Винтовой компрессор устройство и принцип работы: Что такое винтовой воздушный компрессор описание: как устроен компрессорный агрегат и его принцип работы

Винтовой компрессор: устройство и принцип работы

С каждым днем все больше и больше предприятий отказываются от привычных поршневых моделей в пользу винтовых. Чтобы понять, оправданный ли это выбор, сначала нужно разобраться с тем, что из себя представляет винтовой электрический компрессор.

Итак, как и поршневой, винтовой агрегат имеет три основных узла: элемент сжатия, двигатель и ресивер. Сначала разберемся с ними.

Элемент сжатия

Принцип его работы достаточно прост: в корпусе блока расположена пара роторов: ведущий и ведомый, при их вращении происходит уменьшение воздушной камеры и смещение ее от всасывающей стороны к выпускной. В результате уменьшения размеров камеры и происходит сжатие воздуха.

Помимо высокого КПД подобного способа сжатия, к преимуществам такого элемента сжатия стоит отнести очень высокий ресурс – капитальный ремонт роторов, при правильной эксплуатации, потребуется не ранее 40 000 моточасов! А после ремонта по своим техническим характеристикам будет полностью соответствовать заводским параметрам, т. е. после капремонта пара не изменяет своих технических характеристик.

Это обусловлено тем, что рабочие части роторов не касаются друг друга в процессе работы, взаимодействуя посредством масляной ванны. А изнашиваются только подшипники, после замены которых блок становится «как новенький». Это одна из основных причин, которые позволяют считать такие установки самыми надежными из современных источников сжатого воздуха.

 

Двигатель

Может быть как электрическим так и внутреннего сгорания. Остановимся на электрике.

Однофазные электрические роторные компрессоры на 220В на российском рынке практически отсутствуют.

Почти все установки имеют мощность свыше 3 кВт, и, следовательно, просят 380В и 3 фазы.

Электрические таких установок ничем особенным не отличаются, в основном это обычные асинхронные движки на 3000 об/мин.

 

 

 

 

Частотный регулятор производительности

Отдельного внимания заслуживают установки с частотным регулятором, предназначенным для контроля производительности. Их стоимость,  в среднем, на 30% выше своих простых собратьев. Но подобные вложения с лихвой окупаются на тех предприятиях, где расход сжатого воздуха очень нестабилен.

Например: на предприятии в понедельник работают все станки и расход воздуха равен 10 000 л/мин, но в среду на предприятии происходит совершенно другой техпроцесс и задействуются не все станки, в результате чего требуется не более 5000 л/мин. В остальные дни потребление сжатого воздуха тоже разница. И так происходит постоянно.

В таком случае, использование винтового компрессора производительностью 10 м3/мин, не оборудованного частотными регулятором, чревато следующими последствиями:

— в дни низкого расхода воздуха излишне мощный для сегодняшних задач будет постоянно включаться и выключаться, потребляя при этом огромное количество электроэнергии.

 

Стоит учитывать, что пусковые токи гораздо выше рабочих, что приведет не только к перерасходу электроэнергии, но и к повышенному износу всех электрических частей установки. Если в тех же условиях использовать агрегат с частотным преобразователем, то в дни максимального расхода сжатого воздуха он будет работать на 100% своих возможностей, а в дни пониженного расхода частотный регулятор будет уменьшать количество сжимаемого воздуха, регулируя частоту вращения электродвигателя. Что позволит не только избежать энергозатратных пусков/остановок, но и снизить потребление электроэнергии в процессе работы.

В Европе, учитывая высокие цены на электроэнергию популярны частотные регуляторы начиная с 11 кВт, в России же, при мощности электродвигателя менее 55 кВт никто об экономии даже не думает.

 

Воздухосборник

Следующий основной – ресивер, он же воздухосборник.

Многие потенциальные покупатели роторных установок думают, что ресивер им не нужен, да и непрофессиональные продавцы поддерживают данное заблуждение.

Основа заблуждения в том, что люди, привыкшие к поршневым компрессорам и примерно понимая их принцип работы, знают, что поршневому воздухосборник нужен:

  • во-первых,  для выравнивания пульсации сжатого воздуха
  • во-вторых – дня накапливания воздуха, т. к. ввиду отсутствия системы охлаждения не может работать непрерывно.

 

 

 

Отличия от поршневых

В отличие от поршневых компрессоров, такая установка даёт ровный поток воздуха и способна работать непрерывно.

А это значит, что не требуется выравнивания пульсации и, в случае равенства потребления сжатого воздуха и производительности винтового компрессора, в накоплении сжатого воздуха тоже нет необходимости.

Отталкиваясь от этого, многие приходят к выводу, что ему ресивер вовсе не нужен. Это не так.

Не стоит забывать, что роторные модели имеют полноценную систему охлаждения – радиатор, состоящий из двух контуров: по одному проходит воздух, по второму – масло.

В пневмосистеме без ресивера, в случае резкого перекрытия крана подачи воздуха, в контурах охлаждения возникает разница давления, приводящая к повышенным вибрациям, которые разрушают сварные соединения радиаторов.

 

Неправильная эксплуатация

Один показательный случай из нашей практики произошел со «счастливым обладателем» 37 кВт агрегата, используемого для пескоструйной установки.

Нерадивый продавец не посчитал нужным предложить покупателю ресивер. В результате за 1 год было заменено 2 радиатора.

После окончания гарантии владелец «винтовика» обратился к специалистам нашего сервисного центра, которые «с порога» определили причину «плохих радиаторов», не увидев в пневмолинии между компрессором и пескоструйной установкой воздухосборника.

После установки ресивера проблемы с радиаторами предсказуемо исчезли.

Винтовой компрессор: принцип работы и действия, устройство

Принцип винтового компрессора был запатентован шведским инженером Лисхольмом в 1932 году. На протяжении многих лет винтовые компрессоры значительно совершенствовались конструктивно и технологически, хотя и до сих пор этот тип компрессорных машин достаточно сложен в изготовлении и требует специальной высокоточной технологии нарезки роторов, обеспечивающей точность изготовления до 10 микрон. Сейчас среди наиболее распространенных типов компрессоров винтовые являются самыми предпочтительными и прочно занимают нишу в диапазоне производительностей компрессоров от 1 до 50 м3/мин.

Принцип винтового компрессора был запатентован шведским инженером Лисхольмом в 1932году. На протяжении многих лет винтовые компрессоры значительно совершенствовались конструктивно и технологически, хотя и до сих пор этот тип компрессорных машин достаточно сложен в изготовлении и требует специальной высокоточной технологии нарезки роторов, обеспечивающей точность изготовления до 10 микрон. Сейчас среди наиболее распространенных типов компрессоров винтовые являются самыми предпочтительными и прочно занимают нишу в диапазоне производительностей компрессоров от 1 до 50 м3/мин.

По характеристикам надежности, долговечности, и моторесурсу до 40000 моточасов, компактности и по массе винтовой компрессор значительно, более чем в 2,5 раза превосходит поршневую машину. Кроме того винтовой компрессор является полностью уравновешенным, не производит больших вибраций и не нуждается в серьезном фундаменте, нормальные рабочие температуры внутри винтовых компрессоров не превышают 80-900С, поэтому такие компрессоры наиболее безопасны и безаварийны. По своим удельным энергетическим характеристикам 5,8-6,2 кВт/м3 современный винтовой компрессор ни в чем не уступает поршневым машинам.

Рабочими органами винтового компрессора являются высокоточные, рационально конфигурированные винты с передаточным отношением 5:6, которые вращаются внутри корпуса. Корпус имеет цилиндрическую расточку в форме восьмерки и специально спрофилированные окна всасывания и нагнетания. Нагрузки от роторов воспринимаются осевыми и радиальными подшипниками качения. В мультипликаторном варианте для получения оптимальной скорости вращения ведущего винта 4000-6000 об/мин служит повышающая передача, состоящая из шлифованных косозубых зубчатых колес. В компрессорах прямого привода вращение осуществляется непосредственно за ведущий винт.При взаимном вращении роторов воздух засасывается во внутренние полости компрессора, которые затем уменьшаются в объеме и сжимают воздух.

В маслозаполненных винтовых компрессорах внутрь рабочей полости сжатия впрыскивается большое количество масла 8-10 л/м3/мин, которое загромождает технологические зазоры и тем самым герметизирует компрессор. Кроме того масло отводит теплоту сжатия, охлаждая компрессор, смазывает механизм движения и глушит шум. В отличии от поршневых машин, в винтовых маслозаполненных компрессорах за счет такого внутреннего охлаждения становится возможным получать высокие степени сжатия до 12 кгс/см2 даже в одной ступени.

Для очистки сжатого воздуха от масла на нагнетании винтового компрессора устанавливается маслоотделитель (сепаратор). Сжатый воздух, проходя через циклон и фильтр маслоотделителя очищается от аэрозолей масла и подается потребителю очищенным с содержанием масла не более 0,035 г/м3.

Схема ременной привод компрессора винтрового

Условные обозначения:

1 Воздушный фильтр. 2 Впускной клапан. 3 Винтовой блок. 4 Маслобак (первичный сепаратор). 5 Сепаратор тонкой очистки. 6 Комбинированный радиатор. 7 Обратный клапан. 8 Вентилятор радиатора с эл. двиг. 9 Масляный фильтр. 10 Главный электродвигатель. 11 Ременная передача.  12 Комбинированный блок со встроенным термостатом и клапаном мин. давления.

Схема прямой привод

Условные обозначения:

1 Воздушный фильтр. 2 Впускной клапан. 3 Винтовой блок. 4 Маслобак (первичный сепаратор). 5 Внутренний сепаратор. 6 Комбинированный радиатор. 8 Вентилятор радиатора с эл. двиг. 9 Масляный фильтр. 10 Главный электродвигатель. 11 Прямая передача (муфта). 13 Термостатический клапан. 14 Клапан мин. давления

Атмосферный воздух через воздушный фильтр (1) и впускной клапан (2) поступает в винтовой блок (3), который является сердцем винтового компрессора. Здесь он смешивается с маслом, для охлаждения и уплотнения зазоров, циркулирующим по замкнутому контуру, и образовавшаяся воздушно- масляная смесь нагнетается с помощью винтового блока в пневмосистему. Первичное разделение масла и воздуха происходит в маслобаке (4). Предварительно очищенный от масла воздух проходит доочистку в сепараторе тонкой очистки или во встроенном внутреннем сепараторе (5).

Затем через охлаждающий комбинированный радиатор (6) сжатый воздух поступает на выход компрессора. Основной поток масла из маслобака возвращается в винтовой блок через масляный фильтр (9). Масло, в зависимости от температуры, проходит либо по малому кругу, либо по большому кругу через комбинированный радиатор (6). Регулировка осуществляется с помощью термостата, встроенного в комбинированный блок (12) либо термостатическим клапаном (13). Отделившееся масло в сепараторе тонкой очистки (5) отводится в винтовой блок (3). Винтовой блок(3) приводится в движение главным электродвигателем (10) посредством ременной (прямой) передачи (11). Комбинированный радиатор (6) обдувается воздухом с помощью вентилятора (8)

Описание технологии винтовых компрессоров

Как работают винтовые воздушные компрессоры?

В современном промышленном оборудовании винтовой компрессор является одной из наиболее широко используемых технологий. Винтовые компрессоры, известные своей надежностью и универсальностью, являются основой многих промышленных процессов и приложений. Эта надежная технология подходит для решения множества сложных отраслевых задач, без которых предприятия по всему миру столкнулись бы с операционными трудностями и проблемами эффективности.

Существует два основных принципа сжатия в воздушных компрессорах. Одним из них является принцип положительного смещения. Существует множество типов компрессоров, использующих этот метод, наиболее популярными из которых являются винтовые компрессоры.

Буксируемый компрессорный блок, в котором производится сжатый воздух

Принципы работы


Как следует из названия, ротационные винтовые компрессоры используют вращательные движения для сжатия воздуха. Внутри компрессора имеется набор роторов с наружной и внутренней резьбой. Они будут спроектированы по-разному, так что при вращении в унисон между ними будет задерживаться воздух. Охватываемый ротор имеет выпуклые лепестки, а охватывающий ротор имеет вогнутые полости; таким образом, они могут сцепляться друг с другом, не касаясь друг друга, для достижения сжатия. Кроме того, охватываемый ротор будет иметь немного меньше лепестков, чем охватывающий, что означает, что он будет вращаться быстрее, эффективно приводя в движение охватывающий ротор.

В отличие от поршневых компрессоров, использующих тот же принцип сжатия, винтовой элемент не оснащен клапанами. Таким образом, он может работать при высокой частоте вращения вала, при этом отсутствуют механические или объемные потери, создающие дисбаланс. Это означает, что винтовая технология может сочетать большой расход с компактной, компактной конструкцией.

Шаг за шагом Винтовая операция

  1. Открывающий клапан всасывает газ в камеру компрессора. В камере расположены два винтовых ротора; когда машина включена, они будут вращаться с высокой скоростью.
  2. При вращении крыльчатки захватывают и изолируют воздух в полостях между роторами, тем самым перемещая воздух по камере.
  3. Камера уменьшается в размерах и отодвигается от открывающего клапана. По мере уменьшения объема давление увеличивается.
  4. Повышение давления, в результате чего воздух конденсируется.
  5. Давление воздуха приводит к открытию нагнетательного клапана компрессора, что позволяет сжатому воздуху поступать в ресивер или другой накопительный бак.
  6. Воздух сжимается и может подаваться к последующему оборудованию, такому как осушители и водомасляные сепараторы, для осушения и удаления загрязнений.

Посмотрите видео, чтобы увидеть этот процесс в действии:


Каковы преимущества винтовых воздушных компрессоров?

В качестве предпочтительной технологии для широкого спектра применений винтовые компрессоры могут многое предложить клиентам:

Непрерывная работа — Возможность непрерывного потока воздуха и повышения давления, их не нужно отключать и выключать, а также нет рабочего цикла. Это означает, что они могут работать непрерывно, практически без простоев.

Простота обслуживания — Поскольку подвижных и соприкасающихся частей очень мало, износ сведен к минимуму. Увеличенные межсервисные интервалы снижают затраты на техническое обслуживание и делают любые плановые проверки и ремонты быстрыми, легкими и беспроблемными.

Высокая производительность — Винтовые компрессоры могут работать в сложных условиях, поскольку они имеют высокую скорость воздушного потока и могут работать при экстремальных температурах. Это означает, что они могут легко и эффективно управлять пневматическими инструментами и тяжелым оборудованием.

Энергоэффективность . Эти надежные машины, выдержавшие испытание временем, производят меньше тепла и сохраняют больше энергии, чем другие модели. Эти конструктивные особенности означают, что они обеспечивают нулевую потерю производительности с течением времени, что снижает стоимость жизненного цикла компрессора.

Низкий уровень шума — Бесшумная работа обеспечивается небольшими размерами блоков и отсутствием движущихся частей, что делает их пригодными для установки в точках использования.

 

Винтовые модели с масляной смазкой

Компрессоры с масляной смазкой, которые иногда называют ротационными винтами с масляным впрыском, используют смазку в камере сжатия для охлаждения и смазки элемента компрессора. Смазка помогает сформировать уплотнение, а также обладает отличным шумопоглощающим эффектом.

Компрессоры с масляной смазкой надежны, выносливы и эффективны, что делает их пригодными для различных производственных процессов. Последующее оборудование, такое как масляные фильтры и осушители, может удалять любое масляное загрязнение из конечного продукта, создавая чистый поток сжатого воздуха, пригодный для строительных работ, управления отходами, добычи полезных ископаемых, переработки и многих других целей.

Компания CompAir разрабатывает и производит полный спектр смазываемых винтовых воздушных компрессоров мощностью от 2 до 250 кВт с расходом воздуха от 0,24 до 47 м3/мин и диапазоном давления от 5 до 13 бар.

 

Безмасляные винтовые модели

Безмасляные компрессоры не используют масло в камере сжатия, что эффективно устраняет риск загрязнения. Когда чистота воздуха имеет решающее значение для вашего бизнеса и даже минимальное количество загрязняющих веществ может нарушить ваш технологический процесс и даже испортить конечный продукт, безмасляные модели обеспечивают душевное спокойствие. Для очистки воздуха от загрязнений доверяйте безмасляным винтовым компрессорам.

Ultima от CompAir предлагает чистый воздух, сертифицированный по стандарту ISO-8573-1 Class Zero, с гарантией. В Ultima используются сухие винтовые блоки низкого и высокого давления, которые приводятся в движение двигателями с регулируемой скоростью, что обеспечивает непревзойденный уровень энергоэффективности. Инновационный дизайн компактен, экономит место и не снижает производительность. Фактически, его площадь на 37% меньше, чем у обычного двухступенчатого безмасляного компрессора!

Другие продукты в нашем безмасляном ассортименте включают винтовые компрессоры серии DH с водяным впрыском, которые обеспечивают 100% чистоту воздуха для клиентов. В этой модели высококачественная вода используется для смазки, охлаждения и герметизации компрессора вместо масла. Полностью удаляя масло из процесса, вы можете гарантировать выход сухого воздуха, который идеально подходит для целого ряда отраслей промышленности с жесткими требованиями, таких как химическая, фармацевтическая и пищевая промышленность. Для применений, где сжатый воздух вступает в непосредственный контакт с продуктом, серия DH является фантастическим выбором.

Другим выбором является серия D винтовых сухих компрессоров с фиксированной и регулируемой скоростью. Эти двухступенчатые модели были разработаны для обеспечения безопасной и надежной работы в самых сложных ситуациях. Обеспечивая современную производительность при низкой стоимости жизненного цикла, серия D является фантастическим дополнением к любой промышленной компрессорной установке.

Подходит для различных применений и отраслей промышленности

Многие предприятия полагаются на винтовые компрессоры в повседневной работе.

Они отлично подходят для тяжелых промышленных операций из-за отсутствия рабочего цикла и прочной конструкции. Распространенными отраслями, в которых винтовые пневматические системы поддерживают вас, являются такие производственные отрасли, как автомобилестроение, пивоварение, упаковка пищевых продуктов, аэрокосмическая промышленность, строительство и другие. Они идеально подходят как для небольших, так и для крупномасштабных операций, поскольку могут работать в самых разных условиях, что делает их идеальным выбором для многих профессионалов.

  • сопутствующие товары
Сопутствующие товары

Принцип работы винтового компрессора

Благодарим вас за представление. Ваша персонализированная домашняя страница доступна здесь. Вы можете редактировать свой выбор в любое время.

Ваша персонализированная домашняя страница доступна здесь. Вы можете редактировать свой выбор в любое время.

Вы можете персонализировать свой опыт в любое время во время вашего визита.

Т.Дж. Эстес / 30 июля 2020 г.

Машины часто представляют собой сочетание простоты и сложности; это, безусловно, относится к ротационному винтовому воздушному компрессору. Простые по конструкции, но точно спроектированные для обеспечения высокой эффективности, винтовые воздушные компрессоры являются трудоголиками промышленного мира. Они обеспечивают постоянный запас энергии в течение всего дня, каждый день, без перерыва. И при правильном размере они являются одной из наиболее эффективных форм подачи сжатого воздуха.

Как работает винтовой воздушный компрессор?

Принцип действия двухвинтового компрессора был разработан в 1930-х годах. Двойные элементы компрессоров включают в себя охватываемую и охватывающую части, вращающиеся в противоположных направлениях. Воздух заполняет пространство между роторами, и по мере их вращения объем между ними и окружающим корпусом уменьшается, сжимая или сжимая воздух в меньшее пространство; длина, шаг винта и форма выпускного отверстия в совокупности определяют степень сжатия. Кроме того, нет клапанов или других механических сил, которые могут вызвать дисбаланс, что позволяет винтовому компрессору работать на высоких скоростях, сочетая большую производительность с небольшими внешними размерами — он обладает хорошей производительностью для своего размера.

Безмасляные винтовые компрессоры по сравнению с винтовыми компрессорами с впрыском масла

Винтовые воздушные компрессоры доступны в двух основных технологиях: безмасляные и с впрыском масла. Вот разбивка:

Безмасляные винтовые компрессоры

Внешние шестерни синхронизируют положение винтовых элементов, вращающихся в противоположных направлениях, и, поскольку роторы не соприкасаются и не создают трения, смазка внутри камеры сжатия не требуется. . В результате сжатый воздух не содержит масла. Прецизионная конструкция корпуса сводит к минимуму утечку (и падение) давления со стороны нагнетания на вход. А поскольку степень внутреннего давления ограничена разницей температур воздуха между впускным и выпускным отверстиями, безмасляные винтовые компрессоры часто имеют несколько ступеней и промежуточное охлаждение для максимального достижения давления. Коробка передач, приводящая механизм в действие, содержит смазочные материалы; Безмасляный относится к самой камере сжатия, а подаваемый воздух не содержит посторонних примесей, кроме тех, которые изначально присутствуют в воздухе, проходящем через впуск.

Винтовые компрессоры с впрыском масла

В винтовых воздушных компрессорах с впрыском жидкости жидкость впрыскивается в камеру сжатия для выполнения следующих задач: охлаждение и смазка движущихся частей элементов компрессора; охлаждать сжимаемый в камере воздух; и помочь свести к минимуму утечки от возврата в камеру во время разряда.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *