Винтовой компрессор что такое: устройство, схема, преимущества, особенности эксплуатации. Как выбрать винтовой компрессор

устройство, схема, преимущества, особенности эксплуатации. Как выбрать винтовой компрессор

Винтовым называется компрессор, понижение давления в котором достигается за счет вращения двух винтов (роторов). По конструкции такие устройства принадлежат к ротационному компрессорному оборудованию. Впервые винтовая модель была запатентована в 1934 г. На сегодня агрегаты данного типа являются наиболее распространенными в своем сегменте. Этому способствует их относительно небольшая масса и компактные габариты, надежность, способность функционировать в автономном режиме, экономичность в плане потребления электроэнергии и затрат на обслуживание. Невысокий уровень вибрации позволяет монтировать такие системы без обустройства специального фундамента, как в случае с поршневыми аналогами. В ряде направлений (судовые рефрижераторы, мобильные компрессорные станции и т. п.) роторные модели практически полностью вытеснили компрессоры других разновидностей. Такие устройства могут подавать воздух, сжатый до 15 атм. , и обладать производительностью 1–100 м3/мин.

Преимущества винтовых компрессоров

По сравнению с центробежными и поршневыми моделями, устройства описываемого типа имеют следующие базовые преимущества.

1. Крайне низкий (порядка 2–3 мг/м³) расход масла, что в разы меньше, чем у крупных поршневых моделей с лубрикаторной смазкой. Следовательно, воздух, подаваемый посредством винтовых агрегатов, будет намного качественнее и чище. Его можно применять для питания новейшего пневматического оборудования без установки фильтров дополнительной очистки.
2. Пониженный уровень вибрации и шума (у некоторых моделей – соразмерный с шумностью бытовой техники). С учетом небольшого веса и габаритов это позволяет устанавливать описываемые устройства без специального фундамента непосредственно на производствах, где потребляется сжатый воздух, а также оснащать ими разноплановые мобильные комплексы.
3. Наличие воздушного охлаждения. Во-первых, это устраняет необходимость устанавливать системы оборотного водоснабжения. Во-вторых, появляется возможность вторично использовать тепло, которое выделяется в результате функционирования компрессора, к примеру, для обогрева помещений.
4. Надежность работы, безопасность и простота эксплуатации, способность длительное время функционировать без обслуживания. Это становится возможным благодаря наличию автоматических систем, посредством которых осуществляется управление и контроль над работой агрегата.

Устройство винтового компрессора

Стандартная модель состоит из следующих элементов.

1. Фильтр, необходимый для очищения воздуха, поступающего в агрегат. Обычно состоит из первичного фильтра, монтируемого непосредственно на корпус в месте забора воздушных масс из атмосферы, и вторичного, который устанавливается перед клапаном 2.
2. Всасывающий клапан. Позволяет предотвратить выброс масла и сжатого воздуха из компрессора в момент остановки последнего. Работает на пневматическом управлении. По конструкции представляет собой обычный подпружиненный клапан. Некоторые устройства оснащены аналогами пропорционального типа.
3. Винтовой блок. Представляет собой основную рабочую часть агрегата. Состоит из двух винтов (роторов), изготовленных посредством высокоточной механической обработки и помещенных в корпус. Самый дорогой элемент устройства. Роторная пара оснащена датчиком термозащиты, вмонтированным возле патрубка 18. Данный контроллер выключает мотор, если температура на выходе роторов превысит отметку в 105 °С.
4. Ременной привод (высокомощные модели оснащены прямой муфтовой передачей или редукторами). Задает скорость, с которой вращаются винты. Представляет собой 2 шкива, один из которых установлен на роторной паре, другой – на двигателе. Чем больше скорость, тем выше производительность компрессора, однако максимальное давление (рабочее) при этом снижается.
5. Шкивы, размер которых задает скорость оборотов винтовой пары 4.
6. Двигатель. Вращает роторы 4 посредством ременной передачи (в более новых моделях – муфты или редуктора). Оснащен датчиком термозащиты, который отключает мотор от сети при достижении максимально допустимых значений потребляемого электротока. Вместе с датчиком, описанным в пункте 3, обеспечивает безопасность функционирования устройства и защищает его от возникновения аварийных ситуаций.
7. Масляный фильтр. Он очищает масло перед его возвратом в роторы.
8. Маслоотделитель первичной очистки. Здесь воздух освобождается от масла под действием центробежной силы (поток закручивается, вследствие чего и отделяются частицы).
9. Маслоотделительный фильтр. Обеспечивает второй этап очистки. Такой комплексный подход позволяет минимизировать остаточные масляные пары на выходе до 1,3 мг/м3, что является недостижимым значением для поршневых агрегатов.
10. Предохранительный клапан. Необходим для обеспечения безопасности. Клапан срабатывает, если давление в маслоотделителе 8 превысит допустимый лимит.
11. Термостат, обеспечивающий нужный температурный режим. Пропускает масляный состав, не разогретый до 72 °С, мимо охлаждающего радиатора 9. Это позволяет ускорить достижение оптимальной температуры.
12. Маслоохладитель. После отделения от сжатого воздуха горячее масло попадает в данный резервуар, где охлаждается до нужной температуры.
13. Воздухоохладитель. Перед подачей потребителю сжатый воздух охлаждается здесь до температуры, которая будет выше на 15–20 °С, чем окружающая среда.
14. Вентилятор. Осуществляет забор воздуха, охлаждает рабочие элементы.
15. Клапан холостого хода (электропневматический). Управляет функционированием всасывающего клапана 2.
16. Реле давления. Обеспечивает работу агрегата в автоматическом режиме. В новых компрессорах реле заменено электронной системой управления.
17. Манометр. Находится на лицевой панели, показывает давление внутри компрессора.
18. Выходной патрубок.
19. Прозрачное цилиндрическое утолщение на трубке, необходимое для визуального контроля над процессом возврата масла.
20. Клапан минимального давления. Пока последнее не превышает 4 бар, он всегда будет закрытым. Также данный элемент выполняет функцию обратного клапана, поскольку отделяет пневмолинию и компрессор при остановке последнего или работе в холостом режиме.

Устройство помещено в корпус, который обычно изготавливается из стали. Он покрывается негорючим звукопоглощающим составом, устойчивым к маслу и прочим сходным веществам. Это конструкция наиболее распространенной модификации. В зависимости от модели и производителя схема и комплектация роторного компрессора может варьироваться.

Принцип действия компрессора

Через клапан 2 воздух из атмосферы, очищенный посредством фильтров 1, попадает в роторную пару 3. Здесь он смешивается с маслом. Последнее подается в резервуар сжатия для выполнения следующих задач.

1. Уплотнить зазоры между винтами 3 и корпусом 16, а также между полостями роторов. Это позволяет минимизировать перетечки и утечки.
2. Устранить касание винтов, обеспечив масляный клин между ними.
3. Отводить тепло, которое индуцируется в процессе сжатия воздуха.

Сжатая в блоке 3 воздушно-масляная смесь подается в маслоотделитель 7, где разделяется на составляющие. Отсепарированное масло очищается на фильтре 6 и возвращается в блок 3. В зависимости от температуры предварительно оно может охлаждаться в радиаторе 9, что регулируется термостатом 8. В любом случае, масло будет циркулировать по замкнутому кругу. Воздух поступает в охлаждающий радиатор 13. После достижения нужной температуры он подается на выход компрессора.

Режимы работы

• Пусковой (Start). Данный режим служит для оптимизации нагрузки на электросеть в момент запуска компрессора. Включение двигателя осуществляется по схеме «звезда», а через 2 секунды (отсчитываются по таймеру, который включается в момент нажатия на кнопку Start) он переключается на схему «треугольник», что соответствует рабочему режиму. Маломощные винтовые модели работают на прямом пуске.
• Рабочий. В системе начинает увеличиваться давление. Для его контроля имеется 2 манометра. Первый находится на лицевой панели и показывает параметры внутри компрессора. Второй – на ресивере, он служит для контроля линии. После достижения максимально допустимого давления срабатывает соответствующее реле, в результате чего агрегат переходит на холостой ход из рабочего режима.
• Холостой ход. Двигатель и роторы вращаются, перемещая газ по внутреннему контуру. Это необходимо для охлаждения воздушных масс. Данный режим служит для перевода компрессора в состояние ожидания или выступает в качестве подготовки перед полным выключением. В поршневых моделях холостого хода нет. Детальное описание работы устройства на таком режиме выглядит следующим образом. Реле 16 дает команду, запускающую пневмоклапан холостого хода и временное реле. Параметры последнего можно настроить. Пневмоклапан открывает канал между фильтром маслоотделителя 9 и всасывающим клапаном 2, вследствие чего давление внутри компрессора начинает снижаться с такой скоростью, чтобы достичь минимальной отметки (2,5 бар) в течение установленного времени. Это позволяет остановить двигатель без выброса масла в область фильтра 1. По истечении указанного периода реле времени дает команду отключить мотор. Система переходит в состояние ожидания. Если сжатие достигло минимальной величины раньше, чем сработало временное реле, снова включается рабочий ритм.
• Ожидание. Продолжается, пока рабочее давление не опустится ниже минимальной отметки, после чего реле 16 вновь запускает механизм. Длительность данного режима зависит от скорости расходования воздуха.
• Стоп (Stop). Служит для штатного выключения агрегата. Если при этом компрессор находился в рабочем ритме, он на некоторое время перейдет на холостой ход и только после этого отключится.
• Alarm—stop – экстренное выключение. Соответствующая кнопка находится на панели управления. Режим используется в случаях, если понадобилось срочно остановить двигатель. Агрегат выключается сразу, без промежуточного перехода на холостые обороты.

Разновидности винтовых компрессоров

Маслозаполненные. Один ротор в них является ведущим, второй – ведомым. Физический контакт между данными элементами предотвращается посредством впрыскиваемого масла (на 1 кВт мощности устройства подается 1 л/мин). Шумность работы подобного оборудования находится на уровне шума от бытовой техники – 60–80 Дб (при условии использования звукопоглощающих кожухов). Мощность двигателей может варьироваться в пределах 3–355 кВт, а объемные расходы – 0,4-54 м3/мин. Такое оборудование можно устанавливать непосредственно в рабочих цехах.

Безмасляные. Делятся на два подвида.

• Компрессоры винтовые сухого сжатия. Оснащены синхронными электромоторами, которые приводят в движение оба винта, исключая контакт между ними. Они менее производительны по сравнению с моделями маслозаполненного типа. Из-за отсутствия масла нет и отвода тепла. Поэтому уровень сжатия достигает лишь 3,5 бар в одной ступени. Данный показатель можно поднять до 10 бар, если использовать вторую ступень и промежуточный рефрижератор. Но это, как и применение двух электромоторов вместо одного, увеличивает стоимость устройства.
• Водозаполненные компрессоры. Самая технологичная модель, сочетающая все достоинства безмасляных и маслозаполненных вариантов. Водозаполненные агрегаты отличаются оптимальной производительностью и позволяют достигать сжатия 13 бар в одной ступени. Важным преимуществом подобных моделей является их экологичность, ведь традиционное компрессорное масло заменено на чистую, натуральную и не такую дорогостоящую воду. При этом обеспечивается внутреннее охлаждение. Вода обладает высокой удельной теплопроводностью и теплоемкостью. Вне зависимости от уровня конечного сжатия температура в ходе данного процесса повышается максимум на 12 °С. Этому способствует в том числе применение дозированного впрыска. Тепловая нагрузка на элементы устройства минимальна, следовательно, возрастает срок службы, надежность и безопасность агрегата в целом. Сжатый воздух не нуждается в дополнительном охлаждении. Циркулирующая в системе вода охлаждается до температуры окружающей среды. А влага, имеющаяся в сжатых воздушных массах, конденсируется и вновь возвращается в контур. В маслозаполненных моделях именно конденсат был загрязняющим веществом. Здесь же он используется в циркуляционном контуре за несколько часов (при нормальных условиях и непрерывной эксплуатации устройства). Следовательно, накопление отходов на станции практически нивелируется. Еще одно значимое достоинство водозаполненных компрессоров – возможность снизить на 20 % энергозатраты. Процесс сжатия в подобных устройствах приближается к идеальному изотермическому. Изготовление устройства обходится дешевле за счет отсутствия масляных фильтров, емкостей для отработанной масляной жидкости. Не приходится нести издержки и на переработку конденсата.

Безмаслянные модели используются в различных областях, но самые популярные сферы применения – пищевая, фармацевтическая и химическая промышленности.

Почему выгодно перейти на винтовое компрессорное оборудование

Как отмечалось выше, роторные модели постепенно вытесняют поршневые и центробежные варианты. Многие предприятия переходят именно на такие агрегаты, считая их более надежными, совершенными и экономичными. При этом стоимость роторных устройств выше, чем поршневых аналогов. Да и на замену оборудования (если речь идет именно о модернизации системы, а не о сборке новой установки) необходимо потратить определенную сумму. Разберемся более детально, в чем именно заключается выгода для предпринимателей, проведя сравнение винтовых и поршневых моделей. Но для начала необходимо понять, из каких статей расходов формируется стоимость любого компрессора. Окончательная сумма включает в себя следующие затраты.

1. Приобретение агрегата.
2. Оплата монтажных работ.
3. Покупка расходных материалов.
4. Оплата электроэнергии, потребляемой устройством.
5. Ремонтные расходы.
6. Покупка дополнительного оборудования. Например, это может быть очистительный комплекс для сжатого воздуха.

Расходы на приобретение агрегата

В этом плане более выгодными являются поршневые модели, цена которых на 20–40 % ниже стоимости винтовых аналогов. В то же время, это средства, затрачиваемые непосредственно на покупку оборудования. Но ведь его необходимо еще и установить. Поршневые модели имеют более значительные габариты и массу, в процессе работы они ощутимо вибрируют, поэтому нуждаются в обустройстве специального фундамента. Это существенно увеличивает стоимость монтажа. Если сравнивать общую сумму, которую необходимо потратить на покупку оборудования и его установку, то более выгодными оказываются именно роторные варианты.

Расходы на электроэнергию

КПД роторных компрессоров существенно больше. И чем выше производительность агрегата, тем более заметной будет эта разница. Имеет значение и тип устройства. Например, водозаполненные модели обеспечивают более высокую экономию энергоресурсов. Но даже маслозаполненные варианты низкой производительности, оснащенные традиционной схемой управления, на протяжении эксплуатационного периода несколько раз окупают свою стоимость за счет одной только экономии электричества. По критерию энергозатрат на генерирование одинакового объема сжатого воздуха поршневые агрегаты заметно проигрывают.

Некоторые винтовые модели позволяют еще больше увеличить экономию энергоресурсов. Речь идет о двухступенчатых агрегатах и устройствах с изменяемой частотой оборотов мотора. Подобное оборудование дает дополнительную экономию на 30 %. Важно и то, что имеется возможность регулировать производительность агрегата. Другими словами, компрессор будет генерировать столько сжатого воздуха, сколько потребляет оборудование в каждый конкретный момент. При таком режиме работы не возникнет ни переизбытка, ни дефицита. Оборудование будет функционировать с нужной производительностью, затрачивая энергоресурсы только на полезную работу.

Расходы на обслуживание и ремонт

Поршневые компрессоры нуждаются в регулярной замене колец поршней, клапанов, вкладышей и прочих элементов механизма. Роторные модели полностью избавляют пользователя от подобных проблем. В их механизме нет быстро изнашивающихся элементов. Потребность в ремонте возникает гораздо реже, а плановое обслуживание обходится гораздо дешевле. При соблюдении инструкции по эксплуатации такой агрегат способен прослужить около 20 лет, работая без ремонта в трехсменном режиме.

