Схема работы винтового компрессора: Что такое винтовой воздушный компрессор описание: как устроен компрессорный агрегат и его принцип работы

alexxlab | 21.06.2023 | 0 | Разное

Принцип работы винтового компрессора | НПП Ковинт

В данной статье затронем вопрос о принципе работы винтового компрессора.

Повторюсь, что винтовой компрессор относится к компрессорам объемного действия, где сжатие воздуха/газа происходит за счет изменения полости сжатия.

Типичная конструкция винтового компрессора показана на рисунке ниже:

Конструкция винтового компрессора

Цифрами на рисунке обозначены:

1 – входной фильтр

2 – всасывающий клапан

3 – винтовой блок

4 – приводной ремень

5 – шкивы ременной передачи

6 – электродвигатель

7 – масляный фильтр

8 – масляный резервуар

9 – сепаратор

10 – клапан минимального давления

11 – термостат

12 – масляный радиатор

13 – воздушный радиатор

14 – вентилятор

В винтовых компрессорах существует два основных потока (или контура): воздушный/газовый поток и масляный поток.

Рассмотрим их подробнее на примере воздушного компрессора.

Воздушный поток

Всасываемый воздух через входной фильтр 1 и всасывающий клапан 2 попадает в винтовой блок 3. Именно в винтовом блоке, который является «сердцем» компрессора, происходит сжатие воздуха.

Основными компонентами винтового блока являются ведущий (ему передается вращение от электродвигателя 6, приводной ремень 4 и шкивы 5) и ведомый роторы:

Винтовой блок

Принцип сжатия воздуха в винтовом блоке наглядно показан на рисунке ниже:

Принцип сжатия воздуха в винтовом блоке

Следует отметить, что вращение к ведущему ротору может передаваться не только через ременную передачу, но и «напрямую» через эластичную муфту:

Муфта эластичная

Наличие всасывающего клапана 2 позволяет компрессору работать в двух основных режимах:

  • холостой ход (клапан закрыт)
  • нагрузка (клапан открыт)

Это отличает винтовой компрессор от, например, поршневого. Наличие режима холостого хода позволяет сократить число пусков двигателя компрессора и, тем самым, увеличить его надежность и срок службы.

Ведь частые пуски отрицательно влияют как на сами двигатели, так и на систему энергоснабжения предприятия в целом.

Смесь сжатого роторами воздуха и масла попадает в масляный резервуар 8.

Наличие масла в винтовом блоке необходимо по ряду причин:

  • отвод тепла, образующегося при сжатии воздуха
  • смазка подшипников винтового блока
  • уплотнение камер сжатия за счет образования пленки на поверхности роторов

В масляном резервуаре 8 происходит первичное отделение масла от сжатого воздуха (за счет вращательного движения потока).

Остатки масла отделяются от сжатого воздуха в сепараторе 9 и возвращаются в винтовой блок 3 по специальному каналу.

Очищенный от масла сжатый воздух через клапан минимального давления 10 и охлаждаемый вентилятором 14 воздушный радиатор 13 подается потребителю.

Клапан минимального давления 10 необходим для поддержания в масляном резервуаре 8 давления, требуемого для нормальной циркуляции масла независимо от давления в сети потребителя.

Как правило, клапан минимального давления открывается при давлении на его входе на уровне 4-4,5 бар.

Вентилятор 14 может располагаться как на валу электродвигателя 6, так и приводиться в действие собственным электродвигателем.

Производительность вентилятора и площадь охлаждаемой поверхности радиатора 13 рассчитываются таким образом, чтобы обеспечить температуру сжатого воздуха на выходе компрессора, не превышающую температуру окружающей среды более, чем на 10 °С.

Следует отметить, что система охлаждения винтового компрессора может быть и водяной. В этом случае радиаторы 12 и 13 компрессора представляют собой трубчатые теплообменники, в которых охлаждение рабочей среды (масло, сжатый воздух) обеспечивается циркуляцией воды (или другого охлаждающего агента) в межтрубном пространстве теплообменника.

Теплообменник винтового компрессора с водяным охлаждением

Применение водяного охлаждения позволяет:

  • снизить уровень шума, производимого компрессором при работе;
  • отказаться от монтажа вентиляционных коробов для отвода от компрессора горячего охлаждающего воздуха.

