Dla większości osób określenia takie jak filtry sprężonego powietrza, kompresor, sprężarki śrubowe, sprężarka, kompresory tłokowe czy osuszacze, brzmią tajemniczo i obco. Zastanówmy się jednak czy tak musi zostać? Proszę sobie wyobrazić jakby to było, gdyby każde z powyższych pojęć coś nam mówiło? Możliwe jest również, że niejeden czytelnik spotkał się z wyżej wymienionymi określeniami, ale nie do końca jest pewny co oznaczają i jakie są między nimi różnice. W poniższym artykule postaram się w prostych słowach wytłumaczyć czym jest i jak działa kompresor, tak, aby osobie, która pierwszy raz ma do czynienia z tym zagadnieniem, łatwiej było dokonać zakupu pierwszego urządzenia oraz lepiej poruszać się w tematyce kompresorów w przyszłości.

Co to jest powietrze?

Warto zacząć od początku. Powietrze to bezbarwna, bezzapachowa i bezsmakowa mieszanina gazów, która składa się w 78% z azotu i w 21% z tlenu. Składa się z molekuł będących w ciągłym ruchu, utrzymywanych razem dzięki sile wzajemnych oddziaływań. Ze względu na małą siłę przyciągania pomiędzy molekułami powietrza, są one mocno rozproszone. Powoduje to, że powietrze w całości wypełnia objętość naczynia, w którym się znajduje. Jeżeli natomiast za pomocą dodatkowej siły zagęścimy molekuły, to tę samą ilość powietrza będziemy mogli umieścić w mniejszym naczyniu. W ten właśnie sposób uzyskamy sprężone powietrze.

Ze zjawiska opisanego w powyższym akapicie wynika główny sposób podziału wszystkich kompresorów, a mianowicie podział kompresorów ze względu na sposób sprężania powietrza. Mając na uwadze sposób zmniejszania objętości powietrza kompresory można podzielić na wyporowe i przepływowe.

Sprężarki wyporowe: tłokowe

W sprężarkach wyporowych zassanie powietrza następuje poprzez zwiększenie objętości przestrzeni roboczej. Następnie przestrzeń robocza zostaje ponownie zmniejszona, co skutkuje ściśnięciem molekuł i wytworzeniem wewnątrz pożądanego ciśnienia. Rodzajów sprężarek wyporowych jest kilkanaście, ale ze względu na rozmiar artykułu, zostaną opisane dwa rodzaje – śrubowy i tłokowy.

Kompresor tłokowy jest najprostszym pod względem budowy rodzajem sprężarki. Do sprężenia powietrza zachodzi za pomocą tłoka, który poruszając się ruchem posuwistozwrotnym w cylindrze zamkniętym automatycznymi zaworami zwrotnymi, zasysa powietrze, a następnie ja spręża. Kompresory tłokowe dzielone są ze względu na różne parametry dotyczące ich budowy m.in. według kształtu tłoka, liczby stopni lub liczby i ustawienia cylindrów.

W tym miejscu chciałbym zwrócić uwagę na typy kompresorów powietrza, ponieważ rozróżnienie to ma duży wpływ na sposób wykorzystania urządzenia. Mowa tutaj o podziale kompresorów na smarowane olejem i bezolejowe. Pierwszy rodzaj stosowany jest tam, gdzie jakość uzyskanego sprężonego powietrza nie musi być najwyższa – na przykład do zasilania siłowników, w których sprężone powietrze wykonuje pracę, czy też w warsztatach mechanicznych. Kompresory olejowe są relatywnie niedrogie oraz świetnie sprawdzają się w sytuacjach, gdzie występuje niskie zużycie sprężonego powietrza.

Kompresory bezolejowe natomiast pozwalają na pozyskanie sprężonego powietrza bez szczątkowej zawartości oleju. Z tego powodu kompresory te są nieodzowne w branży medycznej, w tym w stomatologii lub przy lakierowaniu. Sprężarki bezolejowe są droższe w zakupie oraz w eksploatacji.

Przy okazji sprężarek tłokowych muszę wyjaśnić tytuł artykułu: każdy z nas chociaż raz w życiu korzystał z kompresora tłokowego - pompując rower czy piłkę. Czy to był kompresor smarowany olejem czy bezolejowy?

Sprężarki wyporowe: śrubowe

Innym rodzajem kompresorów, które są znacznie bardziej złożonymi sprężarkami wyporowymi są kompresory śrubowe. Wytwarzają sprężone powietrze za pomocą dwóch obracających się wirników, które znajdują się w obudowie bloku śrubowego.

Kompresory te charakteryzują się energooszczędną produkcją sprężonego powietrza, a także cichą praca i trwałą, przyjazną dla serwisu konstrukcją. Dwa główne obszary zastosowania kompresorów śrubowych to: jako urządzenia stacjonarne instalowane w niemal wszystkich gałęziach przemysłu, wytwarzających sprężone powietrze procesowe oraz do zasilania urządzeń wykorzystujących sprężone powietrze. Takie urządzenia wykorzystywane są w dużej liczbie zakładów przemysłowych, w których sprężone powietrze jest bardzo ważnym medium. Sprężone powietrze może bowiem służyć do łatwego przenoszenia energii na odległość i przetwarzania jej na pracę. Stacjonarne kompresory śrubowe mogą być, podobnie do sprężarek tłokowych, wykonane w wersji z wtryskiem oleju lub bez oraz w przypadku mniejszych urządzeń mogą być zabudowane na zbiorniku lub wyposażone w zamontowany w jednej obudowie osuszacz. Więcej informacji na ten temat jest dostępnych na stronie https://pl.kaeser.com/produkty/.

Drugim obszarem zastosowań kompresorów śrubowych są mobilne urządzenia, czyli sprężarki śrubowe przewoźne używane m.in. przy pracach drogowych, na placach budowy, w kopalniach i do piaskowania. Wykorzystywane są również do wytwarzania niezbędnej energii dla młotów pneumatycznych, pistoletów natryskowych i wielu innych urządzeń wymagających zastosowania sprężonego powietrza. Podstawową zaletą przewoźnych kompresorów śrubowych jest to, że nie potrzebują zasilania energią elektryczną, a dodatkowo pracują cicho i ekonomicznie.

Sprężarki przepływowe

Kompresory tego typu są zbudowane z szeregu ruchomych wirników łopatkowych, między którymi ustawione są łopatki kierujące, tzw. kierownice. Sprężarki zaliczane do przepływowych mogą być osiowymi lub promieniowymi oraz jednostopniowymi lub wielostopniowymi – jest to zależne od kierunku przepływu sprężonego powietrza. Najczęściej stosuje się je do dużych przepływów sprężonego powietrza pod niskim ciśnieniem, czyli np. do wytwarzania energii elektrycznej, procesów przemysłowych oraz produkcji silników lotniczych.

Uzdatnianie sprężonego powietrza

Sprężone powietrze, niezależnie od typu kompresora, najczęściej wymaga uzdatnienia, czyli usunięcia wilgoci oraz przefiltrowania. Wilgoć częściowo jest już usuwana w zbiorniku sprężonego powietrza. W celu usunięcia pozostałej wilgoci wykorzystuje się osuszacze sprężonego powietrza, które potrafią wysuszyć sprężone powietrze do zadanego poziomu.

Aby pozbyć się ze sprężonego powietrza zanieczyszczeń stałych lub olejowych należy zastosować odpowiedniego rodzaju filtr. W zależności od użytego rodzaju filtra możemy otrzymać sprężone powietrze o wymaganej przez nas klasy czystości.