Схема работы винтового компрессора маслонаполненного типа

Винтовые компрессоры по многим параметрам превосходят поршневые машины, они обладают меньшей пульсацией, меньшим уровнем шума, и малой склонностью к помпажу. В винтовых компрессорах, отсутствуют обратные клапаны, это позволяет винтовым машинам работать на высоких оборотах, что в свою очередь обеспечивает большую производительность при меньших габаритах.

Винтовые компрессоры часто используют в системах, с большим потреблением воздуха высокого давления, на крупных промышленных предприятиях, на мобильных установок для питания пневматического оборудования, например отбойных молотков.

Видео:Принцип работы винтового компрессораСкачать

Принцип работы винтового компрессора

Схема винтового компрессора показана на рисунке.

В корпусе 1 компрессора, установлены роторы 2 и 3, которые в средней части имеют утолщенную шейку с нарезанным винтовым профилем. Между роторами должен быть обеспечен минимальный зазор (0,1. 0,4 мм). Для синхронизации вращения на роторах закреплены шестерни 4. Герметичность корпуса обеспечивается уплотнениями.

Ведущий винт имеет широкие выпуклые зубья, ведомый — тонкие вогнутые.

При вращении винтов в зоне выхода зубьев из зацепления образуются полости, которые заполняются газом. Область образования и увеличения этих полостей соединена со всасывающим патрубком компрессора. По мере входа зуба ведомого винта во впадину ведущего полость отделяется от области всасывания, а затем объем, в котором заперт газ уменьшается, осуществляется процесс сжатия. При дальнейшем вращении винтов, полость соединяется с напорным патрубком компрессора, происходит процесс вытеснения газа. Для охлаждения в полости 5 компрессора может подаваться жидкость.

Подача винтового компрессора

Подачу винтового компрессора можно вычислить используя зависимость:

Видео:Устройство и принцип работы винтового компрессораСкачать

Безмасляные винтовые компрессоры

Безмасляные компрессоры используются в системах, где наличие частиц масла в нагнетаемой среде неприемлемо, например, в медицинских приборах или при производстве полупроводников. В безмасляных компрессорах воздух сжимается только под действием поверхности винтов, масляная пленка обеспечивающая дополнительную герметизацию — отсутствует, по этой причине безмасляные компрессоры, как правило не способны создать такое же давление, как маслозаполненные.

При необходиости развить высокое давление применяют многоступенчатые сухие винтовые компрессоры. Такие машины позволяют достичь давления газа до 15 МПа.

Видео:Работа винтового компрессора, его принцип действия и устройство.Скачать

Маслозаполненные винтовые компрессоры

В маслозаполненных винтовых компрессорах масло доставляется в полость сжатия, и обеспечивает охлаждение рабочей камеры и дополнительную герметизацию за счет образования масляной пленки. В линии нагнетания такого компрессора необходимо установить влагомаслоотделитель, который позволит отделить большую часть масла от воздуха, и после фильтрования вновь отправить в картер.

Маслозаполненные машины, как правило, более долговечны, обладают меньшим уровнем шума и вибрации чем сухие винтовые компрессоры.

Видео:Центробежный компрессорСкачать

Устройство винтового компрессора

УСТРОЙСТВО ВИНТОВОГО КОМПРЕССОРА

Основы устройства и принцип работы винтового компрессора
Винтовые компрессоры относятся к типу объемных компрессоров. Принцип работы большинства винтовых компрессоров следующий. Винтовой компрессор всасывает атмосферный воздух через воздушный фильтр (1) со сменным фильтрующим элементом. Далее очищенный воздух проходит через многофункциональный регулятор всасывания (2) и попадает в винтовой блок (3), являющийся «сердцем» компрессора. Здесь воздух сжимается и перемешивается с маслом, впрыскиваемым в блок в точно дозированных количествах. Образовавшаяся воздушно-масляная смесь нагнетается в сепаратор (8), где при прохождении смеси через картридж (9) происходит разделение масла и воздуха. Очищенный от масла воздух проходит через воздушный радиатор (13) и поступает на выход из компрессора. Масло, отделяемое в сепараторе, возвращается обратно в винтовой блок. В зависимости от температуры масло проходит либо по малому кругу, либо по большому кругу через масляный радиатор (12). Управляет движением масла клапан термостата (11). Перед впрыском в винтовой блок масло предварительно проходит через масляный фильтр (7), где происходит его очистка от твердых частиц. Привод винтовой пары осуществляется электродвигателем (6), посредством клиноременной передачи (4). Передаточное отношение клиноременной передачи, а, следовательно, и скорость вращения винтового блока задается размерами шкивом (5). Вентилятор (14), установленный на валу электродвигателя, обеспечивает движение внутри компрессора охлаждающего воздушного потока, который направляется на воздушно-масляный радиатор для отвода тепла, образующегося при сжатии воздуха. Работу компрессора в режиме холостого хода обеспечивает клапан минимального давления (10). Одновременно он же играет роль обратного клапана, отделяя компрессор от пневматической магистрали при его остановке или работе на холостом ходу.

