Этот воздушный поршневой компрессор очень просто в изготовлении и повторить, при желании, его сможет каждый. Компрессор может быть использован для надувания шариков, для каких-нибудь химических экспериментов, где требуется создавать пузырьки воздуха в жидкости, как компрессор для аквариумных рыбок и т п.
Что потребуется для изготовления компрессора?
- Мотор с редуктором 12 В - самая дефицитная часть, его можно купить тут -
- Несколько велосипедных спиц.
- Два клапана-ниппеля от велосипеда.
- Источник питания 12 В, его можно купить тут, если его вдруг у вас нет -
Велосипедная спица.
Изготовление
Итак, если вы собрали все компоненты, но можем приступать к изготовлению нашего компрессора.Загнем спицу на конце под прямым углом.
Кусачками откусим спицу с другой стороны, чтобы у нас получилась вот такая делать Г-образной формы.
Резьбовую часть спицы вставляем в отверстие вала мотор-редуктора. Отверстие там было изначально. Второй запорной гайкой от другой спицы фиксируем, затягивая плоскогубцами.
Затем берем две спицы и одну накручиваем на другую. Вынимаем внутреннюю спицу, откусываем часть навиваемой спицы. Вот что должно получиться.
Откусываем на расстоянии примерно 10 см и делаем загиб.
Далее эту завитушку одеваем на деталь, которую сделали ранее на мотор-редуктор. Ограничители сделали из запорных гаек от спиц. Фиксируем гайки супер клеем. У нас получился подвижный узел. Это поршневой рычаг, который будет толкать поршень компрессора.
Возьмем кусок деревянной доски и прикрепим мотор с редуктором и нашей кривошипно-шатунной системой, используя скобу, винты, и деревянный брусок для возвышения.
Достанем шприц, отделим иглу - она не понадобиться.
Вынем поршень шприца и срежем нижние грани под конус, чтобы обеспечить большую легкость движения поршня, убрав лишнее давление.
Горячим паяльником, с боку ближе к началу шприца, сделаем отверстие под клапан-ниппель.
Вставляем ниппель, фиксируем супер-клеем. Это будет впускной клапан.
Отверстие под иглу заливаем горячим клеем - оно нам не понадобиться.
Делаем паяльником ещё одно отверстие и вставляем выпускной клапан, фиксируем так же супер клеем.
Для большей надежности, и чтобы не было утечек, заливаем соединения клапанов эпоксидной смолой.
Возьмем пасту от гелеевой шариковой ручки. Отрежем небольшой кусочек примерно 1 см. Приклеим этот кусочек к концу поршня супер клеем.
Вставим в него конец от спицы нашего механизма. И установим доработанный шприц на деревянную подставку. Все фиксируется горячим клеем.
Портативный воздушный компрессор, малошумный, потребляющий сравнительно немного электроэнергии – это, наверное, мечта каждого владельца частного дома, дачи, гаража, объекта малого бизнеса. Что же, мобильную установку сжатого воздуха вполне допустимо сделать самостоятельно, к примеру, взяв часть оборудования старого бытового холодильника. Каждый холодильный агрегат имеет встроенный компрессор. Если извлечь эту деталь, дополнить оснасткой, получится воздушный компрессор из компрессора холодильника, .
Прежде чем решиться на реализацию идеи, желательно точно определиться: а действительно ли эта затея стоит того, чтобы за неё браться? Рассмотрим несколько важных аспектов в тему, дабы помочь будущим конструкторам принять верное решение:
- не предназначены для работы с воздухом.
- Производительность компрессоров бытовых холодильников низка.
- Для смазки механизма холодильных компрессоров требуется специальное масло.
Отсюда вытекают соответствующие выводы. При работе с воздушной средой аппарат не сможет функционировать длительное время без хорошего охлаждения.
Когда холодильный компрессор работает с фреоном, за счёт иных температурных параметров хладагента осуществляется охлаждение корпуса.
Сжатие воздушной смеси холодильным компрессором происходит совершенно в других температурных условиях, что приведёт к повышению рабочей температуры на порядок. В конечном итоге, без хорошего охлаждения компрессор попросту сгорит.
Сгоревший компрессор холодильника в результате нарушения технологических режимов работы. Такая же участь ожидает аппарат, который предполагается использовать в проекте, если не применить специальных средств защиты
Малая производительность домашних холодильных агрегатов – это ещё один фактор, ограничивающий применение такой техники для получения сжатого воздуха.
К примеру, чтобы накачать 5-литровый ресивер до давления 5-7 атм., потребуется минимум 15-20 минут работы холодильного агрегата.
Между тем, этого объёма воздуха не хватит даже на то, чтобы за один присест накачать колесо автомобиля или пульверизатором выкрасить одну стену небольшого помещения гаража.
Низкая производительность системы холодильника — обычное дело для такой техники. Но под систему сжатия воздуха, тем более с большим значением расхода, требуется уже система высокопроизводительная
Наконец, ещё один важный фактор – компрессорное масло. Для смазки механизма холодильных компрессоров используется специальное масло под фреон, свойства которого в контакте с воздухом резко изменяются.
Если не поменять масло на другой вид смазывающего материала, лояльного по структуре к воздуху, через определённое время механизм компрессора попросту «накроется» по причине скорого износа деталей.
Конструкция своими руками
Итак, если, несмотря на все отмеченные нюансы, принято решение о сборке из холодильника, можно приступать непосредственно к действиям.
Примерно такая конструкция должна получиться в результате реализации задуманной идеи. По внешнему виду претензий нет. Аппарат выглядит более чем безупречно и вполне внушительно
Первым делом следует собрать все необходимые детали проектной оснастки:
- Ресивер воздушный.
- Масляный сепаратор.
- Дифференциальное реле давления.
- Трубку медную.
- Фильтр воздуха входной.
- Запорную регулирующую и контрольную арматуру.
Для воздушного ресивера оптимально подходит баллон сжатого воздуха от автомобиля КАМАЗ. Пятилитровая ёмкость имеет приемлемые для бытовой среды габаритные размеры и соответствует требованиям, относительно сосудов, работающих под давлением.
Компрессор домашний, сделанный из холодильника, лучше всего оснастить одним из баллонов, которые используются на грузовых тягачах КАМАЗ. Эти сосуды соответствуют стандартам Ростехнадзора
Вариант конструкции маслоотделителя, который рекомендуется использовать в составе установки. Для надёжной работы системы требуется качественное отделение масла от воздуха
Дифференциальное реле давления (например, из серии РТ) применяется из числа тех, что используются на промышленных холодильных установках.
Трубка медная в достаточном количестве имеется в конструкции конденсатора бытового холодильника. По диаметру она подходит к выходному патрубку компрессора холодильника.
Фильтр воздуха на входе компрессора легко сделать из любой подходящей пластиковой ёмкости, поместив внутрь обычную поролоновую губку. Запорную регулирующую и контрольную арматуру – вентили, обратный клапан, манометры – можно купить в магазине.
Сборка воздушного агрегата
Ресивер для воздуха (например, воздушный баллон от автомобиля КАМАЗ) монтируют на шасси, сделанном из металлического уголка. Дополнительно на шасси рекомендуется установить пару колёс для удобства передвижения, опорную «ногу» и ручку.
Над верхней областью баллона закрепляется площадка под установку компрессора холодильника и кронштейн под крепление дифференциального реле давления. Сбоку к ресиверу, через хомут и выходной штуцер, закрепляется маслоотделитель.
Маслоотделитель, сделанный своими руками. Для крепления использован один хомут с кронштейном в левой части сепаратора, а правая часть прикрепляется к штуцеру входного патрубка ресивера
На входном патрубке компрессора холодильника необходимо поставить воздушный фильтр. Наличие воздушного фильтра требуется для снижения поступления в систему инородных частиц, присутствующих в воздухе.
Воздушный фильтр легко сделать из любой пластиковой ёмкости, прикрепив её через уголковый резьбовой переход к входному патрубку.
Воздушный фильтр на входном патрубке агрегата. Изготовить такой легко своими руками из подходящей пластиковой тары. Внутри корпуса фильтра поролоновая губка
Выходной патрубок компрессора соединяется через компенсационную медную трубку-теплообменник с входным штуцером сепаратора (маслоотделителя). Выходной патрубок сепаратора через уголковый переходник соединён с ресивером.
На выходе ресивера устанавливается тройник и (выход сжатого воздуха). Через отводы тройника выход ресивера дополнительно сообщается медными трубками с дифференциальным реле и манометром. Там же ставится предохранительный клапан.
Электрическая часть и принцип действия
Схема электрическая принципиальная фактически остаётся нетронутой, за исключением небольших изменений. То есть компрессор от холодильника как питался от сети переменного тока через пусковое реле, так этот вариант и оставляют без изменений.
Другой вопрос – можно несколько модернизировать схему. Например, дополнить её выключателем, установленным на корпусе собранной установки. Всё-таки такой вариант удобнее, чем периодически втыкать-вынимать вилку из розетки при каждом применении устройства в деле.
В этой конструкции не предусмотрен отдельный выключатель электрического питания. Компрессор подключается к сети двухпроводным шнуром с вилкой через контактную группу реле давления
Также схему подачи напряжения на компрессор необходимо конфигурировать с учётом включения контактной группы дифференциального реле давления.
