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

alexxlab | 13.06.1995 | 0 | Разное

Винтовой компрессор: принцип работы

   Их изобрел и запатентовал шведский изобретатель Альф Лисхольм еще в 1932 году и являются одним из самых распространенных типов оборудования для производства сжатого воздуха.

Винты винтового механизма компрессора
 
Устройство винтового компрессора
 
 Винтовой блок компрессора — основная рабочая часть устройства. Он состоит из двух идеально подогнанных друг к другу параллельно расположенных роторов (для их изготовления используются технологии высокоточной нарезки, и отклонение по размерам не может превышать 10 микрон). Один винт имеет выпуклый профиль, другой — вогнутый. В процессе вращения расстояние между лопастями сокращается, что ведет к компрессии воздуха и повышению давления внутри устройства. 

Винтовой блок компрессора

Устройство винтовой пары
  
 Конструкция винтовой пары зависит от разновидности компрессора.

В масляных (маслозаполненных) установках один винт — ведущий, второй — ведомый. При этом для исключения трения в роторную пару постоянно впрыскивается минеральное или органическое масло, которое смазывает конструкцию и способствует ее охлаждению. Такие компрессоры могут долгое время работать без пауз, у них длительный срок службы, однако встает вопрос очистки производимого сжатого воздуха от масляных примесей.

   Безмасляные агрегаты в свою очередь делятся на установки сухого сжатия и компрессоры с водозаполнением. В водозаполненных устройствах масло заменено на воду. В безмасляных компрессорах оба винта оснащаются электромоторами и синхронно вращаются, не контактируя между собой. Путь подачи воздуха и путь масла, используемого для смазки остальных частей компрессора в таких установках не пересекаются, что позволяет получить на выходе воздух высокого качества — однако длительность непрерывной работы у таких компрессоров меньше, чем у масляных, а винтовая пара изнашивается быстрее.

 

Безмаслянный винтовой компрессор Remeza ВК 75 2,5

Ключевые принципы работы винтового компрессора 

  В зависимости от разновидности компрессора и особенностей модельного ряда конкретного производителя конструкция устройства может отличаться, однако ключевые принципы работ остаются неизменными. Рассмотрим работу винтового компрессора на примере масляного устройства.

   1. Атмосферный воздух поступает в компрессор через вентилятор и входной всасывающий воздушный фильтр, позволяющий очистить воздух от пыли, грязи, твердых частиц и других примесей. Фильтрация может быть и многоступенчатой — в таком случае воздух сначала проходит через предварительный фильтр воздухозаборника, а затем поступает на фильтр, находящийся у входного клапана. Входной клапан оснащен пневмоуправлением, и регулирование его работы позволяет варьировать производительность компрессора или переключать его на холостой режим работы. Наличие клапана позволяет при остановке компрессора избежать выбросов масла и сжатого воздуха.

   2. Воздух поступает в винтовой блок. Вращение винтов от электромотора обеспечивается при помощи ременной или муфтовой передачи, в ряде моделей для этой цели используются редукторы. Скорость вращения является регулируемой — при ее повышении производительность компрессорной установки растет, однако максимальное рабочее давление падает.

   3. Воздушный поток поступает в маслоотделитель, где закручивается в вихреобразный поток. Под действием центробежной силы частицы масла отделяются. Маслоотделительный фильтр завершает процесс очистки, позволяя избавиться от остаточных паров смазочного материала. Отработанное масло поступает на масляные фильтры, которые очищают его от примесей и возвращают на винтовую пару. Для охлаждения горячего масла используются термостаты, оснащенные охлаждающими радиаторами и специальные маслоохладительные резервуары.

   4. Сжатый воздух поступает в воздухоохладитель, где его температура снижается до той, которая необходима потребителю. В процессе охлаждения воздух еще и осушается — сконденсированная влага оседает и впоследствии удаляется посредством сливных устройств.

   Компрессорные установки оснащаются реле давления (в современных высокотехнологичных установках они могут заменяться электронной системой управления), что позволяет установке работать в автоматическом режиме.

   Такой принцип действия обеспечивает винтовым компрессорам целый ряд преимуществ. Расход масла у них в разы меньше, чем у поршневых установок — соответственно, и качество производимого воздуха даже у маслозаполненных компрессоров значительно выше. Кроме того, такие компрессоры отличаются пониженным уровнем вибраций и шума — что в сочетании с компактностью и разумным весом делает возможной их установку непосредственно в рабочих помещениях, причем без обустройства фундамента. Винтовые компрессоры — надежное, безопасное и достаточно простое в эксплуатации оборудование с большими межсервисными интервалами, а наличие автоматизированных систем управления позволяет ему работать в полностью автономном режиме.