Удешевление обслуживания происходит еще и потому, что пропадает необходимость в постоянном присутствии рядом с оборудованием обслуживающего персонала. Роторные модели оснащены защитой, предотвращающей возникновение аварийных ситуаций. Например, оборудование отключается при перегреве или пиковых значениях электрического тока и способно работать в полностью автономном режиме.

В отличие от поршневых моделей, роторные аналоги поддерживают возможность комплектации блоками электронного управления, которые позволяют на программном уровне задать параметры функционирования агрегата на несколько недель вперед. Посредством электронного блока можно управлять и группой из нескольких механизмов, останавливая или запуская некоторые из них в зависимости от производственных потребностей в сжатом воздухе. Таким образом, комплекс функционирует с максимальной продуктивностью и без перерасхода ресурсов.

Покупка расходных материалов

Винтовые компрессоры имеют более эффективную систему маслоотделения, которая позволяет существенно снизить количество масляных фракций, смешивающихся со сжатым воздухом. Если уменьшается объем затрат основного расходного вещества, то снижается и стоимость его приобретения. Подобные агрегаты имеют более совершенную конструкцию (если сравнивать с поршневыми аналогами), которая позволяет установить современные СОЖ. Последние способны в несколько раз сократить частоту замены масляного состава.

Приобретение дополнительного оборудования

Поскольку в винтовых моделях масляные фракции отделяются эффективнее, нет необходимости покупать дополнительные комплексы очистки. А если сделать выбор в пользу более дешевого поршневого агрегата, придется приобрести еще и ресивер, который гасит возникающие в пневматической системе пульсации давления. Роторные аналоги не генерируют подобные пульсации. В большинстве случаев это позволяет избежать покупки дополнительных ресиверов.

Шумность работы винтовых агрегатов значительно ниже, чем у поршневых устройств. Посредством установки шумопогашающих кожухов можно еще сильнее снизить уровень звука и вибрацию, возникающие при функционировании компрессорного оборудования. Это позволяет монтировать его прямо в цехах, куда подается сжатый газ. Чем короче расстояние, на которое перемещается воздух, тем меньше появляется в нем конденсированной влаги и твердых фракций, которые способны серьезно навредить производственному превмооснащению.

Децентрализация компрессорного оборудования данного типа позволяет запускать только те единицы, которые понадобились в конкретный момент времени для обеспечения производства сжатым газом в необходимых объемах. Следует упомянуть и дополнительную выгоду, которая заключается в возможности задействования генерируемого компрессором тепла для нужд предприятия. Зачастую оно используется для отопления цехов.

Резюме

Роторные модели уступают поршневым аналогам равной производительности только по стоимости покупки. По всем остальным статьям (затраты на ремонт, закупку дополнительного оснащения и расходных материалов, оплату потребляемой энергии и работу обслуживающего персонала) они гораздо выгоднее и несколько раз окупают себя за эксплуатационный период. Таким образом, покупка винтового компрессорного оборудования – экономически оправданное и выгодное для предприятия решение.

Модели с частотным приводом

В середине 1990 гг. были созданы роторные компрессоры, оснащенные частотным приводом. Появление такого оборудования стало большим шагом к развитию и внедрению энергосберегающих технологий на производстве. Стоимость энергорессурсов постоянно увеличивается. Закономерно, что предприятия при модернизации своих мощностей стараются подобрать максимально экономичные варианты для замены устаревшего оснащения. И их выбор часто останавливается именно на роторных агрегатах с частотным приводом. Кроме надежности работы и способности функционировать в автономном режиме подобные агрегаты позволяют существенно оптимизировать энергозатраты.

Особенности конструкции и эксплуатации частотных приводов

Привод данного типа состоит из частотного преобразователя и асинхронного мотора. Последний преобразует электричество в механическую энергию, приводя в движение роторную пару. Частотный преобразователь служит для управления мотором. Он модифицирует переменный электроток одной частоты в переменный ток другой частоты.

В технической литературе чаще встречается термин «частотно-регулируемый электропривод». Подобное название обусловлено тем, что регулировка скорости оборотов мотора осуществляется посредством вариации частоты питающего напряжения, которое подается частотным преобразователем на двигатель. На сегодня подобные приводы широко применяются в различных сферах промышленности. Например, они задействованы в насосах, обеспечивающих дополнительную подкачку жидкости для сетей тепло- и водоснабжения.

Компрессорное оборудование с частотным приводом

Оснащение такого оборудования частотными приводами позволило получить агрегаты, обладающие рядом значимых достоинств по сравнению с простыми винтовыми моделями.

• Плавный запуск. При включении обычного асинхронного электромотора возникают пусковые токи, превышающие номинальные в более чем 4 раза. Это провоцирует возникновение перегрузки в сети и накладывает ограничения на количество включений компрессорного оборудования в течение часа. Аналог с двигателем, оснащенным частотным преобразователем, запускается плавно, не провоцируя перегрузок в сети. Число пусковых операций у него будет меньше.
• Способность поддерживать постоянное давление с высокой (до 0,1 бар) точностью, немедленное реагирование на все скачки данного параметра в сети. Каждый дополнительный бар нагнетания – это 6–8-процентное увеличение энергопотребления оборудования.
• Обеспечение точного соответствия производительности компрессора и реальной потребности подключенного к нему оборудования в сжатом газе. Это позволяет минимизировать количество переходов агрегата в режим холостых оборотов. А ведь именно в моменты подобных переходов асинхронный электромотор обычной модели потребляет до 1/4 собственной номинальной мощности.

Посредством несложных расчетов получаем, что модель с частотным приводом за пятилетний период эксплуатации позволяет сэкономить до 25 % электроэнергии по сравнению с роторными моделями без частотного преобразователя. Некоторые производители обещают, что их оборудование способно сэкономить до 35 % ресурсов.

Другие способы оптимизации энергозатрат

На практике эффективность работы оборудования напрямую зависит от режима его функционирования. Нередко встречаются случаи, когда производители завышают показатели экономичности своего оборудования или в рекламных целях предоставляют неполную информацию. Пользователи компрессорных установок должны знать, что существуют и другие способы оптимизации энергозатрат, которые часто более просты и экономически выгодны. В качестве примера можно привести децентрализованный комплекс обеспечения сжатым газом. Он предусматривает установку нескольких компрессоров небольшой мощности вместо одного мощного агрегата, не всегда работающего на полную силу. Каждая единица подбирается в зависимости от объемов воздухопотребления конкретного оборудования. Поскольку не все производственные мощности могут быть задействованы в один момент времени, компрессорные агрегаты подключаются по мере необходимости.

Альтернативный вариант предусматривает монтаж нескольких винтовых моделей в единую сеть, которая оснащается одним пультом управления. Такая станция работает на 100 % своей мощности при пиковой нагрузке в сети. Как только потребность в сжатом газе снижается, ненужные мощности отключаются.

Кроме экономии энергоресурсов подобные мультикомпрессорные группы позволяют создать энергетический резерв. Если одна из единиц выйдет из строя, комплекс продолжит функционировать. Потеря мощности будет незначительной. Например, если в сеть входит 4 агрегата, то поломка одного из них снизит суммарную производительность только на 1/4.

Если же на предприятии будет установлен всего один, хоть и высокомощный агрегат, то его внезапная поломка может привести к полной остановке производственного цикла со всеми вытекающими убытками от простоя.

В настоящий момент степень изношенности компрессорного оборудования на многих предприятиях достиг критического уровня. Вопрос модернизации устройств подачи сжатого газа является очень актуальным. Надеемся, что данная статья поможет вам определиться с выбором компрессора, удовлетворяющего производственным потребностям вашего предприятия и современным требованиям к энергоэффективности, безопасности и надежности оборудования.

Винтовой компрессор. Многообразие областей применения

Хотя принцип работы винтовых компрессоров хорошо известен более 120 лет, широко применяться компрессоры винтового типа стали только последние 40 лет. Основная причина этому были небольшой коэффициент полезного действия и высокая стоимость изготовления их роторов.

Серьезные усилия по развитию винтовых машин начались в 1930х годах, когда Альф Лисхольм, шведский инженер использовал винтовой компрессор в качестве газовой турбины и все современные разработки этих машин базируются на этой его новаторской работе.

Две важные разработки в дальнейшем позволили решить трудности с производством точных роторов по приемлемой цене. Первая – это внедрение ассиметричного профиля ротора приблизительно 35 лет тому назад, который значительно сократил площадь полости, которая являлась причиной внутренних утечек и за счет этого повысился термодинамический коэффициент полезного действия этих машин почти до такого же уровня, что и у поршневых компрессоров. Вторая разработка – это внедрение примерно в то же время высокоточных инструментов по нарезке резьбы, которая сделала возможным изготовление точных и экономичных единиц сложной формы, таких как роторы.

С этих пор как результат их все улучшающейся эффективности, высокой надежности и компактной форме, винтовые компрессоры заняли значительное место на рынке компрессорной техники.

Винтовые компрессоры обладают рядом преимуществ.

Прежде всего, в отличие от поршневых машин, движущиеся части все вращаются и как результат могут работать на гораздо больших скоростях. Во-вторых, в отличие от лопастных машин, усилие соприкосновения внутри них низкое, что делает их очень надежными. Также в отличие от других типов компрессоров, все уплотнительные линии соприкосновения уменьшаются в длине, как только размер рабочей камеры уменьшается, и давление в ней увеличивается, это минимизирует выход газа из камеры вследствие утечки во время процесса сжатия или расширения.

Винтовые компрессоры используются сегодня для большого количества применений.

Винтовой компрессор – это машина объемного типа, которая работает без необходимости во всасывающих и нагнетательных клапанах. У нее есть возможность автоматически менять объем всасывания одновременно с понижением потребляемой мощности при частичной нагрузке. Винтовые компрессоры предоставляют намного больший рабочий диапазон и более низкие затраты на техническое обслуживание чем типичные поршневые компрессоры. Эти машины также меньше по размерам и создают меньший уровень вибрации, чем поршневые машины.

Винтовые компрессоры широко используются сегодня в химической и нефтехимической промышленности, газопереработке, в нефтяном секторе. Типичное применение включает охлаждение с использованием углеводородов, фторуглеводородов , а также аммиачного хладагента, улавливание паров и газов, сжатие топливных газов, природного газа, газа из органических отходов, хвостовых газов, СО2 и гелия.

Последние 20 лет винтовые машины стали популярны в газовой промышленности, там, где требуется дожимная техника и актуален сбор газов. Также в последние годы наметился рост их использования в сфере газов, растворенных в нефти.

Понижение пластового давления потребовало от промышленности найти новые более гибкие альтернативы традиционным поршневым компрессорам. Также свой вклад вносят государства и организации, борющиеся с загрязнением окружающей среды, требуя от промышленности консервировать газы, которые обычно выбрасываются в атмосферу в различных областях, связанных с попутными нефтяными газами.

Маслозаполненные винтовые компрессоры широко используются в различных областях применения, связанных с воздухом и охлаждением более пятидесяти лет. До начала 1990х годов эти машины не были серьезно представлены в газовой промышленности. До этого времени для сжатия природного газа повсеместно использовались в основном поршневые компрессоры. В случае освоенных месторождений и при пониженном пластовом давлении стали применяться винтовые компрессоры и как альтернатива и в дополнение к поршневым компрессорам.

Т.к. производители стараются увеличить рабочие показатели своих агрегатов, многие винтовые компрессоры для тяжелых условий эксплуатации предназначены для работы с давлением на всасе примерно 150 psig и давлением на нагнетании до 450 psig. Есть некоторые винтовые компрессоры, которые могут работать и с большими значениями давления при использовании корпуса из стального литья, но это редкость в газовой промышленности из-за капитальных затрат.

Винтовые компрессоры обычно используются для многих технологических газов, охлаждения по ходу технологического процесса, областей применения в газовой промышленности, включая автономное дожимное оборудование скважин, систем сбора газа низкого давления, дожимное оборудование низкой ступени для поршневого компрессора, для сжатия топочных газов, попутного нефтяного газа и систем сжатия УЛФ. Они используются для областей применения связанных с очищенными и сырыми газами, кислым газом, где концентрация h3S и/или CO2 более 80%. Винтовые компрессоры могут быть использованы для летучих газов таких как водород и для газов с большим молекулярным весом и удельной вязкости до2.0.

Сегодня винтовые компрессоры благодаря их широкому рабочему диапазону, диапазону изменения нагрузок, низким затратам на техническое обслуживание можно встретить там, где встречается газ из нетрадиционных источников.

В газовом применении винтовые компрессоры могут иметь рабочий диапазон от примерно 50 до 1500 лошадиных сил и оснащаться как электроприводом, так и приводом от двигателя

Винтовые компрессоры имеются в безмасляном и маслозаполненном исполнении. В конце 1950х годов шведская компания создала технологию с использованием масла в винтовом компрессоре и улучшила профиль ротора для достижения большей объёмной производительности и степени сжатия. После этого они дали лицензию многим производителям компрессорного оборудования по всему миру. Безмасляные винтовы компрессоры используются для технологических газов с 1970х годов. Маслозаполненные винтовые компрессоры используются во многих областях применения связанных с производственным процессом с 1980х годов.

Область применения безмасляных машин включает все технологические процессы, которые чувствительны к примесям в рабочей среде или там где смазочное масло может быть загрязнено рабочей средой. Они используются во многих уникальных областях применения для бутадиена, рециркуляционного газа стиролового мономера, кальцинированной соды, линейного алкилбензола и др. Во многих случаях использовался впрыск воды для охлаждения процесса сжатия.

Маслозаполненные винтовые компрессоры могут достигать немного большего коэффициента полезного действия чем «сухие» компрессоры и могут использовать масло для охлаждения.

С увеличением использования сепараторов для синтетических масел в последние 20 лет произошло значительное смещение использования в пользу маслозаполненных винтовых компрессоров во многих областях применения. Большинство применяемых сегодня винтовых машин для сжатия газов впрыскивают масло в рабочую область для смазки, уплотнения и охлаждения в количестве приблизительно равном от 10 до 20гал/мин на 100лс. Использование такого большого количества масла позволяет передать тепло выделяемое в процессе сжатия маслу и делает возможным низкие температуры на нагнетании даже при высокой степени сжатия.

Практически все газы могут быть сжаты:

• аммиак
• аргон
• этилен
• ацетилен
• бутадиен
• газообразный хлор
• хлористоводородный газ
• природный газ
• газ, сжигаемый в факеле
• доменный газ
• болотный газ
• гелий
• газ известеобжигательной печи
• коксовый газ
• угарный газ
• комбинации газообразных углеводородов
• бытовой газ
• пропан
• пропилен
• газ из скважины
• двуокись серы
• оксид азота
• азот
• стирол
• газ на основе винилхлорида
• водород
• и др.

Ограничением в использовании винтовых компрессоров могут послужить диапазон давлений и температур и максимально допустимая скорость компрессора. Безмасляные компрессоры могут быть загружены механическим путем с перепадом давления до 12 бар, а маслозаполненные компрессоры до 20 бар. Более высокий перепад давлений также возможен в некоторых случаях. Производительность в этих компрессорах может быть до 60,000 м3/ч.

Винтовые воздушные компрессоры относятся к наиболее часто используемым типам воздушных компрессоров. Винтовые компрессоры могут подавать сжатый воздух непрерывно и они относительно не очень шумные. Они отличаются экономичным энергопотреблением и могут работать 24часа в сутки 7 дней в неделю на протяжении многих лет.

