Источником получения сжатого воздуха являются компрессоры. Компрессоры нашли самое широкое применение как источники энергии в машинах и механизмах, эксплуатируемых в строительном производстве. Из многочисленных фирм, компаний и групп, занятых производством и реализацией компрессоров на российском рынке строительной техники следует отметить Atlas Copco, CompAir UK Limited, F. G. Wilson (Engineering) Ltd, Hyundai Heavy Industry, Indersoll-Rand, Dari, Fiac и Fini.
Компания Ingersoll-Rand имеет заводы по производству передвижных компрессоров в Великобритании, США, Индии.
В состав фирмы CompAir RK Ltd. входит 28 компаний, среди которых следует отметить: CompAir Holman, CompAir Demag, CompAir Reavell, CompAir Hydrovane, CompAir Broom Wade и др.
В России крупнейшим производителем компрессоров является Челябинский компрессорный завод (ЧКЗ). Кроме того, компрессоры выпускает также Бежецкий завод "Автоспецоборудование", АО "Полтавский турбомеханический завод", АО "Машзавод", Пензакомпрессмаш, Читакомпрессмаш, завод "Арсенал" (Санкт-Петербург).
Основными техническим характеристиками компрессоров являеются:
- величина создаваемого давления сжатого воздуха (атм);
- производительность по всасыванию или (наиболее часто) по нагнетанию (м3/мин, л/мин);
- мощность первичной силовой установки (кВт);
- габариты и масса компрессора.
Компрессоры классифицируют:
1. По характеру режима сжатия воздуха и виду используемых при этом машин:
- статические, в которых используются поршневые, ротационные и винтовые системы;
- динамические, с турбомашинами радиального и осевого типов, вихревые.2. По конструктивному исполнению, включающему:
- вид первичной силовой установки (электродвигатель, двигатели внутреннего сгорания карбюраторного или дизельного типа);
- число ступеней сжатия воздуха (одно-, двухступенчатые);
- вид используемой системы охлаждения (масляная, воздушная);
- возможности передвижения (стационарные, передвижные, в том числе прицепные одноосные и двухосные);
- общую компоновку узлов, отражающую место монтажа силового оборудования (на раме, на ресивере);
- расположение ресивера (горизонтальное, вертикальное);
степень комплектации аппаратурой (воздухо-подготовительной, контроля и безопасности).
Сжатый воздух является источником энергии для машин, оборудования и инструментов, эксплуатируемых в строительстве. Экономическая эффективность воздуха, вырабатываемого компрессором, зависит от его чистоты. В зависимости от области конкретного применения сжатого воздуха установлены соответствующие нормативы по степени его загрязнённости, превышение которых в ряде случаев просто недопустимо по экологическим требованиям, в других случаях это приводит к увеличению затрат на обслуживание пневмосистем, снижению качества их функционирования и увеличению себестоимости конечной продукции. Существует несколько классов очистки сжатого воздуха. В основном, в строительстве используются винтовые компрессоры.
Винтовые компрессоры - это машины непрерывного действия. В них в качестве устройства сжатия воздуха применена винтовая группа с высоким классом точности обработки поверхности. Тончайшая масляная плёнка между поверхностями винтов обеспечивает минимальное трение рабочих поверхностей и элементов камеры сжатия. Замкнутая система охлаждения, циркуляция и очистка масла обеспечивает характеристику процесса сжатия воздуха, приближённую к изотерме.
Конструктивно компрессоры могут быть также поршневые, ротационные и спиральные.
Производители компрессоров активно осваивают российские рынок. Многие фирмы, компании и заводы уже давно заняли передовые позиции как по номенклатуре, так и по качеству предлагаемых компрессоров для строительного комплекса России, другие только начинают завоёвывать рынок.
Заметно расширилось присутствие на рынке России итальянских фирм, поставляющих компрессоры. Следует отметить итальянские фирмы Dari, Fiac и Fini.