А теперь более подробно рассмотрим устройство и назначение основных элементов винтового компрессора.
Важнейший элемент винтового компрессора – винтовой блок, состоящий из двух червячных роторов, находящихся в зацеплении. Один из роторов – ведущий, другой – ведомый.
Процесс сжатия происходит следующим образом. Зубья ведущего и ведомого роторов находятся в зацеплении, а их открытые полости и корпус винтового блока образуют объем, куда при вращении роторов, благодаря разряжению, поступает воздух. Роторы вращаются в противоположных направлениях, открытые полости закрываются, объем между ними уменьшается, а давление нагнетания растет. При достижении необходимого давления сжатый воздух поступает в нагнетательный патрубок.
Полный цикл сжатия осуществляется за один оборот ведущего ротора. Такой процесс сжатия существенно отличается от сжатия в поршневом компрессоре, где происходит возвратно-поступательное движение поршня в цилиндре. Поэтому у винтового компрессора отсутствует сильная вибрация, и его установка не требует закладки специального фундамента.
Винтовой блок может работать только при условии прецизионного исполнения всех частей рабочего элемента (корпуса и двух взаимно подогнанных роторов) и надлежащей смазке. О роли компрессорного масла следует сказать отдельно.

Читайте также: Компрессор для chevrolet tahoe

Компрессорное масло выполняет следующие функции:
• создает масляную пленку, исключающую металлический контакт между роторами;
• уплотняет зазор между роторами;
• смазывает подшипники винтового блока;
• отводит тепло, образующееся в процессе сжатия воздуха.
Оптимальная рабочая температура масла (воздушно-масляной смеси) на выходе из винтового блока составляет +90°С. При температуре свыше +110°С вязкость масла уменьшается, что грозит заклиниванием роторов. Поэтому, на выходе из винтового блока установлен специальный термодатчик. Если температура смеси достигает +105°С, термодатчик автоматически отключает компрессор.
В тоже время при низких температурах масло обладает излишней вязкостью. Кроме того, холодная воздушно-масляная смесь может привести к образованию конденсата.
Для того чтобы температура масла как можно быстрее достигла рабочего значения, используется термостат. При низкой температуре масло циркулирует по малому кругу, а по мере нагрева (при температуре +70°С) термостат открывается, и масло начинает циркулировать через масляный радиатор. Отдельный масляный радиатор устанавливается на компрессорах нечасто. Гораздо чаще используется комбинированный двухсекционный воздушно-масляный радиатор. Помимо охлаждения масла он служит и для охлаждения сжатого воздуха. Благодаря этому разница между температурой окружающей среды и температурой сжатого воздуха на выходе из компрессора не превышает 10°С, что важно для дальнейшей подготовки воздуха.
Радиатор охлаждается проходящим через него потом воздуха, который нагнетается либо вентилятором, установленным на валу электродвигателя; либо, вентилятором, имеющим отдельный приводной электродвигатель. Отводимый от радиатора теплый воздух может вторично использоваться, например, для обогрева помещений в зимнее время.

Как уже говорилось, винтовая пара может работать только при условии постоянного нахождения в воздушно-масляной смеси. Образующаяся при сжатии смесь нагнетается в воздушно-масляный сепаратор, где происходит отделение масла от воздуха. Благодаря сепаратору содержание масла в сжатом воздухе на выходе из винтового компрессора не превышает 3 мг/м 3 . Для сравнения: содержание масла в сжатом воздухе на выходе из поршневого компрессора как минимум на порядок больше.
Масло, отделенное сепаратором, через специальный канал поступает на смазку подшипников винтового блока.
Для очистки масла от загрязнения служит масляный фильтр. Он предотвращает попадание твердых частиц на рабочие поверхности роторов и подшипников.
Для защиты винтовой пары служит и воздушный фильтр. Он защищает роторы от попадания посторонних частиц, содержащихся во всасываемом воздухе. Преждевременное засорение воздушного фильтра может стать причиной перегрева электродвигателя и отключения компрессора.

Винтовой компрессор обычно имеет два защитных устройства. Об одном из них – термодатчике, установленном на выходе из винтового блока – уже говорилось. Второе устройство – тепловое реле, защищает электродвигатель. При достижении предельных значений потребляемого тока реле срабатывает, и двигатель отключается от сети.

Видео:Виды и принцип работы сепаратора для винтового компрессораСкачать

Схема работы винтового компрессора маслонаполненного типа

Компрессоры винтового действия широко применяются в машиностроении, пищевой, стекольной, химической промышленности и других отраслях, предприятиям которых требуется подача больших объемов сжатого воздуха. Причина столь высокой популярности винтовых агрегатов заключается в неоспоримых преимуществах, которые обусловлены особенностями их конструкции.

Винтовые компрессоры представляют собой пневматическое оборудование, вырабатывающее сжатый воздух за счет вращения двух роторов, которые принято называть винтовой парой.

Принцип работы винтового компрессора

Упрощенно работа винтового компрессора выглядит следующим образом.

При пуске компрессора открывается электромагнитный впускной клапан ( 2 ). Воздух всасывается из атмосферы и, проходя через воздушный фильтр ( 1 ), попадает в основной рабочий элемент компрессора – винтовой блок ( 3 ).

В корпусе винтового блока расположены два вращающихся ротора – ведущий и ведомый. Роторы погружены в масляную среду.

При вращении роторов образуется смесь из масла и пузырьков воздуха, которая перемещается к выходу из винтового блока. Эта смесь попадает в сепаратор ( 6 ), где происходит отделение масла от воздуха.

Из сепаратора очищенный воздух поступает на выход из компрессора ( 15 ), а масло возвращается в масляный резервуар. Следует отметить, что кроме транспортной функции масло также предназначено для смазки подвижных частей и отвода от них тепла.

Остается добавить, что современный винтовой компрессор – это сложное техническое устройство. Основными элементами конструкции пневматических агрегатов данного типа являются: корпус компрессора, электродвигатель, вентилятор, винтовой блок, фильтры (масляный и воздушный), устройства для охлаждения и отделения масла, радиатор для охлаждения масла и воздуха, система управления и контроля, трубопроводы (воздушный и масляный).

Читайте также: Мерседес 168 компрессор кондиционера

Схема винтового компрессора

1) Входной фильтр; 2) Впускной клапан; 3) Винтовой блок; 4) Электродвигатель; 5) Масляный резервуар; 6) Сепаратор; 7) Клапан минимального давления; 8) Термостат; 9) Масляный фильтр; 10) Воздушный радиатор; 11) Масляный радиатор; 12) Вентилятор; 13) Обратный клапан; 14) Сетчатый фильтр; 15) Выход сжатого воздуха.

Основные узлы воздушного винтового компрессора на примере Harrison

Остались вопросы?

Специалисты компании «Технологии Сервиса» (официальный представитель Harrison в России) обязательно помогут Вам и ответят на все интересующие вопросы по подбору компрессорного оборудования для решения задач на Вашем объекте!

Видео:Как работает холодильный винтовой компрессор Bitzer, Mycom, Frascold... Принцип работы компрессораСкачать

Устройство и принцип работы винтового компрессора

Компрессоры винтового типа относятся к классу ротационного оборудования. Принцип работы таких устройств основан на вращении двух роторов, которые и называют винтами. Первый образец был выпущен еще в 1934 году шведом Элиотом Лисхольном. С тех пор изобретение перетерпело множество изменений, но принцип действия остался прежним.

На сегодняшний день винтовые агрегаты практически полностью вытеснили другие типы компрессоров с мобильных станций, судовых рефрижераторов, из пищевого, стекольного, химического производства, других отраслей промышленности.

Предлагаем посмотреть видеоматериал про устройство и принцип работы винтовых компрессоров

Видео:Схема работы компрессора Atlas CopcoСкачать

Преимущества

Винтовые компрессоры сконструированы таким образом, чтобы производительность и ресурс двигателей малой мощности росли, а энергопотребление снижалось вполовину. К преимуществам такого рода оборудования относятся компактные размеры, не слишком отягощающий вес, надежность, долговечность.

Винтовые агрегаты не требуют непрерывного обслуживания, поскольку способны длительное время работать в автономном режиме. Они быстро монтируются в собственных рамах без специально обустроенного фундамента, минимально вибрируют при функционировании.

Винтовые типы оснащаются изолирующими шум кожухами, работают тише прочих. В цехах с ними сохраняются максимально комфортные условия для людей.

Большинство представителей описываемого класса оснащаются цифровой платой управления. За счет этого легко менять давление, программировать циклы процессов на таймер, регулировать потребление энергии. Производить действия можно удаленно.

Среди главных преимуществ нельзя не отметить низкий расход масла. На 1 м3 уходит примерно 2-3 мг смазочного материала, что в разы меньше, чем у поршневых модификаций. Данный показатель важен для качества выходящего воздуха. Винтовая конструкция работает чище других, а значит, не нуждается в дополнительных фильтрах, может применяться даже для пневматических машин.

Воздушный принцип охлаждения избавляет от необходимости встраивать систему оборотного водоснабжения и позволяет использовать тепло компрессора вторично (например, для обогрева цехов).

Рассказ про компрессоры одного из производителей от специалиста

Видео:Принцип работы винтового компрессораСкачать

Устройство и принцип работы

Сжатые воздух и газ заставляют функционировать сложные системы исполнения из пневматических цилиндров, клапанов и прочих механизмов. Винтовой компрессор занимается преобразованием электрической энергии в воздушно-газовый толчок.

Составные части

Любая модель винтового компрессора включает основополагающие детали:

1. Воздушный фильтр – всасывает воздух в устройство, очищает его. Находится у входного клапана.
2. Входной клапан – регулирует работу агрегата переходом на холостой ход.
3. Основной винтовой блок – представляет собой два ротора вогнутой и выпуклой формы, расположенных параллельно друг другу.
4. Электрический мотор – запускает и поддерживает движение винтовой пары.
5. Ременный привод – сцепляет роторы с двигателем, обеспечивает вращение, поддерживает скорость.
6. Отделитель масла – бак с перегородкой, в котором воздух отделяется от масла.
7. Фильтр и охладитель масла – производит очищение, охлаждение масляной смазки перед ее попаданием в роторный отсек.
8. Термостат – следит за оптимальной температурой двигателя. При низком нагреве масла пропускает его вне охлаждения, ускоряя процесс.
9. Трубопроводы – система прохождения и соединения отделов воздуха, масла, их смеси.
10. Клапан предохранительный и реле давления – оберегают мотор от поломки. Срабатывают при значительном завышении давления в отделителе, предотвращая выход агрегата из строя.
11. Блок управления – система дисплеев и плат, обеспечивающая электронную настройку, отслеживание параметров оборудования.
12. Вентилятор – помогает воздушному забору внутрь, одновременно охлаждает элементы мотора.
13. Концевой охладитель – доводит сжатый воздух до оптимальной температуры перед выдачей из компрессора.

Принцип действия

Роторы вращаются навстречу друг другу, соблюдая принцип ведомости. Движение винтов всасывает воздух через входной фильтр. Поток проходит сквозь очищение, смешивание с маслом, охлаждение. Полученная смесь попадает в систему под продолжающейся винтовой тягой. Далее отделитель сепарирует масло от воздуха, последний выходит из компрессора в потребляющее оборудование.

Таким образом, работа винтов проделывает весь необходимый процесс с воздухом без посторонних вмешательств.

