Kompressoren sind mechanische Vorrichtungen zur Druckerhöhung in einer Vielzahl von kompressiblen Flüssigkeiten oder Gasen, wobei die gebräuchlichsten davon Luft sind. Kompressoren werden in der gesamten Industrie eingesetzt, um Werkstatt- oder Instrumentenluft bereitzustellen, um Druckluftwerkzeuge, Farbsprühgeräte und Strahlanlagen anzutreiben, Kältemittel für Klima- und Kälteanlagen zu phasenverschoben, Gas durch Rohrleitungen zu treiben usw. Wie bei Pumpen werden Kompressoren in Zentrifugal- (oder dynamische oder kinetische) und Verdrängungsarten unterteilt; aber wo Pumpen überwiegend durch Zentrifugalvarianten repräsentiert werden, sind Kompressoren häufiger vom Verdrängungsprinzip. Sie können in der Größe von der Fits-in-a-Glovebox-Einheit, die Reifen aufbläst, bis hin zu den riesigen Hubkolben- oder Turbokompressor-Maschinen im Rohrleitungsbetrieb reichen. Verdrängungskompressoren können weiter in Hubkolbenkompressoren, bei denen der Kolbentyp vorherrscht, und Rotationskompressoren wie Schraubenspindel und Drehschieber unterteilt werden.
In diesem Leitfaden werden wir sowohl die Begriffe Kompressoren als auch Luftkompressoren verwenden, um uns hauptsächlich auf Luftkompressoren zu beziehen, und in einigen speziellen Fällen auf spezifischere Gase, für die Kompressoren verwendet werden.
Arten von Luftkompressoren
Verdichter können auf verschiedene Weise charakterisiert werden, werden aber üblicherweise in Typen unterteilt, die auf der funktionalen Methode zur Erzeugung der Druckluft oder des Gases basieren. In den folgenden Abschnitten werden die gängigen Verdichtertypen beschrieben und vorgestellt. Zu den abgedeckten Typen gehören:
- Kolben
- Membrane
- Schraubenschraube
- Gleitschaufel
- Blättern
- Drehkolben
- Zentrifugal
- Axial
Aufgrund der Art der Kompressorenkonstruktionen besteht auch ein Markt für den Umbau von Luftkompressoren, und revidierte Luftkompressoren können als Option über einen neu erworbenen Kompressor angeboten werden.
Kolbenkompressoren
Kolbenkompressoren oder Kolbenkompressoren beruhen auf der hin- und hergehenden Wirkung eines oder mehrerer Kolben, um Gas in einem Zylinder (oder mehreren Zylindern) zu verdichten und durch ein Ventil in Hochdruckaufnahmetanks abzugeben. In vielen Fällen werden Tank und Kompressor in einem gemeinsamen Rahmen oder Skid als sogenannte Packaged Unit montiert. Während die Hauptanwendung von Kolbenkompressoren in der Bereitstellung von Druckluft als Energiequelle besteht, werden Kolbenkompressoren auch von Rohrleitungsbetreibern für den Erdgastransport eingesetzt. Kolbenkompressoren werden im Allgemeinen nach dem erforderlichen Druck (psi) und dem Durchfluss (scfm) ausgewählt. Ein typisches Anlagenluftsystem liefert Druckluft im Bereich von 90-110 psi mit Volumina von 30 bis 2500 cfm; diese Bereiche sind in der Regel über handelsübliche, handelsübliche Einheiten zu erreichen. Anlagen-Luftsysteme können um eine einzelne Einheit herum dimensioniert werden oder auf mehreren kleineren Einheiten basieren, die in der gesamten Anlage verteilt sind.
Um höhere Luftdrücke als bei einem einstufigen Verdichter zu erreichen, stehen zweistufige Einheiten zur Verfügung. Die in die zweite Stufe eintretende Druckluft durchläuft in der Regel zuvor einen Ladeluftkühler, um einen Teil der im ersten Stufenzyklus entstehenden Wärme abzuführen.
Apropos Wärme, viele Kolbenkompressoren sind so konzipiert, dass sie nicht kontinuierlich, sondern innerhalb eines Arbeitszyklus betrieben werden. Solche Zyklen ermöglichen es, dass die während des Betriebs erzeugte Wärme in vielen Fällen durch luftgekühlte Lamellen abgeführt wird.
Kolbenkompressoren sind sowohl in ölgeschmierter als auch in ölfreier Ausführung erhältlich. Für einige Anwendungen, die ölfreie Luft in höchster Qualität erfordern, sind andere Ausführungen besser geeignet.
Membrankompressoren
Der Membrankompressor ist ein etwas spezieller Kolbenkompressor, bei dem ein konzentrischer Motor montiert ist, der eine flexible Scheibe schwingt, die sich abwechselnd ausdehnt und das Volumen der Kompressionskammer zusammenzieht. Ähnlich wie bei einer Membranpumpe ist der Antrieb durch die flexible Scheibe gegenüber dem Prozessfluid abgedichtet, so dass keine Möglichkeit besteht, dass der Schmierstoff mit einem Gas in Berührung kommt. Membran-Luftkompressoren sind Maschinen mit relativ geringer Kapazität, die Anwendungen finden, bei denen sehr saubere Luft benötigt wird, wie in vielen Labor- und medizinischen Einrichtungen.