Компрессоры винтового типа в основном используются там, где существует большая потребность в сжатом воздухе. Имеются два типа компрессоров безмасляные и с впрыском масла.

Типичные области применения:

• компрессоры для заполнения и опорожнения вагонов для перевозки сыпучих грузов и силоса.
• стационарные компрессорные установки в химической промышленности и технологических процессах.
• холодильные компрессоры в системах кондиционирования воздуха
• компрессоры для подачи сжатого воздуха для пневмоинструмента для резки, сверления, забивания и шлифовки, для пневмоприводов и клапанов, вентиляционных систем, упаковки и укладывания на паллеты, для краскораспылителей и конвейерных систем.

Ниже приведены более подробно некоторые примеры применения винтовых компрессоров в различных отраслях промышленности:

Цементная промышленность

Сжатый воздух используется для различных областей применения в цементной промышленности (пылесборники, воздушные ножи, пневматические муфты, пневмоприводы и пылесборные системы фильтрации).

Электростанции.

Электростанции работают круглосуточно и непрерывная подача сжатого воздуха является здесь критичной для безаварийной работы.

Автомобильная:

Воздух без содержания масла используется в производственном процессе (пескоструйная обработка, пневматические инструменты, удаление покраски, пыли, надувка шин и т.д).

Сталеобрабатывающая промышленность

Воздух подается в печь для нагрева стали и охлаждения рулонной стали ( подача воздуха на горелки, охлаждение литья для пескоструйной обработки и тд.)

Химическая промышленность

Давление воздуха используется для транспортировки жидкостей под давлением, емкостей под давлением, в резервуарах для аэрации, точечного охлаждения, синтеза аммиака, автоматических системах контроля и др.

Пищевая промышленность

Винтовые компрессоры используются в производственных процессах ( смешивание смесей, транспортировка жидкостей под давлением, осушка продукции, охлаждение порошков, процессе упаковки и тд.)

Машиностроение

Охлаждение станков, сжатый воздух для робототехники, удаление обрезков таких как куски, порошок металла , пневмоинструмента и тд.

Фармацевтика

Производство лекарств, аэротенки, для упаковки лекарственных средств.

Строительство

Сжатый воздух используется для буров и пневмоинструмента (пневмодрели, молотки, пневматических клепальных молотов, гайковерты и тд.) для покрасочных работ, транспортировки грунтовых и сточных вод под давлением, сооружении свай и тд.

Горная промышленность

Экскаваторы, транспортировка угля и руды с использованием давления воздуха, закачка кислорода в шахты, пылесборные системы фильтрации.

Целлюлозно-бумажная промышленность

Воздух без содержания примесей масла используется во многих технологических циклах производственного процесса, таких как смешивание, распыление порошка, осушка продукции.

Хотя винтовые компрессоры на сегодняшний день, хорошо разработанный продукт, большой вклад технических наук в виде компьютерного моделирования и математического анализа на стадии проектирования делают дальнейшие улучшения в кпд и сокращение размеров и расходов возможными. Очевидно, что изменения грядут и в нефтехимической, химической и газовой промышленности. Винтовые компрессоры на данный момент уже доказали свое место центральной части во многих системах и заслужили репутацию надежных, эффективных, эксплуатационно гибких и не требующих больших затрат на техническое обслуживание.

ВИНТОВОЙ КОМПРЕССОР: ПРИНЦИП РАБОТЫ — полезные материалы от компании Fiac

Принцип действия воздушных промышленных компрессоров, относящихся к типу объёмных компрессоров, следующий:

• Атмосферный воздух поступает через воздушный фильтр (1) со встроенным фильтрующим элементом.
• Очищенный воздух, пройдя через многофункциональный регулятор всасывания (2), попадает в винтовой блок (3). В винтовом блоке происходит сжатие воздуха, и он смешивается с маслом, которое впрыскивается дозировано.
• Образовавшаяся воздушно-масляная смесь поступает в сепаратор (8), где проходит через картридж (9). Здесь масло отделяется от воздуха.
• Воздух, очищенный от масла, поступает на выход из воздушного компрессора, проходя через воздушный радиатор (13).
• Масло, отделённое сепаратором, через масляный радиатор (12) возвращается в винтовой блок.
• Клапан термостата (11) управляет движением масла.
• Перед впрыском в винтовой блок масло проходит через масляный фильтр (7), в котором происходит удаление твёрдых частиц.
• Привод винтовой пары осуществляется от электродвигателя (6) через клиноременную передачу (4).
• Скорость вращения винтового блока определяется размерами шкивов (5).
• На валу электродвигателя установлен вентилятор (14), обеспечивающий циркуляцию воздушного потока внутри компрессора.
• Клапан минимального давления (10) обеспечивает работу устройства на холостом ходу. Он выполняет и роль обратного клапана, который отделяет компрессор от пневматической магистрали при остановке.

Чтобы лучше понимать основы работы воздушного компрессора, важно знать назначение его основных узлов. Главным элементом устройства является винтовой блок. Он состоит из двух червячных роторов, которые находятся в зацеплении. Один из них является ведущим, а второй – ведомый. Роторы совершают вращательные движения в противоположных направлениях.

Главной задачей винтового блока является сжатие воздуха, которое осуществляется роторами и стенками корпуса. При достижении заданного давления воздух поступает на выход.

Важнейшую роль в работе винтового компрессора играет и масло, которое:

• Отводит тепло
• Смазывает подшипники
• Уплотняет зазоры между корпусом и роторами

Для правильного выбора винтового промышленного компрессора, наиболее полно удовлетворяющего вашим требованиям, проконсультируйтесь у наших менеджеров и получите ответы на все интересующие вас вопрос.

Перейти в каталог

Возврат к списку

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.

Плюсы и минусы винтовых компрессоров

Процесс сжатия в системе винтового компрессора основан на особенном принципе действия. Здесь последовательное нагнетание воздуха происходит за счет работы винтовой пары, что принципиально отличается от принципа сжатия, базируемого поршневом сжатии. В рабочей области винтовой системы находится масляная взвесь, что минимизирует фактор трения и сказывается на герметичности процесса. Высокий производственный потенциал, реализуемый винтовым компрессором, очевиден, правда, по сравнению с поршневым аналогом, немного превосходит его по температурным показателям на выходе.

Причины для выбора винтового компрессора

Поршневая техника, которая в преобладающем большинстве сохранилась на отечественных предприятиях, постепенно выводится из эксплуатации, заменяясь на современное винтовое оборудование. Процесс альтернативной замены установок на современные образцы нельзя назвать простым, поскольку стоимость винтовых агрегатов преобладает над ценой поршневых компрессоров. Но перспективный взгляд опытного руководителя предприятия должен предвидеть успех от внедрения винтового компрессорного парка.

Винтовое оборудование не слишком требовательно в эксплуатации. Внедряя новые образцы техники теперь нет необходимости заливать отдельный фундамент. К тому же, винтовой воздушный компрессор работает значительно тише. Опираясь на эти критерии, можно абсолютно реально устанавливать оборудование в непосредственной близости от потребляющих агрегатов сжатого воздуха.

Следовательно, в пневматических воздуховодах можно продуктивно избежать потерь и сэкономить на расходах по модернизации. Подобная децентрализация системы воздухообеспечения способствует продуктивному использованию каналов, исключая необходимость нагрузки на всю систему пневмоснабжения, даже если включен один или два станка.

Индустриально развитые страны уже взяли себе на вооружение возможности винтовых агрегатов и на своих предприятиях уже эффективно ощутили совокупный положительный эффект от подобного переоборудования. Кстати сказать, необходимым обеспечением промышленного объекта сжатым воздухом считается диапазон давления до 15 атмосфер. Можно сказать, что это своеобразный стандарт, к которому стремится современный производственный рынок.

Преимущества винтовых компрессоров:

—  Низкий уровень вибрации и относительно малый рабочий шум;

—  Сопоставимо малый вес и компактные габариты способствуют удобному размещению оборудования в местах непосредственного использования устройствами, потребляющими воздушный поток;

—  Нет необходимости готовить специальную фундаментную площадку под компрессор;

—  Производимый воздух отличается чистотой, поскольку в процессе выработки используется малый расход масла (2-3 мг/куб. м. – для моделей с масляным сжатием). Следовательно, винтовые компрессоры могут с успехом внедряться для синхронизации работы с разнообразным пневматическим оборудованием;

—  За текущие процессы и операционные режимы работы отвечает надежная автоматическая система компрессора, которая упрощает процесс управления оборудованием;

—  Отличительной особенностью винтового агрегата является ресурсоемкость и абсолютная надежность в эксплуатации;

—  Современные встроенные охладители и рефрижераторные осушители воздуха способствуют планомерному отказу от габаритных централизованных систем прошлого, использующих водяное охлаждение;

—  Какой-либо специальной подготовки и переобучения персонала для работы с винтовым компрессорным оборудованием потребуется совсем немного;

—  Агрегаты современного образца в значительной степени более экономно потребляют электроэнергию;

—  Оборудование способствует плавному регулированию производительности при соответствующей комплектации.

Недостатки винтовых компрессоров:

—  Инженерная сложность механизмов;

—  Дороговизна основного элемента компрессора – винтового блока. При выходе последнего из строя, обычно нет возможности оперативно отремонтировать его прямо на производстве;

—  Необходимость синхронной работы с отделителем масла и маслоохладителем. В противном случае возможен перегрев винтового компрессора и выброс масла в магистраль;

—  Спорный вариант утверждения, что винтовые компрессоры обладают существенной экономичностью относительно расходования масла. Масло расходуется в малых дозах только в режиме номинального давления, и при условии исправности модуля сепарации. Если повысить расход воздуха с установкой на понижение давления, то наблюдается резкий скачок потребления масла. Аналогичный эффект имеет место быть и в ситуации, когда сепаратор (влагоотделитель компрессора) работает с перебоями. Кстати сказать, стоимость сепаратора, рассчитанного на работу в 10-кубовом компрессоре, составляет порядка 300 долларов, так что, экономия остается под вопросом.

Винтовой компрессор остается на сегодняшний день, одним из самых востребованных видов оборудования для производства сжатого воздуха, поэтому его определенные недостатки, как правило, не сильно влияют на принятие решения о его покупке.

Винтовой или поршневой компрессор?

Со времени изобретения в 30-х годах прошлого века винтового компрессора трудно назвать любую из последующих новинок революцией в компрессоростроении. Но на многих предприятиях России и СНГ не спешат отказываться от поршневых компрессоров.

Итак, винт или поршень?

Исследуем данный вопрос в сравнении некоторых показателей винтового и поршневого компрессоров.

Одним из самых важных аспектов при выборе компрессорного оборудования на предприятиях в данное время является энергопотребление этого оборудования.

В принципе энергопотребление аналогичных по своим характеристикам винтового и поршневого компрессоров могут незначительно отличатся в ту и другую сторону. Объяснить это можно тем, что поставщики электрооборудования ежегодно предлагают все более совершенные и новые комплектующие, способствующие энергосбережению, производителям компрессорной техники.

Но рассмотрим этот аспект, копнув немного глубже.

Приобретая винтовой компрессор, вы получаете компактную станцию для производства сжатого воздуха с воздушным охлаждением. Для запуска данной станции требуется только подключить кабель электропитания.

Для получения сжатого воздуха при помощи поршневого компрессора до настоящего времени используют водяное охлаждение компрессора.

Также водой охлаждается и выработанный компрессором воздух.

Для этого используются громоздкие, требующие частой чистки внутренних полостей, промежуточные и конечные охладители сжатого воздуха. Вода должна подаваться под давлением, что подразумевает дополнительные единовременные затраты необходимые для монтажа системы водоподготовки и долговременные на весь период обслуживания.

Следующим недостатком поршневого компрессора является то, что для его установки требуется возведение специального фундамента, что предусматривает определенные затраты и затрудняет перенос данного компрессора в другое место при необходимости.

При установке винтового компрессора необходима только ровная свободная площадка.

Несомненно, что при производстве сжатого воздуха поршневым или винтовым компрессором выделяется некоторое количество тепла, как следствие требуется монтаж системы вентиляции.

Если применительно к винтовому компрессору необходимо говорить лишь об отводе тепла непосредственно из кожуха компрессора и подаче воздуха в тех случаях, когда компрессор установлен в недостаточно просторном помещении.

В этом случае для обеспечения качественной вентиляции обычно достаточно мощности вентилятора компрессора и монтажа системы состоящей из недорогих и простых в изготовлении вентиляционных каналов. Использование собственных вентиляционных каналов делает возможной рекуперацию тепла выделяемого компрессором. То есть с помощью этого тепла можно в зимнее время отапливать небольшие производственные помещения.

За счет того, что охлаждение поршневого компрессора производится проточной водой, он выделяет меньше тепла, чем винтовой. Но так как в большинстве своем у промышленных поршневых компрессоров защитный кожух отсутствует система вентиляции помещения, в котором установлены поршневые компрессоры, требует установки дополнительных приточных и вытяжных вентиляторов так же имеющих некоторую мощность и не способствующих энергосбережению.

Еще одним преимуществом винтового компрессора является более высокий КПД, достигаемый за счет уменьшения трущихся деталей в конструкции и за счет отсутствия механических преобразователей вращательного движения электродвигателя в возвратно-поступательное рабочего органа (поршня).

Бытует мнение, что поршневые компрессоры более надежны на запыленных производствах. Можно оспорить и это утверждение, так как абразив во всасываемом воздухе оказывает неблагоприятное воздействие как на детали винтового, так и поршневого компрессоров.

В настоящее время компания «DALGAKIRAN» широко известная на рынке России одной из первых стала применять на винтовых компрессорах систему префильтрации позволяющую предотвратить попадание пыли во внутренние полости компрессора.

Поскольку панельные фильтры выполнены из синтетического материала и имеют нулевое сопротивление их применение не оказывает на характеристики какого-либо влияния.

Так же несомненными плюсами винтовых компрессоров являются простота в обслуживании, а использование электронного контроллера позволяет почти исключить человеческий фактор и до максимума упростить процесс производства сжатого воздуха на любом предприятии.

Еще необходимо отметить, что капитальный ремонт поршневого компрессора заводы-изготовители рекомендуют производить через 16 000 часов наработки. Эта трудоемкая операция, требующая полной разборки компрессора для дефектации и замены изношенных деталей, стоимость которой составляет 10-15% от стоимости нового компрессора.

У винтового компрессора более или менее серьезный ремонт рекомендуется выполнять через 24 000 часов наработки. Ремонт этот связан с заменой подшипников винтового блока. После этой нехитрой операции винтовой компрессор будет обеспечивать воздухом ваше предприятие следующие 24 000 часов и т.д.

Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод, что винтовой компрессор является все же более выгодным и надежным по сравнению с поршневым.

Одним из поставщиков компрессорной техники на рынок России и СНГ является уже упомянутая нами компания «DALGAKIRAN».

Эта турецкая компания- несомненный лидер на рынке Турции и Ближнего востока готова предложить качественное и недорогое компрессорное оборудование, удовлетворяющее самым жестким требованиям любого клиента.

Компания «DALGAKIRAN» имеет разветвленную дилерскую сеть по России с представительствами в таких крупных промышленных центрах как Нижний Новгород, Cамара, Екатеринбург, Санкт-Петербург, Ростов-на-Дону, Краснодар, Челябинск, Екатеринбург, Череповец и др.

Технические специалисты компании и дилеров прошли курсы обучения на базе завода-изготовителя, о чем свидетельствуют сертификаты международного образца.