За счёт такой конфигурации аппарат будет отключаться сразу после достижения установленной границы давления воздуха. Вот, собственно и всё. Компрессор воздушный из холодильника можно считать сделанным.
Некоторые примечания к проекту
Огнетушитель под ресивер для домашнего агрегата сжатого воздуха требуется выбирать с учётом трёхкратного запаса по давлению. Баллон от порошкового ОТ не лучший выбор
Нередко в качестве ресивера для самодельных проектов используют баллоны огнетушителей. Между тем ёмкости порошковых огнетушителей имеют низкий предел максимально допустимого рабочего давления (8-12 атм.).
К тому же такие сосуды подлежат обязательному освидетельствованию через определённый срок в соответствующих органах. Если всё-таки брать сосуд огнетушителя под ресивер, тогда приемлемым вариантом можно считать сосуды из-под углекислотных систем.
Наконец, самый важный момент. Подобные конструкции, по сути, следует регистрировать в органах Ростехнадзора, так как в составе сборки имеется сосуд, работающий под давлением более 0,07 МПа (рабочее давление установки 10 атм.).
Владельцев незарегистрированных самодельных воздушных компрессоров вполне могут привлечь к ответственности (административной и даже уголовной), стоит только случиться чему-нибудь неординарному в процессе эксплуатации оборудования с угрозой для жизни и здоровья людей.
Так что стоит тысячу раз подумать, прежде чем пытаться собирать своими руками воздушный компрессор из компрессора холодильника.
Практика сборки установки сжатого воздуха
Метки:
В гараже автолюбителя можно найти множество полезных и не очень полезных инструментов. Кроме привычного набора, нелишним будет и воздушный компрессор. Он годится для покраски автомобиля, накачки шин, подачи воздуха для работы пневматического инструмента. Давайте посмотрим, как сделать автомобиля своими руками. Также выясним, как он устроен и по какому принципу работает.
Сжатый воздух в помощь автолюбителю
Воздушные компрессоры весьма полезны в мастерских и в гаражах. Для этих устройств всегда найдется задача. Это может быть банальная уборка, очистка от пыли, которая образовалась после шлифовки, или создание воздушного давления для работы различных воздушных инструментов. Чаще компрессоры применяются для покраски. Это накладывает на устройство некоторые требования.
Поток воздуха и покраска краскопультом
Для работ с краской воздушный поток обязательно должен быть максимально равномерным. Также в потоке сжатого воздуха не должно быть частиц воды, примесей масла или других нефтепродуктов. В потоке недопустимо присутствие взвешенных и твердых частиц.
Иногда при покраске можно увидеть дефекты. Часто это зернистость на только что нанесенном слое краски. Это случается из-за того, что в потоке были инородные частицы. Если наблюдаются потеки краски или же матовые пятна, то это знак неравномерной подачи краски, эмали или лака.
Фирменный или самодельный?
Чем отличается фирменный компрессор? Характеристики его идеальны для работы с аэрографом или краскопультом, но при этом заводские изделия стоят серьезных денег. Если устройство будет необходимо нечасто, то можно немного сэкономить и сделать агрегат, который не будет ничем уступать заводским моделям.
Принцип работы компрессора
И профессиональные, и изготовленные самостоятельно устройства работают по одному и тому же принципу. В емкости для хранения сжатого воздуха, который называют ресивером, создается избыточный уровень давления. Сам воздух в ресивер может нагнетаться как автоматически, так и вручную.
Если работать в ручном режиме, то это, безусловно, очень дешево по финансам, однако потребует серьезных затрат энергии. Также нужно постоянно контролировать этот процесс. После такой работы вряд ли уже захочется делать что-нибудь другое.
Если задействовать механизмы для нагнетания воздуха, тогда это облегчит процесс. Здесь нет недостатков, нужно лишь проводить замену масла в воздушном насосе в зависимости от регламента.
Дальше, поток сжатого воздуха проходит через выходной клапан компрессора или в данном случае ресивера и непосредственно подается либо в аэрограф, либо в камеру автомобиля, либо на пневматический инструмент. В целом принцип очень простой, а поэтому самую простую рабочую модель можно построить за пару минут.
Самодельный компрессор
Давайте рассмотрим, как сделать простейший компрессор для покраски автомобиля своими руками. В качестве одного из вариантов попробуем изготовить устройство для покрасочных работ из автомобильной камеры. Для создания нам понадобится ресивер, нагнетатель, золотник от испорченной камеры, ремкомплект, шило. Когда все необходимое будет собрано и подготовлено к работе, можно приступать к сборке.
На сборочном этапе нужно проверить герметичность камеры. Для этого можно воспользоваться автомобильным насосом. Каждый автомобилист знает, как это сделать. Если резина держит закачанный в нее воздух, можно перейти к следующему шагу.
Если обнаружены утечки воздуха, тогда можно воспользоваться ремкомплектом либо завулканизировать дыру при помощи сырой резины.
На следующем этапе в так называемом ресивере требуется проделать отверстия под еще один золотник. Он будет выходным клапаном. Этот штуцер можно клеить с помощью все того же, заранее запасенного, ремкомплекта. Этот клапан соединим с аэрографом. Ниппель из штуцера должен быть выкручен. Схема компрессора предусматривает свободное прохождение воздуха. В основном золотнике ниппель не будем выкручивать. Он будет держать давление.
Затем методом научного тыка попробуем определить необходимый уровень давления в нашем ресивере. Для этого используется краскопульт. Если краска будет ложиться ровно, без рывков, потеков или еще чего-нибудь, тогда все сделано правильно. Величину избыточного давления в ресивере желательно контролировать. При нажатии на кнопку аэрографа уровень не должен скакать.
Как видите, это самый примитивный компрессор для покраски автомобиля своими руками. Теперь можно создавать шедевры или просто перекрасить кузов.
Собрать данный агрегат нетрудно, а в его пользе можно убедиться при различных ремонтах. Если вы раньше для покраски использовали тогда однозначно сможете оценить все преимущества.
Только помните, что в краскопульт и в камеру ни в коем случае не должна попасть жидкость, пыль или что-нибудь еще. В случае нарушения пыль или влага смешается с краской, и работу придется переделать. Тогда никакая настройка краскопульта не поможет. Удобней будет, если наша камера будет на чем-то закреплена. Это исключит ее движение по полу.
Эта модель отлично работает, и ее уже вполне можно применять. Но еще лучше при помощи небольших изменений сделать систему нагнетания автоматической. Дальше узнаем, как сделать компрессор посерьезней.
Полупрофессиональное оборудование
Профессионалы говорят, что такое кустарное оборудование имеет огромный ресурс и срок службы в отличие от заводских моделей зарубежных брендов и отечественного производителя. Но это и понятно, ведь, зная схему работы, при выходе из строя какой-либо детали ее можно с легкостью заменить. Давайте посмотрим, как сделать компрессор, который можно использовать в профессиональных целях.
Что понадобится для сборки?
Итак. Здесь будут нужны легкодоступные запчасти для компрессора. Это манометр, а также редуктор с фильтром. Еще необходимо реле для контроля давления в камере, топливный фильтр от автомобиля, водопроводный четверник с внутренней резьбой на ¾. Кроме того, следует подобрать переходники с резьбой, хомуты от автомобиля, мотор, емкость для ресивера, масло 10w40, тумблер для 220 В, трубки из латуни, а также шланги из маслостойкой резины. Эти запчасти для компрессора без труда найдутся в гараже.
В качестве основы для агрегата будет использована толстая древесина. Еще понадобится шприц из ближайшей аптеки, жидкость для защиты от коррозии, крепеж, герметики и ФУМ-лента, краска, напильник-надфиль, колесики от офисного кресла и фильтр с системы питания авто.
Итак, зная принцип работы компрессора, пора приступить к постройке. Начнем с нагнетателя.
Двигатель в качестве нагнетателя
В качестве мотора будем использовать компрессор от старых холодильников. Зачастую он уже имеет встроенное пусковое реле, что в нашем случае очень удобно. Так автоматически будет поддерживаться нужное давление в камере ресивера. Лучше применить мотор от старых советских хладагрегатов. Они имеют более высокие характеристики по сравнению с импортными изделиями.
Подготовительные процедуры
Смело доставайте исполнительную часть из вашего старого холодильника. Естественно, нужно почистить деталь, ведь за годы блок успел обрасти вековой пылью, а также, возможно, и заржаветь. После очистки можно обработать корпус преобразователем ржавчины, чтобы сберечь блок от воздействия коррозии. Итак, сделана подготовка под покраску.
Поменяйте смазку в исполнительном блоке. Редко какой холодильник получал обслуживание по регламенту. Эта система практически полностью изолирована от воздействий среды. Для замены масла подойдет полусинтетика. Она не хуже специализированных компрессорных жидкостей.
Вход, выход и замена масла
Обязательно имеет трубочки. Две из них открытые, одна запаяна. Открытые трубки используются для входа и выхода воздуха. Чтобы выяснить, какая трубка - вход, а какая - выход, можно кратковременно включить питание. Далее запомните, какая из трубок выпускает воздух.
