???????
?????? Dental Market
?????? Dental Labor
???????
??????? ????????
???????? 2012
?????/????????
??????

????????????
??????

???????????? ?????? ?? ?????? ??????????? ??? ????????????????? ???????

Статья основана на анализе и обобщении публикаций по данному вопросу в технической и медицинской литературе, а также на личном опыте автора по созданию и распространению медицинской техники

Практические советы по выбору компрессора для стоматологической клиники

Ф. А. Бронин, к.т.н., Президент «ООО ФИРМА БСТ-3»

Статья основана на анализе и обобщении публикаций по данному вопросу в технической и медицинской литературе, а также на личном опыте автора по созданию и распространению медицинской техники.


Тема выбора источника сжатого воздуха для стоматологического оборудования является актуальной для специалистов стоматологических поликлиник. Наиболее часто приходится решать следующие вопросы:
• Как правильно определить потребность в сжатом воздухе,
• как на основании полученных данных рассчитать оптимальные характеристики компрессора,
• может ли компрессор малой производительности, оснащенный большим ресивером, заменить компрессор большей производительности с меньшим ресивером,
• чем различаются входные и выходные параметры компрессора.

Как видите, нюансов много. Поэтому важной задачей является грамотный выбор компрессора. Иногда к нам в фирму приходят клиенты и спрашивают: «Скажите, есть ли у вас в продаже компрессор с пятидесятилитровым ресивером?». А ведь это аналогично тому, что покупку автомобиля начинать с вопроса о емкости его бензобака. Не из этого надо исходить при выборе компрессора.

Исходить нужно из потребностей.

Объем потребления

Перед тем, как покупать компрессор, нужно по возможности более точно подсчитать количество потребителей сжатого воздуха в своей клинике, определить их рабочие параметры (давление и расход воздуха) и предполагаемый режим работы.

Рабочие параметры стоматологического оборудования указываются в его паспорте. Однако, если это оборудование зарубежное, получить полные и достоверные данные весьма трудно. Для облегчения этой задачи приводим в табл.1 рабочие параметры зарубежных стоматологических установок, получивших широкое распространение на отечественном рынке. Данные получены от фирмы Schulz (Бразилия), которая изготавливает компрессоры для стоматологических поликлиник.

Давление в таблице выражено в барах, Иногда встречаются и другие единицы для измерения давления (МПа, кг/см2, PSI), Соотношения между ними следующие:

1 бар = 0,1 МПа = 1,02 кг/см2 = 14,5 PSI

Таблица 1. Кликните для увеличения

Так как оборудование используется в работе не непрерывно, а периодически, меняется и текущее потребление воздуха. Для определения характеристик компрессора необходимо ориентироваться на усредненное значение потребности в сжатом воздухе. Чтобы ее рассчитать в случае группового потребления воздуха несколькими установками, нужно всех потребителей воздуха разбить на группы по одинаковому потреблению. Далее следует, исходя из опыта эксплуатации и знания технологии, оценить коэффициент использования оборудования (Kисп) который равен отношению времени фактической работы оборудования за рабочий день к продолжительности последнего. Для определения потребности в сжатом воздухе по каждой группе оборудования проводят расчеты по формуле

Vp = m • q • Kисп
где Vр – расчетный максимальный расход воздуха;
m – число одинаковых потребителей воздуха в группе;
q – расход воздуха каждым потребителем группы;
Kисп – коэффициент использования.

Затем суммируют полученные результаты. При определении требуемого расхода воздуха необходимо и учесть коэффициент одновременности работы всех потребителей сжатого воздуха (К0), который показывает, какая часть присоединенного к воздушной сети оборудования работает одновременно. В таблице 2 приведены средние значения коэффициента одновременности (К0)

Таблица 2. Кликните для увеличения

Учет этого коэффициента осуществляется умножением его на полученное расчетное значение максимального расхода воздуха по всем потребителям.