Масляный контур

Масло из нижней части масляного резервуара 8 возвращается в винтовой блок 3 под действием давления, поддерживаемого внутри резервуара, благодаря наличию клапана минимального давления 10.

В зависимости от температуры масло может двигаться либо по «малому» контуру (масляный резервуар 8 – термостат 11 – масляный фильтр 7 – винтовой блок 3), либо по «большому» (масляный резервуар 8 – термостат 11 – масляный радиатор 12 – масляный фильтр 7 – винтовой блок 3).

Температура масла очень важна для длительной безотказной работы компрессора.

Слишком низкая температура может вызвать выделение конденсата из воздуха еще на этапе сжатия и «эмульгирование» масла, которое значительно ухудшит его эксплуатационные качества. Слишком высокая температура значительно снижает срок службы масла, а также вызывает чрезмерные температурные деформации роторов компрессора, которые могут привести, в худшем случае, даже к заклиниванию компрессора.

Как видите, ничего сложного в устройстве винтового компрессора нет. Современные винтовые компрессоры являются, бесспорно, надежными и эффективными для производства сжатого воздуха как на больших промышленных предприятиях, так и на предприятиях малого бизнеса.  

На этом все.

Если у вас остались вопросы, то вы можете задать их в форме ниже. Мы ответим в течение 1-2 рабочих дней.

 

С уважением,

Константин Широких & Сергей Борисюк

Вернуться в раздел Полезная информация

Еще по теме:

Винтовые компрессоры. Общая информация

Принцип работы винтового компрессора

Конструкция/устройство винтового компрессора

Конструкция винтового газового компрессора. Видео

Конструкция винтового блока компрессора

Конструкция всасывающего клапана (регулятора всасывания) винтового компрессора

Конструкция термостата. Назначение термостата в винтовом компрессоре

Конструкция клапана минимального давления (КМД). Назначение КМД в винтовом компрессоре

Конструкция масляного резервуара. Назначение и принцип действия

Конструкция сепаратора тонкой очистки. Назначение и функции в винтовом компрессоре

Схема управления работой винтового компрессора. Общая информация

Силовая часть схемы управления винтового компрессора

Принцип работы винтового компрессора, устройство, схема, технические особенности

• Общие сведения
• Устройство винтового компрессора
• Принцип функционирования
• Режимы работы
• Сферы применения
• Заключение

Разные отрасли промышленности нуждаются в подаче сжатого воздуха. Потребность в этом постоянно растет. Немало видов оборудования требует подключения к воздушному компрессору – установке, которая выполняет сжатие воздуха и подает его под тем или иным давлением. Винтовые компрессоры – агрегаты, которые отлично справляются с выполнением такой функции. По своим возможностям и техническим характеристикам они намного лучше удовлетворяют потребности потребителей, заинтересованных в использовании современных компрессорных установок. Каков принцип работы винтового компрессора? Об этом стоит узнать перед выбором оборудования.

Общие сведения

Винтовой компрессор – вид ротационного оборудования. Оснащен подвижными роторами – винтами. При вращении элементов агрегата происходит понижение давления. По итогу работы винтового компрессора подается воздух в сжатом виде. Первая установка такого типа была изобретена шведским инженером Элиотом Лисхольмом в начале 30-х годов прошлого века. В процессе развития технологий машина была усовершенствована. Сегодня предлагается воздушное компрессорное оборудование, в том числе и дизельное, которое привлекает потребителей своими конструктивными и функциональными возможностями.

Винтовой компрессор – устройство

Компрессор винтового типа отличается устройством и, соответственно, принципом своей работы. Он способен выполнять дополнительные функции, отличается от других компрессорных установок по определенным параметрам. Из чего состоит такой агрегат? 

Основные составляющие воздушной компрессорной установки:

•    Всасывающий воздух фильтр.

Этот элемент очищает входящий воздух. Состоит из нескольких составляющих, обеспечивающих качественную очистку.

•    Входной клапан

Имеет пневмоуправление. Выполняет функцию контроля производительности агрегата. Способен изменять свой режим хода.

•    Винтовой блок

Является основной составляющей воздушной установки. Состоит из роторов, которые расположены параллельно друг к другу.

•    Система передачи

Выполняет регулировку вращения винтов. Является своего рода соединяющим элементом между роторами и двигателем.

•    Двигатель

Силовой агрегат, обеспечивающий работу винтового компрессора.

