Воздушный обратный клапан для компрессора своими руками

Содержание

Назначение обратного клапана
Устройство и принцип работы
Разновидности обратных клапанов
Советы по выбору детали
Как изготовить обратный клапан своими руками
Разновидности и принцип работы клапанных механизмов
Впускной и выпускной клапаны
Разгрузочный и предохранительный клапаны
Обратный клапан
Принцип действия
Разновидности
Рекомендации по выбору
Изготовление обратного клапана своими руками
Предохранительный клапан
Принцип действия предохранительного клапана
Перепускной клапан
Разгрузочный клапан
Популярные компрессоры по мнению покупателей

Т.к. тема про компрессор разрослась аж до 3 записей, мной решено создать запись затрагивающую все аспекты сборки самодельного компрессора на базе головы ЗИЛ-130. От идеи до воплощения. Данная запись будет периодически обновлятся.
Собирать/ купить готовый личное дело каждого. Схожий компрессор по производительности и литражу я обнаружил от 15 тысяч. Привод прямой( ресурс маленький). Покумекав, начал сборку своего.

1) Ресивер (накопитель сжатого воздуха), чем больше — тем лучше( для прямого привода большой ресивер -> быстрый износ поршневой) для подкачки шин и редкой поэлементной покраски 50 -100 литров вполне достаточно. Большой ресивер позволит получить более стабильный результат.
2) Двигатель(электрический) для привода компрессорной головы (рекомендуется с запасом20-40%, во избежании возможных проблем незапуска под нагрузкой). (как правило двигатели стоят асинхронные с конденсаторами)
3)Защитная решетка (чтоб руки на ремень не намотало)
4) Приводной ремень(как правило клиновидный, в случае адского перегруза проскользнет и не убьет мотор)
5)Обратный клапан( необходим для запуска компрессора под нагрузкой, принцип работы: в ресивер впускать из ресивера не выпускать)
6)Трубка подачи воздуха в ресивер(как правило медная, или алюминиевая).
7) Компрессорная головка( как правило ставятся под охлаждение воздухом, в нашем случае охлаждение водой/антифризом, при длительной работе желательно), от неё зависит производительность системы в целом.
8) Прессостат-сердце компрессора, в данной коробушке находится реле давления, как правило отрегулировано на : 8 атмосфер выключение мотора, снижение давления до 4-6 атмосфер запускает мотор и так по кругу.
Так же в этом узле находится регулятор давления с двумя манометрами — его задача выставить нужное пользователю давление под конкретный инструмент, например под краскопульт. Теперь о манометрах, как правило их два, один показывает давление в ресивере, второй отображает расход воздуха на инструмент. Регулятор на выходе имеет присоединительную арматуру: либо это рапид, либо байпас. Еще есть вариант елочка).
Данный узел имеет маленькую но крайне важную деталь — клапан сброса давления( в простонародье пердунок).Необходим в случае отказа прессостата.
9) Сливной кран — функция освободить ресивер от конденсата( а он будет в любом случае).

Теперь разберем следующую неочевидную вещь: для чего делается такая длинная магистраль от головы до ресивера?
Необходимо для более легкого запуска компрессора. Принцип работы данного узла прост- воздух из компрессорной головы проходит по магистрали через обратный клапан в ресивер. Компрессор отключился — обратный клапан запер воздух в ресивере, воздух стоит в трубке. Клапана компрессора не настолько герметичны и понемногу стравливают воздух, тем самым давление в трубке падает. Мотору необходимо несколько мгновений чтобы выйти в рабочий режим, и эти несколько мгновений обеспечивает трубка и обратный клапан.

Второе, для снижения конденсата на выходе из компрессора, ввод воздуха рекомендуется делать дальше от выхода.

Итак разобравшись с конструкцией компрессора, и уяснив некоторые аспекты, было решено ваять конструкцию, которую не сложно повторить.