Сказанное выше касается только тех специалистов, которые приобретают компрессор впервые. Если Вы уже используете источник сжатого воздуха, который по каким-либо причинам не удовлетворяет потребностям Вашей клиники, например, в связи с ростом количества потребителей или увеличившейся интенсивностью работ, нужно, зная технические характеристики используемого компрессора, включая объем ресивера, сформулировать конкретные требования к его работе. Например, если компрессор не обеспечивает требуемый расход воздуха, экспериментально установите, за какой период времени давление в ресивере падает от максимального до минимального (время между остановом и включением компрессора).

Этих данных достаточно, чтобы в фирме, ориентированной на поставку компрессоров, Вам бы подобрали оптимальный, с точки зрения соотношения надежности и цены, компрессор. Если Вы знаете такую фирму и доверяете ее сотрудникам и при этом не хотите вникать в технические вопросы, связанные с выбором компрессора, то на этом можно закончить чтение этой статьи.

Для тех же, кто хочет подойти к выбору компрессора осознанно – двигайтесь с нами дальше.

Критерии выбора

При выборе компрессора, прежде всего надо определиться с его техническими характеристиками, далее надо выбрать класс компрессора и его конструктивное исполнение (принцип действия).

Правильный Выбор компрессора подразумевает удачное соотношение следующих параметров:
• Максимальное рабочее давление;
• Объемная производительность;
• Объем ресивера.

Если ошибиться с любым из этих параметров, компрессор выйдет из строя раньше установленного для него срока или будет использоваться неэффективно.

Стоматологические компрессоры делятся на классы:
• полупрофессиональные;
• профессиональные.

Принадлежность к тому или иному классу в первую очередь определяет ресурс и допустимый режим работы компрессора.

По принципу действия все компрессоры, которые используются в стоматологии, можно разделить на две большие группы:
• поршневые;
• винтовые.

Принцип действия компрессора определяет его стоимость, массу, трудоемкость обслуживания, КПД, срок службы и производительность.

К дополнительным вопросам, которые следует решать при выборе компрессора, относятся:
• стоимость;
• выбор фирмы изготовителя;
• сервис и выбор поставщика.

Рассмотрим эти и некоторые другие вопросы последовательно.

Рабочее давление и объемная производительность

Рабочее давление – это давление воздуха на выходе из компрессора. Для того, чтобы не покупать неоправданно дорогой компрессор, в рассуждениях можно идти от обратного, т.е. от характеристик оборудования.

Итак, выбор компрессора определяется в первую очередь, рабочим давлением оборудования, который подключается к компрессору, а также его расходом воздуха. Таким образом, если рабочее давление, например, слюноотсоса стоматологической установки Gnatus (см. табл. 1) составляет 5,6 бар, то максимальное давление компрессора не должно быть меньше, чем 7,6 бар. Это вызвано тем, что система автоматического регулирования давления всех компрессоров настроена таким образом, что обеспечивает поддержание давления в ресивере с допуском 2 бар от максимального значения. Это означает, например, что в процессе работы компрессора с максимальным давлением 8 бар, давление на выходе может изменяться в диапазоне от 6 до 8 бар. Полученное максимальное давление необходимо немного скорректировать в сторону увеличения на потери в трубопроводах, арматуре и фильтрах.

С выбором компрессора по расходу воздуха вопрос несколько сложнее. Ясно, что для обеспечения необходимого расхода воздуха компрессор должен иметь требуемую производительность. Производительность – это важнейшая характеристика любого компрессора. Как правило, производительность указывают в литрах в минуту (л/мин). Значение этого параметра необходимо подбирать, как указано выше (по усредненному значению потребности в сжатом воздухе).

Здесь полезно знать следующее. Масса воздуха, перекачиваемая компрессором в единицу времени, есть величина постоянная. Однако производительность принято определять не в массовых, а в объемных единицах. Дело в том, что воздух сжимаем. Это означает, что одна и та же масса воздуха может занимать разный объем в зависимости от давления. Причем, как это следует из известных газовых законов, эти два параметра (давление и объем) находятся в обратной зависимости. Применительно к компрессору это будет означать, что с ростом давления в ресивере (на выходе компрессора) его объемная производительность уменьшается.

Но если объемная производительность компрессора есть величина переменная, зависящая от его выходного давления, то какая же цифра указывается в технических характеристиках? Как установлено государственным стандартом, производительность компрессора – это объем воздуха, выходящий из него, пересчитанный на физические условия всасывания. Обычно физические условия всасывания на входе в компрессор соответствуют нормальной температуре 20°С и давлению в 1 бар.

Кстати, на нормальные условия пересчитывают и параметры потребителей сжатого воздуха, чтобы привести их к общему знаменателю с характеристиками компрессора. Поэтому если в паспортных данных на стоматологическую установку указан номинальный расход 75 л/мин, то это означает, что при рабочем давлении стоматологическая установка за минуту потребляет такое количество воздуха, которое при нормальных условиях заняло бы объем равный 75 литров.

Производительность компрессора определяют по выходу или входу. В первом случае это реальные цифры, определенные экспериментально, во втором – это расчетная величина, которая всегда завышена (например, для поршневого компрессора это рабочий объем цилиндров, умноженный на частоту циклов сжатия). Отечественный ГОСТ на объемные компрессора предполагает указание в технических характеристиках данных по выходу, зарубежные же стандарты позволяют приводить цифры по входу. Поскольку эти две величины могут сильно различаться, рекомендуем всегда интересоваться при покупке компрессора, что именно имеется в виду. Чтобы пересчитать производительность по входу в реальную производительность, ее умножают на коэффициент производительности (Кпр), который всегда меньше единицы и обычно составляет 0,5–0,8. Узнать значение этого коэффициента при покупке компрессора также необходимо.

Ресивер

Чтобы понять назначение и роль ресивера, придется рассмотреть принцип действия поршневого компрессора. Электродвигатель вращает напрямую коленчатый вал, а тот в свою очередь через шатуны передает движения поршням в одном или нескольких цилиндрах. Качающейся узел в сборе принято называть компрессорной головкой, сжатый воздух из которой подается в ресивер. При сжатии воздуха выделяется тепло, и температура воздуха на выходе компрессора может достигать 150°С, что приводит к нагреву деталей компрессора. Если тепло не отводить, то это приведет к уменьшению зазоров в узлах трения, и как следствие к их преждевременному износу или в худшем случае заклиниванию и немедленному выходу компрессора из строя. Это учитывается при проектировании компрессора. Для отвода тепла применяют принудительный обдув компрессорной головки. Для этого используют вентилятор электродвигателя. Чтобы повысить эффективность охлаждения, корпус головки изготавливают из материалов с высокой теплопроводностью, а ее наружную поверхность выполняют оребренной. Эти меры просты и дешевы, но недостаточны для того, чтобы обеспечить непрерывную работу поршневого компрессора. Поэтому поршневой компрессор изначально рассчитывается на эксплуатацию с обязательным наличием перерывов, необходимых для обеспечения требуемых режимов охлаждения компрессорной головки.

Количественно режим эксплуатации оценивается коэффициентом внутрисменного использования (Кви), показывающим какую часть времени компрессор способен работать непрерывно без перегрева. В зависимости от конструкции компрессора этот коэффициент колеблется в широких пределах, но всегда меньше единицы. В технике определяют три вида режимов компрессора: кратковременный (Кви=0,15), непродолжительный (Кви=0,5) и продолжительный (Кви=0,75).