•    Масляный фильтр

Осуществляет очистку смазки, которая поступает к винтам.

•    Отделитель масла

Резервуар, который оснащен сетчатой перегородкой. Воздух, проходя через этот элемент, очищается от смазки.

•    Термостат

Выполняет регулировку температуры. Им проверяется температура масла. Его технические особенности позволяют обеспечить экономию ресурсу радиатора, который отвечает за охлаждение.

•    Радиатор охлаждения

Понижает температуру масла, выделяемого из сжатого воздуха.

•    Концевой охладитель

Способствует охлаждению отработанного воздуха перед непосредственной подачей потребителю.

•    Предохранительный клапан

Его функция заключается в обеспечении стабильности работы винтового компрессора.

•    Сеть трубопроводов

Состоит из каналов, по которым движется газ, смазочные материалы.

•    Реле давления

Выполняет измерение режима работы агрегата в зависимости от параметра давления.

•    Блок управления

Обеспечивает электронную регулировку функционирования машины. Выполняет вывод параметров на дисплей.

•    Вентилятор

Способствует охлаждению функционирующих узлов воздушной установки.

Винтовой компрессор – принцип работы

Стоит понять, как работает агрегат данного вида, чтобы представлять, что именно происходит в процессе его функционирования. Принцип работы винтового компрессора подробно и, в то же время, понятно заключается в следующем. Воздух поступает в камеру установки, где заполняет винтовые впадины по всей длине. При вращении роторов увеличивается давление. При соединении винтовых впадин машины с выпускной системой сжатый воздух проходит через охлаждающий радиатор и затем выходит через выпускную систему установки. 

Если это масляный компрессор, то на стадии попадания в винтовой блок воздушная масса смешивается с предварительно очищенным маслом, поступающим в определенной дозировке. Перед тем, как выйти, сжатый воздух пропускается через картридж сепаратора. Масло удаляется из воздуха и снова отправляются в винтовой блок.

Схема работы винтового компрессора безмасляного типа иная. В таких установках происходит сильный разогрев воздушной массы в 2 ступени с охлаждением в промежутке между ними. Такие машины имеют 2 винтовых блока, фиксирующихся на общей раме. Они оборудованы каналами, которые отвечают за подачу охлаждающей жидкости. Специальный раствор нагнетается насосом и потом подвергается охлаждению в теплообменнике. При этом обеспечивается высокая герметичность винтового блока, чему способствует повышенная частота вращения винтов.

Режимы работы

Современные компрессоры, которые являются винтовыми моделями, способны функционировать в различных режимах.

•    Пуск;
•    Холостой ход;
•    Стандарт;
•    Режим ожидания;
•    Стоп.

В режиме пуска начинает работать двигатель. При этом установка не сразу начинает работать, а через какое-то непродолжительное время, исчисляемое в секундах. Это позволяет исключить перегрузку сети. При холостом ходе происходит подготовка машины к полноценной рабочей нагрузке. Винты вращаются, но воздух нагнетается на малых оборотах. При стандартном режиме работы агрегат функционирует при полной нагрузке, на основе заданных параметров. Режим ожидания активизируется в случае, когда давление в камере достигает максимальных значений. Машина прекращает работу до того момента, показа показатель не снизится. Стоп режим предполагает сначала активацию холостого хода, после чего установка выключается.

Плавное выключение позволяет исключить поломки, которые происходя при резком изменении напряжения.

Сферы применения

Винтовые компрессоры активно применяются в разных сферах промышленности, а также в частном хозяйстве. К областям использования такого оборудования относятся:

•    Технологические процессы, которые выполняются на предприятиях, функционирующих в сфере химической промышленности;
•    Заполнение, а также выгрузка цистерн, используемых для транспортировки сыпучих материалов;
•    Обеспечение работы холодильных установок, предназначенных для функционирования климатического оборудования;
•    Системы, выполняющие подачу сжиженного газа.

Агрегаты винтового типа применяются в целях ускорения работы и оптимизации функционирования электростанций. Такие машины обеспечивают постоянное поступление сжатой воздушной массы без перерывов, способствуя стабильности работы объектов в круглосуточном режиме. Также винтовое компрессорное оборудование активно используется в сфере автомобилестроения для:

•    Выполнения пескоструйных работ;
•    Обеспечения работы различных пневмоинструментов;
•    Очистки поверхностей от пыли, краски;
•    Накачки автомобильных шин.