Фирма Dari существует с 1959 года и выпускает масляные и безмасляные компрессоры. Масляные компрессоры относительно недорогие, имеют длительный срок службы и эффективны в строительном производстве. Они делятся на три группы:
а) бытовые - Smart, Pony, Happy;
б) промышленные Vertical, Dec, Dee, Def (DEF 500/880, DEE 500/120, VERTICAL 270/600) и др.
Промышленные компрессоры нашли широкое применение в строительстве, имеют надёжное исполнение, оборудованы двумя двигателями, имеют ременный привод и могут непрерывно работать три смены. Они эффективны в строительстве при производстве различных технологических операций, так как имеют несколько выходов, что позволяет подключить разнообразное строительное оборудование и механизмы. Компрессоры оборудованы масляными фильтрами, маслоотделителем, вентилятором и снабжены клапанами для автоматического удаления конденсата. Все масляные компрессоры имеют автоматическое отключение и защиту от перегрева, что повышает их долговечность.
Компрессоры фирмы Fini безмасляные и масляные поршневые с коаксильным приводом CIAO25/195, CIAO6/195 - безмасляные, а BRAVO 402M, TIGER 262, PIONEER 212 и др. - масляные. Компрессор этого класса SUPERTIGER 402M имеет производительность на выходе 240 л/мин при рабочем давлении 10 атм. и ёмкости ресивера 50 л. Компрессор работает от напряжения 220 В и имеет одну фазу подключения. Потребляемая мощность 2.2 кВт. Габаритные размеры (длина х ширина х высота) 88х35х70 (см) при массе 46 кг. Компрессоры этой же фирмы с клиноременной передачей, BRAVO94-3M, MK 13-270-4, BK 14-500F-5,5, BKV40-500F-20TA и др. Компрессор BKV40-500F-15TA имеет производительность на выходе 1875 л/мин при давлении 10 атм и ёмкости ресивера 500 л. Компрессор работает от напряжения 380 В и имеет три фазы подключения. Потребляемая мощность 15 кВт. Габаритные размеры 200х60х123 (см) при массе 313.
Одна из ведущих мировых компаний CompAir UK Limited выпускает многочисленное семейство компрессоров производительностью от 2 до 42,5 м3/мин и давлением от 7 до 24 атм. Можно отметить хорошо зарекомендовавший себя воздушный компрессор 882S Airlogic производства компании CompAir Hydrovane. Этот воздушный компрессор с ротационными лопастями обеспечивает пневматические строительные инструменты необходимым давлением имеет 25 выходных каналов, питающихся от основной системы компрессора. Компрессор создаёт давление воздуха 10 бар (10 атм) и потребляет при этом 22 кВт энергии, обеспечивает нужное давление сразу же после включения на всех рабочих местах технологического цикла строительства. Он также оборудован системой управления, которая постоянно следит за его работой и способствует отключению в случае нарушения режимов работы. Компрессоры Airlogic имеют кожух из прочной стали, что снижает уровень шума до 70 дБА на расстоянии до 1 м при работе компрессора с полной нагрузкой. Стальной прочный кожух значительно повышает долговечность компрессора, предохраняет его механизмы от поломок. В конструкции компрессоров этой фирмы используются ротационные лопасти с относительно малой скоростью вращения, что обеспечивает долговечность, простоту конструкции и незначительные затраты на обслуживание.
Компрессорная станция фирмы CompAir HOLMAN 37 смонтирована на прицепном одноосном шасси и оборудована поддерживающим опорным роликом (колесом). Компрессорная станция создаёт рабочее давление 0,7 Мпа (7 атм.), имеет производительность 3,7м3/мин, привод станции осуществляется от дизельного двигателя Deutz F3L1011F мощностью 31 кВт; габаритные размеры 290х139х130 (см) при массе 0,85 т. Компрессорная станция HOLMAN 37 эффективна в дорожном строительстве и на строительных объектах, где требуется частая перебазировка. Может обеспечивать практически весь строительный инструмент для ремонта дорог.
