Первый затравочный
Итак, это будет первый затравочный пост из серии материалов о построении домашней малярки. Домашней - потому что задача размахиваться по площади так, чтобы красить автомобили - мы не будем, но при надобности сможем.
И одновременно, заниматься "деревенскими хитростями", то есть экономить 20 копеек на оборудовании и материалах, чтобы потом потерять 100 рублей на расходах обслуживания и потерянном времени - мы тоже не будем.
Словом, материалы будут о том, как за максимально короткий срок при вложении достаточно вменяемых денег получить свою собственную малярку, где можно показывать хорошие результаты.
Одновременно, я буду делиться своим собственным опытом. В том числе, насчет этих самых "деревенских хитростей", когда, например, сердце малярки, компрессорная станция, вполне себе эффективно может быть построена на почти бесплатных (нет) компонентах, однако ценой огромного вложения времени.
Пост заявляется как затравочный.
Поэтому начнем с азов.
Электропитание.Классы компрессоров и их особенности.
Почему зачеркнуто?
Потому что в жопу эти утренники. Сначала мы будем разбираться с азами физики ключевых элементов покрасочного процесса. А конкретно, для начала, объемами производства сжатого воздуха и тем, как именно правильно выбрать компрессор на основании будущего набора инструментов и стоящих перед маляркой задач.
Итак, поехали.
Цихверки на компрессорах.
Для начала разберемся, как производители компрессоров спасовали перед тупостью пользователей и даже не пытаются рассказать и объяснить, как именно их оборудование может выполнять ту или иную задачу.
Если мы возьмем любой среднестатистический компрессор, мы увидим в его паспорте, на яркой наклейке на корпусе, да где угодно, вполне вкусные цифры. Например, производительность в 500 литров, 600 литров, 400 в минуту и так далее.
Глядя на такую большую величину, мы переведем взгляд на коробку с покрасочным пистолетом. И увидим, что (цифра от балды, для устройств класса LVLP, примерно и на память) устройство хочет кушать от 175 до 230 литров в минуту.
И радостно, со слюнями на глазах, предположим, что взяв в магазине какую-нибудь игрушку прямого привода с производительностью 400 литров в минуту - мы быстро и без проблем покроем потребности лучшего в мире покрасочного пистолета.
Но хрен там плавал.
Производительность компрессора, которая указана на его корпусе и в его документации - это выход воздуха из "головы" при нулевом сопротивлении. То есть, в самом начале цикла накачки ресивера, если грубо.
Что происходит в реальности.
Вы включаете компрессор.
Он начинает гордо выдавать свою паспортную производительность.
При этом поршня в его цилиндрах ходят на полную амплитуду, объем "горшков" поступает в ресивер полностью. Данный пункт приведен для понимания механики работы.
Давление в ресивере растет.
Для того, чтобы подать новую порцию воздуха в ресивер, поршень должен создать превышающее давление.
Простая механика выглядит так: если при первичном нулевом сопротивлении ресивера в начале работы поршня ходят на полную амплитуду, то при давлении 1 атм они сокращают свой рабочий/полезный ход в два раза (грубо). Половину траектории поршень вынужден сжимать воздух для уравнивания давления с ресивером, а уже потом "проталкивать" его. То есть объем перекачки воздуха падает ровно вдвое.
Итак, уже при давлении в 1 "сопротивляющуюся" атмосферу в ресивере производительность компрессора резко падает. Почти вдвое.
Фактически, пока дело дойдет до давлений, необходимых для эффективной работы покрасочного пистолета (а напомню, нормальные цифры по техническим условиям для большинства красок ставят нижнюю границу на уровне 2,2-2,3 атм) - компрессор может оказаться тупо не способен обеспечить нужную производительность.
Но объяснить это пользователям на пальцах никто не может. Даже менеджеры, продающие эти самые компрессоры. Ну как сказать пользователю, что чудесный компрессор, на котором написано 600 литров, на "верхушке" давлений от 9 до 10 атм выдает всего 55 литров в минуту?
Ключевая постановка задачи
Компрессор для малярки нужно выбирать по производительности. Но не той, которая написана на его корпусе или паспорте, а той, которую он будет показывать в конкретном цикле рабочих давлений.
Посмотрим, что это такое и с чем это едят.
Когда вы стартуете процесс выброса краски из краскопульта, вы должны обеспечить ему номинальное рабочее давление. Для простоты примем эту цифру равной 2 атм. При этом давление в ресивере нас интересует только в разрезе двух вещей:
Баланс между объемом ресивера и производительностью компрессора на рабочем цикле давлений должен гарантировать нам подачу нужных объемов воздуха на давлении 2 атм в течение среднестатистического времени окрашивания одной детали.
Баланс между объемом ресивера и производительностью на рабочем цикле должен обеспечивать рекомендованный производителем режим охлаждения компрессора.
То есть. Если вы красите небольшие детали и можете обеспечить компрессору достаточно пауз для охлаждения и создания давления в ресивере - отлично. Можно обойтись без ухищрений.
Но. Стоит обратить внимание, что я так и не обозначил, так сказать, цифровых пределов для этого самого рабочего цикла давления.
Здесь его каждый для себя определяет эмпирически, прежде всего, на основании требований будущего набора краскопультов. Если вы не собираетесь ставить рекорды мелкодисперсного распыления - облегчите работу компрессора.
Например. Из изложенного выше понятно, что чем больше давление в ресивере - тем больше напрягается двигатель компрессора. Но самое главное - тем больше тепла выделяется при каждом цикле работы поршневой группы. Почему? Потому что она вынуждена все сильнее сжимать воздух, в результате чего выделяется тепло. И все это происходит при непрерывном падении производительности, что важно. То есть - всеми этими "напрягами" и "до упора до десятки" компрессор занимается совершенно бесполезно, бесплатно и с вредом для своего срока службы.
