Работа винтового компрессора – Интересные статьи

Содержание

принцип работы, преимущества и особенности обслуживания

Сегодня устройства винтового действия практически полностью вытеснили другие типы компрессоров – особенно на предприятиях, использующих большое количество сжатого воздуха. Рассмотрим принцип работы винтовых компрессоров, их преимущества и тонкости обслуживания.

Винтовые компрессоры являются разновидностью ротационного оборудования. Принцип их работы основан на вращении двух роторов, которые и называют винтами.

Первый винтовой компрессор был разработан шведским ученым Элиотом Лисхольном, образец выпустили в 1934 году. С тех пор изобретение перетерпело множество изменений, но принцип его работы остался прежним.

Сегодня винтовые агрегаты практически полностью вытеснили другие типы компрессоров из пищевой, стекольной, химической промышленности, а также других отраслей производства, использующих большое количество сжатого воздуха.


Устройство и принцип работы винтового компрессора

Винтовой компрессор обеспечивает преобразование электрической энергии в воздушно-газовый толчок.

Основным узлом этого устройства является винтовой блок (см. рис. ниже). Он состоит из корпуса (1) и расположенной в нем винтовой пары (2 и 3) – ведущего и ведомого ротора.

В средней части роторов имеются утолщения, на которых нарезан винтовой профиль. Зубья ведущего ротора имеют выпуклую и широкую форму, ведомого – тонкую и вогнутую.

Роторная пара установлена на втулки или подшипники, между винтами предусмотрен минимальный зазор (от 0,1 до 0,4 мм). Роторы вращаются навстречу друг другу, соблюдая принцип ведомости. Их движение синхронизируется с помощью шестерен (4), закрепленных на валах роторов. Герметичность корпуса обеспечивают сальники и уплотнители.

В корпусе компрессора также предусмотрены полости для охлаждения (5), в которые, если это предусмотрено, подается жидкость (вода, масло).

Принцип работы винтового компрессора заключается в следующем.

После начала вращения роторной пары через впускное отверстие и регулятор всасывания начинает поступать воздух, который заполняет винтовые впадины по всей длине. Дальнейшее проворачивание винтов уменьшает объем рабочей камеры и увеличивает давление в ней. Когда впадины винта соединяются с выпускным отверстием компрессора, сжатая среда через радиатор охлаждения выходит через выпускное окно агрегата.

В масляной разновидности компрессора воздух на этапе попадания в роторный блок смешивается с очищенным маслом, которое поступает в него точно дозированными порциями. Перед выходом сжатая смесь проходит через картридж сепаратора. Масляные фракции отделяются от воздуха и снова поступают в роторный блок.

В безмасляных компрессорах (сухого сжатия) из-за сильного разогрева воздуха сжатие происходит в две ступени с промежуточным охлаждением. Компрессионный модуль таких устройств состоит из двух винтовых блоков на общей раме. Они оснащены каналами для подачи охлаждающей жидкости. Водно-гликолевый раствор принудительно нагнетается насосом, а затем охлаждается в теплообменнике. Чтобы обеспечить максимально возможную герметичность блока, роторы безмасляных компрессоров имеют повышенную частоту вращения (до 6 000 об/мин), что обеспечивается шестеренным мультипликатором.


Виды винтовых компрессоров

В настоящее время изготавливается множество различных типов винтовых компрессорных устройств. Они могут классифицироваться по различным критериям: по заполнению камеры, по сжимаемой среде, типу привода и т.д.

Двумя основными разновидностями винтовых компрессоров являются маслозаполненные модели и безмасляные устройства.

Маслозаполненные компрессоры чаще всего используются в производственных цехах. Процесс работы их роторов смягчается впрыскиванием масла. Оно же способствует отведению излишков тепла.

Безмасляные компрессоры применяются в тех сферах промышленности, которые требуют получения сжатого воздуха высокой степени чистоты: пищевой, фармацевтической, химической и прочих.

Существуют безмасляные компрессоры сухого сжатия и водозаполненные устройства. Первые оснащаются двигателями синхронного типа, которые приводятся в движение обоими винтами. Они хуже, чем маслозаполненные, отводят тепло, поэтому имеют более низкую производительность.

Водозаполненные компрессоры используют вместо масла обычную воду, которая делает тепловую нагрузку на детали минимальной. Срок службы, надежность и безопасность таких устройств намного выше, чем у компрессоров сухого сжатия. При этом обходятся они дешевле, чем масляные – благодаря более низкому энергопотреблению и меньшим также затратам на обслуживание (замену масляных фильтров, емкостей для отработанной масляной жидкости и пр.).

По сжимаемой среде компрессоры бывают воздушными, газовыми и многоцелевыми, пот типу привода – ременными и прямыми, по виду используемой энергии – дизельными и электрическими.

В зависимости от степени сжатия воздуха/газа выделяют компрессоры низкого (до 1 Мн/м2), среднего (до 10 Мн/м2) и высокого (более 10 Мн/м2) давления.


Преимущества винтовых компрессоров

Основными преимуществами винтовых компрессоров являются компактные размеры, не слишком большой вес, надежность и долговечность.

Винтовые устройства:

  • Могут долгое время работать в автономном режиме
  • Оснащены системой автоматического отключения в случае аварии, перегрева или сбоя сети
  • Быстро монтируются в собственных рамах без специального фундамента
  • При работе создают минимум шума и вибраций благодаря изолирующим кожухам
  • Оснащены цифровыми блоками управления, которые позволяют легко менять давление, программировать циклы и регулировать энергопотребление
  • За счет использования винтовых блоков последних поколений и автоматического управления подачей воздуха существенно экономят электроэнергию (до 30 %)
  • Не требуют частого обслуживания (для сравнения, поршневые устройства подлежат осмотру через каждые 500 часов работы, винтовые – через 4000-8000 часов)

Отличная работоспособность винтового оборудования объясняется отсутствием клапанов, простой системой смазки и охлаждения. Практика показывает, что за время эксплуатации одного винтового компрессора предприятие может поменять около 5 устройств поршневого типа.

Обслуживание безмасляного винтового компрессора

В первую очередь, необходимо отметить, что роторные компрессоры любого типа, а безмасляные – в первую очередь, не предназначены для сильно запыленных помещений.

Абразивные частицы, попадающие внутрь винтового блока, повреждают поверхности роторов и нарушают геометрию их форм. В результате вращающиеся винты начинают соприкасаться, что вызывает повышенное трение, образование задиров и схватываний.

Многие производители в целях защиты от износа и коррозии наносят на роторы специальные защитные покрытия.

Первыми это начали делать зарубежные производители. Обработка роторов специальными полимерными составами позволяла не только снизить вероятность их контакта с последующим образованием задиров, но и сократить затраты на точную механическую обработку поверхностей.

За счет включения мельчайших частиц твердых смазочных материалов полимерные покрытия имеют высокие антифрикционные свойства, что позволяет им эффективно снижать трение и препятствовать образованию задиров.

Покрытия выравнивают поверхности роторов, чем упрощают их приработку и обеспечивают динамическое уплотнение. Защитный слой, который создают эти материалы на винтовой паре, предотвращает коррозию металла, которую может вызвать попадание воды или агрессивных охлаждающих растворов.

Со временем заводские покрытия изнашиваются, и чтобы решить вопрос их восстановления, необходимо пользоваться готовыми антифрикционными материалами. Ранее такие составы были исключительно импортными, однако сегодня их производство налажено и в нашей стране.

Российская компания ООО «Моделирование и инжиниринг» разработала серию антифрикционных твердосмазочных покрытий (АТСП) для винтовых компрессоров, которые могут применяться как при производстве, так и при ремонте роторов.

АТСП MODENGY наносятся на поверхности деталей слоем до 100 мкм, затем, после приработки, толщина уменьшается в 2-2,5 раза и становится оптимальной.

Полимерная матрица покрытия прочно удерживает в своих ячейках частицы твердых смазочных материалов, выполняющие антифрикционную и противозадирную функции.

Покрытия MODENGY, которые применяются при обслуживании безмасляных винтовых компрессоров, и некоторые их характеристики приведены в таблице ниже.

Марка покрытия Твердые смазочные компоненты Цвет  Диапазон рабочих температур Несущая способность (тест SRV) Защита от коррозии (тест в соляном тумане) Температура и время полимеризации
MODENGY 1066 Графит, дисульфид молибдена Серо-черный -70…+315 °С 1940 МПа >300 ч +220 ºС, 40 минут
MODENGY 1014 ПТФЭ, дисульфид молибдена Серый -75…+255 °С 2700 МПа >672 ч

+220 ºС, 40 минут

Перед нанесением АТСП с поверхностей роторов удаляются остатки старого покрытия, пыль и другие загрязнения. Для полной очистки и обезжиривания винтовой пары используется Специальный очиститель-активатор MODENGY. Его применение способствует высокой адгезии будущего покрытия и гарантирует долгий срок его службы.

Антифрикционные материалы наносятся на роторы в несколько слоев, затем детали подвергаются нагреву для отверждения АТСП.

Роторы с покрытием MODENGY в дальнейшем не требуют повторной обработки – правильно нанесенный защитный слой не стирается, так как не дает винтовым поверхностям вступать в контакт.


Признаки необходимости ремонта масляных винтовых компрессоров

Масляный винтовой компрессор нуждается в ремонте, если наблюдаются:

  • Сложности с его запуском
  • Отсутствие сжатого воздуха в выходном патрубке агрегата
  • Снижение производительности устройства
  • Чрезмерный расход масла
  • Непроизвольное срабатывание предохранительного клапана
  • Отключение аппарата термостатом или прерывателем сети
  • Поломка роторного блока
  • Повышенное давление в компрессоре

Причиной трудности с запуском винтового компрессора может быть низкая температура окружающего воздуха. Проблема решается после его прогрева.

Если устройство не перезапускается, необходимо проверить состояние всасывающего клапана – скорее всего, он загрязнен и плохо закрывается. В таком случае требуется прочистка или замена детали.

Отсутствие сжатого воздуха в выходном отверстии аппарата – признак закрытия регулятора. Чтобы устранить эту неисправность, потребуется проверить работоспособность реле давления, который подает питание на электромагнитный клапан, связанный, в свою очередь, с регулятором.

Понижение производительности компрессорного оборудования чаще всего связано с засорением регулятора. Чтобы демонтировать его для очистки, потребуется снять всасывающий фильтр.

Большой расход масла в компрессоре может быть вызван поломкой фильтра маслоотделителя или нарушением герметичности уплотнений этого фильтра. В обоих случаях проблема решается заменой деталей.

Если фильтр маслоотделителя засорился, предохранительный клапан может начать открываться непроизвольно. В таком случае требуется проверить, существует ли перепад давления между резервуаром масляного сепаратора и трубопроводом, в котором находится сжатый воздух. Если проблема есть, она решается заменой фильтра.

Отключение компрессора термостатом может происходить по несколькими причинами:

  • Температура окружающей среды слишком высока: таком случае ее следует снизить с помощью хорошей вентиляции, после чего перезагрузить аппарат
  • Охладитель масла засорился: требуется прочистить его с применением растворяющей жидкости
  • Недостаточно масла: следует долить необходимое количество
  • Термостат неисправен: деталь следует заменить на новую

При постоянном срабатывании прерывателя сети и отключении двигателя следует проверить напряжение и, если показатели в норме, перезапустить аппарат.

Прерыватель цепи может также срабатывать при перегреве двигателя. Если при этом режим отвода тепла не нарушен, необходимо перезапустить оборудование.

Ремонт роторного блока при его поломке возможен только в случае выхода из строя подшипников. В случае заклинивания роторов ремонт следует доверить специалистам.

Проблема повышенного давления в компрессоре может быть вызвана отсутствием команды на закрытие регулятора. В первую очередь, необходимо проверить эту деталь, а также состояние электромагнитного клапана (он должен быть закрыт). При необходимости их следует заменить.

atf.ru

Устройство и принцип работы винтового компрессора

Винтовые компрессоры получили свое название из-за особенностей строения. Снижение внутреннего давления, нарастающего при работе, «гасится» при помощи вращения двух роторов (винтов), приводящих механизм в движение. Такое строение позволяет повысить КПД, а также работать практически бесшумно. Компактные габариты, простота ремонта и мобильность делают такое ротационное компрессионное оборудование более востребованным. Каково устройство винтового компрессора, его преимущества и недостатки, а также отзывы пользователей, разберем далее.

Конструктивные особенности и принцип работы

Строение винтового компрессора несколько сложнее его поршневого собрата.

Если рассматривать общую схему, то компрессор выглядит в виде металлического корпуса, в который погружены два ротора – ведущий и ведомый. Поверхности роторов плотно соприкасаются друг с другом, образуя рабочие камеры. При поступательных движениях камеры увеличиваются за счет равномерного отдаления выступов от впадин.

Схема винтового компрессора

Более детальную конструкцию позволяет рассмотреть схема, на которой указываются следующие элементы:

  • всасывающий клапан – нагнетает воздух извне;
  • фильтр – очищает нагнетаемый воздух от сторонних примесей;
  • блок управления – запрограммированная микросхема (плата), которая способна самостоятельно регулировать и контролировать все процессы в компрессоре;
  • двигатель – основной рабочий элемент, позволяющий превращать энергию в полезную работу;
  • термостат – отвечает за поддержание определенной температуры, регулируя работу охладительных элементов;
  • вентилятор – охлаждает внутренние детали, защищая всю конструкцию от перегрева и преждевременного износа;
  • маслоотделитель – клапан, регулирующий подачу масла для смазки, а также отвод отработанного масла в утиль;
  • датчики давления – показывают показатели давления, контролируя и не допуская поломки.

Принцип действия агрегата заключается в следующем: двигатель приводит винтовую часть аппарата в движение. При этом вращение ротора обеспечивает всасывание воздуха, который проходит через специальные фильтры. Винты плотно припадают друг к другу (впадина к выпуклости), образуя единую плоскость. В результате образуется сжатый воздух, который в дальнейшем можно использовать по назначению.

На видео говорится об устройстве винтового компрессора

Преимущества и недостатки

устройство винтового компрессораПоложительные стороны использования винтовых компрессоров заключаются в таких показателях, как:

  • низкий уровень шума и вибраций, что позволяет использовать устройство в закрытых помещениях;
  • мобильность устройства обеспечивается небольшими компактными габаритами;
  • принцип работы позволяет считать агрегат экологически чистым;
  • простота обслуживания и ремонта.

О других преимуществах можно узнать из видео, которое раскрывает нюансы и подробности эксплуатации винтового компрессора, делая его востребованным и популярным на рынке нагнетательного оборудования.

Однако существуют и недостатки, среди которых самым весомым является необходимость использования дорогостоящих комплектующих деталей, одной из которых является отделитель для масла. Если его не предусмотреть, то работа всей конструкции может быть усложнена: отработанная смазка может попадать в рабочие элементы, приводя их в негодность.

Принцип работы винтового компрессора продемонстрирован на видео

Режимы работы

Даже самые простые модели в базовой комплектации содержат не менее 5 режимов работы:

  1. Холостой ход – необходим для подготовки компрессора к полноценной работе. Двигатель приводит в работу роторы, которые вращаются, нагнетая воздух, но не на полную мощность.
  2. Рабочий режим – определяется полноценным действием всех конструктивных элементов, давая на выходе сжатый воздух.
  3. Режим ожидания – в период его активации отмечается торможение всех процессов до тех пор, пока давление в системе не восстановиться. Удобно при периодическом использовании компрессора в производстве, который позволяет не выключать агрегат, а притормозить его работу на определенный период.
  4. Пуск – данный режим оптимизирует запуск компрессора, исключая перегрузки сети. Напряжение подается дозировано, позволяя приступить к работе через 10-15 секунд после включения.
  5. Стоп – обеспечивает постепенное выключение компрессора, переводя его вначале на холостой ход, а затем подготавливая к полному выключению. Этот режим позволяет также избежать поломок и преждевременного износа деталей из-за резких перепадов напряжения и давления.

В отдельных моделях также имеется режим Stop-Alarm – экстренное прекращение работы агрегата при возникновении какой-либо неполадки или превышении показателей давления и температуры. Данный режим может быть как автоматическим (срабатывает при сигнализации датчиками контроля), так и ручным (кнопка на панели управления).

Разновидности

устройство винтового компрессораВинтовые компрессоры подразделяются на две подгруппы:

  1. Масляные или маслозаполненные – контакт и стачивание лопастей соприкасающихся роторов предотвращает впрыскиваемое масло. Маслянистая структура позволяет металлическим стенкам скользить по поверхности друг друга, исключая вероятность их истощения.
  2. Безмасляные – отсутствие тесного контакта рабочих лопастей достигается за счет использования других веществ или принципа работы. Бывают двух видов:
  • Сухого сжатия – двигатели приводят роторы в работу синхронно, предотвращая их тесный контакт между собой. Обладают низким уровнем КПД, а также не практичны в использовании, поскольку не могут работать длительное время (требуют постоянного охлаждения).
  • Водозаполненные – имеют массу преимуществ, позволяя получать действительно экологически чистый компрессор, использующий силу воды, а не масла. Тем более, что нет необходимости беспокоиться о том, как и куда отработанное масло утилизировать.
Выбор типа винтового компрессора обычно зависит от сферы его применения и места эксплуатации. В быту и в промышленности требования разные, также как и особенности работы.

Почему переход на винтовые компрессоры является выгодным?

В последние годы роторные модели все больше вытесняют поршневые компрессоры с рынка потребления. Не смотря на то, что последние и стоят дешевле, и принцип работы их проще, да и конструкция настолько примитивна, что понятна даже школьнику, поршневые компрессоры изжили себя. Объясняется этот факт несколькими положениями:

  1. Мобильность устройства – небольшой вес позволяет перемешать компрессор в любое удобное место.
  2. Продолжительность эксплуатации – роторы выполнены из высокопрочного металла, а смазка предотвращает их износ.
  3. Высокий уровень КПД без потерь и дополнительных затрат – поршневые компрессоры не могут похвастаться высокими показателями производительности, поскольку третья часть полезной работы затрачивается на саму систему.
  4. Наличие режимов работы, обеспечивающих более легкий процесс нагнетания и сжатия воздуха. Экстренное выключение, а также подготовка к запуску и выключению в более щадящем режиме, который сокращает вероятность поломки.
  5. Повышенный уровень защиты от поломок, а также возможность контроля всех процессов компрессора.

Эти технологические качества, которыми наделены современные модели винтовых компрессоров, определяют их популярность и востребованность на рынке, постепенно отодвигая поршневые агрегаты на второй план. Их универсальность, позволяющая использовать компрессоры, как в быту, так и на производстве, также является определяющим фактором при выборе типа.

Еще одно видео на тему

Обзор моделей

Среди наиболее качественных, но в тоже время и дорогостоящих компрессоров, можно выделить три модели:

  1. FINI Mega SDFINI Mega SD – итальянский винтовой компрессор, предназначенный для промышленных цехов. Высокое качество металла и конструктивных деталей, а также инновационные технологии, сделали эту модель лидером на рынке винтовых промышленных компрессоров масляного типа. Цена его от 4000 евро.
  2. Alup SonettoAlup Sonetto – болгарская модель, которая имеет сверхточный пульт управления и табло, позволяющее полностью контролировать все происходящие процессы, регулируя давление температуру и скорость вращения роторов. Принцип работы несколько отличается, поскольку в базовой комплектации имеются вспомогательные детали, облегчающие отвод отработанного масла и фильтрацию воздуха. Стоимость агрегата от 5000 евро.
  3. Abac SPINNAbac SPINN – не менее популярная модель всемирно известного производителя. Низкий уровень шума, который идеально сочетается с высокой производительностью и технологичностью, делает модель популярной во всем мире. Цена ее варьируется от 5000 евро до 8000, в зависимости от комплектации.
Несмотря на столь высокую цену, винтовые компрессоры гарантируют повышенный уровень качества, сроком не менее 25 лет. Достаточно внушительная цифра, делающая инвестицию выгодной.

Ремонт и обслуживание

Каждая модель (это относится не только к компрессорам) имеет свои особенности и нюансы в работе, которые закреплены в техническом паспорте.

Перед началом эксплуатации важно изучить предложенную производителем информацию, чтобы сделать работу продуктивной и избежать нежелательных поломок. Выделяют 5 показателей, от которых зависит исправная работа компрессора:

  1. Качество масла – чем выше его котировка, тем меньше отходов и загрязняющих веществ образуется в отработке.
  2. Техническое обслуживание – заключается в прочистке конструктивных деталей и элементов. Периодичность полностью зависит от времени эксплуатации и места. Рекомендуется проводить чистку и смазку рабочих элементов не реже 1 раза в полгода.
  3. Правильная эксплуатация – рекомендуется придерживаться всех правил, которые написаны в ТО, не игнорируя их. Самопроизвольное подключение и эксплуатация не гарантирует исправность оборудования, а также исключает возможность бесплатного сервисного обслуживания.
  4. Монтаж и запуск – если нет опыта в подобных работах, то лучше доверить их профессионалам. Правильная установка и подключение обезопасит не только агрегат, но и людей, находящихся в непосредственной близости к агрегату.
  5. Наличие вентиляционного канала – забор воздуха должен осуществляться с улицы, а не с закрытого помещения, насыщенного высоким уровнем примесей (пыль, грязь, излишняя влажность).
Соблюдая несложные правила обслуживания компрессора можно надолго забыть о дорогостоящем ремонте.

Мнение пользователей

Большинство пользователей, которые работают с винтовыми компрессорами, отмечают, что агрегаты полностью выполняют свою работу, надежны и просты в управлении. Низкий уровень шума позволяет работать без специальных наушников-глушителей, а наличие нескольких режимов работы облегчает запуск машины и прекращение работы. Многоуровневая система защиты полностью исключает вариант перегрева оборудования, отключая питание прибора при малейших превышениях допустимых значений.

Среди недостатков, которые отмечаются в эксплуатации, выделяют следующие:

  • необходимость частой чистки и смазки винтовой части и подшипников;
  • быстро приходят в негодность подшипники, если при старте в них попадает отработанная жидкость;
  • необходимость использования дорогостоящих масел известных брендов, что значительно удорожает стоимость агрегата;
  • требуется выделять специально оборудованную зону с вентиляцией и контейнерами для сбора отработанного масла;
  • при работе необходимы специальные знания и навыки, позволяющие контролировать исправность самого агрегата и процесса сжатия воздуха.
Конечно же, самым неприятным фактором, влияющим на покупку, является высокая цена компрессора. Но если учитывать, что средний эксплуатационный срок составляет 18-20 лет, такая покупка вполне сможет себя окупить за 5-7 лет работы на производстве.

Таким образом, винтовые компрессоры – надежные и продуктивные агрегаты, имеющие массу преимуществ. К весомым недостаткам можно отнести только высокую цену, которая для многих потребителей является недоступной. Технологические особенности и принцип работы определяют высокое качество компрессора, а также продолжительный срок его эксплуатации. Среди пользователей винтовых компрессоров есть и сторонники, и ярые противники. Несмотря на это, компрессоры винтового типа продолжают вытеснять поршневые аналоги, замещая на рынке собой всю продукцию.

generatorexperts.ru

Принцип работы винтового компрессора | НПП Ковинт

В данной статье затронем вопрос о принципе работы винтового компрессора.

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

Типичная конструкция винтового компрессора показана на рисунке ниже:

Конструкция винтового компрессора

Цифрами на рисунке обозначены:

1 – входной фильтр

2 – всасывающий клапан

3 – винтовой блок

4 – приводной ремень

5 – шкивы ременной передачи

6 – электродвигатель

7 – масляный фильтр

8 – масляный резервуар

9 – сепаратор

10 – клапан минимального давления

11 – термостат

12 – масляный радиатор

13 – воздушный радиатор

14 – вентилятор

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

Рассмотрим их подробнее на примере воздушного компрессора.

Воздушный поток

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

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

Винтовой блок

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

Принцип сжатия воздуха в винтовом блоке

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

Муфта эластичная

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

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

Это отличает винтовой компрессор от, например, поршневого. Наличие режима холостого хода позволяет сократить число пусков двигателя компрессора и, тем самым, увеличить его надежность и срок службы. Ведь частые пуски отрицательно влияют как на сами двигатели, так и на систему энергоснабжения предприятия в целом.

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

Наличие масла в винтовом блоке необходимо по ряду причин:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Теплообменник винтового компрессора с водяным охлаждением

Применение водяного охлаждения позволяет:

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

Масляный контур

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

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

Температура масла очень важна для длительной безотказной работы компрессора.

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

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

На этом все.

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

 

С уважением,

Константин Широких & Сергей Борисюк

Вернуться в раздел Полезная информация

Еще по теме:

Винтовые компрессоры. Общая информация

Принцип работы винтового компрессора

Конструкция/устройство винтового компрессора

Конструкция винтового газового компрессора. Видео

Конструкция винтового блока компрессора

Конструкция всасывающего клапана (регулятора всасывания) винтового компрессора

Конструкция термостата. Назначение термостата в винтовом компрессоре

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

Конструкция масляного резервуара. Назначение и принцип действия

Конструкция сепаратора тонкой очистки. Назначение и функции в винтовом компрессоре

Схема управления работой винтового компрессора. Общая информация

Силовая часть схемы управления винтового компрессора

covint.ru

Винтовой компрессор – устройство, принцип работы, ремонт своими руками

Винтовые или роторные компрессоры – современный тип оборудования, вытесняющий поршневые, спиральные и другие аналогичные устройства из ряда отраслей промышленности. Несмотря на более высокую цену, такая техника имеет множество преимуществ, а недостатки практически отсутствуют. Чтобы понять, почему эти приборы лучше своих конкурентов, нужно рассмотреть их принцип действия, узнать существующие виды винтовых компрессоров, а также выяснить типичные неполадки и возможность их самостоятельного устранения.

Определение и сферы использования

Винтовые компрессоры входят в разряд ротационной техники. Их принцип работы основывается на вращении пары роторов (иначе – винтов). Такое конструкторское исполнение позволяет повысить производительность и ресурс службы маломощных двигателей, при этом снизив практически на 50% потребление электроэнергии. Поэтому роторные компрессоры долговечны, надежны, имеют небольшие размеры и малый вес. Они способны в течение продолжительного времени функционировать автономно без постоянного обслуживания. Такие устройства легко монтируются, вибрация во время работы незначительная, а шум минимальный.

Винтовой компрессор

Для управления большая часть техники этого класса имеет цифровую плату, благодаря чему можно менять давление и потребление электроэнергии, а также программировать таймер, даже удаленно. Самые современные компрессоры имеют инверторное управление, позволяющее достичь еще большей эффективности оборудования.

Важно! Еще один важный момент, которым компрессоры винтовые отличаются от поршневых, — это расход масла. Роторные устройства потребляют его гораздо меньше, поэтому воздушный поток существенно чище, и для него не требуется дополнительная фильтрация.

Винтовые компрессоры используются в пищевой, стекольной, химической отрасли, на передвижных станциях, в рефрижераторных системах судов и во множестве других сфер.

Винтовой компрессор

Конструктивное исполнение и принципиальная схема работы

Стандартные компрессоры винтовой группы состоят из множества узлов и деталей, заключенных в корпусе из металла.

Конструктивный элемент Назначение
Фильтр Очищает поступающий в устройство воздух.
Всасывающий клапан Позволяет избежать выброса воздуха и компрессорного масла при остановке техники.
Винтовой блок Это главный рабочий узел с винтовой парой, установленной на подшипники или втулки. Возле его выходного патрубка монтируется термозащитный датчик, отключающий мотор, если температура выходящего воздуха превышает 105°С.
Ременной привод Передает вращение от мотора к роторам. В его состав входят два шкива: один — на валу мотора, второй — на ведущем валу винтового блока.
Шкивы Соединяются приводным ремнем. Их габариты влияют на быстроту вращения пары роторов.
Мотор Передает вращательное движение на винты через ременной привод.
Масляный фильтр Используется для очистки масла, вернувшегося в роторный блок.
Первичный маслоотделитель В этом блоке масло выделяется из воздушного потока с помощью центробежной силы.
Маслоотделительный фильтр Обеспечивает вторичную, более качественную очистку воздуха от оставшегося масла.
Предохранительный клапан Включается при превышении давления в маслоотделителе и сбрасывает его до нормативных значений.
Термостат Необходим для поддержания подходящей температуры масла.
Маслоохладитель Охлаждает отделенный от воздушной струи разогретый масляный состав до оптимальной температуры.
Воздухоохладитель Установлен для охлаждения воздуха перед выводом на подключенный прибор до температуры, ниже на 15-20°С чем в помещении.
Вентилятор Охлаждает комплектующие прибора.
Электропневматический клапан холостого хода Предназначен для регулировки работы всасывающего клапана.
Датчик давления Управляет компрессором в автоматическом режиме. В новом оборудовании вместо реле давления используется электронное управление.
Манометр Отображает данные о давлении внутри системы.
Выходной патрубок Используется для вывода воздушного потока на подключенную технику.
Устройство для визуального контроля за возвратом масла.
Клапан минимального давления Он закрыт, пока уровень давления не превышает 4 бар. Данный клапан отделяет от компрессора пневматическую линию и работает как обратник при отключении прибора или запуске холостого режима.

Схемы винтовых компрессоров разных производителей практически идентичны, отличия — минимальны. Подробно ознакомиться с устройством конкретного прибора можно на сайте производителя или в руководстве пользователя.

Винтовой компрессор устройство

Принципиальная схема работы компрессоров винтовой группы следующая. Ведущий ротор вращает ведомый. От этого движения в систему через входной фильтр всасывается воздух. Поток очищается, смешивается с масляной жидкостью, охлаждается и направляется в систему под винтовой тягой. Далее из воздушно-масляного потока отделяется масло, а очищенная воздушная струя отправляется в подключенное оборудование.

Режимы работы

Любой винтовой компрессор, даже самый простой, имеет пять рабочих режимов.

  1. Пуск. Чтобы исключить перегрузку в сети, напряжение на мотор поступает постепенно. Оборудование становится готово к работе только спустя десять-пятнадцать секунд после запуска.
  2. Холостой ход. В этом режиме техника готовится к работе на полной мощности. Мотор приводит роторы в движение, после чего они на небольшой мощности начинают нагнетать воздух.
  3. Рабочий ход. Устройство работает на полной мощности и выводит сжатый воздух.
  4. Режим ожидания. Запускается после нагнетания определенного давления. Все элементы мотора замирают, пока давление не снижается до минимального уровня, после чего прибор снова запускается для работы. Эта функция удобна при использовании агрегата в течение целого дня — прибор не требуется обесточивать, он сам прерывает работу, если нет необходимости в его использовании.
  5. Стоп. В этом режиме техника плавно завершает работу. Сначала запускается холостой ход, только потом прибор выключается. Так уменьшается вероятность повреждений и износа деталей из-за резкого снижения напряжения или падения давления.

Для более дорогих приборов предусмотрен шестой режим — Stop-Alarm, активирующийся при фиксации каких-либо сбоев в работе прибора, например, повышения давления или температуры до опасного порога. Обычно функция срабатывает автоматически, но есть возможность и ручного запуска.

Особенности разных видов

Винтовые компрессоры делятся на несколько разновидностей по рабочему веществу, типам привода и энергии, а также степени сжатия.

Безмасляные

Такое оборудование востребовано на пищевых, химических и фармацевтических предприятиях. Оно бывает двух видов: водозаполненным и сухого сжатия. Техника второго типа имеет два синхронных двигателя, вращаемых парой винтов. Для их работы не используется масло, поэтому тепло не отводится, и производительность низкая. Тогда как водозаполненные компрессоры более современны. У них выше эффективность и лучше экологические показатели. Для работы этих устройств используется вода, что делает их дешевле в обслуживании.

На заметку! В конструкции водозаполненных устройств присутствует внутреннее охлаждение для избегания перегрева. Поэтому продолжительность их службы дольше, и расходные материалы не требуются.

Безмасляный винтовой

Масляные

Данный тип компрессоров используется на производстве. В них задействованы два ротора: ведущий и ведомый. Такие приборы дороже в обслуживании. Кроме того, необходимо постоянно следить за вязкостью масла и другими его свойствам, чтобы техника работала эффективно и не ломалась.

Масяляный винтовой

По сжимаемому веществу

В зависимости от рабочего вещества, используемого для сжатия, компрессорное оборудование бывает:

  • газовым — для одного газа или смеси из нескольких;
  • воздушным — для воздуха;
  • многоцелевым или специальным — для поочередного сжатия разных видов газов;
  • многослужебным — одновременно организуют повышенное давление разнообразных газов;
  • циркуляционным — создают непрерывное движение воздуха в закрытом контуре.

По приводу

По типу привода компрессоры классифицируются на четыре группы.

  1. Аппараты с ременным приводом (например, Tidy 30 от Dalgakiran) просты в работе и не требуют привлечения высококвалифицированных сотрудников. К недостаткам относятся низкий КПД и высокий шум.
    Масяляный винтовой
  2. Техника с шестеренчатым приводом работает тихо, КПД высокий. Однако у нее нет регулировки. Аппараты сложны в ремонте — необходимо привлекать квалифицированных техников.
  3. У приборов с прямым приводом высочайший КПД (99,9%). Они не боятся пыли и частиц мусора, могут эксплуатироваться в сложных условиях. Ход привода плавный, мотор служит долго. Компрессор работает без капитальных ремонтов до нескольких десятилетий. Однако для таких приборов недоступна регулировка, а также не меняется наибольшее рабочее давление.
  4. Компрессорное оборудование прямого привода с возможностью регулировать частоты является одними из самых совершенных. Его преимущества заключаются в высоком КПД, плавном ходе привода, регулировке давления и производительности, возможности эксплуатации в любых условиях. Недостаток — высокая стоимость.

По типу энергии

По типу используемой энергии выделяются дизельные и электрические приборы. Первые заправляются топливом, поэтому являются автономными и передвижными, в результате чего могут быть использованы в полевых условиях. Вторые работают от электросети.

По степени сжатия

Роторные компрессоры бывают с низкой (до 1 Мн/м2), средней (до 10 Мн/м2) и высокой (свыше 10Мн/м2) степенью сжатия воздуха.

Обслуживание винтовых компрессоров

Большинство промышленных предприятий отказывается от поршневых компрессоров в пользу винтовых, что объясняется надежностью последних, а также меньшими расходами на обслуживание.

На заметку! На этапе покупки винтовые приборы обойдутся дороже до 40%, но это цена с монтажом и доставкой. Тогда как поршневые приборы требуют установки фундамента, потому что имеют большие габариты и вес.

Обслуживание компрессоров

Экономия также связана с ремонтом и ТО. Винтовые приборы гораздо реже требуют техобслуживания и ухода, а также не имеют деталей, подверженных износу — поршней, клапанов и т.д. Еще один пункт экономии — расход электроэнергии. Роторные устройства потребляют меньше электричества, и обеспечивают большую производительность. Работая до 20 лет, они сокращают затраты на электроэнергию в несколько раз.

ТОП-3 лучших модели

При выборе винтовых компрессоров нужно учитывать размеры предприятия, степень загрязнения на производстве, а также особенности сферы применения. С учетом этих критериев стоит выбирать тот или иной тип устройства. А чтобы лучше ориентироваться в многообразии моделей, стоит изучить технические характеристики лидеров продаж, согласно рейтингам 2019 года.

  1. Remeza BK20T-15-500. Это стационарный электрический безмасляный компрессор винтовой группы, мощность которого составляет 15кВт, а давление – 15Бар. Ему необходимо питание 380В. В аппарате есть манометр и ременной привод. Вес устройства — 575 кг, ресивер — горизонтальный, объем — 500 литров. Модель пользуется высоким спросом и имеет множество положительных отзывы потребителей.
    Remeza BK20T-15-500
  2. Atlas Copco GA 15-7.5. Это винтовой масляный компрессор с электрическим двигателем и прямым приводом. Его мощность — 15 кВт, давление — 7,5 Бар, необходимое напряжение — 380В. В устройстве доступны регулировка давления, манометр, предохранительный клапан. Вес — 455 кг, уровень шума – 65 дБ.
    Atlas Copco GA 15-7.5
  3. BERG Compressors BK-110 10. Это винтовой стационарный компрессор с весом в 2800 кг. Он оснащен масляным электромотором мощностью 110 кВт и манометром. Другие характеристики: привод — прямой, давление — 10Бар, напряжение — 380В, уровень шума — 75 Дб.
    BERG Compressors BK-110 10

Типичные поломки и ремонт своими руками

Как и другая техника, винтовые компрессоры периодически ломаются. При этом большинство типовых поломок допускает ремонт своими руками.

Плохо запускается

Если температура воздуха в помещении низкая, это приводит к тому, что компрессор плохо запускается. Для устранения проблемы нужно прогреть комнату.

Не перезапускается

Часто данная проблема заключается в том, что всасывающий клапан плохо закрывается. Для устранения поломки необходимо его прочистить, а если это не помогло – установить новую деталь.

Не сжимает воздух

Если на выходе из аппарата отсутствует поток сжатого воздуха, это означает, что регулятор может быть закрыт. Для устранения проблемы необходима диагностика датчика давления, подающего напряжение на электромагнитный клапан, который отвечает за работу регулятора.

Низкая производительность

Снижение производительности является следствием закрытого регулятора, вызванного появлением засора. Чтобы исправить ситуацию, необходимо вытащить всасывающий фильтр, открыть или вынуть регулятор и тщательно его вычистить.

Перерасход или утечка масла

Если расход масла выше заявленного, нужно проверить фильтр, расположенный в маслоотделителе — возможно, он сломан, или уплотнитель негерметичен. В данной ситуации нужна замена поврежденных деталей. Однако утечку может вызвать также частично закрытый регулятор или очень высокое давление. Чтобы найти первопричину в этом случае, нужно проверить целостность регулятора, электромагнитного клапана и манометра.

Открытие предохранительного клапана

Причиной проблемы является засор фильтра маслоотделителя. Для подтверждения этого нужна проверка разницы давления между трубопроводом со сжатым воздухом и резервуаром масляного сепаратора. Для устранения проблемы необходимо поменять фильтр.

Срабатывает термостат

Если роторный компрессор перестает работать из-за срабатывания термостата, причины могут быть следующие:

  • высокая температура в помещении — нужно обеспечить качественную вентиляцию, после чего выполнить перезагрузку устройства;
  • охладитель масла засорен — с помощью растворяющего средства следует выполнить чистку;
  • недостаток масла – требуется долить жидкость до необходимого значения;
  • термостат поврежден — нужна замена на новую деталь.

Отключается двигатель прерывателем сети

Если срабатывает прерыватель цепи, первое, что требуется проверить, — напряжение, которое может быть пониженным. Если же показатели электросети в норме, следует перезапустить прибор.

Еще одна причина неисправности — перегрев двигателя. Необходимо проверить теплоотвод и, если он не поврежден, перезагрузить технику. Если устройство не запускается, следует подождать от пяти до десяти минут и выполнить перезапуск заново.

Не функционирует роторный блок

Ремонт роторного блока возможен только при поломке подшипников. Если же заклинивают роторы, необходимо обратиться за помощью к профессионалам.

Повышенное давление

Если давление в системе повышено, нужно проверить регулятор, так как на него может не поступать сигнал на закрытие. Необходимо удостовериться, что он закрывается. В противном случае потребуется купить и установить новую деталь.

Преимущества и недостатки

В заключении следует отметить плюсы и минусы компрессоров винтовой группы. Их преимущества: сокращают потребление электроэнергии, имеют больший срок службы за счет отсутствия изнашивающихся деталей, компактны. Кроме того, они не требуют постоянного человеческого присутствия, самостоятельно отключаются при неполадках или сбоях. Электронное программирование позволяет настроить работу прибора на срок до нескольких недель. А к недостаткам относят высокую стоимость оборудования. Такие устройства также не предназначены для работы в сильно запыленных помещениях и при минусовых температурах.

Самые популярные компрессоры по мнению покупателей

Компрессор PATRIOT Euro 24-240 на Яндекс Маркете

Компрессор Denzel PC 50-260 на Яндекс Маркете

Компрессор Metabo Basic 250-24 W на Яндекс Маркете

Компрессор Quattro Elementi KM 24-260 на Яндекс Маркете

Компрессор Quattro Elementi KM 50-380 на Яндекс Маркете

Статья добавлена: 25 мая 2019 в 09:44

Рейтинг статьи:

hitech-online.ru

преимущества, принцип действия, исполнение, компоновка

На этой странице представлена полезная информация о винтовых компрессорах. Вы узнаете о принципе действия, области применения, исполнении и преимуществах. Выбрать компрессор вы можете на странице нашего каталога >>>

Принцип действия

В винтовых компрессорах сжатие воздуха происходит за счет уменьшения объёма полостей сжатия – канавок, образуемых поверхностями двух винтовых элементов и стенками корпуса винтового блока. Исходя из принципа действия, эти компрессоры относят к компрессорам объемного действия.

 

Принцип сжатия воздуха в винтовом блоке


Принцип сжатия воздуха в винтовом блоке

В этом разделе рассматриваются наиболее распространенные воздушные винтовые компрессоры для сжатия воздуха, при этом в винтовом блоке вместе в воздухом присутствует небольшое количество масла. Масло выполняет несколько функций:

  • • обеспечивает масляные зазоры между элементами винтового блока, исключая сухое трение;
  • • отводит тепло, выделяющиеся в процессе сжатия;
  • • герметизирует винтовой блок;
  • • смазывает подшипники винтового блока.

Такие компрессоры называются масляными или маслосмазываемыми (oilinjected).

Ниже представлена схема работы масляного винтового компрессора:

 

Схема работы

 

Схема работы

 

1. Воздушный фильтр 2. Регулятор всасывания 3. Винтовой блок 4. Муфта для передачи вращения от двигателя
5. Двигатель 6. Маслобак-сепаратор 7. Клапан минимального давления 8. Вентилятор охлаждения 9. Концевой охладитель 10. Сепаратор влаги (опционально) 11. Клапан автоматического слива конденсата 12. Шаровой кран
13. Масляный радиатор 14. Воздушно-масляный сепаратор 15. Масляный фильтр 16. Термостат
17. Осушитель (опционально)

Атмосферный воздух поступает в винтовой блок (поз.3) через воздушный фильтр (поз.1) и регулятор всасывания (поз. 2). Воздушный фильтр позволяет очищать всасываемый воздух от крупных частиц пыли, тем самым, исключая их попадание в винтовой блок. Регулятор всасывания позволяет переводить работу оборудования оборудования компрессора на холостой ход, когда сжатый воздух не потребляется.

Подаваемый винтовым блоком воздух, очищается от масла в баке-сепараторе (поз.6 на схеме), где крупные капли масла оседают на его стенках, а мелкие задерживаются специальным фильтром (поз.14) и отсасываются на вход блока. Специальный клапан на баке (поз.7) поддерживает в нем давление в несколько атм, т.е. даже если давление в пневмомагистрали упадет почти до атмосферного, то минимальное давление с несколько атм в баке-сепараторе все равно будет присутствовать. Это давление обеспечивает подачу масла обратно в блок. При нагревании масла выше определенной температуры, оно охлаждается в масляном радиаторе (поз13).