Устройство и принцип работы воздушного винтового компрессора

Вот уже более двух веков сжатый воздух является неотъемлемой составляющей большинства технологических процессов. На начальном этапе для его производства использовали поршневые компрессорные установки. Но в 1934 году шведский инженер Элиот Лисхольм запатентовал новый тип оборудования — винтовой компрессор. За то время, которое прошло с момента изобретения устройства, его конструкция неоднократно дорабатывалась, что позволило значительно увеличить мощность и производительность. Впрочем, общий принцип действия установок остался неизменным.

Устройство и принцип работы воздушно-винтового компрессора

Если сравнить поршневую и винтовую установку, то легко заметить, что вторая отличается не только большей эффективностью, но и конструкционной сложностью. Основными элементами агрегата являются:

• воздушный фильтр, который находится в непосредственной близости от всасывающего клапана и предназначен для очистки воздуха;
• входной клапан, регулирующий работу компрессорной установки переходом на холостой ход;
• винтовой блок, состоящий из ведущего и ведомого ротора, которые вращаются навстречу друг другу;
• двигатель — в зависимости от типа оборудования может быть как электрическим, так и внутреннего сгорания;
• шестеренчатый или ременный привод, передающий движение от двигателя на роторы компрессорной установки.

Кроме перечисленных выше элементов, в конструкцию входят фильтры и охладители масла, реле давления и предохранительный клапан, термостат и концевой охладитель, а также другие комплектующие.

Что касается принципа действия, то в его основе лежит способность роторов при вращении всасывать воздух. Газ специальным образом подготавливают (очищают от примесей, смешивают с маслом, охлаждают), а затем подают в отсек, в котором находятся роторы. Рабочие поверхности винтов и корпус образуют камеры, объем которых изменяется при вращении роторов. За счет этого происходит сжатие воздуха. Далее он попадает в сепаратор, где происходит очистка от масла. После этого очищенный сжатый газ подают потребителям.

Виды винтовых компрессоров

Компрессорное оборудование винтового типа имеет широчайшую сферу применения, причем в каждом направлении требуются особые характеристики. К примеру, на промышленных предприятиях, испытывающих потребность в больших объемах сжатого воздуха, важна производительность оборудования, а для строительных работ на первом месте находится мобильность установок, используемых для подключения пневмоинструмента.

Это обуславливает разнообразие агрегатов, которые можно разделить на несколько групп в соответствии с такими параметрами, как:

• Заполнение камеры. По этому признаку различают маслозаполненные компрессоры и установки сухого сжатия. Первые имеют низкий уровень шума, однако в обязательном порядке должны быть оснащены сепаратором. Вторые более шумные, но производят качественный сжатый воздух, не имеющий примесей масла.
• Рабочая среда. Помимо воздушных компрессоров, получивших наибольшее распространение, сегодня востребованы газовые установки, которые используют для сжатия аммиака, водорода, кислорода и других газов. Менее известны многоцелевые и многослужебные компрессоры. Первые работают с воздухом и газами попеременно, вторые — одновременно.
• Питание и степень автономности. По данному параметру все компрессоры можно разделить на два типа — автономные и требующие наличия электросети. Первые работают за счет привода от двигателя внутреннего сгорания (чаще всего дизельного), поэтому подходят для эксплуатации на строительных площадках, горнодобывающих предприятиях и т. д.

Примеры оборудования

Все модели

Плюсы и минусы винтовых компрессоров

Сравнивая поршневые и винтовые агрегаты, нельзя не отметить такие преимущества последних, как:

• экономичность в расходе топлива и масла;
• компактные размеры и небольшой вес;
• надежность и долговечность;
• способность длительное время работать в автономном режиме;
• низкий уровень шума;
• КПД на 25% выше, чем у поршневых агрегатов аналогичной мощности.

Впрочем, есть у винтовых компрессоров и определенные недостатки. Прежде всего, это конструкционная сложность, затрудняющая обслуживание и ремонт агрегата. Также стоит отметить и более высокую стоимость комплекта оборудования.

Как выбрать винтовую компрессорную установку?

Правильный выбор — залог долгой и бесперебойной работы любого устройства. Это утверждение справедливо и для воздушно-винтовых компрессоров. Планируя купить оборудование, обратите внимание на следующие параметры:

• тип двигателя — электрический (220 и 380 В) или дизельный;
• максимальная степень сжатия воздуха;
• наличие встроенной системы подготовки воздуха;
• рекомендуемый режим работы — эпизодический или постоянный.

Важно! Для того чтобы выбрать установку, необходимо определить цель покупки, а также место и условия эксплуатации. Поэтому в каждом конкретном случае рекомендации по подбору техники будут разными.

Нашем каталоге винтовых компрессоров представлено более 4000 различных моделей. Если вы сомневаетесь с выбором компрессора, рекомендуем обратиться за помощью к специалистам ГК «Энергопроф». Наша компания более 9 лет работает в сфере продажи компрессорного оборудования и имеет представительство, как в Москве, так и в других крупных городах РФ. Чтобы получить подробную консультацию и помощь в выборе подходящего агрегата, свяжитесь с нами по телефону: 8 (800) 333-47-93.

Как работает винтовой компрессор? – Воздушные компрессоры – Подготовка воздуха

Винтовые воздушные компрессоры относятся к типу объемных ротационных компрессоров и благодаря своей надежности, длительному сроку службы и универсальности широко используются во многих отраслях промышленности. По сравнению с поршневыми компрессорами они в целом более эффективны и универсальны. Узнайте принцип работы винтового компрессора.

Темы

• Принцип работы винтового компрессора
• Принцип работы винтового компрессора со смазкой

Прежде всего, рассмотрим винтовой компрессорный элемент. Элемент состоит из двух роторов, которые выглядят как спирали, каждая из которых имеет разную форму и количество «канавок» / «зубьев» (обычно один с 4 и один с 6 зубьями). Проще говоря, в этот винтовой элемент всасывается атмосферный воздух, который по мере продвижения по роторам сжимается.

Винтовой элемент (блок) состоит из двух роторов, похожих на спираль с большим подъемом с разным количеством зубьев. Наиболее обычное соотношение зубов обычно 4:6. По мере продвижения воздуха по роторам воздух сжимается, так как объемное пространство между зубьями ротора уменьшается в направлении от всасывания к выпуску.

Наиболее распространенным типом винтовых компрессоров являются масляные компрессоры с впрыском масла. Для процессов, чувствительных к качеству сжатого воздуха, используются компрессоры без смазки. Процесс сжатия в случае компрессора со смазкой происходит следующим образом:

Воздушный контур:
Воздух всасывается через фильтр и открытый впускной клапан в элемент компрессора и сжимается. Смесь сжатого воздуха и масла поступает в воздушный ресивер/маслоотделитель через обратный клапан. Воздух выпускается через выпускной клапан через клапан минимального давления и воздухоохладитель. Во время работы под нагрузкой клапан минимального давления поддерживает давление в резервуаре сепаратора выше минимального значения, необходимого для смазки. Встроенный обратный клапан предотвращает попадание сжатого воздуха после клапана в атмосферу во время работы без нагрузки. Когда компрессор останавливается, обратный клапан и впускной клапан закрываются, предотвращая попадание сжатого воздуха (и масла) в воздушный фильтр.

Масляный контур:

В воздушном ресивере/маслоотделителе большая часть масла удаляется из воздушно-масляной смеси за счет центробежного действия. Остатки масла удаляются маслоотделителем. Масло собирается в нижней части воздушного ресивера/маслоотделителя, который служит маслобаком. Масляная система снабжена термостатическим перепускным клапаном. Когда температура масла ниже заданного значения, перепускной клапан перекрывает подачу масла к маслоохладителю, и маслоохладитель перекрывается. Давление воздуха выталкивает масло из воздушного ресивера/маслоотделителя через масляный фильтр и масляный запорный клапан в элемент компрессора. Перепускной клапан начинает открывать подачу от охладителя, когда температура масла повышается до заданного значения. Прибл. На 15 ˚C (27 ˚F) выше заданного значения все масло проходит через маслоохладитель. Масляный запорный клапан предотвращает заливание маслом элемента компрессора при остановке компрессора.

Узнайте больше о винтовом компрессоре сегодня!

Смотрите также

Свяжитесь с нами, чтобы узнать больше о винтовых компрессорах!

Описание технологии ротационных 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 они 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 резервуар.
6. Воздух сжимается и может подаваться в последующее оборудование, такое как осушители и водомасляные сепараторы, для осушки 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 заказчикам:

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 – Благодаря очень малому количеству движущихся и соприкасающихся частей 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.

Энергосберегающие – Эти прочные 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 подходящими 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 областей применения и отраслей промышленности

Многие предприятия полагаются на винтовые компрессоры в повседневной работе.