Для понимания, как выбрать рабочий диапазон, приведем простейший пример.
У нас есть компрессор, не дешман за 10000, а средняя машинка с претензиями на выносливость, с ресивером 100 литров.
У нас есть покрасочные пистолеты и мы работаем красками, которые по техничке требуют 2 -2.2 атм в голове для распыления.
Наши пистолеты "едят" в среднем 175 литров воздуха в минуту.
Механика работы оборудования будет следующей: компрессор на вершине рабочего цикла набирает давление и останавливается. Мы начинаем красить. Давление в ресивере падает. В какой-то момент оно падает до предела, где двигатель компрессора включается. Процесс окрашивания продолжается, затем останавливается, а компрессор продолжает работать. А затем устройство останавливается и цикл можно повторять.
Типовая схема работы домашней малярки с мелкосерийной обработкой деталей, не так ли?
И здесь мы видим простой путь. Компрессору совсем не обязательно работать в "магазинном режиме". То есть, качать до 8-10 атм, как это отрегулировано производителем.
Для наших задач с пистолетами 2,2 атм может быть достаточно меньших величин рабочего цикла давления. В сущности, эта цифра может быть 4 атм.
Смотрим, что происходит при таком сознательном снижении нагрузок на оборудование.
Простейшая эмпирическая формула, по которой можно вычислить производительность компрессора на конкретном давлении, выглядит как "паспортная / давление". Если будем подстраховываться, то даже "давление+1". То есть на 4 атмосферах реальная производительность падает в 4-5 раз. Простейшая формула на то и простейшая, чтобы ориентироваться на самые негативные показатели. Но для подбора "на глазок" она вполне годится.
Имея требование пистолета в минимальное потребление, например, 175 л/мин - мы можем задать технический минимум для узла поставки воздуха, то есть компрессора. В идеале, он будет именно таким, 175. Но на практике мы должны учитывать разброс механики.
Разброс механики работы связки пистолет - компрессор заключается в следующем: на верхнем пределе рабочих давлений компрессор может "не дотягивать" и выезжать за счет накопленного объема ресивера. А вот близко к рабочему давлению пистолета устройство уже обязано гарантировать искомые 175 или выше.
Для простоты. На уровне 4 атм компрессор может выдавать 120 литров в минуту. Но на уровне, близком к 2,5 - уже должен делать 175 литров.
Беря в расчет эту самую простейшую эмпирическую формулу приведения реальной производительности к нарисованной на корпусе - можно понять, что для эффективной и беспроблемной работы пистолета с рабочим давлением 2.2 атм - нам понадобится компрессор производительностью 525 литров в минуту и выше (ориентируемся на средину рабочего диапазона в 3 атм).
Теперь мы с чистым сердцем можем ограничить верхний предел рабочего давления на самом компрессоре. Зачем? А чтобы упростить работу устройства, уменьшить его износ, выделение тепла и прочее. Пистолету, из которого вылетает воздух с давлением 2.2, совершенно похрен, сколько у вас в ресивере, 10ка или четверка, ему важно получить после.регулятора 2.2 и нужные объемы поставки.
Поэтому, ограничивая верхний предел давления, мы достигаем следующего:
компрессор быстрее заканчивает рабочий цикл и останавливается;
меньше выделение тепла;
ресурс компрессора увеличивается;
при использовании масляных и прочих типов компрессора значительно упрощаются задачи по фильтрации и осаждению примесей из рабочего тела.
Самыми простыми словами, на практике, это выглядит так: когда вы включаете компрессор, он достигает четверки давления за минуту (допустим). До шестерки ползет уже три. А до восьмерки, обливаясь кровью, лезет еще дольше. Но фактически, для работы пистолета - нам уже не нужно даже шестерки. Нам достаточно, чтобы компрессор быстро, оперативно, без перегрева дал нам четверку для запаса и гарантировал, что на тройке даст достаточную производительность воздуха.
Беда в том, что базовые регуляторы на компрессорах не позволяют так тонко настраиваться. Например, у устройств с пределом 8 атм - автоматика на борту позволяет снизить верхний предел до шестерки. Но самые технически подкованные пользователи способны понять, что можно поменять блок автоматики, поставить его класса 4-6 атм. Естественно, потеряв гарантию на изделие, то есть компрессор в целом
Краткий вывод
Что из этого сумбура, где действительно сложно разложить по полочкам сразу все, даже в таком мелком секторе построения обвязки покрасочной, нужно вынести.
Производительность компрессора должна выбираться по реальным условиям его работы.
Производительность компрессора на конкретном давлении не соответствует заявленной в паспорте.
Компрессор и объем его ресивера (в том числе внешнего) выбирается по условиям работы и среднестатистическому расходу воздуха на типовую операцию окрашивания.
Ну и напоследок о формуле вычисления производительности на отдельной цифире давления. Ее можно вычислять так, как я указал - на глазок. Можно тупо оттестировать компрессор, то есть замерить, за сколько времени он набирает каждую следующую единицу давления (здесь все просто, объем ресивера известен, делим его на секунды накачки 1 атм и получаем искомое). А можно поискать данные реальных тестов от производителя или энтузиастов.
В конце приведу пару видео, где народ производит измерение реальной производительности воздуха научными методами и на коленке с приемлемой точностью.
Однако особо отмечу, что во втором видео производится усредненный "длинный" расчет на диапазонах с нуля. То есть 0-2, 0-4, 0-6 и так далее. Если его немного развернуть и использовать приведенные цифры временных интервалов для расчетов коротких рабочих диапазонов в виде 2-4, 4-6, 5-6 - результаты будут более удручающие.