1) Ресивер — бытовой пропановый баллон 40-50 литров.( Перед сваркой произвести дегазацию, я не несу ответственности за ваши необдуманные действия.) В тело ресивера вварены: кусок водопроводного сгона под клапан обратного давления 1/2 дюйма, кусок водопроводного сгона под кран слива конденсата, гайка М12 под клапан аварийного давления, (ранее это был клапан под резьбу 1/4, плашкой перерезал под М12). Выход воздуха осуществляется через горловину баллона — сгон 3/4 дюйма, вкручивается в баллон( в баллоне резьба 3/4 к(конусная), вкручивается без проблем.

Для обеспечения корректной работы компрессорного оборудования используются различные технические устройства, среди которых можно выделить обратный клапан для компрессора. Без данного узла практически невозможно представить работу оборудования, предназначенного для сжатия воздуха.

Назначение обратного клапана

Обратный клапан предназначен для пропускания сжатого воздуха только в одном направлении. Данная деталь устанавливается между цилиндром поршневого компрессора и ресивером, и не дает воздуху вернуться из накопительной емкости обратно в камеру сжатия после остановки агрегата.

Важно! Кроме всего, обратник, удерживая воздух в ресивере, позволяет произвести плавный запуск оборудования. Если данную деталь убрать, то воздух будет давить на поршень, и двигатель не сможет провернуть коленчатый вал при запуске.

Кроме обратного, на компрессор обязательно устанавливается предохранительный клапан. Данный перепускной клапан предназначен для аварийного сброса давления, если прессостат не отключил двигатель агрегата. На следующем фото показан разгрузочный клапан, без которого, в целях безопасности, нельзя включать компрессор.

Устройство и принцип работы

В конструкцию обратника входят следующие элементы (см. рис. ниже):

клапан (6), который перекрывает входное отверстие и оборудован направляющими ребрами, предотвращающими перекос;
резиновое кольцо (5), установленное в верхней части клапана (6);
пружина (4), которая прижимает резиновое кольцо к входному отверстию и одевается на выступы, находящиеся на пробке (1) и на клапане (6);
пробка, которая имеет уплотнение в виде картонной прокладки (2) и позволяет разобрать узел для чистки и ремонта.

Обратник, кроме входного штуцера, имеет боковой отвод, через который он подсоединяется к ресиверу, и 1 тонкий отвод для подсоединения прессостата.

Обратный клапан работает по следующему принципу. При включении компрессора воздух, проходя через всасывающий клапан цилиндра, попадает в камеру сжатия, после чего выходит через выпускной клапан и поступает на входной штуцер обратника (7). При достижении определенного давления, клапан (6) вместе с резиновым кольцом поднимается и сжимает пружину (4). В результате открывается проход для воздуха. Воздух перемещается в полость корпуса (3) и далее – в выходной штуцер, соединенный с ресивером. После выключения агрегата клапан (6) под воздействием пружины и давления воздуха из ресивера возвращается на место и перекрывает впускное отверстие.

Разновидности обратных клапанов

Существует 3 вида обратников для воздуха.

Алюминиевый (внутренний) обратный клапан

Деталь устанавливается внутри воздуховода, идущего от цилиндра к ресиверу, с помощью муфты.

Пластмассовый обратник. Обратные клапаны, сделанные из пластмассы, можно увидеть, например, на агрегатах С-412 и К-24 бежецкого завода.

Как видно из фото, приведенного выше, конструкция узла очень проста. Соответственно, и купить его можно, по цене около 100 руб. Но данный клапан не может работать при высоких температурах, поскольку материал, из которого он сделан, начинает плавиться.

Обратник из латуни. Применяется на большинстве моделей компрессоров разных производителей и стоит около 250 руб. Хотя данный узел и сделан в основном из металла, он выходит из строя, если температура воздуха при сжатии превышает 140°С.

