Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0514 Číslo a název šablony klíčové aktivity III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Tematická oblast Technologie montáží, vy_32_inovace_ma_21_04 Autor Ing. Martin Sadílek Ročník 3. a 4. Obor Mechanik strojů a zařízení Datum 19. 4. 2013 Anotace Pracovní list č.2 k prezentaci Zdroje tlakového vzduchu Použité zdroje a odkazy: AUTOR NEUVEDEN. Úvod do pneumatiky. Esslingen: FESTO Didactic, 1978, 1989, ISBN 80-01-00042-7. DIETMAR, Schmid a kol. Řízení a regulace pro strojírenství a mechatroniku. Praha: Europa - Sobotáles cz., 2005, ISBN 80-86706-10-9. http://www.zlinskedumy.cz
2. Zdroje tlakového vzduchu kompresory (Pracovní list č. 2) Stlačení vzduchu na požadovaný pracovní tlak pneumatického mechanismu zajišťují kompresory. Na rozdíl od hydraulických systémů se zde upřednostňuje... a následná distribuce k jednotlivým spotřebičům prostřednictvím rozvodů (viz kap. Rozvody tlakového vzduchu). Při volbě kompresoru se bere v úvahu několik základních parametrů:......... (plynulá spotřeba, nárazový odběr)... Kompresory rozděluje podle principu do dvou skupin:... (statické) objem vzduchu je uzavřen v prostoru s proměnnou geometrií... (dynamické) urychlují proud vzduchu a mění část jeho kinetické energie na tlakovou 2.1 Objemové kompresory a) Pístové kompresory Jsou univerzální a nejrozšířenější, vhodné pro široké spektrum tlaků. Orientačně lze použít pro tlaky do 1MPa..., pro vyšší tlaky pak... kompresory. Při vícestupňové kompresi se mezi jednotlivými stupni stlačený vzduch... b) Membránové kompresory Stlačení vzduchu prostřednictvím pružné membrány umožňuje oddělit strojní část a dodávat... (čisté provozy, potravinářský průmysl atd.) Bezúdržbové, tlak do 1 MPa. c) Lamelové (křídlové, vícekomorové) kompresory Vzduch je uzavírán mezi lamely vložené v zářezech... Do komor je vstřikován olej, který pomáhá... kompresor. Do rozvodů pak vzduch vstupuje přes olejový filtr. d) Šroubové kompresory Vzduch uzavřený mezi... axiálně posunován tělesem kompresoru. Moderní konstrukce s...... nahrazuje v řadě aplikací pístové kompresory. je
e) Kompresory s rotačními písty Dva... se otáčí spřažené převodem a stlačují vzduch proti výtlačné větvi rozvodu (...). Typickým zástupcem je... f) Zubový kompresor Často jsou konstruovány jako... se speciálně tvarovanými rotory, které otevírají a uzavírají rozvod vzduchu kompresorem a zároveň plynule zmenšují prostor s nasátým vzduchem. 2.2 Proudové kompresory a) Radiální turbokompresor Lopatkový stroj s několika..., které tvoří jednotlivé... Mezi stupně jsou zařazeny... statoru a..., které obracejí proud vzduchu do středu následujícího stupně. V závislosti na konstrukci mohou dosahovat... b) Axiální turbokompresor Stlačují kontinuálně vzduch v průtočném..., ve kterém se střídají... v rotoru s věnci... ve statoru. Jsou konstruovány pro největší objemové průtoky. 2.3 Chlazení kompresorů Teplo vznikající stlačováním vzduchu je nutné odvádět vhodným chlazením... malé kompresory vybavené žebrováním válců... střední kompresory s žebrováním a ventilátorem... kompresorové stanice nad 30 kw výkonu 2.4 Regulace kompresorů Protože..., je nutné regulovat výkon kompresoru zabránit kolísání výtlačného tlaku. Nejjednodušší je... (zapnutí a vypnutí), řízená...... Vyžaduje dostatečně... Další možnosti regulace jsou: a)... odpouštění do atmosféry (malé kompresory) uzavření sání sacím nástavcem (rotační křídlové kompresory) odtlačením sacího ventilu (pístové kompresory) b)... regulace otáček (kompresory poháněné spalovacím motorem s regulátorem otáček) škrcení v sání (škrcení průřezu sání rotační kompresory a turbokompresory)
