Einführung
Dies ist ein 3D-Modell eines Kolbenluftkompressors.
Funktionsweise von Kolbenluftkompressoren
Das untenstehende Video ist ein Auszug aus unserem Video-Kurs zur 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.
Entladung
Die komprimierte Luft wird über den Entladeanschluss aus dem Kompressor abgeführt.
Übertragungsverbindung
Die in der ersten Stufe komprimierte Luft wird über die Übertragungsverbindung zur zweiten Stufe weitergeleitet. Die Übertragungsverbindung ist gerillt, um die Wärmeübertragung an die Umgebungsluft zu verbessern; dies steigert die Effizienz des Kompressors.
1. Stufe der Kompression
Umgebungsluft wird in der ersten Stufe des Kompressors komprimiert. Der Kolben des ersten Stufenkompressors hat einen größeren Durchmesser als der des zweiten Stufenkompressors, da sein Entladedruck niedriger ist.
2. Stufe der Kompression
Die komprimierte Luft aus dem ersten Stufenkompressor wird an den zweiten Stufenkompressor weitergeleitet. Der Kolben des zweiten Stufenkompressors hat einen kleineren Durchmesser als der des ersten Stufenkompressors, da sein Entladedruck höher ist.
Kolben
Der Kolbenkompressor ist eines der am häufigsten verwendeten Kompressordesigns. Ein Kolbenluftkompressor hat normalerweise ein bis 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 dichten den Raum zwischen Kolben und Zylinderliner ab). Ein Kolben bewegt sich linear innerhalb seines Zylinders und zieht Luft in den Zylinder oder entlässt Luft aus dem Zylinder.
Ansaugventil
Wenn sich der Kolben von den Ansaug- und Entladeventilen entfernt, zieht er Luft in den Zylinder; dies wird als ‘Ansaughub’ bezeichnet. Wenn das Zylindervolumen vollständig mit Luft gefüllt ist, spricht man von ‘geladen’. Ansaugventile in diesem Modell sind rot hervorgehoben.
Entladeventil
Sobald der Zylinder vollständig geladen ist, beginnt der Kolben sich in Richtung der Ansaug- und Entladeventile zu bewegen; dies wird als 'Entladehub' oder 'Kompressionshub' bezeichnet. Während sich der Kolben bewegt, komprimiert er die Luft. Bei einem bestimmten Druck öffnet sich das Entladeventil und die komprimierte Luft wird aus dem Zylinder abgeführt. Entladeventile sind in diesem Modell blau hervorgehoben.
Sichtglas
Kolbenmaschinen (linear und rotierend) 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, dass der Ölstand ausreichend ist, um eine angemessene Schmierung zu gewährleisten. Kleinere Kompressoren werden normalerweise durch Spritzschmierung geschmiert, aber größere Kompressoren erfordern dedizierte 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 umgebenden Luft, was die Wärmeübertragungsrate der Abwärme vom Gehäuse zur umgebenden Luft erhöht (und somit die Effizienz des Kompressors steigert).
Motor
Ein dreiphasiger Wechselstrom-Induktionsmotor (AC) wird verwendet, um die Exzenterwelle des Kompressors 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