В 1902 году компанией Ingersoll-Rand была представлена на рынок первая в мире передвижная компрессорная станция. Эта компания является одним из ведущих производителей компрессорного оборудования для строительной индустрии. Заводы компании по производству передвижных компрессоров расположены в ряде стран мира, в том числе в США, Великобритании, Индии.
Поставки компрессоров в Россию (СССР) начались в годы Великой Отечественной войны 1941-45 г.г. по Ленд-лизу. Позже в 70-х годах ХХ века на всесоюзную комсомольскую стройку Байкало-Амурской магистрали компания поставила более 50-ти передвижных компрессоров производительностью 50 м3/мин.
В настоящее время типоразмерный ряд передвижных компрессоров компании представлен более чем 20-тью моделями производительностью от 2 до 503/мин и рабочим давлением от 7 до 26 бар (7...26 атм). Это наиболее полный типоразмерный ряд передвижных компрессоров среди всех изготовителей компрессоров этого типа. Конструкции компрессоров базируются на собственных новейших технологиях, которые, в частности, используются при изготовлении винтовых камер нагнетания. Компрессоры оборудованы высокоэффективной системой охлаждения и могут быть установлены на полозьях при работе на строительных объектах или на прицепных пневмоколёсных шасси. Компрессоры (ХР 900W, XHP 760W, P 70WP, P11OS/WD, P 150S/WD, P 180S/WD, P 260S/WD, P 380S/WD, P 600S/Vcat, XHP 760WCat, VHP 750Wcat, XP 900Wcat и др. отличаются большой надёжностью и долговечностью. Они могут работать в самых экстремальных и сложнейших условиях строительного процесса (в зимних условиях при очень низких температурах, при осадках в виде дождя и снега, значительной плюсовой температуре окружающего воздуха, запылённостью и т. п.). Передвижной компрессор XP 900W имеет производительность 25,5 м3/мин и создаёт рабочее давление 8,6 бар (8,5 атм.). Компрессор оборудован двигателем САТ 3306 или Cummins LTA10, соответственно мощностью 212 или 161 кВт. Габаритные размеры 396х190х205 (см) при массе 4,1 т. Компрессор Р 110S/WD имеет производительность 3,2 м3/мин, создаёт рабочее давление 7 бар (7 атм.). На компрессоре смонтирован двигатель Deutz F2L1011F мощностью 27,5 кВт. Габаритные размеры 276х139х123 (см) при массе 0,78 т.
Мировой лидер по производству дизельных передвижных компрессоров, шведская промышленная группа Atlas Copco свой первый передвижной компрессор выпустила в 1907 году. В настоящее время она выпускает большое семейство передвижных и стационарных компрессоров для различного применения. В строительстве применяются как компрессоры большой модности, так и лёгкие одноосные.
Лёгкий, маневренный компрессор XAS 36 предназначен для мелких ремонтных работ и может питать один бетонолом или до двух лёгких отбойных молотков. Так как его вес не превышает 460 кг, то он может перевозиться по автодорогам без обгонных тормозов. Достаточно одного оператора для того, чтобы без труда перекатывать этот компрессор вручную, что особенно важно при ямочном дорожном ремонте.
Компрессоры XAS 46, XAS 56, XAS 66 и XAS 76 предназначены для работ с двумя или тремя отбойными молотками, перфораторами и различными пневмоинструментами. Малый вес компрессоров позволяет перевозить их даже легковым автомобилем, делая их незаменимыми для дорожных ремонтных работ.
Компрессор XAS 96 способен обеспечить сжатым воздухом до четырёх отбойных молотков или трёх мощных бетоноломов. Этот компрессор идеально подойдёт для крупных дорожных или строительных работ. В то же время, производительность компрессора достаточна для питания лёгких пескоструйных аппаратов и бетононасосов.