Оборудование компании «DALGAKIRAN»успешно конкурирует с ведущими компрессорными фирмами мира и удачно вписывается в концепцию децентрализации и энергосбережения, экономя время и деньги своих владельцев.

Основными партнерами по поставкам комплектующих для компрессорной техники «DALGAKIRAN» являются такие европейские фирмы как GHH-RAND, Rotorcomp, AEG, VMC и др. которые считаются неоспоримыми лидерами во всем мире.

Все поставляемое оборудование соответствует европейским и российским стандартам и нормам.

Винтовой или поршневой? Как правильно выбрать воздушный компрессор

Если вы покупаете новый воздушный компрессор, вы можете быть удивлены различными типами и вариантами компрессорного оборудования. Первый и самый важный выбор, который вы должны сделать – решить, какой компрессор для вас лучше: винтовой или поршневой. Многие не понимают разницы между ними, поэтому давайте кратко рассмотрим эти два типа.

Поршневые компрессоры сжимают воздух поршнями, которые перемещаются вверх и вниз внутри цилиндров.

Винтовые (ротационные) компрессоры имеют два ротора, вращающихся в противоположных направлениях, тем самым сжимая воздух, находящийся между ними.

Но способ сжатия воздуха не является единственной разницей между этими типами компрессоров. Еще одно существенное различие между винтовыми воздушными компрессорами и поршневыми компрессорами заключается в том, что винтовые воздушные компрессоры работают с намного более низким уровнем шума, чем поршневые. Поскольку винты не перемещаются вверх и вниз, как поршни, они намного тише. Также по этой же причине винтовые компрессоры работают с меньшим выделением тепла и вибрации, чем поршневой компрессор.

Что действительно важно, так это вопрос о том, какая технология лучше всего подходит для вашего производства?

Поршневые компрессоры предназначены для периодического использования, когда вам требуется небольшое количество воздуха. Они лучше всего подходят для малых предприятий, гаражных и строительных работ. Винтовые же компрессоры предназначены для непрерывного производства воздуха, для бесперебойной работы предприятия и обеспечения большого и постоянного потока воздуха.

Таким образом, винтовые компрессоры являются хорошим выбором для промышленных предприятий, которые постоянно потребляют воздух. Они очень долговечны, надежны и экономичны в ситуациях, когда необходимо постоянное и значительное потребление воздуха.

Если у вас возникли вопросы или вам необходимо подобрать воздушный компрессор для вашего производства, обращайтесь к специалистам «ДельтаСвар» для получения профессиональной консультации.

Приобретая компрессорное оборудование у нас, вы получаете для себя ряд преимуществ. Сервисная служба компании «ДельтаСвар» обеспечивает пусконаладку оборудования, гарантийное и постгарантийное сервисное обслуживание. В самый короткий срок специалисты «ДельтаСвар» быстро и на высокопрофессиональном уровне осуществят техническое обслуживание и поддержку компрессоров, проведут их диагностику с использованием нового современного оборудования.

С уважением,
Пономарёв Игорь Николаевич,
Руководитель отдела компрессорного оборудования
ООО «ДельтаСвар»
г. Екатеринбург, ул. Завокзальная, 29
Тел.: +7 (343) 384-71-72 (добавочный 230)

Читайте также:

Компрессоры Ingersoll Rand Next Generation R-Series – интеллектуальные возможности, необходимые для удобной и надежной работы
ООО «ДельтаСвар» занимается комплексным оснащением компрессорных станций. Мы активно сотрудничаем с итальянским брендом Ingersoll Rand – мировым лидером в производстве компрессорного оборудования. Одной из передовых разработок бренда является серия безмасляных компрессоров Next Generation R-Series. Данные машины широко используются на компрессорных станциях таких предприятий, как АО «ОХК «Уралхим», ООО «Кока-Кола ЭйчБиСи Евразия», ООО «Юнилевер Русь» и пр.
…

Чистый воздух – залог долгосрочной службы оборудования и пневмолиний
Многие предприятия применяют сжатый воздух как энергоноситель, используя компрессоры. Поэтому вопрос очистки сжатого воздуха от примесей всегда актуален. Фильтрация от твердых частиц не так сложна, а вот удаление масла и влаги вызывает некоторые сложности.
…

Ingersoll Rand – ваша компрессорная станция премиум класса
ООО «ДельтаСвар» — ваш надежный партнер в области систем сжатого воздуха. Независимо от отрасли или области деятельности вы можете рассчитывать на компанию «ДельтаСвар» как на надёжного партнёра, предоставляющего новейшие технологии в области систем сжатого воздуха.
…

Винтовые компрессоры Dalgakiran — 10 лет под надежной защитой!
Компания «ДельтаСвар» совместно с производственным холдингом Dalgakiran, подтверждая надежность производимого оборудования, официально анонсирует в России уникальную программу — 10 лет защиты на всю линейку винтовых компрессоров Dalgakiran серий Tidy, DVK, DVK-D и INVERSYS Plus.
…

Центробежные компрессоры IHI-Dalgakiran — японское качество по выгодной цене
Многие предприятия желают получить оборудование высокого качества по выгодной цене. Ведущие мировые корпорации давно разработали элементарный рецепт — технологии разрабатываются в странах с высокоразвитой наукой, а производство располагается в странах с дешевой рабочей силой. Живым примером данного подхода является компания IHI-Dalgakiran.
…

Поделиться ссылкой:

Завод Инжиниринг | Основы роторно-винтовых воздушных компрессоров

Джозеф Л. Фощ

1 февраля 2000 г.

Ключевые концепции

Отсутствует контакт металла с металлом, что сводит к минимуму износ.

Приводы с регулируемой скоростью соответствуют производительности компрессора , что позволяет снизить энергопотребление.

Установка упрощена.

Когда-то сжатый воздух считался бесплатным.Он вышел из шланга вместе с брызгами воды и масла, и компрессор в подсобке отключился чугга-чугга. Сегодня мы знаем, что сжатый воздух — это четвертая дорогостоящая утилита, которую нельзя терять зря. Мы хотим, чтобы он был сухим и чистым, а эффективный компрессор должен поставляться в тихой коробке.

Времена изменились, и сегодня самая популярная конструкция воздушного компрессора, отвечающая требованиям промышленного предприятия, — это винтовой ротор. Он превратился из простого круглого профиля в асимметричный (рис.1), который имеет повышенную эффективность за счет меньшей утечки или байпаса в зоне нагнетания. Поскольку размер является фактором утечки, КПД выше в компрессорах меньшего размера.

Эксплуатация

Винтовой ротор использует два ротора для проталкивания воздуха через компрессор, который создает давление. Сжатие достигается за счет синхронного зацепления главного и вторичного роторов в цельном двухконтурном корпусе. Главный ротор имеет винтовые лопасти, а вторичный ротор — винтовые канавки (рис. 2).Отверстие для впуска воздуха расположено в верхней части корпуса рядом с концом приводного вала. Отверстие для нагнетания находится в нижней части на противоположном конце корпуса. Рисунок 2 (ниже) перевернут, чтобы показать оба порта.

В конструкциях с впрыском масла или воды жидкость вводится на этапе B для отвода тепла сжатия, уплотнения внутренних зазоров и предотвращения контакта ротора с ротором. В безмасляных конструкциях синхронизирующие шестерни прикреплены к валам ротора для предотвращения контакта ротора с ротором. Точность допусков влияет на уплотнение.Воду еще можно было впрыснуть в камеру сжатия для охлаждения и герметизации при более высоких давлениях.

Ограничивающими факторами в винтовых воздушных компрессорах являются температура и давление нагнетания, а также перепады температуры и давления в машине. Эти факторы влияют на расширение и прогиб ротора и корпуса, прочность корпуса и нагрузки на подшипники.

Многоступенчатые ступени используются для повышения эффективности и повышения давления. Некоторые конструкции удаляют масло и охлаждают воздух между ступенями в промежуточном охладителе, в то время как другие выпускают воздух и масло непосредственно в следующую ступень.

Приводы

Существует три основных типа приводов для воздушных компрессоров: клиноременной, прямой и зубчатый. Выбор зависит от нескольких факторов, включая требования к скорости компрессора и предпочтения производителя. Четвертый тип представляет собой комбинацию любого из вышеперечисленного с двигателем с регулируемой скоростью.

Клиновой ремень Приводы позволяют уменьшить занимаемую площадь для корпуса. Выравнивание не критично, и обслуживание упрощается.

Direct Накопители имеют встроенное выравнивание.Ремень и шестерня не нуждаются в обслуживании. Площадь основания может быть больше, но машина может работать тише.

Винтовые компрессоры с зубчатым приводом устраняют проблемы центровки и обычно используются для двигателей с большей мощностью. Как и в случае с клиновыми ремнями, скорость компрессора может отличаться от скорости двигателя.

Приводы с регулируемой скоростью (VSD) обычно изменяют частоту входящей мощности двигателя. Этот подход представляет собой простой способ варьировать мощность компрессора и может быть эффективным, если компрессорный блок имеет широкий диапазон КПД или плоскую кривую КПД в широком диапазоне скоростей.

Преобразователи частоты

могут повысить коэффициент мощности двигателя, чтобы исключить штрафы со стороны коммунальных предприятий. Функция плавного пуска снижает высокие входные пусковые токи, что является еще одним аспектом экономии. Некоторыми недостатками являются дополнительные начальные затраты и потеря мощности 2–3% при работе с полной нагрузкой. Однако зачастую срок окупаемости составляет 3 года (рис. 3).

Контроль производительности

Эти элементы управления использовались на компрессорах с постоянной скоростью для регулирования выпуска воздуха, когда агрегат работает ниже полной нагрузочной способности.Например, если потребность завода в воздухе снижается во время смены смены, система управления позволяет компрессору производить только необходимое количество воздуха, что снижает необходимую мощность и поддерживает эффективность. Ключом к выбору подходящей системы является определение циклов нагрузки установки и оценка производительности системы управления на основе этих циклов.

До тех пор, пока VSD не стали популярными, существовало два основных типа систем управления производительностью: дросселирование на входе и регулировка длины ротора. Оба они автоматически регулируются в соответствии с требованиями системы без избыточного или недостаточного давления.

Вариант дросселирования на входе представляет собой простую систему с нагрузкой / холостым ходом . Компрессор работает на полную мощность или не подает воздух. В этой системе есть избыточное и недостаточное давление.

Чтобы воспользоваться преимуществами системы нагрузки / холостого хода, компрессор должен работать без нагрузки и должен использоваться резервуар для хранения воздуха. Такая установка позволяет компрессору под нагрузкой производить и хранить больше воздуха, чем используется. Чем больше резервуар для хранения, тем больше продолжительность цикла холостого хода и больше экономия энергии.

Дросселирование впускного отверстия ограничивает впускное отверстие компрессора, чтобы впускать только то количество воздуха, которое требуется системе. При неполной производительности частично закрытый клапан создает разрежение на входе, что снижает давление на входе. Теперь требуется больше работы, чтобы поднять давление на входе до давления на выходе. В целом, для сжатия меньшего объема воздуха требуется меньшая мощность. Однако из-за неэффективности системы на кубический фут сжатого воздуха приходится больше энергии.Эту систему следует использовать только для приложений с базовой нагрузкой, когда требуется, чтобы система редко опускалась ниже 70%.

Регулировка длины ротора регулирует выход воздуха, изменяя точку отсечки в корпусе ротора по мере снижения потребности в воздухе. Ненужный воздух может вернуться во впускное отверстие перед сжатием. Существует два распространенных типа регулировки длины ротора: поворотные / спиральные клапаны и тарельчатые клапаны. Эти методы являются эффективными системами управления для любого приложения с частичной нагрузкой, превышающей 40% -ный цикл нагрузки.

Поворотные / спиральные клапаны приводятся в действие, открывая большее или меньшее количество отверстий в отверстии корпуса компрессора (рис. 4). Клапан непрерывно вращается, обеспечивая мгновенное и бесконечное позиционирование между этими портами. Эти порты настолько глубоки, насколько толстый корпус. Воздух из компрессионного кармана может просачиваться вокруг наконечников ротора, что снижает эффективность.

Тарельчатые клапаны открываются последовательно по мере необходимости и позволяют воздуху возвращаться к впускному отверстию. Управление аналогично поворотным клапанам, но с конечными шагами примерно от 15 до 16 фунтов на квадратный дюйм.Сжатый воздух может протекать через плоские тарельчатые клапаны, но в некоторых конструкциях поверхность соответствует отверстию корпуса и снижает утечку (рис. 5).

Панель управления

Многие компрессоры теперь оснащены электронными панелями управления с четкой графикой, удобны для пользователя и совместимы с компьютером. Рабочие условия компрессора, заданные значения и параметры конфигурации отображаются с помощью легко читаемых буквенно-цифровых индикаторов. Регулировка системы в соответствии с различными эксплуатационными требованиями легко выполняется с панели управления.

Затраты на техническое обслуживание снижаются, поскольку есть автоматические индикации, когда требуется обслуживание фильтров, сепараторов и масляной системы. Состояние компрессора можно контролировать удаленно с помощью модемных соединений.

Установка

Поскольку роторный компрессор не испытывает неуравновешенных динамических сил, требуется только бетонный фундамент достаточного размера, чтобы выдержать его массу и поддерживать любое выравнивание между компрессором и приводом. В зависимости от конструкции, для удержания устройства на месте могут потребоваться фундаментные болты.Если агрегаты должны быть прикреплены болтами к опорной плите или опорным плитам, эти предметы должны быть выровнены и залиты раствором к фундаменту.

Трубопровод должен поддерживаться и выровнен таким образом, чтобы его собственный вес, а также какие-либо термические или механические нагрузки не оказывались на впускной и выпускной фланцы корпуса компрессора.

Техническое обслуживание

Техническое обслуживание компрессора может выполняться по стандартному графику или отслеживая часы работы. Последний подход более практичен, но требует точных и надежных показателей обслуживания.К счастью, новейшие средства управления компрессором содержат средства диагностики и индикаторы неисправностей.

Обычно в компрессоре есть пять частей, требующих обслуживания: компрессорный блок, двигатель, трансмиссия, смазочные материалы и фильтры.

Airends и их подшипники повреждены из-за загрязнения воздуха и смазочных материалов, а также из-за чрезмерного нагрева. Проверьте, нет ли необычных шумов и вибраций. Мониторы должны уметь обнаруживать надвигающиеся проблемы и звуковые сигналы.Большинство производителей рекомендуют ремонтировать компрессорные блоки в период от 50 000 до 60 000 часов, чтобы избежать дорогостоящих принудительных отключений.

Двигатель Подшипники всегда следует смазывать правильным количеством и типом смазки. Заменяйте подшипники по консервативному графику. Периодически проверяйте потребление тока, чтобы убедиться, что двигатель не перегружен. Обеспечение надлежащей вентиляции и температуры окружающей среды в компрессорной увеличивает срок службы двигателя.

Привод Системы должны быть выровнены.Если рама или монтажный блок осядут, перекос приведет к повреждению муфты. Зубчатые передачи всегда необходимо смазывать должным образом. Проверяйте и регулируйте натяжение клиноременных передач не реже, чем каждые 500 часов работы. Изношенные или изношенные ремни следует заменить.

Смазочные материалы охлаждают, герметизируют, защищают и удаляют загрязнения в компрессоре. Перед заправкой всегда сливайте всю имеющуюся смазку, чтобы обеспечить максимальный срок службы. Заменяйте масло по графику, рекомендованному производителем для данной области применения.Регулярный отбор проб масла помогает продлить срок службы смазки. Избегайте смазочных материалов, не предназначенных специально для конкретного компрессора; они могут повлиять на срок службы.

Фильтры защищают компрессор от износа и повреждений. Правильная фильтрация более рентабельна, чем ремонт поврежденного оборудования. Регулярно проверяйте и заменяйте фильтры на впуске воздуха (примерно каждые 2000 часов). Такой выбор времени снижает загрязнение компонентов и износ компрессорного блока, что повышает эффективность работы.Входной фильтр с увеличением падения давления на 1% снижает производительность компрессора на 1%. Масляные фильтры и сетчатые фильтры следует менять примерно каждые 1000 часов.

Содержите компрессор в чистоте. Загрязнение поверхностей компрессора и промежуточного охладителя увеличивает температуру сжатого воздуха. Это увеличение приводит к снижению производительности, но не к общему количеству потребляемой энергии. Эта добавленная энергия на единицу мощности проявляется как более высокая температура нагнетаемого воздуха. Дополнительный охладитель и осушитель должны снизить эту температуру.В результате уменьшается выход сжатого воздуха и увеличивается потребление энергии.

Plant Engineering Журнал выражает признательность компании Atlas Copco Compressors, Inc. за помощь в подготовке этой статьи. Фотография на обложке была сделана при сотрудничестве Atlas Copco и The Compressed Air Co. — Джозеф Л. Фощ, старший редактор, 630-320-7135, [email protected]

Подробнее

В двух предыдущих статьях обсуждалась экономия энергии с помощью винтовых воздушных компрессоров: «Приводы с регулируемой скоростью сокращают затраты на энергию компрессора» (PE, октябрь 1998 г., стр. 52, файл 4020) и «Сохранение энергии в системах сжатого воздуха» (PE, декабрь 1997 г.) , стр.103, дело 4020).

Характеристики винтового шнека

Преимущества

— Простой дизайн

— Начальная стоимость от низкой до средней

— Стоимость обслуживания от низкой до средней

— Двухступенчатая конструкция обеспечивает хороший КПД

— Возможно воздушное или водяное охлаждение

— Простота установки

Недостатки

— Ограниченный срок службы компрессорного блока

— компрессорные блоки не обслуживаются на месте

— Более короткий срок службы, чем у других конструкций

— Конструкции с закачкой нефти имеют унос масла

— Одноступенчатые конструкции имеют более низкий КПД

— Двухступенчатые безмасляные конструкции имеют более высокую начальную стоимость

Эмпирические правила

— Большинство компрессоров производят 4 & shy; 5 кубических футов в минуту / л.с. при 100 фунтах на кв. Дюйм.

— Каждые 2 фунта на кв. Дюйм изменения давления увеличивают или уменьшают потребляемую мощность на 1%.

— Каждое изменение температуры входящего воздуха на 10 градусов по Фаренгейту влияет на КПД примерно на 1%. Более холодная температура увеличивается, а более высокая температура снижает эффективность.

— Стоимость мощности на 1 л.с. для 3 смен, 7 дней в неделю (8760 часов) при 0,10 долл. США / кВтч составляет 750 долл. США в год.

— Компрессор мощностью 50 л.с. отбраковывает около 126 000 БТЕ / час; из них около 119 000 британских тепловых единиц в час подлежат возмещению.

— Ресиверы для хранения воздуха должны быть размером примерно 2 и 4 галлона.производительность компрессора на кубический фут в минуту для эффективного управления спросом.

Рекомендуемый метод сжатия

Давление, фунт / кв. Дюйм

Мощность и объем 0-50 50-100 100-200 200+

Менее 15 л.с.

Менее 60 кубических футов в минуту или винтовой винт

15-150 л. С. С возвратно-поступательным движением Винтовой винтовой механизм с возвратно-поступательным движением

60-750 куб. Футов в минуту

150-600 л. С. С возвратно-поступательным движением Винтовой винтовой механизм с возвратно-поступательным движением

750-3000 куб. Футов в минуту

Поршневой центробежный центробежный насос более 600 л.с. Центробежный

Более 3000 куб. Футов в минуту

Производители винтовых воздушных компрессоров

Следующие компании предоставили материалы для этой статьи, ответив на письменный запрос журнала Plant Engineering .Для получения дополнительной информации об их продуктовых линейках обведите номер на сервисной карте считывателя или посетите их веб-сайт.

Контроль производительности

Давление, мощность, переменная ротора

Circle Company фунт / кв. Дюйм куб. Фут в минуту Безмасляный впускная скорость Скорость на входе

221 ABAC / American, Inc. 100/175 24/238 7,5 / 50 N x — —

222 Atlas Copco Compressors, Inc.
www.atlascopco.compressors-usa.com
60/290 18/1695 7,5 / 350 Да / Нет x — x

223 CompAir
www.compairleroi.com
110/150 334/1482 75/400 Да / Нет x x x

224 Gardner Denver, Inc.
www.gardnerdenver.com
50/200 15/2600 5/500 N x x x

225 Ingersoll-Rand Co.
www.ingersollrand.com
35/500 22/3800 7,5 / 900 Да / Нет x — x

226 Kaeser Compressors, Inc.
www.kaeser.com
100/205 5/3308 3/600 Н x — x

227 Компрессор Quincy
www.quincycompressor.com
30/150 30/1515 10/300 Да / Нет x x —

228 Rotaryaire Compressor Corp.
www.rotaryaire.com
40/515 18/2600 5/600 Да / Нет x — —

229 Sullair Corp.
www.sullaircompressors.com
100/350 18/3100 5/600 Да / Нет x x x

Вся правда о винтовых компрессорах

Вы можете подумать, что винтовой компрессор — правильный инструмент для этой работы. Но знание ограничений, присущих технологии вращающегося винта, может изменить ваше мнение.

Предприятия, которым требуется много сжатого воздуха — от гаражей до мастерских и производственных помещений — часто обращаются к ротационным винтовым компрессорам.И почему бы нет? По сравнению с поршневыми машинами они обладают большей энергоэффективностью, большей пропускной способностью по воздуху для такого размера и большим временем безотказной работы.

Однако правда о винтовых компрессорах не так радужна, как думает промышленность. Эти машины имеют свои собственные конструктивные недостатки — недостатки, которые приводят к серьезным проблемам, включая утечку воздуха, унос масла, перегрев, требования к техническому обслуживанию и проблемы с долговечностью.

Независимо от того, переходит ли ваше предприятие с поршневого компрессора или заменяет старую винторезную машину, важно знать все тонкости ограничений, присущих винтовой технологии , прежде чем вы сделаете выбор.

Проектирование системы

Технология вращающихся шнеков страдает фундаментальным недостатком конструкции: при вращении винтовых роторов они создают «дырки» — зазоры между роторами и цилиндрами, которые проходят по всей длине роторов от всасывания до нагнетания. Поскольку воздух легче масла, а винты используют масло для герметизации зазора между роторами и стенками цилиндра, газ просачивается через жидкость в этот зазор, а затем рециркулирует от нагнетательного конца высокого давления обратно к всасывающему концу низкого давления. .Это вызывает постоянную внутреннюю утечку воздуха, что приводит к постоянным неизбежным потерям энергии.

Чтобы компенсировать этот недостаток, роторы должны работать с высокой частотой вращения в минуту (об / мин), чтобы соответствовать идеальным высоким (и изначально неэффективным) «концевым скоростям» для минимизации рециркуляционных потерь. Более высокие скорости приводят к дополнительным потерям энергии из-за потерь тепла из-за трения.

Надежность и ожидаемый срок службы

Чтобы свести к минимуму утечку воздуха, роторно-винтовые машины также должны поддерживать минимальный зазор между ротором и торцевой пластиной и между ротором и стенкой цилиндра, что требует высокой осевой точности.Каждый из них поддерживается четырьмя (4) роликовыми, шариковыми или коническими роликоподшипниками для регулировки зазоров концевой пластины и цилиндра. Срок службы большинства подшипников ротора до замены составляет 50 000 часов.

Кроме того, каждый ротор имеет набор упорных подшипников, прикрепленных к нагнетательному концу валов охватываемого и охватывающего ротора. Каждый раз, когда давление компрессора падает, он «загружает» насос и создает давление нагнетания. Силы давления нагнетания возвращаются к концевой пластине всасывания. Когда достигается максимальное давление, он «разгружается».Это устраняет более высокие силы давления нагнетания, выравнивая давление по длине роторов.

Это заставляет роторы перемещаться вперед и назад при каждом цикле «нагрузки» и «разгрузки», вызывая постоянный износ упорных подшипников. По мере износа упорных подшипников он постепенно изменяет допуски на концевых пластинах всасывания и нагнетания до тех пор, пока потеря эффективности или нежелательный контакт металл-металл не потребуют капитального ремонта компрессорного блока для замены подшипников или нового компрессорного блока, если подшипники вышли из строя до ремонта.

Схемы управления впуском и объем накопителя воздуха напрямую влияют на срок службы подшипников компрессорного агрегата, замена которых может потребоваться всего за 20 000 часов. Ухудшение характеристик винтовых компрессорных блоков требует новых подшипников со средним сроком службы от 35 000 до 40 000 часов, прежде чем потребуется капитальный ремонт.

Кроме того, производительность винтовых машин со временем ухудшается, поскольку компоненты подвергаются естественному износу и увеличивается внутренняя утечка воздуха.

Техническое обслуживание и ремонт

Винтовые компрессоры, как уже упоминалось, структурно склонны к износу и разрушению компонентов, что влияет на все, от подшипников до ремней и шкивов или редуктора до роторов — и даже статора.

При наличии семи комплектов подшипников, необходимых для уменьшения высокого осевого усилия, замена — непростая (или недорогая) задача. По мере износа подшипников роторы будут испытывать затруднения и в конечном итоге не смогут поддерживать зазор внутри цилиндров, что потребует замены воздушной части. Замена обычно требует промывки системы смазки от металлов от изношенных подшипников, нового масла, масляного фильтра, воздушного / масляного фильтра сепаратора, перевозки, рабочей силы и даже аренды компрессора на срок до месяца, прежде чем вы вернетесь в эксплуатацию.Конечный результат? Вы потратите от 40% до 50% стоимости нового устройства, чтобы вернуть его в эксплуатацию.

Винтовые машины естественно склонны к значительному уносу масла, что вызывает более частую замену фильтров и остаточное повреждение других компонентов системы, таких как трубопроводы и пневматические инструменты. Детали производятся по запросу, и доставка может занять несколько недель, что часто приводит к нарушению работы клиентов, пока они ждут.

Получить лопасть

Инновационная, блестяще простая конструкция пластинчато-роторных компрессоров обеспечивает низкие эксплуатационные расходы, исключительную долговечность, непревзойденную производительность и машины, которые существенно превосходят свои роторно-винтовые аналоги по показателю жизненного цикла 2 или 3: 1.

В роторно-лопастных воздушных компрессорах используются скользящие лопатки, которые скользят по тонкой масляной пленке у стенки статора, чтобы создать почти идеальное уплотнение на каждой камере сжатия, что означает отсутствие утечки воздуха из-за эффекта «дыхательного пузыря». Таким образом, лопаточные роторы могут работать на значительно более низких скоростях (обычно от до ½ скорости винта), что приводит к меньшим потерям остаточного тепла и большей энергоэффективности.

Если в винтовых компрессорных блоках имеется до семи подшипников с критическим допуском, в лопасти нет подшипников.Цапфы валов перемещаются по той же тонкой масляной пленке, по которой работают лопасти, что устраняет необходимость в шариковых, роликовых или конических роликоподшипниках. По сути, каждая замена масла в лопатке сродни установке новых «подшипников» в насос. Это приводит к исключительно долгому и неизмеримому жизненному циклу.

Роторно-пластинчатые компрессоры могут легко проработать не менее 100 000 часов без какого-либо износа. Некоторые компрессоры Mattei могут работать более 230000 часов. И допуски на воздушную часть лопастей не ухудшаются со временем — они фактически улучшаются со временем, что означает лучшую производительность по воздуху, а энергоэффективность фактически улучшается с течением времени по мере сезона лопастей.Это приводит к повышению производительности и устранению потерь энергии из-за деградации толерантности, от которых страдают винты.

Обслуживание, сборка и демонтаж компрессоров Mattei могут выполняться быстро и легко с использованием стандартных инструментов, что делает диагностику неисправностей быстрой и простой. А поскольку в лопастных компрессорах вместо подшипников используются втулки, замена осуществляется гораздо реже и обходится дешевле. Кроме того, детали достаточно недорогие, поэтому дилеры часто хранят их на полках, что позволяет быстро заменять их и оказывать минимальное влияние на деятельность вашего бизнеса.

Винтовые компрессоры и пластинчато-роторные компрессоры — оба используют роторы для объемного сжатия воздуха. Но на этом различия заканчиваются. Номинально схожая, но функционально отличная от каньонов, роторно-лопастная технология примерно так же отличается от роторно-винтовой технологии, как роторный шнек от поршневых машин.

Если вы хотите купить воздушный компрессор или в настоящее время используете винтовой роторный агрегат, возможно, вам стоит подумать о приобретении роторно-пластинчатого воздушного компрессора Mattei.Благодаря значительной экономии энергии и времени, меньшим требованиям к техническому обслуживанию и надежному воздуху без загрязняющих веществ, ведущая в отрасли технология поворотных лопастей Mattei обеспечивает своих клиентов уже более двух десятилетий.

Винтовые компрессоры: типы, диапазон применения и управление

Часть I из II…

Смысл этой статьи, состоящей из двух частей, состоит в том, чтобы обратить внимание читателя на достоинства двухвинтовых роторных компрессоров (часто значительных) и установить новый рекорд для машин с мокрым винтом.Типичные профили ротора как для сухих винтовых, так и для мокрых винтовых компрессоров показаны на рис. 1. Эти машины представляют собой часть группы оборудования, составляющей вращающиеся компрессоры прямого вытеснения. Из различных доступных машин сдвоенные винтовые компрессоры используются в основном в системах с воздухом и технологическим газом под высоким давлением, что является предметом данной статьи, тогда как некоторые другие роторно-поршневые нагнетатели и одновинтовые компрессоры часто используются в системах с низким давлением и большим объемом. . Здесь они не рассматриваются.

Вращающиеся машины прямого вытеснения (подобные показанной на рис. 2) предлагают те же преимущества, что и поршневые машины прямого вытеснения, в отношении зависимости потока от давления, то есть почти постоянный объем входящего потока при различных условиях давления нагнетания. В отличие от центробежных и осевых машин, винтовые компрессоры не имеют ограничения помпажа. Таким образом, для вращающихся компрессоров прямого вытеснения не требуется минимальной производительности.

Частота вращения концевых частей ротора винтовых и поршневых воздуходувок низкая; это позволяет осуществлять закачку жидкости или заводнение жидкости, что облегчает работу с загрязненными газами.По своей конструкции роторы самоочищаются во время работы, но загрязняющие вещества не должны попадать на подшипники. Точно так же грязь из компрессионного пространства должна быть удалена фильтрацией или другими способами.

Сравнение безмасляных и маслозаполненных моделей
Ротационные винтовые компрессоры доступны в безмасляной или маслозаполненной конструкции. Технически говоря, без масла подразумевается отсутствие масла в пространстве сжатия, но подшипники по-прежнему требуют смазки чистой средой. Этот смазочный материал обычно представляет собой чистое масло, хотя также можно использовать чистую воду под давлением [См.1]. На самом деле, хотя вода под давлением представляет собой менее известную передовую технологию, она, тем не менее, применяется на протяжении десятилетий. В руках действительно компетентных производителей компрессоров, водяные винтовые компрессоры оказались чрезвычайно эффективными и успешными в некоторых из самых грязных услуг [Ref. 1].