Чтобы обеспечить требуемый режим эксплуатации компрессора нужно соблюсти правильный баланс между объемной производительностью компрессора и средним потреблением воздуха. Эти параметры связаны между собой через коэффициент, зависящий от класса компрессора, который всегда больше единицы. Это означает что подача компрессора (Подача компрессора – отношение объема подаваемого воздуха ко времени), должна быть всегда больше, чем среднее потребление воздуха. Производя сжатого воздуха больше, чем расходуется, компрессор сам создает себе задел, позволяющий ему время от времени прекращать работу. Но если подача компрессора превышает потребление воздуха, то где хранится запасенный впрок сжатый воздух? Функцию хранения запасенного сжатого воздуха выполняет ресивер. В этом заключается наиважнейшая роль ресивера наряду со сглаживанием пульсаций давления, демпфированием пиковых нагрузок и охлаждением сжатого воздуха.

Отсюда следует и понимание того, каким должен быть объем ресивера. Может сложиться мнение, что чем больше емкость ресивера, тем лучше для компрессора. Это мнение ошибочно. Дело в том, что для наполнения ресивера до максимального давления, когда автоматика отключит компрессор, требуется немалое время. При необоснованном увеличении объема ресивера компрессор для его восполнения будет работать непрерывно и при этом может выйти из допустимого режима работы.

Объем ресивера связан как с производительностью компрессора, так и с характером потребления воздуха. В среднем объем ресивера считается выбранным правильно, если компрессор способен его наполнить за 3–4 минуты. Для практической оценки требуемой емкости ресивера также можно исходить из правила, что в большинстве случаев оптимальным является объем ресивера в 1 л на каждые 2–4 л/мин производительности компрессора.

Таким образом, объем ресивера должен быть таким, чтобы при эксплуатации данный компрессор работал в режиме внутрисменного использования, на который он рассчитан. В противном случае компрессор будет работать неэффективно, а это приведет к преждевременному выходу из строя. Выше указывалось, что не существует поршневых компрессоров, у которых Кви= 1. Поэтому, если Вы замечаете, что ваш компрессор на протяжении длительного времени работает без перерывов – это верный признак того, что он подобран неправильно и вскоре выйдет из строя. Дело в том, что часто будущие неприятности закладываются еще на этапе выбора и приобретения компрессора. Поэтому так важен выбор оборудования с такими параметрами, которые обеспечат его работу в нужном режиме.

Кстати, если компрессор начал работать без перерывов, а до этого работал нормально, то это признак того, что детали компрессора превысили допустимый предел износа. Эксплуатацию такого компрессора надо немедленно прекратить и приступить к его ремонту.

При покупке компрессора следует обратить внимание еще на один важный вопрос, связанный с ресивером. Дело в том, что в компрессорах для стоматологии ресивер изнутри покрывают многослойной эмалью, что уменьшает вероятность размножения микроорганизмов и исключает коррозию на его внутренней поверхности. Поэтому обязательно спрашивайте при покупке компрессора, имеет ли ресивер внутреннее покрытие.

В зависимости от ресурса работы и допустимого режима компрессоры для стоматологии можно разделить на два больших класса: полупрофессиональные и профессиональные. При этом отметим, что подобная классификация применяется в данной статье только для поршневых безмаслянных компрессоров. Однако мы вначале рассмотрим компрессоры, которые мы не рекомендуем применять в стоматологических клиниках, а именно так называемые бытовые компрессоры.


Следующая страница (2/2) Следующая страница

Дата публикации: 30/11/2005
Прочитано: 4351 раз
Дополнительно на данную тему:
????????????????? ???????: ???????? ?????? ???? ???????????
??????????? ??????????? ??? ????????????????? ??????
????????? – ??????????? ??????? ??? ????? ?? ?????????????
????????????????? ????????? — ??? ??? ? ???????? ??????
????????????????? ?????????: ??????? ????? ? ?????
????????, ????? ? ??????? ?????????????
????????????? ????????????? ?-6 ? ?-7 ? ??????? ????????????????? ?????????????
??????????? ??????????????? ????? PLANMECA
??????????? “Bio-Art” ? ??????? ?????
????????? ?????????????????? ???????? ? ???????? ???????????


<<Подписаться на журнал>>]