Советы по выбору детали

Выбирая обратный клапан для компрессора, следует знать размер резьбы, нарезанной на выходе из цилиндра. Резьба может отличаться в разных моделях агрегатов. Проще всего взять неисправную деталь с собой и выбрать в магазине аналогичную.

Если требуется поменять обратник, например, на более надежную модель, следует ознакомиться с техническими характеристиками новой детали. Некоторые из них не предназначены для работы с компрессорами большого давления. Обычно на упаковке к обратнику указано максимальное давление, при котором он сможет работать.

Также следует учитывать температурные характеристики данного узла. Если воздух после сжатия нагревается до высоких температур, то пластиковый узел покупать не стоит. Следует отдать предпочтение металлическому обратному клапану, который устанавливается внутри воздуховода.

Как изготовить обратный клапан своими руками

Бывают ситуации, когда обратник воздушного компрессора вышел из строя, а купить новую деталь по каким-либо причинам нет возможности. В таком случае деталь можно изготовить своими руками.

В интернете можно найти довольно сложные способы изготовления данного узла с использованием токарного и фрезерного станков и другого оборудования. Но все же есть способ изготовить простой самодельный клапан из подручных средств. Чертеж данного узла приведен ниже.

Для изготовления обратника потребуется металлическая труба или тройник, пружина, муфта, металлическая пробка с резьбой и шарик.

Воздушный обратный клапан изготавливается следующим образом.

Возьмите отрезок металлической трубки необходимого размера и нарежьте на обеих ее сторонах внутреннюю резьбу.
В боковой части трубки просверлите отверстие и приварите отвод (с резьбой). К нему будет подсоединяться ресивер. Также можно попробовать найти подходящий тройник. В таком случае приваривать отвод не придется.
Вкрутите в одну часть трубки (тройника) муфту, как показано на чертеже.
Вложите в корпус шарик и прижмите его пружиной. Пружина должна прижимать шарик с достаточным усилием и не быть слишком прослабленной.
Прижав пружину, закрутите металлическую пробку. На данном этапе изготовление обратника заканчивается.

После того, как данный узел будет готов, входной его патрубок подсоединяется к цилиндру агрегата, а второй – к ресиверу.

Воздушный компрессор — это агрегат, принцип действия которого основан на сжатии и подачи воздуха к пневматическому оборудованию под необходимым давлением. Такие установки являются незаменимым элементом как в быту, так и в промышленности, являясь автономно функционирующей технической единицей или будучи включенными в более сложные электроприборы (например, климатическое либо холодильное оборудование). Принципиальная схема любого компрессора включает рабочую камеру и систему клапанов. А поскольку данные аппараты, как и любые другие механизмы, могут ломаться, то необходимо знать, как они устроены, какие бывают клапаны, как правильно их выбрать или изготовить самостоятельно. Обо всем этом – в материале далее.

Разновидности и принцип работы клапанных механизмов

В настоящее время наиболее распространенными видами компрессоров являются винтовые и поршневые установки. При этом винтовые компрессоры, например, выпускаемые белорусским заводом REMEZA, нашли широкое применение в различных отраслях промышленности, а поршневые — в быту. Последние можно встретить как в гаражах автолюбителей (компрессоры типа СО-7Б, Форте VFL-50 и др.) так и в системах жизнеобеспечения рыбок в аквариумах (компрессоры Resun и др.), а также в бытовом пневмоинструменте.

Поршневые компрессоры отличаются простотой конструкции и сравнительно небольшим количеством деталей и узлов. Существует много самых разнообразных конструкций таких компрессорных установок, оснащенных специальными пластинчатыми клапанами, регулирующими процесс всасывания и нагнетания воздуха во время работы. В зависимости от назначения компрессорных установках (их производительности, мощности и рабочего давления) можно встретить клапанные механизмы трех видов:

дисковые — их пластины могут изготавливаться как из металла, так и из высококачественных полимеров, в том числе и армированных;
кольцевые — детали для них изготавливают из чугуна, стали или цветных металлов (выбор материала определяется типом компрессора);
тарельчатые — пластины для этого вида клапанов изготавливают из полимерных материалов, а используют их в компрессорах, работающих с загрязненными средами.

Впускной и выпускной клапаны

Впускные и выпускные клапанные узлы играют такую роль в работе компрессорного оборудования.

Движение поршня к нижней мертвой точке вызывает втягивание воздуха через открытый всасывающий клапан.
При достижении нижней точки поршень начинает движение в обратном направлении. При этом всасывающий клапан закрывается, и воздух, который находится в герметичной камере, под действием давления поршня начинает уменьшаться в объеме.
При приближении к верхней мертвой точке открывается нагнетательный клапан, и сжатый под большим давлением воздух начинает поступать в ресивер.
Вытеснив воздух из камеры, поршень снова начинает движение к нижней мертвой точке, и рабочий цикл повторяется.

Разгрузочный и предохранительный клапаны

Таким образом, компрессор цикл за циклом накачивает воздух в ресивер до достижения заданной величины давления. Следит за этим процессом специальное реле-регулятор давления (прессостат), управляющее работой электродвигателя путем включения и выключения его в зависимости от степени сжатия воздуха. Как правило, в состав прессостата входит и стартовый разгрузочный клапан. Подключают прессостат между выходом компрессорной головки и обратным клапаном (обратником), который соединен с ресивером и удерживает находящийся там сжатый воздух.

Важно! За сброс давления воздуха отвечает предохранительный клапан. В его функции входит: обеспечивать плавный запуск компрессора и препятствовать возврату сжатого воздуха в камеру сжатия после отключения двигателя.

Необходимое пневмооборудование подключается непосредственно к ресиверу, который может дополнительно оснащаться различными устройствами (сепараторы, фильтры, выравниватели давления и пр.).

Обратный клапан

Обратный клапан (обратник) — это устройство, пропускающее сжатый воздух только в одном направлении. Конструктивно он собран (см. рис.) в металлическом корпусе (поз. 3), внутри которого размещаются:

внутренний затвор (поз. 6), перекрывающий входное отверстие;
пружина (поз.4), прижимающая резиновое кольцо (поз.5) к седлу затвора;
входной штуцер (поз.7);
пробка (поз.1) с уплотняющей прокладкой из картона (поз.2) (пробка дает возможность разобрать обратник для ремонта или технического обслуживания).

На заметку! Обратный клапан имеет отвод для подключения его к ресиверу и небольшое ответвление для подключения прессостата.

Принцип действия

Работает клапан обратного действия следующим образом. Проходя через выпускной клапан поршневого цилиндра, сжатый воздух попадает в обратник через входной штуцер (поз.7). Достигнув определенного давления, воздух поднимает внутренний затвор (поз.6) и через полость в корпусе (поз.3) проходит в накопительную емкость ресивера. При выключении компрессора пружина (поз.4) возвращает внутренний затвор на место, перекрывая путь воздуху из ресивера обратно в поршневой цилиндр.

Разновидности

На отечественном рынке можно встретить компрессоры с обратниками, изготовленными из трех разных материалов: алюминия, пластмассы и латуни. При этом алюминиевая деталь отличается от своих аналогов высокой надежностью и долговечностью. Она встраивается внутрь воздуховода, который соединяет поршневой цилиндр с ресивером, и способна работать в условиях воздействия высокой температуры (до 200°С). Тогда как пластмассовый обратник устанавливают в бюджетных моделях, работающих при невысокой температуре рабочей среды. Что касается клапанов, изготовленных их латуни, то они получили широкое распространение. Такие обратники достаточно надежны и прекрасно сохраняют свои рабочие характеристики в тех случаях, когда температура воздуха при сжатии не превышает 140°С.

Изготовление обратного клапана своими руками

В тех случаях, когда приобрести новый клапан обратного действия взамен вышедшего из строя не представляется возможным, можно сделать его своими руками из подручных материалов. Для этого понадобятся:

тройник с внутренней резьбой;
пружина;
2 муфты с наружной резьбой, по диаметру соответствующей внутренней резьбе тройника;
шарик, диаметр которого больше размера внутреннего отверстия в муфте;
металлическая заглушка с наружной резьбой, соответствующей внутренней резьбе на тройнике.

Собирают клапан в следующей последовательности: сначала муфту вкручивают в один из отводов тройника, затем с другой стороны в тройник вкладывают шарик, а потом закручивают пробку, прижимая шарик пружиной.

Есть несколько практических советов по изготовлению обратника.

Шарик лучше всего взять от старой компьютерной мышки — он имеет обрезиненную поверхность, которая будет плотнее прилегать к краям отверстия.
В качестве корпуса можно использовать и обычный отрезок трубы подходящего диаметра. Правда при этом в ней придется просверлить боковое отверстие, приварить еще один отвод и на всех концах нарезать резьбу.
Пружина должна прижимать шарик с определенным усилием и ни в коем случае не должна быть прослабленной.

Предохранительный клапан

Сбросной (другое название – предохранительный) клапан служит для аварийного стравливания давления и является конечным устройством, оберегающим подключенное к компрессору пневматическое оборудование от повреждений.

Внимание! Эксплуатировать компрессор без предохранительного клапана не рекомендуется.

К разновидностям сбросного клапана специалисты относят также:

перепускной клапан;
разгрузочный клапан.

Несмотря на незначительные конструктивные отличия, их принцип работы идентичен предохранительному клапану.

Принцип действия предохранительного клапана

В компрессорном оборудовании, которое не предназначено для эксплуатации в промышленных условиях, установлены пружинные предохранительные клапаны. При работе такого компрессора в штатном режиме он закрыт (см. схему). При этом давление воздуха на его тарелку уравновешивается тарированной пружиной, препятствующей открыванию запорного механизма. При внезапном увеличении давления свыше установленного значения сила прижатия тарелки к соплу уменьшается, и клапан начинает открываться. При этом происходит сброс избыточного воздуха, после чего запорный механизм может вернуться на место.

Важно! Если сбросной клапан долго не возвращается на место, то компрессор необходимо выключить и устранить причину, вызвавшую несанкционированное повышение давления

Перепускной клапан

Перепускной (или переливной) клапан поддерживает давление рабочей среды на заданном уровне. Для этого через имеющееся ответвление осуществляется постоянный, а не однократный или периодический, как в предохранительном клапане, отвод излишнего количества рабочей среды (сжатый воздух, газ, жидкость), что и обеспечивает стабильность давления в системе. Такие клапаны используются, например, в турбокомпрессорах, установленных на автомобильных ДВС.

Разгрузочный клапан

Клапан разгрузочного действия обеспечивает стравливание сжатого воздуха, оставшегося в коллекторе между поршневым блоком и обратником, при остановке компрессора. При этом давление на выходе компрессора снижается до величины атмосферного. В общем случае наличие разгрузочного клапана дает возможность:

сбросить давление в магистрали при отключении компрессора;
перевести компрессор на нулевую производительность при отсутствии расхода рабочей среды;
облегчить повторный запуск как компрессора, так и подключенного пневмооборудования.

Кроме того, разгрузочный клапан используют в тех случаях, когда отсутствует возможность отключения механического привода подключенного пневмооборудования. Устанавливают его на выходе компрессора перед обратником.

Итак, чем производительнее и мощнее компрессорное оборудование, тем сложнее система клапанов. Самый простой клапан обратного действия для использования в бытовом компрессоре низкого давления можно изготовить своими силами. Но чтобы установка работала корректно, рекомендуется приобрести деталь заводского производства.