В то время как безмасляные двухвинтовые компрессоры широко называют сухими винтами, по крайней мере один известный производитель определяет и обозначает как «сухие винты» любой винтовой компрессор, оснащенный синхронизирующими шестернями.Таким образом, не имеет значения, является ли компрессионное пространство сухим, залитым маслом или с впрыском воды: если синхронизирующие шестерни синхронизируют два винта, его следует обозначить как сухой винтовой механизм. Без синхронизирующих шестерен он не может работать как машина с сухим винтом, потому что контакт сопрягаемых роторов приведет к ее разрушению. При отсутствии зубчатых колес необходимо использовать разделяющую жидкость. Любая разделяющая жидкость, циркулирующая в пространстве сжатия, превращает его в машину с мокрым винтом [См. 2].

Области применения безмасляных машин включают все процессы, которые не допускают загрязнения сжатого газа или где смазочное масло может быть загрязнено газом. Маслозаполненные машины могут достигать несколько более высокого КПД, чем машины с сухим винтом, и могут также использовать масло для охлаждения [См. 3]. То же самое можно сказать и о машинах, затопленных водой. В некоторых случаях контур смазки подшипника должен быть полностью отделен от контура жидкости, используемой в пространстве сжатия.Если это требование не соблюдается, покупатель / пользователь может столкнуться с высокими затратами на техническое обслуживание или низкой надежностью оборудования.

Правильно спроектированные винтовые компрессоры сконструированы без какого-либо металлического контакта внутри камер сжатия, как между самими роторами, так и между ними и стенками корпуса. Хотя первоначально они предназначались для сжатия воздуха, винтовые компрессоры в настоящее время используются во многих отраслях нефтехимической и смежных отраслей.К ним относятся воздухоразделительные установки, промышленные холодильные установки, выпарные установки, горнодобывающие и металлургические предприятия.

Сжимаются практически все газы: аммиак, аргон, этилен, ацетилен, бутадиен, газообразный хлор, соляной газ, природный газ, факельный газ, доменный газ, болотный газ, гелий, известковый газ, газ коксования и углерод. монооксидный газ можно сжимать с помощью винтовых машин. То же самое верно для всех комбинаций углеводородов; городской газ, воздух / газообразный метан, пропан, пропилен, дымовой газ, сырой газ, диоксид серы, оксид азота, азот, газообразный стирол, газ винилхлорид и газообразный водород можно найти в справочных таблицах опытных производителей.

Только один производитель успешно эксплуатирует не менее 20 маслозаполненных двухвинтовых компрессоров с трехлетним перерывом в работе. Хотя условия процесса сильно различаются, возможно, существует несколько производителей с аналогичным опытом. У их компрессоров может быть не самая низкая стоимость установки, но они обычно представляют собой лучшую стоимость и самую низкую возможную стоимость жизненного цикла с большой рентабельностью.

Области применения
Пределы применения винтовых компрессоров устанавливаются диапазоном давления и температуры, а также максимально допустимой скоростью машин.Безмасляные винтовые компрессоры могут подвергаться механической нагрузке с перепадом давления до 12 бар, а маслозаполненные компрессоры — до 20 бар. В особых случаях возможны более высокие перепады давления. Эти компрессоры обеспечивают производительность до 60 000 м3 / час (~ 35 000 акфутов в минуту).

Максимально допустимая степень сжатия для одной ступени двухвинтового компрессора — это такая степень, при которой конечная температура сжатия не превысит допустимое значение 250 C (482 F). Эта степень сжатия и соответствующая температура будут в очень большой степени зависеть от удельной теплоемкости (c _P / c _V ) сжимаемого газа.Например, если коэффициент теплоемкости (c _P / c _V ) равен 1,4, максимальная степень сжатия будет примерно 4,5, а коэффициент теплоемкости (c _P / c _V ) равен 1,2. максимальная степень сжатия будет примерно 10 для безмасляной двухвинтовой компрессорной ступени.

Многоступенчатая (многокорпусная) компоновка не является редкостью и может приводить к диапазонам давления от приблизительно 0,1 бар абсолютного до 40 бар. В некоторых случаях было достигнуто даже 100 бар.Во многих из этих приложений используется межкаскадное охлаждение. В зависимости от размера компрессора возможны скорости от 2000 до 20 000 об / мин. Ограничивающим фактором часто является окружная скорость рабочего ротора, которая обычно находится в диапазоне от 40 до приблизительно 120 м / с и до максимум 150 м / с для очень легких газов.

Регулятор объема
В принципе, необходимо отдельно рассматривать варианты регулирования объема для винтовых компрессоров с сухим ходом и для винтовых компрессоров с впрыском масла.

Управляющие винтовые сухие компрессоры…

• Управление с помощью переменной скорости Поскольку винтовые компрессоры вытесняют среду положительно, наиболее выгодной стратегией управления объемом является изменение скорости. Это можно сделать с помощью электродвигателей с регулируемой скоростью, привода паровой турбины, гидравлических или гидромеханических преобразователей крутящего момента и других средств.

  Скорость обычно можно снизить примерно до 50 процентов от максимально допустимой скорости. Таким образом, объем индуцированного потока и мощность, передаваемая через муфту, снижаются примерно в той же пропорции.Допустимый диапазон изменения зависит от адекватности смазки подшипников на низких оборотах и ​​от температуры нагнетания компрессора. В особых случаях возможно даже 70-процентное снижение расхода. Другими словами, пропускная способность сокращается до 30 процентов от нормальной. Как упоминалось ранее, для этой объемной машины не существует предела помпажа (минимальный расход, ниже которого газ будет чередоваться между прямым и обратным потоком).

• Байпас При использовании этого метода избыточный объем газа может течь обратно на сторону всасывания с помощью регулятора давления нагнетания компрессора.Промежуточный охладитель снижает избыточный объем газа до температуры на входе.
• Регулятор полной нагрузки / холостого хода
  Как только достигается заданное конечное давление, регулятор давления включает мембранный клапан, который открывает байпас между нагнетательной и всасывающей сторонами компрессора. Когда это происходит, компрессор работает на холостом ходу до тех пор, пока давление в системе не упадет до заданного минимального значения. Клапан снова закроется при получении импульса от датчика давления.Это возвращает компрессор к полной нагрузке.
• Регулировка дроссельной заслонки на всасывании
  Этот метод управления подходит только для воздушных компрессоров. Как и в случае метода управления полной нагрузкой / частотой вращения холостого хода, заданное максимальное давление в системе, например, в ресивере сжатого воздуха, вызывает снижение давления на стороне нагнетания до атмосферного давления. Одновременно давление на стороне всасывания системы снижается до примерно 0,15 бар абсолютного давления.Когда давление во всей системе упадет до допустимого минимального значения, полная нагрузка снова восстанавливается.

Управляющие винтовые компрессоры с впрыском масла…

• Регулировка дроссельной заслонки всасывания
  Поскольку конечная температура сжатия определяется впрыскиваемым маслом, можно использовать более широкий диапазон степеней сжатия. Это позволяет изменять основной объем потока в широких пределах.
• Встроенный регулятор объема
  Большие компрессоры часто оснащены внутренним устройством регулирования объема.В нижнюю часть корпуса встроен золотниковый клапан, форма которого соответствует контурам корпуса. Он предназначен для движения в направлении, параллельном роторам, благодаря чему эффективная длина роторов может быть сокращена. Диапазон этого режима управления обычно составляет от 10% до 100%. По сравнению с дросселированием всасывания этот тип управления обеспечивает более эффективную работу.

Будет частью II
В заключительной части этой серии будет обсуждаться безмасляная и безмасляная.маслозаполненные винтовые компрессоры и доступные варианты конструкции уплотнения.

Ответственный редактор Хайнц Блох является автором 17 всеобъемлющих учебников и более 340 других публикаций по надежности машин и смазкам. С ним можно связаться по адресу: [email protected]

Список литературы

1. Блох, Хайнц П., Практическое руководство по компрессорной технологии, (2-е издание, 2006 г.) John Wiley & Sons (ISBN 0-471-727930-8). [См. Также 1-е издание на испанском, (1998) McGraw-Hill, Нью-Йорк и Мехико, ISBN 970-10-1825-7].

2. Блох, Хайнц П., Ноак, Пьер, «Недавний опыт работы с большими винто-роторными газовыми компрессорами с впрыском жидкости» (Материалы 20-го симпозиума по турбомашинному оборудованию, Техасский университет A&M, Даллас, Техас).

3. Блох, Хайнц П. и Соарес, Клэр, Технологическое оборудование, 2-е издание, 1998 г., издательство Elsevier Publishing, Лондон-Нью-Йорк-Амстердам, ISBN 0-7506-7081-9.

Винтовые воздушные компрессоры

— Quincy Compressor

Ротационный винтовой воздушный компрессор обеспечивает принудительное смещение с помощью двух спиральных винтов.Маслозаполненная система, более распространенный тип роторно-винтовых компрессоров, заполняет пространство между винтовыми роторами смазкой на масляной основе, которая передает механическую энергию и создает герметичное гидравлическое уплотнение между двумя роторами. Атмосферный воздух поступает в систему, и переплетенные винты проталкивают его через компрессор.

Как работают винтовые воздушные компрессоры?

Все компрессоры работают с использованием механического элемента, который физически уменьшает объем воздуха, который поглощает, сжимая его.В ротационном винтовом компрессоре этот механический компонент представляет собой пару винтов. Эти два винта сцеплены вместе и непрерывно вращаются. Воздух входит и затем сжимается в зазоре между резьбой винта. Большинство винтовых компрессоров заполнены маслом, хотя доступны безмасляные винтовые компрессоры.

Вот как работают маслозаполненные винтовые компрессоры:

1. Воздух поступает в компрессор через впускной клапан.
2. Затем воздух проходит через линию регулирования давления в регулирующий клапан.Этот процесс устанавливает давление воздуха в системе.
3. И масло, и воздух попадают в компрессор, где они объединяются в туман. Воздух проходит длину соответствующих вращающихся винтов и сжимается.
4. После выхода из компрессора воздух и масляный туман попадают в резервуар первичного маслоотделителя. В резервуаре используется центробежная сила, чтобы молекулы масла собирались вместе, образуя капли, которые падают на дно резервуара. Затем масло можно повторно использовать в воздушном компрессоре для следующей порции воздуха.
5. Затем воздух поступает во вторичный разделительный фильтр, который дополнительно очищает воздух и удаляет больше масла.
6. Затем безмасляный воздух выходит из системы в резервный резервуар или в подключенные пневматические инструменты или механизмы.
7. Масло перемещается из бака сепаратора в маслоохладитель. Затем он проходит через фильтр, удаляющий мусор, и возвращается в воздушный компрессор.

Плюсы и минусы одноступенчатых и двухступенчатых винтовых воздушных компрессоров

Скотт Фолсом, FS-Curtis

На современных производственных предприятиях ключевой персонал предприятия сталкивается с рядом проблем.Как мне увеличить производство? Как снизить затраты? Какие улучшения принесут мне наибольшую отдачу? Вопросы, которые руководители предприятий должны постоянно задавать себе, столь же распространены, сколь и важны: «Работает ли мой завод с максимальной эффективностью и насколько низки мои« затраты на виджет »?»

Среди множества «систем», которыми занимается заводской персонал, система сжатого воздуха часто предоставляет самые большие возможности для улучшения и общей экономии. Есть много производителей и несколько технологий воздушных компрессоров на выбор.Возвратно-поступательные или поворотные? Фиксированная скорость или переменная скорость? Масло залито или без масла? Одноступенчатая или двухступенчатая технология? Этого достаточно, чтобы любому захотелось убежать и спрятаться!

В этой статье рассматриваются одноступенчатые и двухступенчатые ротационные винтовые воздушные компрессоры, а также плюсы и минусы каждой технологии. У обоих есть место, и между ними есть некоторые явные различия.

Винтовые воздушные компрессоры часто предоставляют предприятиям самые большие возможности для улучшения и экономии.

Основы винтового сжатия

Принцип винтового сжатия воздуха ничем не отличается от возвратно-поступательного (поршневого) сжатия. Оба являются объемными машинами прямого вытеснения, которые забирают фиксированный объем воздуха при атмосферном давлении с каждым оборотом и уменьшают этот объем, чтобы повысить давление до некоторого значения выше атмосферного.

В отличие от поршневых воздушных компрессоров, в которых в процессе линейного сжатия используется цилиндр и поршень, в ротационных винтовых воздушных компрессорах используется пара винтовых соединений (роторов), содержащихся в корпусе статора (компрессорный блок), с впускным отверстием на одном конце и выпускным отверстием. порт на другом конце.У охватываемого ротора есть «лопасти», нарезанные по спирали (спирали) по длине ротора, а на охватывающем роторе есть соответствующие «канавки» (канавки), вырезанные по спирали по всей его длине. Наружный и охватывающий роторы имеют очень жесткие допуски и зацепляются друг с другом при вращении. Поскольку концы охватываемого и охватывающего роторов соединяются на стороне входного порта компрессорного блока, остается свободное пространство (объем), где атмосферный воздух всасывается в камеру сжатия.

Как только охватываемый и охватывающий ротор «встречаются» во входном отверстии, объем всасываемого воздуха оказывается зажатым между выступами / канавками и корпусом статора.Из-за спирального рисунка выступов / канавок на роторах пространство между роторами и корпусом статора постепенно уменьшается до тех пор, пока роторы, входящие в зацепление, не окажутся перед выпускным отверстием. На выходе объем всасываемого атмосферного воздуха был уменьшен, что привело к более высокому давлению в соответствии с законом Бойля: объем и давление обратно пропорциональны.

Основные единицы измерения

Сжатый воздух, содержащийся в герметичной системе, является запасенной энергией, которую можно использовать для «работы», позволяя воздуху расширяться до атмосферного давления.Это расширение сжатого воздуха обратно к атмосферным условиям, которое направляет воздух по трубе, приводит в действие линейные и поворотные приводы, приводит в действие автоматизированное производственное оборудование и множество других полезных «работ».

При рассмотрении системы сжатого воздуха следует учитывать три основных единицы измерения: расход, давление и мощность.

• Расход — это мера объемного расхода, выраженная в кубических футах в минуту, что означает кубические футы в минуту. Имейте в виду, что «cfm» — это общее описание, и без дальнейшего определения условий окружающей среды и точки, в которой проводится измерение, это действительно бессмысленное число.Следует изучить различия между acfm, scfm и icfm. Для целей этого обсуждения мы будем использовать общее описание cfm.
• Давление — это мера силы, выражаемая в фунтах на квадратный дюйм, что означает фунты на квадратный дюйм. Это тоже общее описание, и без дальнейшего пояснения того, о каком давлении вы говорите, пси на самом деле бессмысленное число. Следует узнать о различиях между psia, PSIatm и psig.Для целей этого обсуждения мы будем использовать общее описание psi.
• Мощность — это мера энергии, необходимая для производства расхода x при давлении y , выражается в кВт, что означает киловатты.

Технически конечные пользователи не платят за сжатый воздух, они платят за энергию (кВт), необходимую для получения желаемого потока и давления. Задача конечного пользователя состоит в том, чтобы определить наиболее эффективный способ производства необходимого объема сжатого воздуха при требуемом давлении.

Сравнение одноступенчатого и двухступенчатого сжатия

Существует два основных типа винтового сжатия: одноступенчатый и двухступенчатый.

Одноступенчатый винтовой воздушный компрессор содержит один набор роторов в одном корпусе статора и обычно приводится в действие непосредственно валом двигателя, через набор шестерен или посредством ремня и шкива. Двухступенчатый ротационный винтовой воздушный компрессор содержит два набора синхронизированных роторов и может быть размещен в общем корпусе статора (конструкция сверху / снизу) или в двух отдельных корпусах статора, скрепленных вместе болтами (сквозное исполнение).

Двухступенчатая конструкция компрессорного блока с верхним / нижним этапом предусматривает сжатие первой ступени сверху, межкаскадное охлаждение между камерами сжатия и сжатие второй ступени снизу.

Верхняя / нижняя конструкция использует «межступенчатое» охлаждение за счет впрыскиваемой «завесы» смазки / охлаждающей жидкости, что повышает общую эффективность. Двухступенчатые винтовые воздушные компрессоры обычно имеют прямой или зубчатый привод. Одноступенчатый винтовой воздушный компрессор забирает атмосферный воздух и выполняет «работу» (расход x при давлении y ) за один процесс сжатия. Двухступенчатый винтовой компрессор забирает атмосферный воздух, но «распределяет работу» над двумя отдельными процессами сжатия и охлаждает его между ними.

Разница между ними не в конечном результате, а в энергии, необходимой для получения конечного результата. Простая аналогия: если бы вас попросили подтолкнуть машину из точки A в точку B на ровной парковке, с вашей стороны потребовалось бы определенное количество энергии. Если бы вам помог друг протолкнуть машину на такое же расстояние, конечный результат был бы таким же, но в целом потребовалось бы меньше энергии, потому что работа выполняется двумя людьми, а не одним!

Важно отметить, что каждое применение уникально, и все винтовые воздушные компрессоры определенного размера и технологии имеют схожие, но разные рабочие характеристики (расход, давление, потребляемая мощность).Целью этого обсуждения является демонстрация различий между одноступенчатым и двухступенчатым сжатием и не основывается на реальных приложениях. У всего есть свои плюсы и минусы, и воздушные компрессоры не исключение. Как одноступенчатые, так и двухступенчатые винтовые воздушные компрессоры нашли свое место в промышленности, и руководители предприятий обязаны сделать правильный выбор, исходя из своих уникальных потребностей и требований. Конечные пользователи должны убедиться, что они работают со специалистом по сжатому воздуху, у которого есть полномочия для разработки правильной системы.

Одноступенчатый воздушный компрессор за и против

Одноступенчатые винтовые воздушные компрессоры имеют меньшую начальную стоимость, чем двухступенчатые воздушные компрессоры, поэтому, если вы работаете с ограниченным бюджетом, существует множество надежных и эффективных решений, доступных от самых разных производителей.

Одноступенчатые винтовые воздушные компрессоры производятся в широком диапазоне мощностей, обычно от трех до 600 лошадиных сил (л.с.), что делает их универсальным решением для применения с несколькими воздушными компрессорами с различными «профилями спроса» между сменами или даже во время работы. та же смена.Одноступенчатые воздушные компрессоры предлагают несколько вариантов, таких как установка на резервуаре, встроенный осушитель, открытый или закрытый, а также выбор микропроцессоров (контроллера). Как и в случае с двухступенчатым компрессором, для одноступенчатых воздушных компрессоров доступно несколько методов управления.

Все одноступенчатые воздушные компрессоры используют давление на выходе воздушного компрессора для управления работой машины. Элементы управления нагрузкой / разгрузкой позволяют воздушному компрессору работать в двух наиболее эффективных точках на «кривой мощности», что означает полную нагрузку (сжатие воздуха) и разгрузку (работа, но не сжатие воздуха).Важно отметить, что «самый эффективный» воздушный компрессор — это тот, который выключен! При надлежащей емкости приемника элементы управления загрузкой / разгрузкой могут приблизиться к уровням эффективности, близким к эффективности регулируемой скорости. Без надлежащего хранения воздушного ресивера нагрузка / разгрузка может вызвать чрезмерную нагрузку на подшипники компрессорного блока и сократить срок его службы.

Управление модуляцией «дросселирует» впускной клапан с помощью сигнала давления воздуха от выпускного отверстия и позволяет воздушному компрессору оставаться в нагруженном состоянии, когда потребности установки изменяются, а управление нагрузкой / разгрузкой может привести к «быстрому циклу» воздушного компрессора (нагрузка и разгрузка короткими быстрыми циклами).Хотя модуляция может продлить срок службы компрессорного блока за счет уменьшения или устранения осевых нагрузок включения / выключения, связанных с нагрузкой / разгрузкой, она очень неэффективна. Технология привода с регулируемой скоростью (VSD) определяет давление нагнетания и изменяет скорость основного двигателя, обеспечивая наилучшую эффективность при частичной нагрузке из всех методов управления. Одноступенчатые винтовые воздушные компрессоры предлагают на выбор несколько различных приводов, включая ременной привод, прямой привод и шестеренчатый привод, что дает вам гибкость в выборе правильного привода для вашего конкретного применения и возможностей технического обслуживания.

Показаны различия в эффективности одноступенчатых и двухступенчатых воздушных компрессоров, использующих методы управления нагрузкой / разгрузкой, модуляцией и частотно-регулируемым приводом в любой конкретной точке кривой мощности.

Хотя ожидаемый срок службы любого винтового компрессорного блока зависит от условий установки, уровня выполняемого обслуживания и самого приложения, ожидаемый срок службы одноступенчатого винтового компрессорного блока обычно меньше, чем у двухступенчатого винтового компрессорного блока… Подробнее об этом позже. Какую бы торговую марку вы ни покупали, убедитесь, что производитель является участником программы независимой проверки производительности Института сжатого воздуха и газа (CAGI). CAGI использует стороннюю проверку для подтверждения заявлений производителей о производительности (расход при давлении и потребление энергии). Энергоэффективность одноступенчатых ротационных воздушных компрессоров с годами улучшилась, и с программой проверки третьей стороной CAGI вы можете быть уверены, что рабочие характеристики, заявленные участвующими производителями, точны.Важно отметить, что не все производители участвуют в программе сторонней проверки производительности CAGI.

Двухступенчатый воздушный компрессор Плюсы и минусы

К настоящему времени должно быть ясно, что самое большое преимущество двухступенчатого сжатия перед одноступенчатым — это энергоэффективность.

Двухступенчатая технология более ограничена с точки зрения диапазона мощности (обычно 125 л.с. и выше), как и количество производителей, производящих эту технологию.Как вы уже догадались, начальная закупочная цена двухступенчатой ​​технологии выше.

Доступны двухступенчатые воздушные компрессоры с теми же схемами управления, что и одноступенчатые машины, но в вашем распоряжении меньше вариантов, чем можно было бы представить… вы не можете физически установить воздушный компрессор мощностью 125 л.с. и более на бак! В зависимости от того, какой тип двухступенчатого воздушного компрессора вы рассматриваете (верхняя / нижняя или тандемная конструкция), занимаемая площадь может быть больше, чем у одноступенчатой ​​машины… внутри коробки просто больше вещей!

Преимущества энергоэффективности двухступенчатого сжатия по сравнению с одноступенчатым сжатием максимизируются в приложениях с высоким, относительно стабильным потоком, когда двухступенчатый может применяться в качестве воздушного компрессора с «базовой нагрузкой».Другими словами, «пусть большая собака ест». Преимущества двухступенчатой ​​энергоэффективности лучше всего проявляются, когда воздушный компрессор все время работает при 100% полной нагрузке. Первоначальная стоимость двухступенчатого винтового воздушного компрессора может быть на 30% выше по сравнению с одноступенчатым воздушным компрессором аналогичного размера, что является явным недостатком, если вы работаете с ограниченным бюджетом.

На первый взгляд это выглядит радикально, но поскольку двухступенчатый воздушный компрессор более эффективен, вы, вероятно, сможете обеспечить требуемый поток с меньшей мощностью, и это поможет сократить разрыв примерно до 15–20 процентов.Но все же, зачем кому-то платить больше за воздушный компрессор меньшего размера? Ответ прост … потому что первоначальная закупочная цена воздушного компрессора составляет лишь часть общей стоимости владения. Вы платите за воздушный компрессор один раз, но вы платите за мощность, необходимую для работы этого воздушного компрессора в течение всего срока его службы.

Учет затрат на электроэнергию в решении о закупках

Затраты на электроэнергию составляют до 75% от общей стоимости владения винтового воздушного компрессора, а экономия энергии в течение срока службы двухступенчатого воздушного компрессора может быть значительной.

Стоимость владения «жизненным циклом» винтового воздушного компрессора.

Например, предположим, что ваша установка работает двадцать четыре часа в сутки, семь дней в неделю (8736 часов в год), требует 1000 кубических футов в минуту при 125 фунтах на квадратный дюйм для удовлетворения производственных требований, и вы платите 0,10 доллара США за кВтч местной энергетической компании. .

Вариант А предлагает следующее:

• Одноступенчатый винтовой воздушный компрессор мощностью 250 л.с.
• Рассчитан на 1029 куб. Футов в минуту при полной нагрузке и 125 фунтов на кв. Дюйм.
• Потребляет 212,6 кВт при полной нагрузке (1029 куб. Футов в минуту).
• КПД двигателя 96%.
• Цена продажи 65000 долларов.

Вариант B предлагает следующее:

• Двухступенчатый винтовой воздушный компрессор, 200 л.с.
• Рассчитан на 1074 кубических футов в минуту при полной нагрузке и 125 фунтах на кв. Дюйм.
• Потребляет 188 кВт при полной нагрузке (1074 кубических футов в минуту).
• КПД двигателя 96%.
• Цена продажи 78000 долларов.

Вариант A одноступенчатого сжатия может быть очень эффективным и рентабельным решением по сравнению с другими одноступенчатыми предложениями, но механические преимущества двухступенчатого сжатия («разделение работы») делают его достойным серьезного рассмотрения.Эта простая формула [(кВт X часов) * скорость] / КПД двигателя дает хорошее представление о том, какими будут ежегодные затраты на электроэнергию для каждого из них:

• Стоимость мощности варианта A — одноступенчатая мощность 250 л.с.: 212,6 X 8736 X 0,10 / 0,96 = 193466 долларов США в год.
• Стоимость мощности варианта B — двухступенчатая мощность 200 л.с.: 188 X 8736 X.10 / 0,96 = 171 080 долларов США в год .

Оба воздушных компрессора обеспечивают необходимый куб. Фут / мин при требуемом давлении, но двухступенчатый агрегат делает это более эффективно, экономя 22 386 долларов в год на затратах на электроэнергию.Вариант B на 20% (13 000 долларов США) больше, чем одноступенчатый воздушный компрессор, но одна только экономия энергии позволит окупить двухступенчатую надбавку за семь месяцев (13 000 долларов США / 22 386 долларов США). Фактически, с экономией энергии двухступенчатый воздушный компрессор окупится полностью примерно за 3,5 года по сравнению с тем, что было бы потрачено с одноступенчатым предложением (78 000 долл. США / 22 386 долл. США). С этого момента экономия в размере 22 386 долларов США происходит каждый год и напрямую влияет на вашу прибыль! Дополнительным преимуществом двухступенчатой ​​технологии перед одноступенчатой ​​является более длительный срок службы воздушной части.

Почему увеличение продолжительности жизни при двухступенчатом сжатии?

Объедините преимущества экономии энергии двухступенчатой ​​технологии в примере с более длительным сроком службы компрессорного блока по сравнению с одноступенчатой ​​технологией, и со временем экономия станет весьма значительной! Как и в случае с одноступенчатыми ротационными винтовыми воздушными компрессорами, покупатель должен убедиться, что все рассматриваемые производители являются участниками программы CAGI Third Party Performance Verification Program, чтобы убедиться, что приводимые данные о производительности являются точными.

Так почему же продолжительность жизни двухступенчатой ​​машины больше, чем у одноступенчатого воздушного компрессора? Это связано со степенью сжатия и осевой (осевой) нагрузкой. Степень сжатия — это соотношение между абсолютным давлением нагнетания и абсолютным давлением на входе (абсолютное давление учитывает атмосферное давление и манометрическое давление) и выражается формулой: манометрическое давление + атмосферное давление / атмосферное давление. Поскольку сжатие происходит по всей длине компрессорного блока и давит на поверхность роторов, осевая нагрузка прямо пропорциональна создаваемой степени сжатия.

Например: для достижения 100 фунтов на квадратный дюйм на уровне моря (атмосферное давление = 14,7 фунтов на квадратный дюйм) с одноступенчатым ротационным винтовым воздушным компрессором степень сжатия составляет (100 плюс 14,7) / 14,7 = 7,8. Другими словами, вам придется сжать один кубический фут атмосферного воздуха на уровне моря в 7,8 раз, чтобы поднять давление до 100 фунтов на квадратный дюйм. Чем выше требуемое конечное давление, тем выше степень сжатия. Чем выше степень сжатия, тем больше осевая нагрузка прилагается к подшипникам компрессорного агрегата.

Все винтовые воздушные компрессоры имеют упорные подшипники, которые выдерживают эту осевую нагрузку, но поскольку одноступенчатый воздушный компрессор сжимает воздух от атмосферного до конечного давления нагнетания за один процесс сжатия, осевые нагрузки выше, чем у двухступенчатого агрегата. который разделяет работу и использует межступенчатое охлаждение для отвода тепла сжатия от первой ступени.Степень сжатия в двухступенчатых ротационных воздушных компрессорах может составлять всего 3,1 на первой ступени и 2,5 на второй ступени. Более низкая степень сжатия означает меньшую осевую нагрузку на подшипники, что дает более прочный, надежный и долговечный воздушный компрессор. Вернемся к нашей аналогии с автомобилем … Пока вы изо всех сил пытаетесь протолкнуть свою машину из точки А в точку Б, вы нагружаете свои «подшипники»… свою спину, ноги, руки, плечи и т. Д. друг помогает, вы меньше нагружаете свои «подшипники» и продерживаетесь намного дольше, чем человек, который толкает себя самостоятельно!

Один размер не подходит для всех

В конце концов, одноступенчатые и двухступенчатые винтовые воздушные компрессоры являются одновременно прочными и надежными решениями для очень большого сектора промышленности. Между ними есть явные различия, и один размер не подходит всем.

Обе технологии прочно укоренились в отрасли, и каждая имеет свое место.Покупателю винтового воздушного компрессора следует учитывать множество факторов. В этой статье мы рассмотрели технологию (одноступенчатую или двухступенчатую), начальную закупочную цену, затраты на электроэнергию и ожидаемый срок службы компрессорного блока. Необходимо учитывать множество других переменных, таких как требования к входящей мощности, уровень шума, простота обслуживания, компоновка и окружающая среда в компрессорной, а также вспомогательное оборудование. Это не исчерпывающий список, и покупатель должен проявить должную осмотрительность, чтобы убедиться, что специалист по сжатому воздуху, с которым он работает, понимает, как все эти переменные влияют на наиболее экономичное, эффективное и надежное решение для сжатого воздуха.

Об авторе

Скотт Фолсом, директор по развитию каналов сбыта в FS-Curtis, работает в компании девять лет. Он отвечает за обучение, обучение и поддержку партнеров по внутренним и внешним каналам, а также за оценку системы. Он присоединился к индустрии сжатого воздуха в 1993 году, и его прошлый опыт включает время, проведенное в сфере производства и распределения сжатого воздуха в этой отрасли. Свяжитесь со Скоттом по тел .: 314-383-1300 x 210, электронная почта: sfolsom @ curtistoledo.com.

О компании FS-Curtis

FS-Curtis занимается производством качественного оборудования и предоставляет беспрецедентный сервис с 1854 года в Сент-Луисе, штат Миссури. На протяжении десятилетий компания и ее продукты развивались благодаря инновациям и новым технологиям, но приверженность качеству и обслуживанию остается неизменной. FS-Curtis производит полную линейку одноступенчатых и двухступенчатых поршневых воздушных компрессоров от трех до 125 л.с., а также одноступенчатые и двухступенчатые винтовые воздушные компрессоры от пяти до 350 л.с.Кроме того, FS-Curtis предлагает полную линейку оборудования для обработки воздуха и вспомогательного оборудования. Для получения дополнительной информации посетите us.fscurtis.com.

Все фотографии любезно предоставлены FS-Curtis.

Чтобы прочитать больше статей о Air Compressor Technology , посетите https://airbestpractices.com/technology/air-compressors.

Винтовые компрессоры

БЕЗМАСЛЯНЫЕ ВИНТОВЫЕ КОМПРЕССОРЫ ДЛЯ ВЫСОКИХ СТАНДАРТОВ ПРИМЕНЕНИЯ

В процессах сжатия в промышленности, а также в медицинской и пищевой технике часто необходимо сжимать воздух таким образом, чтобы в нем не оставалось абсолютно никаких посторонних остатков. сжатый воздух.Безмасляные винтовые компрессоры — идеальный выбор для этого, поскольку в сжатый воздух не попадают посторонние вещества. Многие обычные поршневые компрессоры и роторные компрессоры работают на масле из-за лучшего отвода тепла. Кроме того, в зависимости от принципа конструкции, масло служит уплотнением для пространств. Однако для применений, где важна гигиена, компрессия должна быть безмасляной, и также следует рассмотреть возможность добавления фильтра сжатого воздуха. Это гарантирует, что в подаваемом воздухе не останется жирных остатков.Такие системы также называют безмасляными. Ротационные компрессоры — это в основном вытеснительные машины, которые работают с двумя винтовыми роторами и сжимают воздух за счет внутреннего сжатия. Эта концепция не нова, но с точки зрения энергоэффективности, надежности и простоты обслуживания машины AERZEN находятся в отдельном классе.

ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ СТАНОВИТСЯ ВАЖНОЙ ДЛЯ ВИНТОВЫХ КОМПРЕССОРОВ

Винтовые компрессоры сконструированы как роторные. Они сжимают газ за счет вращения зацепляющихся роторов, которые расположены в форме винта.Таким образом, пространство сжатия постепенно уменьшается, а объем газа сжимается. Надежное производство сжатого воздуха необходимо как в промышленности, так и на электростанциях, а также во многих других секторах. Обычные компрессоры производят намного больше шума, чем винтовые компрессоры, из-за различных принципов их работы. Кроме того, износ винтовых компрессоров обычно ниже. В результате получаются прочные, надежные и удобные в обслуживании машины для многих областей применения. Также проводится различие между машинами с прямым и ременным приводом.Вопросы экономии побуждают многие торговые компании переходить на винтовые компрессоры. Эффективность при сжатии особенно высока, что положительно сказывается на потреблении энергии. В эпоху высоких цен на энергию это очень важный аспект, при этом вопрос рекуперации тепла также играет важную роль.

ВИНТОВЫЕ КОМПРЕССОРЫ МНОГООБРАЗНЫЕ

Большая универсальность и гибкость винтовых компрессоров делает их идеальными для использования во многих областях. Они подходят не только для надежного сжатия воздуха, азота и других нейтральных газов, но также могут использоваться для специальных газов.Безмасляные варианты особенно подходят для применений, которые часто не могут быть покрыты другими компрессорами. Принцип работы винтовых компрессоров обеспечивает значительное повышение энергоэффективности и более высокую производительность по сравнению с поршневыми компрессорами. По мере совершенствования технологии растет и эффективность каждого поколения машин. Безмасляные винтовые компрессоры используются там, где требуются особо высокие стандарты эффективности и долговечности. Пневматическая транспортировка сыпучих грузов и порошка не представляет никаких проблем, поскольку отсутствуют загрязнения или комки, как в случае использования масла.Электростанции и химическая промышленность нуждаются в надежных системах подачи чистого окислительного воздуха. Винтовые компрессоры, как правило, также являются предпочтительным инструментом.

МЕНЬШЕ ВИБРАЦИЙ — МЕНЬШЕ ШУМА

Существуют одно- и двухлопастные роторные компрессоры, но, говоря о винтовых компрессорах, обычно подразумевают два ротора, расположенных параллельно с разными профилями винтов. Они входят в зацепление, как шестерни, и сжимают застрявший между ними газ. Когда это не безмасляные машины, масло будет впрыскиваться для охлаждения и уплотнения.Эта процедура, называемая жидкостным охлаждением, рекомендуется, когда рабочие условия требуют более высоких температур окружающей среды. Масло также может помочь минимизировать износ, поскольку предотвращается контакт. Безмасляные конструкции премиум-класса обходятся без этой меры и, благодаря высокоточным методам производства и синхронизированным звездочкам, имеют низкое трение и абсолютно герметичны. Огромным преимуществом винтовых компрессоров является их бесшумность во время работы. В отличие от поршневых компрессоров, никакие массы не должны останавливаться в их соответствующей мертвой точке.Вибрации внутри роторного компрессора значительно уменьшены.

МЕНЬШЕ ТЕХОБСЛУЖИВАНИЯ ИЗ-ЗА МЕНЬШЕГО ДВИЖУЩИХСЯ ЧАСТЕЙ

Винтовые компрессоры крайне неприхотливы в обслуживании, поскольку в них меньше движущихся частей. Из-за отсутствия осциллирующих сил ступени компрессора менее подвержены растрескиванию и другому износу. Винтовые компрессоры также обладают преимуществами в отношении эффективности сжатия, поскольку поршневые компрессоры теряют примерно десятую часть всасываемого воздуха через поршневые кольца.Винтовой компрессор испытывает значительно меньшую потерю давления и редко превышает значение 0,1–0,2 процента. Что касается базовой конструкции, винтовые компрессоры можно считать более совершенными, чем поршневые, и они намного более эффективны. Они позволяют значительно снизить затраты на электроэнергию и выбросы CO ₂ во время использования. Существует дополнительный потенциал оптимизации потока сжатого воздуха во время процесса сжатия винта. При необходимости доступны двигатели премиум-класса с высочайшей энергоэффективностью, отвечающие требованиям текущего класса эффективности.В этом контексте надежность в будущем особенно важна для клиентов, поскольку долговечность частично определяется тем, смогут ли быть удовлетворены будущие требования, предъявляемые к классу эффективности.

Идеальная звукоизоляция за счет оптимизации регулирования потока

Энергоэффективность винтовых компрессоров можно оптимизировать с помощью различных мер. Было доказано, что улучшение потока воздуха в компрессорную установку особенно эффективно. В машинах последнего поколения AERZEN 5+ все компоненты точно выровнены для обеспечения оптимального потока.Снижение потерь давления и улучшение впускных и выпускных отверстий помогают обеспечить стабильное и надежное обеспечение желаемого давления нагнетания. Дополнительная звукоизоляция не только снижает уровень шума во время использования, но и оптимизирует условия потока. Благодаря инновационной геометрии изоляции снижается уровень звукового давления. Кроме того, он действует как эффективный искрогаситель. Машины, оснащенные этой функцией, также одобрены для использования во взрывобезопасных производственных зонах. Несмотря на оптимальные изоляционные свойства, для этого утеплителя не требуется никаких дополнительных материалов.Нет необходимости беспокоиться о загрязнении из-за поврежденного изоляционного материала и т. Д. Соответствующие работы по техническому обслуживанию также исключаются. Помимо необходимости в безмасляных компрессорах, эффективная изоляция без опасности какого-либо загрязнения является одним из наиболее важных требований в областях пищевой промышленности, где гигиена имеет решающее значение, и на химических предприятиях. При необходимости можно использовать фильтр сжатого воздуха для очистки использованного воздуха. В медицине распространены специальные фильтры, подобные этим, для подготовки сжатого воздуха, а также система отделения других остатков.Чтобы избежать нежелательной влажности в области нанесения, бустеры и осушители обеспечивают эффективное удаление любых признаков влаги, присутствующей в воздухе. Гарантируется, что смазка не попадет в камеру в любое время, что позволяет квалифицировать новые модели как полностью безмасляные компрессоры.

ПРОСТОТА ЭКСПЛУАТАЦИИ И ГИБКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ МОНТАЖА

Удобная работа современных роторных компрессоров не является проблемой в сегодняшнюю цифровую эпоху. Эксплуатация и обслуживание просты и сокращают дальнейшие расходы.Плавный ременной привод машин поколения 5 plus позволяет устанавливать различные ременные шкивы для достижения желаемого передаточного числа. Внесение изменений тоже не проблема. Компрессор остается гибким в случае изменения желаемых параметров, и его не нужно заменять другой моделью с негибкими настройками. Ременной привод требует минимального технического обслуживания, поскольку правильное натяжение обеспечивается его собственным весом. Скорость многих устройств также можно регулировать с помощью электроники.Высокая точность и точное соблюдение желаемого давления являются абсолютной необходимостью в большинстве приложений. Встроенная панель управления находится прямо на корпусе. Благодаря размещению панелей управления на передней панели устройств блоки можно расположить бок о бок для экономии места. Возможна также проверка масла во время работы. Специальные масла AERZEN увеличивают интервал замены вдвое по сравнению с предписанными значениями.

КАЧЕСТВО — САМЫЙ ВАЖНЫЙ КРИТЕРИЙ

Высокое качество компрессоров AERZEN премиум-класса признано во всем мире.Низкие эксплуатационные расходы и сохранение высокой стоимости идут рука об руку с превосходной надежностью и долговечностью, что гарантирует соответствие использования современных роторных компрессоров самым высоким экономическим и экологическим критериям.

Основы сжатого воздуха: винтовые роторы

Винтовые компрессоры являются «рабочими лошадками» большинства производителей во всем мире. Если вы видите большое здание, и там производят что-нибудь, скорее всего, их производственный процесс работает от винтового винтового компрессора.

Для этого есть веская причина. Промышленный винтовой компрессор имеет 100% рабочий цикл. Он может работать 24/7 без перерыва, и на самом деле он обычно работает лучше и работает дольше при таком использовании. Поршневой компрессор обычно работает лучше, когда он может сделать перерыв — ему нравится прерывистый рабочий цикл. Однако роторный двигатель может работать весь день без остановок — он не любит постоянно запускаться и останавливаться.

Другая причина заключается в том, что при правильном размере винтовые компрессоры могут быть одними из самых энергоэффективных компрессоров на рынке.Ключевые моменты — это правильный размер, правильная конструкция воздушной системы и интеллектуальное управление компрессором. Вы можете поместить в воздушную систему самый эффективный компрессор в мире, но если система и схема управления плохо спроектированы, компрессор не будет эффективным.

Давайте поговорим о том, как они сжимают воздух

Типичный винтовой воздушный компрессор имеет два взаимосвязанных винтовых ротора, заключенных в корпус. Воздух поступает через клапан, обычно называемый впускным клапаном, и забирается в пространство между роторами.Когда винты вращаются, они уменьшают объем воздуха, увеличивая, таким образом, давление.

Существуют также винтовые воздушные компрессоры с одним винтом. Однако они не очень популярны, когда дело доходит до сжатия воздуха. Вы увидите их больше в холодильных установках. Их принцип работы выходит за рамки этого блога, но если вам интересно, вы можете прочитать больше здесь. В оставшейся части этого сообщения можно предположить, что речь идет о компрессорах с более чем одним винтом.
Узел, в который входят роторы и корпус, в котором они находятся, называется «воздушным блоком» или компрессорным блоком. Это терминология для всех роторных компрессоров, будь то роторные, спиральные, винтовые или кулачковые — часть, которая сжимает воздух, называется компрессорным блоком.

Винтовые компрессоры могут быть масляными или безмасляными. Безмасляные компрессоры заключены в кавычки, потому что безмасляные компрессоры не обеспечивают безмасляный воздух (в воздухе вокруг нас есть масло). Однако разница в том, что в безмасляных роторных механизмах масло в камере сжатия отсутствует.

В роторно-винтовом компрессоре с масляной смазкой охватываемый ротор приводится в движение двигателем или двигателем, а охватывающий ротор приводится в движение охватываемым ротором или, фактически, тонкой масляной пленкой, которая находится между ними. Масло также герметизирует камеру сжатия и действует как охлаждающая жидкость.

В безмасляном винтовом компрессоре набор шестерен регулирует синхронизацию между охватываемым и охватывающим ротором. Нет масла для уплотнения камеры, поэтому без нескольких ступеней вы не сможете достичь такого высокого давления, как при использовании масляной смазки.Кроме того, нет охлаждающего масла, поэтому они нагреваются, что снижает эффективность. Из-за этого безмасляные винтовые компрессоры обычно ограничиваются специальными применениями или являются двухступенчатыми. Есть некоторые безмасляные компрессоры, в которых в качестве охлаждающей жидкости используется вода, но они встречаются редко.

Винтовой компрессор — это гораздо больше, чем компрессорный блок. Давайте посмотрим на типичный винт с масляной смазкой:

Компрессорный блок не просто сжимает воздух; он сжимает воздушно-масляную смесь.Затем эта смесь перетекает в резервуар, который называется резервуар-сепаратор или отстойник. Масло отделяется от воздуха под действием центробежной силы — когда воздух вращается в резервуаре, масло выпадает, потому что частицы масла тяжелее частиц воздуха. Обычно в баке есть перегородки, которые помогают в этом. Также имеется разделительный элемент, который удаляет почти все оставшееся масло — почти все, кроме нескольких частей на миллион (обычно 3 ppm).

Оттуда масло и воздух идут двумя разными путями.Затем воздух проходит через охладитель и направляется в ваше приложение. Масло пойдет обратно в компрессорный блок или через маслоохладитель. Обычно есть термостатический клапан, который направляет масло в ту или иную сторону в зависимости от температуры масла. Вы не хотите, чтобы компрессор работал слишком горячим или слишком холодным. Если нагреться, масло поджарится, снизится эффективность и сгорят другие компоненты. Если вы бежите слишком холодно, вы никогда не станете достаточно горячим, чтобы вскипятить жидкую воду, выпавшую из воздуха при сжатии.Слишком много жидкой воды в масле приведет к отказу компрессорного блока.

Обычно имеется клапан минимального давления или обратный клапан минимального давления, который не выпускает воздух в воздушную систему до тех пор, пока не будет достигнуто минимальное давление для смазки компрессора. Есть масляный фильтр, который отфильтровывает загрязнения в масле. Также имеется воздушный фильтр, предотвращающий попадание внутрь крупных загрязнений. Другой общий компонент — это продувочный клапан (или разгрузочный клапан). Этот клапан сбрасывает избыточное давление в поддоне до давления холостого хода, когда компрессор работает на холостом ходу.

Безмасляный роторный механизм состоит из различных компонентов. Обычно имеется два компрессорных блока, и воздух охлаждается с помощью промежуточного охладителя между ними. Обычно шестерни обоих компрессорных блоков находятся в коробке передач, и эта коробка передач смазывается. Сальник и избыточное давление используются для предотвращения попадания масла из коробки передач в компрессорный блок. Здесь нет бака сепаратора, маслоохладителя или термоклапана, но другие компоненты обычно есть.