Компрессоры XAS 146, XAS 186, XAMS 286 представлены для проведения работ, где требуется одновременное подключение до десяти отбойных молотков. Они рассчитаны на продолжительные работы с пескоструйными аппаратами высокой производительности и бетононасосами. Компрессор XAS146DdG способен одновременно поставлять как сжатый воздух, так и 9,6 кВт электроэнергии.
Компрессоры XATS156, XAHS106, XAHS146, XAHS186, XAHS236 и XAVS136 с повышенным рабочим давлениям предназначены для специальных пескоструйных аппаратов, для буровых работ, для испытания газопроводов и для прокладки оптико-волоконных линий связи.
На эти компрессоры установлены последние модели дизельных двигателей лидеров двигателестроения, таких компаний как Deutz, Mercedes Benz и Caterpillar. Все эти двигатели спроектированы с учётом жёстких европейских требований по надёжности, экономичности и, что в последнее время становится всё более важным, экологичности.
Двухосные мощные компрессорные станции XAS405Md, XAS555Md, XAMS445Md, XAHS285MD, XRHS485Md, XRVS455Md и др., используемые для работы на крупных строительных площадках, при пескоструйной обработке и в бурении, обладают большой производительностью и высоким давлением.
Типичный спектр компрессоров, которые производятся в мире можно представить на примере компрессоров этой компании.
Все компрессорные станции, поставляемые в Россию, имеют систему "Холодный старт", которая позволяет легко запускать компрессоры, оборудованные двигателями внутреннего сгорания, в зимний период.
Из отечественных производителей успешно завоёвывает своё место н внутреннем рынке компрессорной техники Челябинский компрессорный завод (ЧКЗ). Сегодня этот завод выпускает надёжную конкурентоспособную технику. Компрессорные станции серии КР выпускаются с приводом от дизельного двигателя или электродвигателя. Компрессорная станция с дизельным приводом КР-12/8Н имеет производительность 12 м3/мин и создаёт рабочее давление 8 атм. Для привода станции используется дизельный двигатель Д-442. Компрессорная станция КР-12/8Н может одновременно подавать сжатый воздух на 4 рабочих поста к различным рабочим инструментам строительного производства. Масса компрессорной станции 2,5 т. Эта станция особенно эффективна на крупных строительных площадках, в дорожном строительстве. Она может эксплуатироваться при температуре окружающего воздуха от -35ºС до +40°С, в горных условиях в относительно разреженном воздушном пространстве.
Также хорошо зарекомендовали себя на строительных площадках компрессорные передвижные установки КТ-16 и КТ-16Э (ЧКЗ). Установка КТ-16 может приводиться в действие от вала коробки отбора мощности тракторов Т-40, МТЗ-80, МТЗ-83, Т-150. Установка КТ-16Э приводится в действие электродвигателем мощностью 11 кВт. Эти установки смонтированы на одноосном шасси, обеспечивают работой два поста (как правило, используются для привода одного, двух отбойных молотков в дорожном строительстве). Установка КТ-16 создаёт рабочее давление 10 атм. при производительности на выходе 1500 л/мин. Ёмкость ресивера 300 л при габаритных размерах 315х215х175 (см) и массе 0,98 т.
ЧКЗ выпускает современные поршневые стационарные передвижные малогабаритные компрессоры, отвечающие любым требованиям строительного производства. Стационарные компрессоры С-416, С-415, Л-3, К3 создают давление 10 атм., оборудованы системой автоматики, позволяющей следить за режимом их работы удобны и надёжны в эксплуатации. Передвижные компрессоры К-31, К-11, К-12, К-13 создают давление от 6 до 10 атм., оборудованы системой автоматики, эффективны и удобны при строительстве в стеснённых условиях. По последнему слову техники выполнены стационарные компрессоры ДЭН 22/37, которые позволяют получать давление от 7 до 13 атм. Компрессоры отличаются долговечностью и надёжностью - установленный ресурс до капитального ремонта 28000 часов. Компрессор оборудован автоматической системой контроля и управления режимом работы. Может использоваться как источник энергии на любых строительных площадках для приведения в действие строительного оборудования и инструмента.