2. Zdroje tlakového vzduchu kompresory (Pracovní list č. 2 pro vyučujího) Stlačení vzduchu na požadovaný pracovní tlak pneumatického mechanismu zajišťují kompresory. Na rozdíl od hydraulických systémů se zde upřednostňuje centrální výroba tlakového vzduchu a následná distribuce k jednotlivým spotřebičům prostřednictvím rozvodů (viz kap. Rozvody tlakového vzduchu). Při volbě kompresoru se bere v úvahu několik základních parametrů: předpokládaná spotřeba vzduchu požadovaný pracovní tlak režim odběru tlakového vzduchu (plynulá spotřeba, nárazový odběr) obecný princip činnosti kompresoru Kompresory rozděluje podle principu do dvou skupin: objemové kompresory (statické) objem vzduchu je uzavřen v prostoru s proměnnou geometrií proudové kompresory (dynamické) urychlují proud vzduchu a mění část jeho kinetické energie na tlakovou 2.1 Objemové kompresory a) Pístové kompresory Jsou univerzální a nejrozšířenější, vhodné pro široké spektrum tlaků. Orientačně lze použít pro tlaky do 1MPa jednostupňové, pro vyšší tlaky pak dvou nebo třístupňové kompresory. Při vícestupňové kompresi se mezi jednotlivými stupni stlačený vzduch chladí. b) Membránové kompresory Stlačení vzduchu prostřednictvím pružné membrány umožňuje oddělit strojní část a dodávat vzduch bez olejové mlhy (čisté provozy, potravinářský průmysl atd.) Bezúdržbové, tlak do 1 MPa. c) Lamelové (křídlové, vícekomorové) kompresory Vzduch je uzavírán mezi lamely vložené v zářezech excentricky uloženého rotoru. Do komor je vstřikován olej, který pomáhá těsnit, mazat a chladit kompresor. Do rozvodů pak vzduch vstupuje přes olejový filtr. d) Šroubové kompresory Vzduch uzavřený mezi dvě do sebe zapadající šroubová vřetena je axiálně posunován tělesem kompresoru. Moderní konstrukce s malými rozměry nahrazuje v řadě aplikací pístové kompresory.
e) Kompresory s rotačními písty Dva tvarové písty se otáčí spřažené převodem a stlačují vzduch proti výtlačné větvi rozvodu (vnější komprese). Typickým zástupcem je Rootsův kompresor. f) Zubový kompresor Často jsou konstruovány jako jednozubové se speciálně tvarovanými rotory, které otevírají a uzavírají rozvod vzduchu kompresorem a zároveň plynule zmenšují prostor s nasátým vzduchem. 2.2 Proudové kompresory a) Radiální turbokompresor Lopatkový stroj s několika oběžnými koly, které tvoří jednotlivé stupně. Mezi stupně jsou zařazeny difuzory statoru a vratné kanály, které obracejí proud vzduchu do středu následujícího stupně. V závislosti na konstrukci mohou dosahovat vysokých tlaků i průtoků. b) Axiální turbokompresor Stlačují kontinuálně vzduch v průtočném zužujícím se průřezu, ve kterém se střídají věnce oběžných lopatek v rotoru s věnci difuzorových lopatek ve statoru. Jsou konstruovány pro největší objemové průtoky. 2.3 Chlazení kompresorů Teplo vznikající stlačováním vzduchu je nutné odvádět vhodným chlazením chlazení vzduchem volné malé kompresory vybavené žebrováním válců chlazení vzduchem nucené střední kompresory s žebrováním a ventilátorem chlazení vodou kompresorové stanice nad 30 kw výkonu 2.4 Regulace kompresorů Protože odběr vzduchu není rovnoměrný, je nutné regulovat výkon kompresoru zabránit kolísání výtlačného tlaku. Nejjednodušší je dvoupolohová regulace (zapnutí a vypnutí), řízená tlakovým spínačem. Vyžaduje dostatečně dimenzovaný vzdušník. Další možnosti regulace jsou: b) regulace chodem naprázdno odpouštění do atmosféry (malé kompresory) uzavření sání sacím nástavcem (rotační křídlové kompresory) odtlačením sacího ventilu (pístové kompresory) c) regulace výkonu regulace otáček (kompresory poháněné spalovacím motorem s regulátorem otáček) škrcení v sání (škrcení průřezu sání rotační kompresory a turbokompresory)