Схема компрессора от холодильника гласит, что через запаянную трубку нужно менять смазку. Следует очень аккуратно спилить надфилем конец трубки. Пилить надо так, чтобы стружка не попала внутрь. Далее кончик нужно отломать и слить в какую-нибудь банку старую смазку. Затем при помощи аптечного шприца зальем больше смазки, чем вылилось.
Чтобы агрегат работал как положено, следует загерметизировать смазочную трубку. В этом нам поможет винт подходящего диаметра. Его нужно обмотать заранее заготовленной ФУМ-лентой и вкрутить в многострадальную трубу.
Далее прикрепите при помощи подготовленных крепежных деталей это устройство к доске. Электронная часть очень чувствительна к положению. Поэтому верхняя крышка реле промаркирована стрелкой. Режимы работы будут переключаться лишь при условии правильной установки.
Выбираем емкость для ресивера
Как показывает практика, лучше всего для покраски работает, если в качестве емкости для воздуха применять использованный огнетушитель. Эти баллоны хороши тем, что в них заложен необходимый запас прочности. Кроме того, огнетушитель рассчитан на Еще этот выбор хорош тем, что на корпусе баллона можно разместить различное навесное оборудование. Возьмем, к примеру, металлический 10-литровый баллон от ОУ-10. Он держит давление в 15 МПа и имеет высокую прочность.
Препарирование огнетушителя
Сразу смело скручивайте запорно-пусковое устройство, оно нам не понадобится. А на место нужно закрутить переходник, предварительно подмотав на резьбу ФУМ-ленту. Если корпус поржавел, нужно обработать ржавчину либо химией, либо наждачной бумагой.
Снаружи в борьбе с коррозией все очень и очень просто. А как быть с коррозией внутри? Зальем в баллон очиститель, а затем нужно очень хорошо перемешать средство. Дальше вкручивайте крестовину от водопровода. И не забудьте загерметизировать резьбовые соединения. Теперь все практически готово.
Монтируем навесное оборудование
Компрессор для покраски автомобиля своими руками мы почти изготовили. Чтобы его можно было удобно перемещать, лучший вариант - это крепление всех узлов и деталей на одной платформе. У нас это деревянная плита. На ней уже закреплен мотор от холодильника, а теперь там нужно разместить и огнетушитель-ресивер.
В плите заранее необходимо выполнить отверстия для крепежа. Мотор от холодильника уже зафиксирован при помощи шпилек и гаек. Огнетушитель следует расположить вертикально. Чтобы это сделать, можно воспользоваться фанерой. Для этого понадобится три листа.
В первом листе вырежьте отверстие, подходящее под диаметр баллона. Остальные закрепите на плите. Далее закрепите эти пластины на плите вместе с листом с отверстием при помощи клея. Чтобы огнетушитель удобно разместился на платформе, можно сделать выемку под дно. Чтобы наше устройство обладало маневренностью, достаньте приготовленные мебельные колеса и прикрутите их на платформу.
Защита от пыли и мелкого мусора
Естественно, оборудование должно быть максимально надежно защищено от попадания пыли. Чтобы это сделать, воспользуемся от автомобиля. Фильтр нужно смонтировать в воздухозаборник.
Как это сделать? Воспользуемся резиновым шлангом. Он должен плотно обжать штуцер автофильтра и входную трубку компрессора от холодильника. На входной трубке можно не зажимать шланг хомутами. Там нет высокого давления.
Защита от влаги
На выходной части нужна установка масловлагоотделителя. Он не даст жидкости или частицам нефтепродуктов попасть внутрь системы. Для этого можно применить фильтр от системы питания дизелей. Соединение осуществляется при помощи того же шланга. Но здесь уже нужно укрепить соединения хомутом, потому что на выходе будет приличное давление.
Развязка
Дизельный фильтр должен быть соединен с входом редуктора. Он необходимо, чтобы развязать давление на входе и выходе холодильного компрессора. Для этого в левую и правую часть крестовины нужно ввернуть выход высокого давления нагнетателя.
Крепим манометр
На верхнем входе крестовины укрепляется манометр. По нему будем выполнять контроль давления. Также нужно закрутить регулировочные реле. Не забывайте, что резьбы нужно герметизировать.
Важность реле
Это устройство дает возможность в широких пределах регулировать уровни давления. Оно может при необходимости прервать питание холодильного мотора. Для этих целей подойдет либо РМ5 либо РДМ5. Оба прибора будут запускать мотор, если давление упадет, и выключать при его росте. Уровень давления настраивается при помощи пружин сверху. Так, с помощью большой задаем минимальные уровни, а маленькой - максимальные пределы.
Электричество
Чтобы все это заработало, подключим к реле нулевой провод питания, а второй провод соединим с холодильным двигателем.
Провод фазы пропустим через тумблер ко второму контакту компрессора. Это позволит быстрее отключать питание. Естественно, после подключения нужно надежно заизолировать все это.
Вот мы и сделали компрессор для покраски автомобиля своими руками. Осталось лишь покрасить, настроить и испытать его.
Регулировка и первые испытания
После сборки всего этого воедино можно смело перейти к первым испытаниям. Подключайте к выходу агрегата исполнительное устройство. Затем вставьте шнур в розетку, выставьте реле на самый минимум и включите тумблер. Смотрите на показания манометра. Если вы убедились в том, что реле отключает мотор, можно проверить герметичность. Для этого примените дедовский способ с мылом.
Если все отлично, тогда стравите воздух из ресивера. Когда давление упадет, реле должно запустить мотор. Если все работает, то покраска краскопультом больше не будет вызывать трудностей.
Первые пробы
Чтобы испытать агрегат в работе, подойдет любая ненужная деталь. Здесь нет необходимости в какой-то подготовке поверхности. Важно определить рабочее давление методом проб и ошибок. При помощи экспериментов определите ту цифру, при которой давления хватает для полной покраски без частых включений мотора.
Как вы смогли убедиться, для покраски изготовить довольно просто. Этот агрегат уже можно полноценно использовать для профессиональной деятельности. Затраты обязательно вскоре окупятся. Компрессор необходим не только для покрасочных работ. Он имеет очень широкий спектр применения. А полуавтоматическая система позволит не отвлекаться от работы.
Краскопульты
Кроме компрессора для покрасочных работ понадобятся и аэрографы. Для этого нужно приобрести пневматическую модель. Правильно выбранный аэрограф позволит успешно проводить работы. Подбирать инструмент следует исходя из характеристик компрессора.
Краскопульт для авто следует правильно подобрать в соответствии с рабочим давлением. При неправильном выборе будет слишком быстро падать давление, а качество работ окажется очень низким. Существует несколько технологий, которые используются в этом инструменте. Их нужно подбирать исходя из задачи. Например, современная технология LVLP позволяет при небольшом расходе воздуха очень экономно расходовать краску, а поверхность будет высококачественная.
Как настроить краскопульт?
Качественная покраска возможна лишь при правильно настроенном оборудовании. Настройка краскопульта позволяет изменять ширину факела, давление воздуха, а также подачу краски.
С шириной факела все предельно понятно. Максимальная ширина - максимальная скорость, равномерное наложение. Для подкрашиваний факел уменьшается, но также уменьшается и подача воздуха.
Регулировать подачу краски тоже просто. Многие специалисты открывают ее на максимум. А вот подача воздуха может вызвать затруднения. Для правильной настройки вам понадобится компрессор, инструкция к конкретному краскопульту. Нужно воспользоваться листом ватмана и направить на него струю из краскопульта. Если факел в форме восьмерки, уменьшите давление. Если краска наносится капельками, добавьте его. Найдите оптимальное положение.
В некоторых случаях для выполнения различных работ по дому не обойтись без воздушного компрессора. При наличии достаточных навыков, а также некоторых исходных узлов и деталей подобный агрегат можно изготовить самостоятельно.
В каких случаях для домашних дел нужен компрессор?
В первую очередь, он понадобится владельцам индивидуального автотранспорта. Покраска машины, очистка салона и двигателя от грязи и пыли, доведение давления в шинах до требуемого значения – только малый перечень операций, которые сможет выполнить самодельный компрессор. Сфера применения агрегата резко увеличится, если в хозяйстве появятся пневматические инструменты. Например, на даче их применение во многих ситуациях оказывается более выгодным, чем электрических: нет привязки к стационарной линии питания, да и конструкции, основанные на использовании пневматики, зачастую оказываются более надёжными.
Перед тем, как приняться за изготовление домашнего воздушного компрессора, следует составить исходное техническое задание, в котором прояснить следующие требования:
- какое избыточное давление воздуха потребуется;
- от чего и каким образом будет производиться привод;
- из каких составляющих возможно собрать устройство;
- сколько времени компрессор будет работать безостановочно;
- каким должен быть минимально приемлемый расход энергоносителя;
- критичны ли качественные показатели энергоносителя: его влажность и температура.
Для выполнения большинства работ по дому достаточно 4…6 ат, однако следует отметить, что при продолжительном использовании компрессора, его подвижные детали нагреваются, из-за чего данная характеристика со временем может падать на 20…30%. Производительность определяется только техническими характеристиками пневмоинструмента. Минимален расход обычно для дрелей, гайковёртов и дюбельных монтажных пистолетов (до 100…120 л/мин). Вместе с тем для инструмента ударного действия или шлифовальных машин потребуется расход до 350…400 л/мин. При выполнении наружных работ (в частности, покраски), могут потребоваться и более высокие значения производительности, поэтому необходимо предусмотреть запас по данному параметру в 20…30%. Такой же подход необходим и к оценке мощности, потребляемой агрегатом.
Любой компрессор нуждается в ресивере – накопительной ёмкости, которая поддерживает давление воздуха в необходимых для стабильной работы инструмента пределах. С увеличением объёма ёмкости функциональность воздушного компрессора возрастает, хотя и габаритные размеры установки увеличатся. Тем не менее, объём не может быть менее 10 л. Следует учитывать, что для целей покраски длина трубопроводов (а, следовательно, и потери) возрастёт.
Как сделать компрессор, и в какой последовательности производить работы?
Компоненты будущего компрессора
Чтобы сделать компрессор своими руками, потребуются:
Порядок монтажа
Как сделать компрессор? Рекомендуется следующая последовательность подготовки и сборки элементов: входной заборный шланг с патрубком→фильтр предварительной очистки→фильтр окончательной очистки→жёсткая входная трубка к компрессору→компрессор→трубопровод для замены масла→выходной трубопровод на ресивер→тройник→ресивер→реле РД с аварийным предохранительным клапаном→тройник с манометром→регулятор с вентилем→комбинированный выходной фильтр→шланг с самозапирающейся пневматической розеткой.
На начальном этапе предстоит подготовить к монтажу компрессор от холодильника. Его очищают изнутри от грязи и примесей, подвергают покраске, и сливают масло (более, чем вероятно, что за всё время работы подобное не производилось; впрочем, для холодильника и нужды особой в том нет). На компрессоре уже имеется настроенное на его параметры пусковое реле, и менять его не рекомендуется. Запаянное отверстие в нижней части корпуса предназначено для слива масла. Это отверстие аккуратно вскрывают (частицы стружки не должны попасть вовнутрь) после чего при помощи шприца удаляют старое масло, и заполняют полость свежим (подойдёт любое синтетическое или полусинтетическое масло, характеристики которого практически постоянны). Масла необходимо залить на 30…40% больше, учитывая естественную убыль, например, при непрерывной покраске значительных поверхностей.
Следующий этап – подготовка воздушного накопителя. Внутренний объём корпуса огнетушителя необходимо тщательно очистить, используя преобразователь ржавчины. После этого в нижней части корпуса получают резьбовое отверстие, которое заглушают пробкой: она необходима для периодического слива конденсата. К выходному отверстию присоединяют тройник. Возможная проблема – несоответствие резьбы – решается её перенарезанием. К противоположным концам тройника присоединяются предохранительный клапан (его параметры подбираются с учётом потребностей) и второй тройник, также снабжённый манометром. Накопительная ёмкость подлежит обязательной покраске.
Завершается монтаж присоединением к выходному отверстию второго тройника фильтра–масловлагоотделителя. Этот тройник следует оборудовать ручным вентилем и манометром результирующего контроля. Присоединением к последнему выходного шланга процесс сборки будет завершён.
Остаётся только установить все собранные компоненты на раму. Лучше для этих целей использовать алюминиевые уголки или толстолистовую фанеру. Рекомендуется компрессор устанавливать сверху: так облегчается последующее применение агрегата. Во избежание лишнего шума и вибраций всё узлы должны быть жёстко закреплены на раме, за исключением самого компрессора: он должен допускать некоторые колебания. Для этого лучше не демонтировать оставшиеся на нём крепёжные детали, либо, при их отсутствии, предусмотреть монтаж компрессора на пружинных компенсаторах.
Регулировка и испытание
Главная проверка самодельного компрессора – определение возможности эффективного регулирования давления, которое создаётся в собранной системе. Проще всего это сделать при пробной покраске какой-либо поверхности. При этом последовательно производят следующее:
- Выставляют реле на 4…5 ат.
- Подключают компрессор к сети.
- По манометру следят за стабильностью параметра. Если реле работоспособно, то при превышении давления оно отключит компрессор, в противном случае открывают вентиль сброса, и немедленно отключают агрегат.
- Проверяют систему на отсутствие самопроизвольного стравливания энергоносителя, для чего можно использовать обычный мыльный раствор.
- При снижении давления до уровня, ниже минимально допустимого, реле должно автоматически включить компрессор.
- После окрашивания какой-либо поверхности необходимо проверить качество нанесения на неё краски – при внешнем осмотре не должны быть выявлены следы влаги, посторонние частицы и грязь. Если подобные дефекты всё же возникли, следует дополнительно проверить работу выходного фильтра – масловлагоотделителя.
Работа собранного своими руками агрегата будет длительной и надёжной, если периодически проводить ему регламентное обслуживание. Оно сводится к замене входных фильтров, периодической продувке всех воздухопроводов, а также заменой масла в компрессоре.
Использование энергии сжатого воздуха давно уже перестало быть прерогативой промышленных предприятий – в широкой продаже есть большой выбор воздушных компрессоров для хозяйственного и бытового применения. Однако цены (а нередко и качество) покупных изделий такого рода не радуют, и вполне правомерен вопрос: а нельзя ли сделать полноценный компрессор своими руками?
Можно, мастера-любители самостоятельно изготавливают воздушные компрессоры, разных, так сказать, «весовых категорий», на различное давление и расход воздуха. В настоящей статье представлены сведения, необходимые начинающему умельцу, чтобы собственноручно сделать вполне работоспособный воздушный компрессор, расходы на постройку которого окажутся как минимум вдвое меньше, чем на аналогичный по техпараметрам готовый фабричный агрегат того же назначения.
Первичная информация
Этим термином, как известно, принято называть сведения, без которых, как говорится, лучше туда и не лезть. В сжатом воздухе можно запасти много удобной для использования энергии, но и ее внезапное высвобождение при катастрофическом разрушении конструкции способно причинить немало бед. Поэтому ознакомиться с первичной информацией определенного рода касательно воздушного компрессора необходимо еще до размышлений о его параметрах, компоновке и подбора комплектующих.
В чем мерять давление?
Давление в расходной магистрали (шланге) – важнейший из параметров компрессора, т.к. от него сильнее всего зависят функциональные возможности устройства, а с повышением давления сверх определенного предела резко возрастает сложность его конструкции. Но то, что творится с единицами измерения давления, иначе как бардаком (простите) трудно назвать. Помимо физически обоснованного привязкой к инертной массе паскаля и по-человечески понятной стандартной атмосфере в этой сфере бродит еще немало внесистемных и/или устаревших метрических единиц измерения давления, а британские и американские инженеры (при всем глубоком уважении к их профессиональной квалификации), кажется, готовы принять мученическую смерть, лишь бы не отказываться от своих излюбленных – и страшно неудобных – фунтосил на квадратный дюйм.
В табл. ниже приведены данные для перевода одних единиц давления в иные, за исключением такой совсем уж антикварной экзотики, как метры водного столба. На зеленом поле – определяющие соотношения, благодаря которым вы не запутаетесь в остальном. Для конструкции компрессора существенно, что 1 бар означает усилие на 1 кв. см поверхности немного более 1 кгс. Это большая величина: сила, действующая на площадь 100 кв. см (прим. с ладонь взрослого мужчины) под давлением 5 бар от мини-компрессора для накачки шин, составит полтонны. Удержите ли вы одной рукой такой вес, даже если гуру богатырских игр? А обломки баллона, разорванного давлением в 20 бар, имеют пробивную силу осколков гранаты Ф-1 на расстоянии до 3 м. Так что к конструированию и изготовлению самодельного воздушного компрессора нужно подходить со всей возможной ответственностью.
Производительность и аэрография
Распыление краски/лака в потоке воздуха или инертного газа – аэрография – дает высококачественное покрытие при минимальном расходе материала. Хозяйственно-бытовые воздушные компрессоры более всего применяются как раз в аэрографии. Инструменты, приборы и устройства для аэрографии называются аэрографами. Их известно довольно много типов, но в теме данной статьи нам интересны аэрографы-краскопульты (далее – краскопульты) для преим. технической покраски достаточно больших поверхностей, и мини-аэрографы (далее – аэрографы) для мелких тонких покрасочных работ, преим. художественно-декоративных.
Аэрографы запитываются сжатым воздухом от компрессора соотв. производительности, т.е. обеспечивающего заданный расход сжатого воздуха в л/мин. При покраске краскопультом от производительности компрессора существенно зависит площадь, окрашиваемая в один проход, т.е. до техперерыва для подкачки воздуха в ресивер (см. далее) или из-за исчерпания запаса краски в расходном баке.
Если частично наложенное аэрографическое покрытие чуть подсохнет до окончания обработки всей подлежащей окрашиванию поверхности, то на границе «старого» и «нового» покрытий вероятно образование нанозазоров; при покраске кистью или валиком эти зазоры затягиваются под давлением инструмента. В дальнейшем нанозазоры могут проявить себя шелушением краски, неудаляемыми загрязнениями, коррозией. Поэтому производительность покрасочного компрессора нужно выбирать сообразно площади подлежащих покраске поверхностей.
Примечание : при покраске аэрографией особо ответственных изделий (напр., летательных аппаратов) работают сразу несколькими краскопультами, с разбежкой начала работы каждым, чтобы покрыть всю площадь в один проход без разрывов струи.
Герметизация
Компрессор не просто качает из воздуха в баллон со шлангом. Компрессорная установка обязательно снабжается достаточно сложной обвязкой (см. далее) в целях безопасности и потому, что для аэрографии (особенно!) и большинства других работ «на воздухе», требуется рабочее тело (сжатый воздух), очищенное от влаги, пыли, паров масла и т.п. загрязнений.
Обвязка компрессора и вообще весь его воздушный тракт должны быть полностью герметичны: подсос неочищенного воздуха в насос помимо входных фильтров (см. далее) вызывает его усиленный износ, а ничтожные протечки в выходной части сильно снижают давление и производительность. Резиновые и силиконовые прокладки в пневмосистемах ненадежны: текучесть воздуха, как известно, в сотни раз выше, чем воды, а стыков в обвязке простого компрессора оказывается более 20, см. далее. Промасленная пакля вообще архаизм, еще менее надежный.
Любители обычно герметизируют стыки своих компрессоров лентой ФУМ (фторопластовый уплотнитель мягкий). Но «фумка» закладывается в стык однажды, после чего его необходимо полностью, «по-рабочему», затянуть. При сборке компрессора стыки приходится поправлять и перетягивать. ФУМ при этом нужно каждый раз закладывать новую, а потом оказывается, что кое-какие соединения все равно текут, и – наша песня хороша, начинай сначала.
Герметизировать соединения самодельного компрессора нужно клеем-герметиком (см. рис. справа); в продажу он иногда поступает под названием «жидкая фум». На резьбу или сопряженные поверхности соединений клей-герметик просто капают из флакона – при затягивании соединения он сам там разойдется. Воздушный тракт, собранный на клею-герметике, как правило не требует проверки герметичности дымом, мыльным раствором и т.п., достаточно после сборки компрессора провести только опрессовку под рабочим давлением для выявления скрытых механических дефектов. Герметизированные «жидкой фум» соединения можно ослаблять, вновь затягивать и даже полностью перебирать. Герметичность после многократных переборок может все-таки нарушиться – в таком случае потекший стык разбирают, снимают остатки герметика ветошью и наносят новый.
А смазка?
Сжатый воздух это, конечно, не сжатый кислород, но все равно химически достаточно активная субстанция. Поэтому смазывать детали и узлы компрессора минеральными маслами недопустимо. В процессе сборки роль смазки играет герметик, а далее установка работает всухую, кроме, возможно, нагнетающего насоса, если его смазка предусмотрена ТУ на агрегат. В таком случае необходимо использовать только рекомендованные производителем смазочные материалы. Если же ТУ отсутствуют, дают силиконовые синтетические смазки; они выпускаются жидкие и консистентные.
Компоновка
В целом хозяйственно-бытовой воздушный компрессор состоит из:
- Входного воздуховода (воздушного тракта) с фильтрами очистки воздуха, что составляет входную обвязку. Если воздушный насос автомобильный поршневой и выносной для накачки шин (тоже поршневой вибрационный или мембранный), то достаточно фильтра грубой очистки. Если же используется компрессорный агрегат от холодильных установок (бытового холодильника или кондиционера), то во входной тракт включается и фильтр средней степени очистки;
- Компрессорного агрегата (далее – агрегат) – нагнетающего воздушного насоса;
- Привода агрегата – для поршневого агрегата чаще всего электромотора с ременной передачей. Зубчатые и цепные передачи не используются, т.к. при работе на пониженных оборотах поршневой компрессорный автоагрегат сильно трясется. Компрессорные агрегаты от холодильников объединены с приводом в один блок;
- Пусковых устройств привода – они необходимы и для отдельного, и для совмещенного электродвигателей;
- Ресивера – воздушного баллона на давление не менее 20 бар. Ресивер сглаживает пульсации воздушного потока, выходящего из агрегата, и содержит в себе некоторый расходный запас воздуха. Ресиверы производительных компрессоров (см. далее) снабжаются клапанами для слива конденсата, позволяющими выводить его из баллона, не прерывая рабочего процесса;
- Выходной обвязки – комплекса измерительных, аварийных и регулировочных узлов, собранных воедино на соединительных элементах – фитингах. Выходная обвязка обеспечивает безаварийную работу устройства, поддержание надлежащего давления в системе и регулировку параметров выходного потока воздуха (давление, расход, чистота);
- Основания, на котором крепятся все остальные части и сборочные узлы. Для компрессора из холодильника основанием может служить доска из толстой фанеры, ЛДСП, слоистого пластика и т.п. Основание высокопроизводительного, но шумного и трясучего компрессора из автоагрегата сваривается из швеллера от 120 мм или стальных уголков от 60х60х4 мм. Мини-компрессор из насоса для накачки шин может быть собран без основания: насос, части входного тракта и обвязки крепятся непосредственно к ресиверу.
Примечание: автомобильный поршневой компрессорный агрегат крепится к основанию на штатных амортизаторах. В случае из отсутствия – с помощью резьбовых шпилек, гаек с контргайками и широких шайб на самодельных амортизаторах из прочной резины толщиной 4-6 мм. В основании вырезаются круглые отверстия диаметром на 6-10 м больше диаметра шайб, но на 15-20 мм меньше диаметра амортизаторов; последние по краям крепятся к основанию винтами с шайбами.
Разработка ТУ и выбор агрегата
Все перечисленные выше компоненты подбираются согласно выбранному компрессорному агрегату. Последний же выбирается по параметрам выходного потока воздуха, а они – по роду работ. В последующем перечне верхние по списку компрессоры пригодны и для работ, указанных там же ниже, но не наоборот («нижние» компрессоры не справятся с задачами «верхних»); параметры везде указаны минимально возможные:
- Покраска краскопультом в один проход стены частного дома, кузова легкового автомобиля и т.п. площадей более 10 кв. м; пескоструйная обдирка окалины, облоя, твердых застарелых загрязнений, привод любого пневмоинструмента, в т.ч. металлорежущего и ударного – давление на выходе 18-20 бар, расход от 200 л/мин. Компрессорный агрегат – поршневой с кривошипно-шатунным механизмом. Мощность на валу привода компрессора (см. далее) – от 3 кВт. Ресивер – от 50-60 л. Сделать такой компрессора своими руками возможно, только если в мастерской (гараже) есть 3-фазное электропитание 380В 50 Гц, т.к. однофазных электромоторов переменного тока на такую мощность нет, а запуск 3-фазного на 1,5-2 кВт и более от однофазной сети 220В весьма и весьма проблематичен (см. далее).
- Покраска в один проход площади до 10 кв. м; пескоструйная зачистка старых лакокрасочных покрытий и рыхлой ржавчины; привод пневмоинструмента абразивного и по дереву. Давление 15-16 бар, расход до 150 л/мин. Агрегат – поршневой кривошипно-шатунный с приводом мощностью на валу 1-1,2 кВт. Ресивер – 30-50 л.
- Для покраски в один проход площади до 3-5 кв. м; продувки от пыли и рыхлой грязи полостей, просветов, зазоров и канавок; привода легкого абразивного пневмоинструмента. Компрессионный агрегат от холодильника или кондиционера. Давление 12-16 бар, расход 70-120 л/мин. Ресивер от 20 л. Требуется двойная (грубая и средняя) очистка входящего воздушного потока от пыли.
- Покраска в один проход площадей до 1,5-2,5 кв. м; накачка шин; продувка от грязи зазоров на плиточном полу, направляющих пазов гаражной двери и пр.; продувка от пыли асфальтированных и мощеных площадок; чистка автосидений, мягкой мебели и одежды (при помощи щетки-рассеивателя); накачка бака ранцевого опрыскивателя без электропривода. Компрессионный агрегат от мини-холодильника или автомобильный выносной с питанием постоянным током 12В. Давление 5-10 бар, расход до 50 л/мин. Ресивер от 5 л. В обвязке (см. далее) не нужны предохранительный клапан и первичный манометр.
- Декоративно-художественная покраска аэрографом; накачка шин скутеров, мопедов и велосипедов; накачка надувной мебели и матрацев; продувка от пыли металлопластиковых окон и дверей. Агрегат – миникомпрессор для аэрографа или аквариумный для больших танков (более 200 л). Давление до 2,5-3 бар. Расход 15-40 л/мин. Ресивер от 2 л. Полная обвязка, смазка и регулярное техобслуживание не требуются.
На что способен холодильник – компрессор из него
Самодельный воздушный компрессор лучше делать на основе холодильного компрессорного агрегата; по крайней мере, первый среди своих конструкций подобного рода. С одной стороны, мастера, имеющие стабильный поток заказов на покраску больших площадей, зарабатывают достаточно, чтобы обзавестись хорошим заводским компрессором. С другой – им просто нет времени морочиться с самоделками. С третьей – «новый, хороший» холодильный агрегат с комплектующими и обвязкой к нему обойдется в разы дешевле, чем поршневой кривошипно-шатунный воздушный насос с электроприводом, передачей и надежным основанием (хотя далее мы рассмотрим и такие конструкции). И с четвертой – компрессор на основе холодильника позволит выполнять большинство работ на сжатом воздухе, с которыми приходится сталкиваться домашнему мастеру и/или автомобилисту.
Состав обвязки
Обвязки своих компрессоров любители-конструкторы чаще всего городят как придется из того, что под рукой. В смысле экономии денег такой подход до некоторой степени оправдан, но в итоге зачастую оказывается, что параметры, надежность и долговечность готовой конструкции оставляют желать лучшего. Между тем обвязку компрессора можно и нужно оптимизировать, руководствуясь след. принципами, хорошо известными техническим специалистам и, особенно, авиаторам:
- Сократить до минимально возможного количество разъемных соединений – ведь каждое из них это возможная утечка рабочего тела и очаг аварийности;
- Из п. 1 непосредственно следует – количество футорок (переходных втулок в резьбы на резьбу) свести к 0 (к нулю), т.к. каждая из них это лишнее соединение и расходы на покупку комплектующих, уменьшающих надежность изделия (в авиации – еще и лишний вес);
- Соединительные элементы обвязки выбирать однотипные с резьбой одного размера;
- Также минимизировать объем самостоятельных доработок комплектующих с возможностью их выполнения в домашних условиях без станочного парка;
- Суммарный объем и вес комплектующих обвязки должны укладываться в массогабариты посылки (напр. с Али Экспресс) для доставки в глубинку;
- И необходимо, чтобы все это совершенство можно было собрать «в железе» так, чтобы «железяки» не упирались друг в друга безысходно.
Примечание : любопытно, что у п. 2 есть полный аналог в программировании. Компьютерная программа на языке высокого уровня получается тем более производительной, устойчивой и удобной для пользователя, чем меньше в ней операторов безусловного перехода GOTO. Правда, написать более-менее пригодную для практических целей программу совсем без GOTO пока еще никому не удалось. А возможен ли самодельный компрессор совсем без футорок – это мы прямо сейчас и посмотрим.
Компрессор из холодильника снабжается оптимизированной обвязкой (входной и выходной) показанной на рис.:
Справа, покрупнее, показаны детали и узлы, которых обычно не бывает в мелких инструментальных и строительных магазинах. Возможность сборки «в железе» обеспечена тем, что тройники в ее процессе можно поворачивать вокруг осей. Выбор размера резьбы 1/2″ обусловлен тем, что переходники медь-резьба меньших размеров из приварных ниппелей с накидными гайками трудно сделать дома «на колене», см. далее. Следовательно, приборы и автоматику (поз. 12, 13 и 14 на рис.) нужно подбирать и заказывать с присоединительными резьбами такого же размера. Манометр и редуктор легче найти со штуцерами на 1/4″. Возможный вариант на такой случай – тройники приобрести на 1/4″, а обратный клапан взять с входом В1/2″ и выходом В1/4″ (на Али такие есть), но тогда внутренние потери давления в компрессоре будут больше.
Клапан для слива конденсата гораздо удобнее вентиля: подставил лоханку, нажал, потекло, чуть пшикнуло – отпустил, работаем дальше. Обратный клапан, не допускающий стравливания воздуха через обесточенный агрегат, лучше использовать уголковый пробковый, т.к. под давлением свыше 8-10 бар прямые пластинчатые клапаны все равно травят, а хороший «уголок» держит давление в ресивере до месяца.
Входные воздушные фильтры (грубой и средней очистки) на поток от 100-150 л/мин. Фильтры для компрессоров различной производительности есть в продаже, но в данном случае применимы менее дорогие сухие фильтры для мотоциклов и скутеров (не требующие заливки масла). Грубый фильтр разборный (для замены фильтрующего элемента); средний по выработке ресурса заменяется. Если от компрессора будет запитываться мини-аэрограф, то в разрыв расходного шланга включается еще и фильтр тонкой очистки воздуха (см. рис. справа). Для прочих работ ставить его не надо – проницаемость «тонких» фильтров невелика, и потери давления будут заметны.
Если в качестве ресивера применен баллон от огнетушителя типа ОУ, надобность в приварном ниппеле Н1/2” отпадает – на баллоне уже есть штатный штуцер с такой резьбой. Предохранительный клапан совершенно необходим – не забывайте, что даже в таком слабоватом компрессоре энергии накапливается почти столько же, сколько ее в подствольной гранате для АК-74!
По этой же причине прессостат (датчик давления с контактами на размыкание) нужно брать на давление срабатывания не выше 16 бар. Типовые значения давлений срабатывания/возврата (OFF/ON) прессостатов для хозяйственно-бытовых компрессоров 110/90 psi (16/13 бар, см. рис. слева). Допустимый ток через контакты для компрессора с агрегатом до 500 Вт – 5 А. Меньше нельзя, т.к. иначе вследствие особенностей запуска агрегата (см. далее) контакты скоро пригорят – прессостат в данной установке работает в качестве термостата холодильника. Редуктором устанавливают давление на выходе, необходимое для задействования рабочего инструмента. Заменять специальный редуктор для компрессора газовым бытовым ни в коем случае нельзя – редукторы газовых плит и котлов рассчитаны на миллибары давления (см. след. рис.).
Как герметически подвести медь к резьбе
Если у вас есть набор для обработки кондиционерных трубок (безопилочный труборез, трубогиб, шабровка (ример), концевые развертки) – не ворошите его понапрасну. Во-первых, трубки холодильного агрегата слишком тонкие. Во-вторых, мы будем работать по технологии несколько трудоемкой, но полностью исключающей попадание металлических опилок в насос (что почти всегда губительно для него).
Устройство приварного ниппеля с накидной гайкой показано на поз. 1 рис.:
С него для начала нужно снять гайку, а канал штуцера рассверлить до диаметра, на 0,2-0,3 мм большего внешнего диаметра трубки, и раззенковать, как показано на поз. 2. Сверловку можно сделать ручной дрелью даже на весу, удерживая штуцер пассатижами. Тогда сначала сверлят немного меньшим сверлом поочередно с обоих концов, пока не «проткнется». Затем канал проходят сверлом нужного диаметра и доводят, двигая штуцер туда-обратно по вращающемуся сверлу; на неформальном техническом жаргоне эта операция называется, простите, «железной мастурбацией». Как ни странно, то точность такой, еще раз простите, похабной обработки оказывается достаточной для получения газоплотного соединения.
Теперь нужно на агрегате найти воздушные трубки (см. далее). Их концы осторожно и по достаточно большому радиусу, чтобы не смялись, отгибают вертикально вверх. На трубки надевают гайки, затем штуцеры (не перепутайте – не свинтится!) и разворачивают концы трубок шариками от подшипников, как показано на поз. 3 и 4. Чтобы трубка при разворачивании не помялась, штуцер с гайкой сдвигают по ней подальше от конца. Трубку же под ним оборачивают 3-5 оборотами тонкого алюминия (0,25-0,35 мм) и удерживают пассатижами. Для получения развертки нужной ширины, возможно, придется поработать 2-мя шариками последовательно: сначала меньшим, потом большим, т.к. «тарелочка» на трубке должна быть на-глаз симметричной и лупить молотком по шарику почем зря нельзя.
Далее весь ниппель надвигают на конец трубки до упора. В гайку кладут широкую стальную шайбу с отверстием, равным или чуть большим просвета трубки, поз. 5. Предпоследняя операция – опрессовка: в гайку вворачивают тройник и туго-натуго затягивают. Гайки при этом удерживают рожковым или разводным ключом, а тройник «разводягой» или газовым.
И, наконец – герметизация. Тройник выворачивают, ниппель сдвигают назад по трубке. На ее конец снаружи на длину штуцера ниппеля наносят клей-герметик (см. выше). Ниппель сдвигают вперед до упора, промазывают гайку герметиком. Кладут обратно шайбу, капают герметика и на нее – переходник готов принять в себя следующее звено тракта.
Подготовка агрегата
Для подготовки компрессорного агрегата холодильника нужно его запустить и найти газовые трубки – всасывающую и выходную. Для запуска нужно найти или приобрести пусковое реле на номинальный рабочий ток агрегата плюс-минус 10%, т.к. при большем разбросе агрегат или не запустится, или будет очень слабо качать и скоро выйдет из строя.
Понять, почему так, поможет схема пускового устройства холодильника слева на рис.:
Обмотка теплового реле (термички) не силовая (тянущая), она греет биметаллическую пластину. В бытовые холодильные агрегаты по ряду причин ставят асинхронные моторы с индуктивным запуском. Действие пускового устройства для них (в широком употреблении – пускового реле) основано на 2-х явлениях. Первое – ток отпускания обычного электромагнитного реле в несколько раз меньше тока отпускания. Второе – пусковой ток мотора с индуктивным запуском (пока ротор не разогнался) в 2-2,5 раз больше его рабочего тока. Допустим, холодильник новый или полностью отогревшийся при разморозке. Тогда:
- При подаче напряжения от пускового тока мотора срабатывает электромагнитное реле (или просто реле) и подает напряжение на пусковую обмотку.
- Двигатель раскручивается, ток его потребления падает; агрегат заметно шумит, т.к. магнитное поле в статоре мотора сильно эллиптическое.
- Движок вышел на номинальные обороты; ток потребления уменьшился почти до рабочего.
- Реле отпускает, но мотор вращается – почти круговое магнитное поле при вращающемся роторе обеспечивается одной только рабочей обмоткой.
- Реле отпускает, ток потребления уменьшается до рабочего; агрегат работает почти бесшумно.
- Термичка тем временем греется. Спустя 5-20 мин биметаллическая пластина изгибается и размыкает цепь электропитания.
- Пусковой цикл повторяется, пока холодильник внутри не остудится до температуры, заданной терморегулятором. При этом термичка не будет успевать нагреваться во время прокачки хладоагента, и мотор агрегата перейдет под управление термостата.
Как видим, для нормальной работы компрессора холодильника необходимо довольно точное согласование параметров его агрегата и пускового реле, определяющий из которых – рабочий ток мотора. Именно поэтому запускать первый попавшийся компрессор от какого попало пускового реле нельзя.
Схема включения
Как включить компрессорный агрегат от холодильника для работы в воздушном компрессоре. Сетевые клеммы пускового реле L и N можно узнать по винтовым зажимам (их перемена не влияет на работоспособность агрегата); клеммы на мотор ножевые врубные. Клемма рабочей обмотки обозначается обычно W, пусковой (стартовой) S, а общая от точки их соединения C или G. Если обозначений нет или они непонятны, соотв. выводы можно вызвонить цифровым мультитестером на пределе 200 Ω или стрелочным на пределе 1х либо 0,1х:
- В пусковом реле клеммы N (вход) и W (выход) звонятся накоротко.
- С клеммы L выход C звонится с небольшим сопротивлением обмоток реле (несколько Ом).
- Выходная клемма S обесточенного пускового устройства не звонится никуда.
- В моторе между выводами S и W будет наибольшее сопротивление (тоже омы, так что лучше звонить цифровым тестером, стрелочные такие малые сопротивления «ловят» плохо»).
- Наименьшее сопротивление с оставшегося вывода C покажет пусковую обмотку, а промежуточное между ними – рабочую.
Ищем трубки
Занимаясь электропитанием агрегата, не вынимайте пока пробки-заглушки из его трубок. Разобравшись с пусковым устройством, включите агрегат на несколько сек (пока без прессостата), чтобы убедиться что запустился как надо. Если стоит или сильно шумит и трясется, попробуйте поменять местами провода S и W (у «китайцев» сопротивление пусковой обмотки может оказаться больше, чем рабочей).
Теперь выключаем и осматриваем агрегат – нам нужно найти и определить воздушные трубки. Всего их на «котелке» 3 (см. рис. справа). Та, которая пониже других, скорее всего заправочная для смазки. Ее пока не открываем, и снова на короткое время включаем насос. Качает? Тонкая легкая жесткая пластинка прилипает к срезу одной из верхних трубок, а от другой отскакивает – отмечаем их как входную и выпускную. Нет? Переставляем заглушку в любую из трубок и снова включаем. Максимум с 2-х проб нужные трубки будут найдены.
Примечание: не ищите вакуум в трубке пальцем – тянет сильно, может затянуть до крови!
Сколько нужно масла?
Компрессорные агрегаты бытовых холодильников выпускаются заправленными смазкой; хватает ее на несколько лет. Если компрессор нормально запускается и качает, но дребезжит и/или постукивает, смазку пора менять. Для этого отсоединяют выходную обвязку (входную с фильтрами не отключать!) и дают агрегату поработать до 2-3 мин, или пока не перестанет брызгаться маслом. Тогда его выключают и заливают прим. по 20 мл жидкой силиконовой смазки на каждые 100 Вт номинальной мощности. Подключают обвязку, включают компрессор. Слышны чавкающие звуки? Смазки слишком много – обвязку отключают и дают агрегату поработать, пока жирные «плевки» из выпускной трубки не сменятся мелкими брызгами. Обвязку подключают – компрессор снова готов к работе.
Видеопримеры компрессоров из холодильника
В конце данного раздела предлагаем посмотреть подборку видео об изготовлении самодельных воздушных компрессоров из холодильных агрегатов:
С ресивером из баллона огнетушителя:
Для накачки колес:
Мини компрессора с агрегатом от холодильника небольшого объема:
С автономным питанием
Для автомобилиста интерес может представлять мини-компрессор с питанием DC 12 В. Выносные автокомпрессоры для накачки шин питаются от бортовой сети машины через гнездо для прикуривателя, но все время гонять такой от аккумулятора или заводить мотор и жечь на него все дорожающий бензин накладно.
Стабилизированного электропитания выносному автокомпрессору не требуется, но его ток потребления не мал, более 16 А. Если есть возможность и нужные навыки, для питания такого компрессора можно сделать простейший сетевой блок питания (БП) из трансформатора AC 220V/12V на 200-270 Вт и выпрямительного диодного моста на 30 А. С мостом дело проще – и в провинциальных радиомагазинах на выбор предлагают мостики и диодные сборки до 50 А. Здесь главное – обратить внимание и на максимальное обратное напряжение; оно должно быть не ниже 40 В. Значительная доля сильноточных диодных мостов и сборок выполнена на диодах Шоттки. Их обратное напряжение ниже 25 В, а в двухполупериодном выпрямителе приложенное к одному вентилю обратное напряжение может достигать 2,7 от действующего напряжения вторичной обмотки.
С трансформатором дело хуже: новые типов ТП, ТПП и др. стоят дорого, а старые от телевизоров-«гробов», похоже, все уже при деле или утилизированы – в них же более 2 кг одной только меди. Тогда, возможно, удобнее будет запитать компрессор от компьютерного ИБП; в данном случае это не источник бесперебойного питания UPS, а импульсный блок питания.
Выбрать ИБП для питания автокомпрессора нужно по максимальному току в канале +12 В (см. рис.). Компрессору нужно, как правило, не менее 16 А, а чаще всего 20-24А; ИБП с таким +12 В каналом будет общей мощностью не менее 450 Вт. 12 В на 25 А дают мощность 300 Вт, но использовать ее запас нельзя – выпрямитель и стабилизатор +12 В не выдержат, в то время как каналы +5 В и +3,3 В (процессорный) будут простаивать.
Если нужный ИБП найден, к нему подключают разъем прикуривателя, как показано на том же рис. Желтые провода +12 В от ИБП соединяют не менее чем по 3-4 в пучок, как и черные GND (-12 В). Еще один черный провод и зеленый PC ON выводят на оперативный выключатель, а все остальные провода изолируют. «Родные» провода прикуривателя удаляют – они никак не рассчитаны на токи ок. 20 А в течение достаточно длительного времени.
Следующий момент – процедура запуска. Компьютерные ИБП «не любят» работы на холостом ходу. Хотя защита инвертора от перенапряжения в них есть, но фактически аварийный режим работы взамен штатного не увеличит надежности БП. Поэтому запускают/останавливают компрессор на 12 В от ИБП так: подключают его к разъему штатным соединителем. Затем проверяют, выключен ли на ИБП сетевой выключатель. Если нет – выключают. Далее включают шнур от ИБП в розетку, включают сетевой выключатель и тут же оперативный. Выключают установку сетевым выключателем, т.к. PC ON сигнал логический.
Примечание: для использования не по назначению низковольтный автокомпрессор достаточно снабдить ресивером, прессостатом и редуктором давления. О доработке автокомпрессора Калибр 1100 для прочих, кроме накачки шин, нужд, см. ролик ниже:
Настоящий мощный
Бортовые поршневые компрессоры грузовых автомобилей требуют довольно трудоемкой конвертации для отдельного использования и в дальнейшем регулярного техухода, но много производительнее «холодильных», а их выходное давление практически не зависит от частоты вращения, т.к. определяется степенью сжатия в цилиндрах. Это дает возможность подобрать электропривод с питанием от бытовой сети 220 В, см. далее. Частота вращения компрессора в таком случае ограничивается подбором диаметров шкивов передачи 400-500 об/мин, а производительность получается достаточной почти для всех указанных выше работ, кроме мощного пескоструя и покраски стен зданий. Обвязка, входная и выходная, остается такой же, как для компрессора из холодильника, с небольшим дополнением, см. далее
Наиболее пригоден для любительских целей компрессор от ЗИЛ-130; чтобы его раскрутить, достаточно мощности на валу приводного электродвигателя 700-800 Вт. Компрессоры Уралов, военных КАМАЗов, ЗИЛ-131 и неубиваемый, как сама машина, от «Захара» ЗИЛ-157 еще производительнее, но для их привода нужна мощность на валу привода от прим. 2,5 кВт. Однофазных электромоторов такой мощности вообще нет, а запустить 3-фазный нужной мощности от бытовой сети нереально – имеющиеся в широкой продаже пусковые конденсаторы не выдержат циркулирующей в цепи реактивной мощности. Да и выбору мотора для привода ЗИЛовского компрессора нужно уделить особое внимание – производительность всей установки зависит не только от его электрической мощности.
Электропривод
Читателю, безусловно, известен смысл фундаментальной в электротехнике величины cos φ. На всякий случай – для электрических машин переменного тока это аналог механического КПД. Чем мощнее мотор, тем в общем, выше его cos φ, но не более 1. КПД маломощных и микромощных электромоторов более определяется механическими потерями, и для них cos φ не указывается. Значение cos φ электродвигателей средней и большей мощности обозначается на их шильдиках, и умножением на него паспортной электрической мощности находится механическая мощность на валу мотора. Если, к примеру, cos φ электродвигателя на 1 кВт 0,86, то мощность на его валу будет 860 Вт. У электромоторов одинаковой электрической мощности, но разных электрических типов cos φ (для двигателей по 1 кВт) может меняться в пределах прим. 0,6-0,92. Соотв. будет меняться и производительность компрессора: в данном случае до 30% – немало.
Еще один важный в данном случае параметр может быть обозначен на шильдиках асинхронных моторов буквами В (высокое) или Н (низкое). Это – величина т. наз. скольжения ротора (запаздывания его проворота вслед за вращением магнитного поля статора). У синхронного двигателя на частоту 50 Гц (напр. с фазным или намагниченным ротором) частота вращения будет 3000, 1500, 750 или 375 об/мин в зависимости от количества пар/троек полюсов статора (1, 2, 3 или 4). У асинхронного двигателя она соотв. меньше. По умолчанию (без особого обозначения на шильдике) скольжение ротора предполагается высоким; прикинуть его на глаз можно по частоте вращения на холостом ходу: у моторов в низким скольжением она как правило выше прим. 2900 или 1420 об/мин; многополюсные моторы с низким скольжением не выпускаются. У двигателей с высоким скольжением частота вращения ниже прим. 2700, 1400, 700 или 350 об/мин.
У моторов с высоким скольжением довольно мягкая внешняя характеристика, т.е. они работают в достаточно широком диапазоне механических нагрузок и выносят перегрузку, уменьшая скорость вращения. Поэтому асинхронные электродвигатели с высоким скольжением более всего распространены, хотя их cos φ при электрической мощности 1 кВт редко бывает более 0,72-0,75. cos φ моторов с низким скольжением выше, до 0,9-0,92 при мощности 1 кВт, но их внешняя характеристика жесткая – от небольшой перегрузки мотор останавливается, а если сбросить ее избыток, то при однофазном питании сам опять не раскручивается, нужно повторять процедуру запуска. Однако в нашем случае (привод компрессора) эти недостатки обращаются в достоинства: если откажет автоматика, мотор не раскрутит насос до опасного давления на выходе, уйдет в останов. Это, разумеется не повод для отказа от предохранительного клапана и тем более прессостата.
Наконец, встречаются и асинхронные однофазные моторы с конденсаторным запуском на мощность до 1-1,2 кВт. Их cos φ как правило не выше 0,6-0,65, но по ряду причин (см. ниже) это оптимальный привод для самодельного поршневого компрессора.
Схемы подключения асинхронных электромоторов различных типов к однофазной сети 220 В 50/60 Гц даны на рис.:
Если вы нашли однофазный (слева) – вам повезло: вы здорово сэкономите на батарее конденсаторов и коммутационных приборах. За счет питания номинальным напряжением и мощность на валу будет не ниже, чем у конвертированных 3-фазных, а включать/выключать компрессор будет не сложнее и опаснее, чем настольную лампу. Главный выключатель I/O и кнопка останова Стоп в этом случае могут быть обычным тумблером или сетевым выключателем без устройство дугогашения. Штатное включение/выключение – главным выключателем, а кнопкой Стоп производят экстренный (менее чем за 1 оборот) аварийный останов мотора; нажимают ее кратковременно, на 1-2 сек. Выводы рабочей Wр и пусковой (точнее – фазосдвигающей) Wп обмоток однофазных асинхронных электромоторов часто не обозначаются, но их легко распознать на взгляд: выводы фазосдвигающей обмотки тоньше. Переключением концов любой из обмоток (при мощности до 1 кВт можно на ходу) меняется направление вращения.
Примечание : останавливать асинхронный электромотор, просто отключая рабочие конденсаторы, нерационально, а в нештатной ситуации и опасно – ротор еще довольно долго вращается, отдавая в сеть т. наз. возвратную мощность. Электрики-эксплуатанты ее очень не любят, и есть за что. Да и в доме «возвратка» ни к чему, т.к. дает бросок напряжения сети, а счетчик от нее накручивает лишнего. Останов мотора кратковременным закорачиванием обмотки, не подключенной непосредственно к сети электропитания, лишен этих недостатков.
По схеме треугольника (в центре на рис.) запускаются моторы как с низким, так и с высоким скольжением. Включение звездой (справа) дает существенную экономию на конденсаторах, но меньшую мощность на валу при той же электрической, и моторы с низким скольжением на мощность более 0,5-0,7 кВт в звезде часто «не заводятся».
Там и там начала обмоток обозначены «н», а их концы «к». Реально выводы обмоток обозначаются цифрами: нечетным начала, а следующими на ними четными концы. Так, выводы первой секции обмоток (обмоток в секции может быть больше одной, включенных синфазно) будут 1-2, второй 3-4, третьей 5-6.
Главный выключатель в обоих схемах – обязательно автомат или пакетник с встроенными дугогасителями. I/O и там, и там только включает мотор, а останавливают его кратковременным (не более чем на 3-5 сек) нажатием кнопки Стоп, иначе контакты I/O довольно быстро пригорают. Но по замыкании главного выключателя мотор не запустится: по его включении нужно также немедленно, и тоже кратковременно нажать Пуск. Останов, как сказано, кнопкой Стоп, после чего опять-таки без промедления выключается I/O. Если нарушать процедуры пуска/останова и тем более оставить мотор подключенным не запущенным, то может здорово бахнуть или даже загореться изоляция обмоток. Ну, а счетчик электричества в такой ситуации крутится «сломя голову»; современный чипованный может и «сдать» на РЭС: «А вот здесь бешеную реактивку гонят, спешите штрафовать!»
Примечание: не вздумайте выключать работающий от однофазной сети 3-фазный мотор, выдергивая вилку из розетки – плазма дуги сильно опалит руку, и возможна непоправимая порча зрения импульсом ультрафиолета и рентгеновского излучения.
Конденсаторы
Рабочие и пусковые батареи асинхронных электродвигателей набираются из масляно-бумажных конденсаторов типов МБГО или МБГЧ (см. рис.). Попытки заменить их гораздо более дешевыми и компактными пленочными бесполезны – только масляно-бумажные конденсаторы выдерживают циркулирующую в соотв. цепях реактивную мощность. И ни упаси боже включать для той же цели электролитические конденсаторы встречно-попарно: вся батарея может сразу грохнуть.
Механика
Серьезной доработки потребует и самый поршневой кривошипно-шатунный компрессорный агрегат. Дело в том, что электромотор от однофазной сети не раскрутит его до образования масляного тумана картере и циркуляции в масляной магистрали с фильтром. Так что в процессе эксплуатации компрессора придется регулярно проверять состояние масла и менять загрязненное (или доливать свежего взамен выработанного, когда расходный бачок опустеет).
Основные моменты доработки ЗИЛовского компрессора для автономного использования показаны на рис.:
Слева – общая схема: выход из картера в масляную магистраль заглушается резьбовой пробкой с резиновой прокладкой, а к ее входу в картер подключается расширительный бачок-сапун; он же – масляный резервуар. Обратный клапан магистрали (поз. 6 и 7 в центре) нужно удалить, а в нижних обоймах шатунов насверлить дополнительные отверстия (справа), чтобы черпали масло и без тумана. Желательно также заменить баббитовые вкладыши тонко шлифованными бронзовыми, это заметно увеличит производительность компрессора. К рубашке охлаждения цилиндров (опять – слева на рис.) нужно подключить змеевик из медной трубки так, чтобы получилась термосифонная СО (система охлаждения) и заполнить ее водой или автоантифризом. ЗИЛовский компрессор может достаточно долго работать и без охлаждения, но тогда потери давления из-за остывания воздуха в ресивере будут велики. О доработке компрессора ЗИЛ-130 на автономную работу см. подробное видеоруководство:
Видео: сборка компрессора от ЗИЛ-130
а о еще одном варианте самодельного воздушного компрессора на базе бортового автомобильного сюжет:
Мини для художественной аэрографии
Декоративно-художественной аэрографией занимаются с мини-аэрографом. Похож этот инструмент на большую чернильную авторучку с быстроразъемным воздушным соединителем и бачком для краски.
Дорогие аэрографы комплектуются микрокомпрессорами с адаптером электропитания (слева и в центре на рис.), но ничуть не худшие по качеству работы, однако вдвое-втрое более дешевые продаются без него (справа). Требования декоративно-художественного аэрографа к давлению и расходу воздуха более чем скромны (см. выше), так что запитать мини-аэрограф в принципе можно от любого воздушного компрессора с редуктором давления. Но зато им нужна глубокая очистка воздуха от пыли и полное отсутствие в нем паров смазки, поэтому воздушный компрессор для аэрографа лучше все-таки приобрести специальный (дорого) или сделать его самостоятельно.
Самое бюджетное в данном случае решение – аквариумный компрессор для танков емкостью от 200 л и глубиной от 60 см; в любом зоомагазине такие предлагаются на выбор. Обвязка не нужна – параметры сжатого воздуха вполне безопасны, но покупать там же тройники и шланги не надо – в данном применении аквариумные ненадежны. Хорошие прочные соединительные шланги получаются из трубок от комплекта для переливания крови (в нем же имеется отличный фильтр), а вся система собирается на паре тройников-елочек (см. рис справа) для шлангов с просветом 4-5 мм. В один тройник сводятся оба выхода компрессора, а при помощи другого подключается ресивер из пластиковой бутылки, как, напр. в конструкции, показанной здесь: