Sprężarki tłokowe to jeden z najważniejszych i najbardziej powszechnych rodzajów sprężarek, które są wykorzystywane w wielu różnych dziedzinach przemysłu. Działają na zasadzie suwu tłoka, który kompresuje powietrze, które jest następnie magazynowane w zbiorniku. Istnieje wiele różnych rodzajów sprężarek tłokowych, które różnią się konstrukcją, sposobem działania i zastosowaniem.
Podział ze względu na ilość tłoków
Sprężarki tłokowe są jednym z głównych rodzajów sprężarek mających zastosowanie gospodarcze. Wykorzystują suw tłoka do kompresji powietrza. Istnieją różne rodzaje sprężarek tłokowych, które różnią się konstrukcją, sposobem działania i zastosowaniem.
Sprężarki jednocylindrowe są to najprostsze rodzaje sprężarek tłokowych, które składają się z jednego cylindra i jednego tłoka. Są one stosunkowo niedrogie i łatwe w konserwacji, ale są mniej wydajne niż inne rodzaje sprężarek tłokowych. Sprężarki dwucylindrowe zbudowane są z dwóch cylindrów i dwóch tłoków, co zwiększa ich wydajność. Wszędzie tam, gdzie wymagana jest duża wydajność działania układu sprężania powietrza, stosuje się sprężarki trójcylindrowe. Jeszcze jednym rodzajem sprężarek są sprężarki z układem dwustopniowym. Stosuje się w nich dwa stopnie kompresji, co pozwala na jeszcze większą wydajność i mniejsze straty energii. Są one często wykorzystywane w najbardziej wymagających układach.
Sprężarki olejowe i bezolejowe
Wśród sprężarek tłokowych wyróżniamy sprężarki tłokowe olejowe oraz bezolejowe. Różnią się one głównie tym, że w przypadku sprężarek olejowych do smarowania ruchomych części tłoka oraz uszczelnień wykorzystywany jest olej, a w drugim przypadku nie. Olej pełni również funkcję chłodzącą, a także pomaga w usuwaniu zanieczyszczeń z układu. Z drugiej strony, w sprężarkach bezolejowych nie ma potrzeby stosowania oleju, co sprawia, że są one bardziej przyjazne dla środowiska i energooszczędne. Ponadto, sprężarki bezolejowe wymagają mniejszej ilości konserwacji, co oznacza niższe koszty eksploatacji. Jednak, ze względu na brak smarowania olejem, sprężarki bezolejowe mogą wymagać częstszych wymian elementów takich jak uszczelki czy tłoki, co może wpłynąć na koszty serwisu. W zależności od potrzeb wybór między sprężarką tłokową olejową a bezolejową powinien być dokonywany na podstawie specyfiki zastosowania, kosztów eksploatacji oraz ochrony środowiska.
Stosowanie oleju do uszczelniania elementów sprężarki wiąże się też z tym, że w pewnym stopniu zanieczyszcza on sprężane powietrze. Konieczne jest więc stosowanie dodatkowych urządzeń filtrujących. Ma to szczególnie duże znaczenie przede wszystkim w przypadku zakładów, w których sprężone powietrze wykorzystywane jest do pneumatycznego napędzania urządzeń o dużej wrażliwości, które w kontakcie z olejem mogłyby ulec awarii albo nawet zniszczeniu.
Filtr separujący, który usuwa ze sprężonego powietrza nie tylko olej, ale również wilgoć, zwykle składa się z kilku warstw materiału filtracyjnego. Powietrze filtrowane jest również przez filtr końcowy, który zatrzymuje drobne cząstki i zanieczyszczenia. Filtry te wymagają regularnej konserwacji i wymiany, aby zapewnić skuteczność i wydajność systemu. Dobrze zaprojektowany i skuteczny system filtracji jest kluczowy dla zapewnienia czystego i bezpiecznego powietrza do użytku między innymi w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym czy medycznym. Sprężarki tłokowe bezolejowe obecnie coraz częściej produkuje się z użyciem nowoczesnych materiałów, które ograniczają tarcie pomiędzy poszczególnymi elementami urządzenia. Są to przede wszystkim różnego rodzaju tworzywa sztuczne.
Podział sprężarek tłokowych w zależności od konstrukcji tłoka
Sprężarki tłokowe podzielić można też w zależności od tego, jak działa tłok. Sprężanie powietrza może następować tylko przy ruchu tłoka w jednym kierunku albo w obu. W tym drugim przypadku wydajność jest znacznie większa w stosunku do ilości zużywanej energii elektrycznej. Sprężarki z tłokami dwustronnymi stosowane są przede wszystkim do zasilania urządzeń, które do działania potrzebują sprężonego powietrza pod dużym ciśnieniem. Urządzenia takie wykorzystuje się między innymi w górnictwie i przemyśle wydobywczym.
Sprężarki tłokowe pionowe i poziome
Wśród sprężarek tłokowych wyróżnia się dwa rodzaje ze względu na układ cylindrów: pionowe i poziome. Różnią się one ułożeniem cylindrów względem podłoża, co ma wpływ na ich kształt, wielkość i wykorzystanie w różnych aplikacjach. Sprężarki pionowe mają cylindry ustawione pionowo, a tłok przesuwa się w nich od góry do dołu. Dzięki takiemu ułożeniu sprężarki te zajmują mniejszą powierzchnię, a ich wysokość jest większa, co umożliwia zainstalowanie większej liczby cylindrów na niewielkiej przestrzeni. Sprężarki tłokowe pionowe są często stosowane do sprężania powietrza w małych i średnich zakładach produkcyjnych, warsztatach, garażach samochodowych, gdzie przestrzeń jest ograniczona.
Sprężarki tłokowe poziome mają cylindry ustawione poziomo, a tłok przesuwa się w nich w osi poziomej. Taki układ cylindrów umożliwia większą wygodę obsługi, w tym łatwiejszy dostęp do cylindrów i układu napędowego. Sprężarki poziome są zazwyczaj stosowane do zastosowań takich jak: produkcja przemysłowa, produkcja chemiczna, przetwórstwo żywności i przemysł ciężki. Ich większa wydajność i wytrzymałość umożliwiają pracę w bardziej wymagających warunkach. Ostatecznie, wybór między sprężarką tłokową pionową a poziomą zależy od indywidualnych wymagań co do wydajności, wielkości i ustawienia sprzętu w miejscu pracy.
Podział sprężarek tłokowych ze względu na zastosowanie
Sprężarki tłokowe dzieli się też w zależności od ich mocy i wydajności na przemysłowe i urządzenia o mniejszych rozmiarach. Sprężarki przemysłowe mają zazwyczaj większą ilość cylindrów i wykorzystuje się je do napędzania urządzeń pneumatycznych w przemyśle. Mniejsze urządzenia świetnie sprawdzają się w warsztatach samochodowych, zakładach stomatologicznych (wykorzystuje się je na przykład do napędzania wiertarek dentystycznych i podobnych narzędzi) czy w warunkach domowych.