 

Внутреннее устройство

 

Внутреннее устройство

 

Выдаваемый компрессором воздух охлаждается в концевом охладителе (поз.9) и далее направляется в пневмосистему. Воздух может быть очищен специальными устройствами, входящими в корпус компрессора – сепаратор (поз.10) и осушитель (поз.17), которые также могут быть установлены и вне компрессора.

Принцип работы винтового компрессора был предложен около 100 лет назад, но технология изготовления качественных винтовых элементов с высокими требованиями к точности изготовления сложной поверхности появилась только во второй половине 20 века. Изготовление винтовых блоков – это технология, включающая в себя операции фрезерования, шлифования на высокоточных станках с последующим контролем на каждом этапе изготовления. Только предприятия с высоким объемом продаж могут позволить себе оснастить своё предприятия оборудованием для производства винтовых блоков. К таким предприятиям относятся FINI (Италия), CompAir (Германия), Rotair (Италия), AtlasCopco и некоторые другие.

 

Производство винтовых блоков на специальных станках

 

Производство винтовых блоков на специальных станках

 

Преимущества винтовых компрессоров

1)     Подача сжатого воздуха винтовым блоком происходит с частотой, более 100 импульсов в секунду, поэтому можно говорить, что компрессор подает воздух равномерно. Все рабочие движения в винтовом компрессоре винтового типа вращательные, поэтому оборудование не создает сильных вибраций на фундамент, а уровень шума у него приемлемый. Все это привело к возможности ставить компрессоры ближе к потребителю воздуха.

2)     Винтовые маслосмазываемые компрессоры выдают более чистый воздух, чем традиционные поршневые, но масло все же присутствует – не более 3 мг/м3 при отсутствии дополнительных фильтров.

3)    Обладают достаточно высокой экономичностью, при этом в широком диапазоне производительностей. Винтовые компрессоры изготавливаются в диапазоне мощностей от 2 кВт до мегаватт, при этом и технические и экономические характеристики мелких аппаратов так же хороши, как и у старших моделей.

4)     Винтовые маслосмазываемые компрессоры не требуют сложного техобслуживания (ТО). Стандартно меняются масло, воздушный фильтр, масляный фильтр и масляный сепаратор. Другие детали с ограниченным ресурсом меняются редко и не требуют специальных навыков и инструментов. Стандартный интервал сервисного обслуживания составляет 2000-4000 часов, при 200-500 часов у поршневого компрессора.

 

Расходные материалы для замены при проведении ТО

  1. Масляный фильтр
  2. Фильтр-сепаратор масла
  3. Масло
  4. Воздушный фильтр

 

Расходные материалы для замены при проведении ТО

 

5)     Применение различных опций для снижения энергозатрат: использование сжатого воздуха в системе рекуперации тепла, применение частотного регулирование привода и т.п. Тепло, выделяемое от оборудования, может быть направлено на обогрев помещений, для подачи горячей воды в душевые и для других применений. Использование частотного преобразователя позволяет вырабатывать столько сжатого воздуха, сколько требуется потребителю, таким образом, экономия электроэнергии может достигать до 33 %.

Использование частотного преобразователя

 

Использование частотного преобразователя

 

Также к преимуществам винтового компрессора данного типа относятся: меньшая масса и габариты, более высокий ресурс работы, возможность непрерывной работы 24 часа в сутки. Машины высокой мощности не требуют водяного охлаждения, что снижает общие затраты на монтаж и эксплуатацию винтового компрессора.

Компоновка, исполнения

Влияние на потребительские характеристики компрессора оказывает привод винтового блока. Так установки с ременным приводом в общем более компактны и позволяют производить различные варианты «давление-производительность» путем изменения диаметров шкивов. Компрессоры же с прямым приводом более экономичны и, как правило, не требуют специального обслуживания по замене.

Винтовой компрессор CompAir с ременным приводом Винтовой компрессор CompAir с прямым приводом
С ременным приводом С прямым приводом

 

Ввиду универсальности применения, аппараты средних и малых мощностей могут быть скомпонованы  с осушителями воздуха, а более мелкие – еще и с ресиверами.

 

Винтовой компрессор. Исполнение на раме Винтовой компрессор. Исполнение на раме с осушителем Винтовой компрессор. Исполнение на ресивере с осушителем
Исполнение на раме Исполнение на раме с осушителем Исполнение на ресивере с осушителем

 

Исполнение винтового компрессора

Винтовой компрессор является источником сжатого воздуха. Как правило, он является составной частью целого набора оборудования, необходимого для выполнения различных технологических задач. Сжатый воздух, выходящий из компрессора, проходит через различные устройства для его очистки, состав которого определяется классом очистки сжатого воздуха по стандартам ГОСТ 17433-80 и ISO 8573.1: осушители холодильного типа, осушители адсорбционного типа, ресиверы, фильтры и др.

Ниже представлена примерная схема компрессорной, в которой установлен винтовой воздушный компрессор. На схеме детально представлена система подготовки сжатого воздуха, а также система рекуперации тепла для обогрева воды.

Схема установки

Схема установки

Если вы не нашли необходимую информацию на данной странице- обращайтесь к нам любым удобным для вас способом, указанным на старанице "Контакты". Мы поможем с подбором оборудования. Приобрести винтовой компрессор можно на странице нашего каталога >>>


rutector.ru

Принцип работы (действия) винтового компрессора

 

В данной статье затронем вопрос о принципе работы (действия) винтового компрессора.

 

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

 

Типичная конструкция винтового компрессора показана на рисунке ниже:

 

Конструкция винтового компрессора

 

Цифрами на рисунке обозначены:

 

1 – входной фильтр

2 – всасывающий клапан

3 – винтовой блок

4 – приводной ремень

5 – шкивы ременной передачи

6 – электродвигатель

7 – масляный фильтр

8 – масляный резервуар

9 – сепаратор

10 – клапан минимального давления

11 – термостат

12 – масляный радиатор

13 – воздушный радиатор

14 – вентилятор

 

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

 

Рассмотрим их подробнее на примере воздушного компрессора.

 

Воздушный поток

 

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

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

 

Винтовой блок

 

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

 

Принцип сжатия воздуха в винтовом блоке

 

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

 

Муфта эластичная

 

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

 

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

 

Это отличает винтовой компрессор от, например, поршневого. Наличие режима холостого хода позволяет сократить число пусков двигателя компрессора и, тем самым, увеличить его надежность и срок службы. Ведь частые пуски отрицательно влияют как на сами двигатели, так и на систему энергоснабжения предприятия в целом.

 

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

 

Наличие масла в винтовом блоке необходимо по ряду причин:

 

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

 

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

 

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

 

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

 

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

 

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

 

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

 

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

 

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

 

Теплообменник винтового компрессора с водяным охлаждением

 

Применение водяного охлаждения позволяет:

 

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

 

Масляный контур

 

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

 

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

 

Температура масла очень важна для длительной безотказной работы компрессора.

 

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

 

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

 

На этом все.

 

Если у вас остались вопросы, то вы можете задать их в форме ниже.

 

Мы ответим в течение 1-2 рабочих дней.

 

С уважением,

Константин Широких & Сергей Борисюк

Вернуться в раздел Все статьи

Еще по теме:

 

Винтовой компрессор. Общая информация

Принцип работы винтового компрессора

Конструкция/устройство винтового компрессора

Конструкция винтового газового компрессора. Видео

Конструкция винтового блока компрессора

Конструкция всасывающего клапана (регулятора всасывания) винтового компрессора

Конструкция термостата. Назначение термостата в винтовом компрессоре

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

Конструкция масляного резервуара. Назначение и принцип действия

Конструкция сепаратора тонкой очистки. Назначение и функции в винтовом компрессоре

Схема управления работой винтового компрессора. Общая информация

Силовая часть схемы управления винтового компрессора

 

compressorblog.ru

Что такое винтовой компрессор: устройство, принцип работы, преимущества

Конструкция винтового компрессора – это ротационный агрегат. Его работа основывается на объемном принципе действия. У винтовых компрессоров есть ряд преимуществ:

  • Их можно устанавливать в абсолютно разных производственных условиях.
  • Они удобны в эксплуатации и обслуживании.
  • Они практически не издают шума. Это происходит благодаря тому, что данное оборудование не вибрирует при работе.

Данные плюсы винтового компрессорного оборудования сегодня ценятся. Это и понятно – оно сделано с использованием технических новинок и отвечает всем современным требованиям, процессам и задачам производства.

Но винтовое компрессорное оборудование также имеет несколько разновидностей. Среди них выделяют две первостепенные группы:

  • С одинарным винтом.
  • С двойным винтом.

Принцип работы винтовых компрессоров с одинарным винтом

В пневмоустройствах с одинарным винтом обычно есть две шестерни, которые присоединяются с боку к роторам. Те, в свою очередь, вращаются в разные стороны. Из-за этого совершается сжатие паров хладагента.

Вращение всех роторов происходит благодаря центральному ротору-винту. Хладагент проходит сквозь отверстие компрессорного устройства, которое находится на входе. Эти пары заставляют двигатель охладиться. Далее они оказывается в наружном секторе шестерен роторов, совершающих обороты. После этого, хладагент сжимается и выходит сквозь скользящий клапан в выпускное отверстие.

Компрессоры с двойным винтом выделяются присутствием двух роторов. Они называются основной и приводной. Здесь отсутствуют впускные и выпускные клапаны.

Пары хладагента всасываются с одной стороны, а выпускаются всегда с другой. Данный вариант сжатия способствует понижению уровня шума (это выгодно отличает винтовые компрессоры от поршневых). Сжатие хладагентов происходит из-за вращения роторов в разные стороны.

Ротор-винт, который находится в центре, запускает боковые роторы. Они начинают вращаться в разные стороны. Охлаждение двигателя проистекает за счет паров хладагента. Они просачиваются в компрессорное устройство сквозь отверстие входа. После того, как двигатель охладился, пары попадают во внешний сектор через специальные каналы. Там располагаются роторные шестерни. На данном этапе пары сжимаются и выходят наружу (это происходит через особые отверстия, у которых имеется специальный клапан).

Принцип работы винтовых компрессоров с двойным винтом

Особенность еще одной разновидности винтовых компрессоров (в данном случае мы говорим о двухроторных) - присутствие двух роторов. Это основной и вторичный ротор. Благодаря им работает приводной механизм.

Общей чертой выпускного компрессора, вне зависимости от специфических особенностей, является то, что у них отсутствуют впускные и выпускные клапаны. Пары хладагента входят в компрессор и выходят из него с противоположных сторон. Это обеспечивает компрессору бесшумность (в поршневом механизме достичь данного эффекта невозможно).

Преимущества винтовых компрессоров

Как можно заметить, разновидностей пневмоагрегатов очень много. И среди них особенно можно выделить ротационные (или винтовые). Сегодня они все больше и больше становятся популярными, т.к. имеют много плюсов, по сравнению с другими видами компрессоров:

Такое компрессорное оборудование рассчитывает (в зависимость от специфики деятельности) насколько необходимо сжать возжух. Нужный уровень сжатия достигается с помощью специального окна нагнетания. Современные компрессоры имеют возможность регулирования степени сжатия воздуха, благодаря, зафиксированным уровням нагнетания.

При работе винтового оборудования используется масло. Оно необходимо для того, чтобы сделать минимальными допустимые утраты сжатого воздуха. Такие потери могут произойти между зубьями шестерни и впадинами устройства. В данные узлы и впрыскивается масло, которое обеспечивает герметичность работы компрессора.

Но это еще не все функции, которые выполняет масло. Оно необходимо и для охлаждения. Таким образом, в винтовых компрессорах мы имеем дело не только с хладагентом. Дополнительную помощь ему оказывает масло. В особенности его действие можно заметить в финальном процессе сжатия воздуха до необходимой степени. Именно из-за этого винтовые компрессоры лучше всего подходят для пневмообеспечения в тех условиях, когда предполагаются перепады температур и давления: винтовые компрессоры можно применять во всевозможных ситуациях и при различных производственных процессах.

Следующая важная черта винтовых установок – это присутствие весьма компактных винтовых пневмосистем. Они предполагают малую производительность. Стоит помнить о данной особенности винтового пневмооборудования и не использовать его тогда, когда необходимо производство большого объема с большими затратами воздуха. Однако небольшая производительность таких компрессорных устройств означает, что оборудование весьма экономично и удобно в своем применении на производстве.

Особенный уход за такими устройствами не нужен. О тратах на профилактику также можно забыть. Кроме того, подобные компрессоры служат долгие годы.

Кроме таких экономичных, но не очень мощных винтовых компрессоров, существуют и весьма мощные модели. Они не проигрывают в мощности поршневым и центробежным компрессорам (данные пневмосистемы способны обеспечивать снабжение воздухом равное тому, что производят другие компрессоры, но быстрее и при значительно более меньших энергозатратах). Винтовые компрессоры способны достигать необходимой степени воздухосжатия при одноступенчатом цикле. В то время, как в поршневых компрессорных установках подобный эффект достигается только в рамках двух циклов.

Еще одно достоинство винтового компрессора – немалый моторесурс. Такие пневмосистемы отлично осиливают любой газ и комбинированные газовые смеси. Благодаря чему появляется возможность настраивать агрегат на нужный уровень давления и плавно изменять частоты вращения ротора.

Дополнительные плюсы данного оборудования - низкая изнашиваемость винтовой пневмосистемы.

Также эти установки вырабатывают более качественный воздух, который подается на производство при помощи винтовых компрессоров.

Итак, характеризуя винтовые компрессоры, необходимо еще раз подчеркнуть, что данное оборудование имеет много плюсов, относительно других разновидностей компрессоров. Благодаря последним достижениям в области разработки пневмообеспечения, винтовые установки удобны, надежны и функциональны.

Ограничения винтовых компрессоров

Безусловно, у винтовой пневмосистемы существуют некоторые недочеты, а точнее ограничения:

Винтовые компрессоры имеют сложный механизм. Так что, используя данное оборудование, необходимо тщательно изучать инструкцию по эксплуатации устройства.

Как мы уже говорили ранее, при использовании винтового оборудования используется масло и маслоохладитель.

Если применять данный вид пневмосистем для подачи воздуха или газов в пределах 15-20% от объема, то они не будут работать эффективно в районе промежуточного всасывания.

Сотрудники компании «Компрессор-центр» всегда с готовностью ответят на все вопросы. Простосвяжитесь с нами.

kompressor-centr.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о