Einführung
Dies ist ein 3D-Modell eines Kolbenluftkompressors.
Funktionsweise von Kolbenluftkompressoren
Das untenstehende Video ist ein Auszug aus unserem Video-Kurs zu Mechanik und Elektrotechnik.
3D-Modell Anmerkungen
Kolbenluftkompressor
Dieses 3D-Modell stellt einen Kolbenluftkompressor dar. Diese Art von Kompressor wird typischerweise zur Bereitstellung von Druckluft für Serviceanwendungen verwendet (pneumatische Betätigung von Ventilen, Antrieb von pneumatischen Handwerkzeugen usw.).
Ansaugfilter
Umgebungsluft wird durch den Ansaugfilter in den Kompressor eingesogen.
Auslass
Verdichtete Luft wird durch den Auslassanschluss aus dem Kompressor abgeführt.
Übertragungsanschluss
Luft, die im ersten Kolben verdichtet wurde, wird über den Übertragungsanschluss zum zweiten Kolben weitergeleitet. Der Übertragungsanschluss ist gerippt, um die Wärmeübertragung an die Umgebungsluft zu verbessern; dies erhöht die Effizienz des Kompressors.
1. Verdichtungsstufe
Umgebungsluft wird im ersten Kompressor verdichtet. Der Kolben des ersten Kompressors hat einen größeren Durchmesser als der des zweiten Kompressors, da sein Abgabedruck niedriger ist.
2. Verdichtungsstufe
Verdichtete Luft vom ersten Kompressor wird an den zweiten Kompressor weitergeleitet. Der Kolben des zweiten Kompressors hat einen kleineren Durchmesser als der des ersten Kompressors, da sein Abgabedruck höher ist.
Kolben
Der Kolbenkompressor ist eines der am häufigsten verwendeten Kompressordesigns. Ein Kolbenluftkompressor hat normalerweise zwischen ein und drei Kolben, die jeweils in einem Zylinderliner installiert sind. Ein Kolben besteht aus einem zylinderförmigen Körper, mit Kolbenringen, die um den Hauptkörper installiert sind (die Kolbenringe dienen zur Abdichtung des Raums zwischen Kolben und Zylinderliner). Ein Kolben bewegt sich linear innerhalb seines Zylinders und zieht Luft in den Zylinder oder entlässt Luft aus dem Zylinder.
Ansaugventile
Wenn sich der Kolben von den Ansaug- und Auslassventilen entfernt, zieht er Luft in den Zylinder; dies wird als ‘Ansaughub’ bezeichnet. Wenn das Zylindervolumen vollständig mit Luft gefüllt ist, spricht man von ‘geladen’.
Auslassventile
Sobald der Zylinder vollständig geladen ist, beginnt der Kolben sich in Richtung der Ansaug- und Auslassventile zu bewegen; dies wird als ‘Auslasshub’ oder ‘Verdichtungshub’ bezeichnet. Während sich der Kolben bewegt, verdichtet er die Luft. Bei einem bestimmten Druck öffnen sich die Auslassventile und die verdichtete Luft wird aus dem Zylinder abgegeben. Auslassventile sind in diesem Modell rot hervorgehoben.
Sichtglas
Hub- und Rotationsmaschinen erfordern fast immer ein Schmierungssystem, um die zwischen den Maschinenteilen erzeugte Wärme zu reduzieren und zu entfernen. Luftkompressoren werden normalerweise mit irgendeiner Form von Öl geschmiert, oft synthetische oder Mineralöle, aber auch biologisch abbaubare Öle können verwendet werden. Ein Sichtglas ermöglicht es dem Personal, visuell zu überprüfen, ob der Ölstand für eine ausreichende Schmierung ausreicht. Kleinere Kompressoren werden normalerweise durch Spritzschmierung geschmiert, aber größere Kompressoren erfordern spezielle Schmiersysteme. Für spezielle Anwendungen können Kompressoren kein Öl zur Schmierung benötigen (‘ölfrei’).
Gehäuse
Das Gehäuse beherbergt die Exzenterwelle (ähnlich einer Kurbelwelle in einem Motor), Kolben und Lager. Die gerippte Form des Gehäuses erhöht seine Kontaktfläche mit der Umgebungsluft, was die Wärmeübertragungsrate der Abwärme vom Gehäuse zur Umgebungsluft erhöht (und somit die Effizienz des Kompressors steigert).
Motor
Ein dreiphasiger Wechselstrom (AC) Induktionsmotor wird verwendet, um die Exzenterwelle des Kühlkompressors zu drehen. Der Motor kann ein Direkt-Ein/Aus-Motor sein oder durch einen Frequenzumrichter (VFD) gesteuert werden.
Schwungrad
Ein Elektromotor kann direkt oder indirekt über Riemen und ein Schwungrad mit der Kompressorwelle verbunden sein.
Zusätzliche Ressourcen
https://www.cp.com/en-in/compressors/expert-corner/blog/piston-air-compressor
https://www.popularmechanics.com/home/how-to/a151/how-air-compressors-work