Установки винтового типа применяются в сталеобрабатывающей промышленности. Они позволяют изменить температуру поверхности металла. Также подаваемый компрессорами воздух используется для охлаждения материалов в процессе литья.

Достаточно много областей применения винтовых компрессоров. Сложно перечислить все направления, где используются такие установки. При этом спектр сфер постоянно растет. Тому способствует множество преимуществ, которыми обладают агрегаты с винтовым принципом работы. Эксплуатация именно такого компрессорного оборудования позволяет эффективно выполнять весь комплекс производственных задач.

Заключение

Если говорить о принципе работы винтового компрессора, видео обзор на эту тему можно найти в интернете. Но разобраться в тонкостях функционирования все-таки стоит, имея техническую информацию. Это позволит понять, как работает такое оборудование, чем оно отличается от воздушных установок иного типа. Мы рассказали о том, как устроены винтовые компрессоры, каков принцип их функционирования. Уверены, что эта информация будет полезной всем, кто решил использовать компрессоры винтового типа с целью обеспечения эффективности и рентабельности производственной деятельности.

Что такое винтовой компрессор? Работа, конструкция и схема

Винтовые компрессоры также называются винтовыми ротационными компрессорами. Винтовой компрессор представляет собой поршневой компрессор, в котором сжатие парообразного хладагента осуществляется двумя взаимодействующими роторами с винтовыми канавками, заключенными в корпус. Ротор, вал которого соединен с двигателем, называется охватываемым ротором (ведущим ротором), а другой ротор называется охватывающим ротором (ведомым ротором). Охватываемый ротор состоит из ряда лепестков (обычно четырех) по его длине, которые входят в зацепление или зацепляются со спиральными канавками аналогичной формы (межлопастными или канавками), обычно шестью на охватывающем роторе.

Рис. 1: Два спиральных роторов Grooved в сетке

Рис. 2: винтовой компрессор

Meshing такова, то, что выступает или выступает в мужском роторе. поместиться в полую часть женского ротора. Первоначально, перед этим зацеплением, полость остается заполненной газообразным флюидом на входе. Когда начинается вращение, соприкасающиеся поверхности перемещаются параллельно оси роторов к выпускному концу, постепенно сжимая парообразный хладагент до тех пор, пока захваченный объем не достигнет выпускного отверстия, после чего он выйдет наружу при расчетном давлении. Когда роторы начинают вращаться и вращаться, парообразный хладагент всасывается через впускное отверстие на всасывающем отверстии и герметизируется в пространстве, доступном между охватываемой частью и охватывающей канавкой. Это пространство также называют междолевым пространством. По мере того, как роторы продолжают вращаться, начинается зацепление лопастей охватываемого ротора и канавок охватывающего ротора, что постепенно уменьшает объем межлопастного пространства, тем самым сжимая захваченный парообразный хладагент. Сжатие парообразного хладагента продолжается до тех пор, пока междолевое пространство не достигнет выходного отверстия, расположенного на другом конце корпуса. Наконец, сжатый пар выходит из цилиндра (корпуса) через выпускное отверстие.

Преимущества винтовых компрессоров
  1. Высокий объемный КПД.
  2. Достигнут равномерный и непрерывный поток хладагента.
  3. При частичной нагрузке потребляется меньше энергии.
  4. Меньше трущихся деталей, поэтому меньше износ.
  5. Может быть напрямую соединен с двигателем.
  6. Отсутствие всасывающего и нагнетательного клапана исключает падение давления.
  7. Меньше вибраций.
  8. Высокий механический КПД.

Недостатки винтовых компрессоров
  1. Очень шумный в работе.
  2. Чувствителен к грязи и пыли.
  3. Хрупкий (т.е. склонный к поломке) из-за малых зазоров.

Применение винтовых компрессоров
  1. Подходит для применений с расходом хладагента в диапазоне от 200 до 20 000 м 3 /час.
  2. Технологическое охлаждение.
Опубликовано Автор Учебник по электрикеКатегории Холодильное оборудование и кондиционирование воздуха

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 они улавливают 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 вызывает открытие 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:


В чем 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 – 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 местах использования.

 

Винтовые модели с масляной смазкой

Компрессоры с масляной смазкой, которые иногда называют ротационными винтами с затоплением или впрыском масла, 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, подходящий 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.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *