несколько раз в день.
Контроль натяжения приводного ремня осуществляется ежедневно. Кроме этого, необходимо удалять с его поверхности смазку и другой мусор. Прогиб хорошо натянутого ремня не должен превышать 4–5 мм при усилии 5–6 кг в середине между шкивами.
Не менее одного раза в месяц производится контроль крепления компрессора к платформе и визуальный осмотр головки цилиндров, а также остальных узлов, приборов контроля и управления.

Принцип работы компрессора: пользуемся аппаратом правильно и безопасно

От правильного использования компрессора зависит качество его работы и срок службы.

Установите компрессор в сухом и чистом месте. Угол наклона не должен превышать 15 градусов. Между вентиляционной решёткой аппарата и ближайшим препятствием должно быть не менее 50 см. А расстояние до пневматического инструмента около трёх метров. При окрашивании брызги не должны попадать на корпус устройства. Если это происходит, значит, компрессор стоит слишком близко.
Проверьте уровень масла. Если его недостаточно, долейте. Используйте то, которое рекомендовал производитель в инструкции. Включите компрессор. При первом запуске прогоните агрегат 15–20 минут вхолостую.
После первого часа работы подтяните крепёжные соединения.

Рабочее помещение необходимо проветривать или пылесосить во избежание попадания пыли внутрь аппарата.

Советы по технике безопасности

при использовании компрессора с пневматическим инструментом надевайте защитную одежду. Чтобы не повредить слух, используйте специальные наушники;
для работы с краскораспылителем запаситесь защитными перчатками и комбинезоном;
не забывайте про глаза. Для них есть пластиковые очки;
при подключении травмоопасных инструментов, таких, как перфоратор или шлифмашина, надевайте нескользкую обувь и плотные рукавицы;
не забывайте отключать компрессор от сети при проведении технического обслуживания;
не трогайте аппарат мокрыми руками во включённом состоянии. Не оставляйте компрессор под открытым небом без навеса;
повреждённый ресивер подлежит замене. Его нельзя эксплуатировать после сварки;
не используйте компрессор не по назначению. Например, для наполнения баллонов акваланга.

Компрессор можно подключать к аккумулятору

Вам понадобятся провода с металлическими зажимами «крокодил». Аккумулятор зарядите и выключите. Подключите провода к компрессору и клеммам аккумулятора, соблюдая маркировку: плюс к плюсу, а минус к минусу.

При подключении компрессора к аккумулятору крокодилами нужно соблюдать полярность

Использование компрессора зимой

Если компрессор находится на морозе, но не используется при минусовой температуре, то хладагент конденсирует в масле. При запуске происходит поломка агрегата. Во избежание неприятностей применяют различные средства:

установите специальные нагревательные элементы. Один должен быть встроен для постоянного функционирования, а другой дополнительно подогревает картер до запуска;
если нет нагревательных элементов, перед стартом прогрейте компрессор тепловой пушкой. Температура аппарата должна подняться до + 11 градусов;
следите за исправностью обратного клапана. Он предотвращает попадание конденсата в цилиндры;
возьмите аэрозоль для размораживания замков. Набрызгайте на все клапаны для стравливания воздуха;
установите будку с войлочным утеплением внутри.

Устройство и работа дизельного оборудования

Конструкция такого агрегата может обладать двумя типами компрессорных блоков:

Поршневые.
Винтовые.

Оборудование последнего типа обладают наибольшей популярностью. Их стоит отнести к передвижным объёмным компрессорам и работают они таким способом. Воздух начинает всасываться таким агрегатом через специальные фильтры, которые при этом оснащаются сменными деталями. В этом блоке происходит процесс очистки окружающего воздуха и направления его в многофункциональный регулятор. Лишь после такого процесса воздушные массы будут попадать в винтовой блок, где они будут перемешены с маслом, а после сожмутся.

Возникшая в результате таких процессов смесь, пройдёт через особый радиатор, который поступает на выход дизельного компрессора. В это время в сепараторе может возникнуть отделение масла с подачей его в отельный винтовой блок. Его перемещением будет управлять клапан в специальном термостате, отправляя по малому или же большому кругу, в зависимости от общей температуры. Но, прежде чем масло будет попадать в блок происходит очищение от твёрдых вкраплений, проходя перед этим через дополнительные фильтры.

Конструкция дизель — компрессора также включает в себя:

Вентилятор.
Двигатель (внутренний или же электрический).
Клапан, содержащий минимальное давление.

Винтовой блок в устройстве будет включать в себя сразу четыре ротора:

Ведущего.
Ведомого.

Они расположены в зацеплении и отвечают за процесс сжатия воздуха, который происходит таким образом. Несмотря на то, что зубья в блоках расположены в зацеплении, между их открытыми полостями у корпуса винтового блока образуется определённая ёмкость, в которую во время вращений роторов нагнетается дополнительный воздух. Во время работы оборудования происходит закрытие в полостях и уменьшается общий объём между ними, что приводит к резкому повышению давления. Во время того как достигается нужная величина сжатый воздух начинает поступать в нагнетательный патрубок.

Чтобы пройти полный цикл сжатия нужно совершить один оборот ведущего ротора. Если сравнивать винтовой прибор и поршневой, то чётко будет прослеживаться разница в процессе сжатия. В поршневом компрессоре она возникает за счёт возвратно-поступательного движения поршня в самом цилиндре.

Динамические компрессоры

Динамические компрессоры определенно представляют интерес для нас и более часто называются центробежными или турбокомпрессорами. В динамическом компрессоре увеличение давления достигается за счет ускорения газа с помощью крыльчатки, а затем замедления быстро движущегося воздуха в диффузоре и спирали для передачи кинетической энергии в давление. Обычно турбокомпрессор используктся в химическом и нефтехимическом производстве, производстве электроэнергии, промышленных газах, заводах по производству стали или стекла и даже на заводах по производству удобрений, фактически в любом месте, где требуется большое количество воздуха.

Виды компрессоров

Есть два основных вида – с поршнем и без него.

Поршневые

Поршневые обеспечивают сжатие воздуха при помощи, несложно догадаться, поршня, расположенного в цилиндре. Цилиндр имеет два клапана: впускной и выпускной, через которые происходит всасывание и высасывание воздуха соответственно.

Благодаря приятному сочетанию небольшой цены и практической пользы, они чаще всего используются в быту и на небольших производствах. Но нужно сказать, что срок работы у них ограничен из-за того, что детали быстро приходят в негодность.

К тому же, из-за наличия двигателя внутреннего сгорания в помещении, где установлен такой компрессор, необходимо провести качественную вентиляцию для отвода выхлопных газов.

Еще одна особенность – наличие масляной системы, так как поршню необходима смазка. К тому же, благодаря нему детали стираются гораздо медленнее из-за снижения силы трения. Поэтому масло нужно своевременно менять, так как при отсутствии соответствующего ухода, компрессор быстро придет в негодность.

Отсюда, кстати, выходит ещё одна негативная сторона использования масляных приборов – масло нередко попадает в воздух, что недопустимо, например, при покраске или в пищевой промышленности. При использовании устройства с этой целью, необходимо дополнительно установить фильтрующую систему.

Без поршня – винтовые

Что касается беспоршневых приборов, то здесь воздух нагнетается при помощи винтов, которые создают огромную силу при вращении. Но в этом случае тоже есть несколько вариантов: воздух может сжиматься вдоль оси (при осевой системе) или при помощи колеса с лопастями, создающих мощную центробежную силу (центробежная система).

Винтовые модели намного мощнее поршневых, к тому же они лишены главного недостатка последних: частички масла не попадают в воздух, потому что оно здесь вообще не используется. Однако для рядовых покупателей винтовые компрессоры стоят слишком дорого, в быту их использовать нецелесообразно.

Компрессор. виды и устройство. работа и применение. как выбрать