Компрессорные станции АО "Арсенал машиностроительный" с двигателем внутреннего сгорания (передвижные поршневые ПКСД-5,25Д, передвижные винтовые ЗИФ-НВ-5М, стационарные винтовые ЗИФ-НВ -5М) используются на строительных площадках, где затруднено подключение электрической сети. Передвижная винтовая установка ЗИФ-ПВ-5М оборудована двигателем Д-144-60 мощностью 44 кВт, создаёт рабочее давление 7 атм. при производительности на выходе из компрессора 1500 л/мин. Имеет габаритные размеры 385х173х180 (см) при массе 1,41 т.
Компрессорные установки поршневые серии ЭПКУ эффективны и надёжны в эксплуатации при проведении ремонтно-строительных работ. Установка ЭПКУ-1,7/10 создаёт рабочее давление 7 атм. при производительности на выходе из компрессора 1700 л/мин. Имеет ёмкость ресивера 290 л и потребляет мощность 15 кВт. Габаритные размеры 128х84х87 (см) при массе 0, 46 т.
Компрессорные станции АО "Полтавский турбомеханический завод" - поршневые с электроприводом (серии ПКС - поршневые двухступенчатые и НВЭ - винтовые маслозаполненные) выпускаются как на прицепном шасси, так и стационарными. Эти станции отличаются высокой надёжностью в работе.
Станции ПКС 5,25Д и ПКС-5,25А смонтированы на прицепном шасси, создают рабочее давление 7 атм. при производительности на выходе из компрессора 5250 л/мин. ПКС 5,25 А имеет реверс ёмкостью 210 л и потребляет электроэнергии 37 кВт. Габаритные размеры 342х188х170 (см) при массе 1,25 т. Стационарная станция ПКС-10,5 создаёт рабочее давление 7 атм. при производительности на выходе из компрессора 10500 л/мин и ёмкости реверса 270 л, потребляет 75 кВт электроэнергии. Габаритные размеры 267х126х130 (см) при массе 1,5 т.
АО "Машзавод" предлагает потребителям прицепные дорожные компрессорные винтовые станции ПВ-10/8М1 большой производительности, которые эффективны на больших строительных площадках для привода различного строительного инструмента большой мощности. Этот же производитель предлагает стационарные винтовые установки НВ-10/8М2 и НВ-10 также большой производительности, которые могут использоваться в строительных работах, связанных с распылением различного окрасочного и защитного материала.
Ташкентский завод "Коспрессор" выпускает и предлагает строителям компрессорные станции ПР-6/8М2, ПР-10/8М2, ПР-12/8. Это одноосные или двухосные прицепные станции большой мощности. Эффективны в дорожном строительстве для привода пневмоинструмента большой мощности (отбойных молотков). Эти станции, как правило, имеют большие габариты и обладают большой массой, и не отличаются внешним эстетическим исполнением.
Большое разнообразие отечественной и зарубежной компрессорной техники и различного комплектующего оборудования для неё позволяет обеспечивать энергией сжатого воздуха практически все существующие на сегодняшний день строительные машины, оборудование, инструменты. Производители техники идут по пути создания и внедрения энергосберегающих технологий в конструкциях компрессоров, обращают особое внимание на экологию и технику безопасности при эксплуатации машин, оборудуют компрессоры микропроцессорными системами контроля и управления с выводом информации на дисплей на русском языке.
Для эксплуатации компрессоров с приводом от двигателей внутреннего сгорания в условиях российского климата крайне желательно оснащение их системой "Холодный старт", которая гарантирует запуск оборудования при отрицательных температурах окружающего воздуха. Модульная конструкция компрессоров позволяет комплектовать их по требованиям заказчика.
А. Н. Дроздов, к. т. н., МГСУ,
В. С. Тарасов, к. т. н., МГСУ