Видео:Все о компрессорахСкачать

Режимы работы

У винтовых компрессоров имеется несколько возможных режимов действия с определенными функциями:

1. Пусковой или Старт – запускает двигатель аппарата, оптимизирует нагрузку от электросети. Активируется нажатием специальной кнопки, через несколько минут переходит в рабочий режим. Может отсутствовать, если мощность компрессора минимальна и предусмотрен прямой пуск.
2. Рабочий – наращивает давление до максимально допустимого, затем срабатывает реле переключения на холостой ход.
3. Холостой ход – характеризуется вращением роторов, непрерывной работой двигателя. В это время газ проталкивается через все устройство, воздушные массы охлаждаются. Служит для предотвращения поломок, выжидания оптимальных показателей, подготовки компрессора к отключению.
4. Ожидание – наступает после холостого хода, пока отметка давления не снизится до минимальной. Длительность зависит от скорости выхода воздуха. Следом может последовать продолжение работы по включению реле.
5. Стоп – штатное отключение прибора.
6. Экстренное отключение (Alarm stop) – срочная остановка мотора специальной кнопкой без промежуточных режимов типа холостого хода.

Читайте также: Как сделать компрессор из автомобильного газового баллона

Видео:Винтовой компрессор Bitzer OSA95Скачать

Виды винтовых компрессоров

Компрессоры винтовой конструкции отличаются большим разнообразием модификаций. Они подразделяются по нескольким признакам.

По заполнению камеры

• Маслозаполненные – малошумные модели, в которых процесс действия роторов смягчается впрыскиванием масла. Требуют системы сепарации.
• Безмасловые или сухого сжатия – не используют заполнение полостей масляной смазкой. Подходят для пищевого, фармацевтического, микробиологического производства, электронных приборов.

По сжимаемой среде

• Воздушные – только воздух.
• Газовые – сжимают аммиак, кислород, водород, но не воздух.
• Многоцелевые – попеременно используют газ и воздух.
• Многослужебные – одновременно могут использовать несколько видов газа.

• Ременные – крутящий момент осуществляется с помощью ремня между двигателем и блоком роторов.
• Прямые – соединение пары винтов и мотора идет за счет специальной муфты, чем экономится электричество.

Тип энергии

• Дизельные или автономные – заправляются топливом. Подходят для полевых условий.
• Электрические – питаются от сети.

Степень сжатия давления

• Низкая – до 1 Мн/м2.
• Средняя – до 10 Мн/м2.
• Высокая – более 10 Мн/м2.

Выгода перехода на винтовое компрессорное оборудование

С поршневых и центробежных устройств многие предприятия перешли на винтовые, объясняя явление надежностью последних. Выгода складывается из нескольких факторов.

Расходы на агрегат

Сами по себе винтовые разновидности стоят дороже остальных. Разница цены с поршневыми моделями составит до 40% не в пользу роторных. В тоже время, покупка оборудования включает также сумму установки с доставкой. В этом плане поршневые модификации проигрывают, поскольку являются гораздо более габаритными, тяжелыми, требуют фундамента для монтажа. Подсчет общих расходов показывает явное преимущество именно винтовых вариантов.

На обслуживание и ремонт

Винтовые типы не имеют поршней, колец, вкладышей, клапанов, других изнашивающихся элементов. Таким образом, потребность в техобслуживании возникает реже, а плановый уход обходится дешевле.

На электроэнергию

Независимо от типа конструкции, роторные модели обладают большой производительностью на малой поглощаемости электричества. При должном уходе они служат до 20 лет, окупают затраты на энергию в несколько раз. Для сравнения, поршневые агрегаты на сжатие равного объема воздуха используют вдвое больше питания.

Видео:Пять ошибок в ремонтах винтового компрессораСкачать

Ремонт и обслуживание устройства

Они не предназначены для помещений с минусовой температурой и сильной запыленностью, требуют плановой замены масла, прочищения фильтров, контроля состояния питающей электросети. Не предполагают установки дополнительных систем очисток масла, ресиверов.

Такое оборудование не нуждается в постоянном присутствии человека рядом, умеет отключаться самостоятельно в случае аварии, пикового перегрева или сбоя сети. В нем имеется возможность установки электронного управления. Программой допустимо задавать настройки работы до нескольких недель вперед. Максимальная продуктивность не сопрягается с перерасходом технических и человеческих ресурсов.

Ремонт происходит помощью сервисных центров.

Видео:Принцип работы винтового компрессораСкачать

Обзор моделей

• EKOMAK DMD40C7. Модель мощностью в 3 тысячи Вт с производительностью до 450 л/мин. Имеет ременный привод, три фазы работы. Способен создавать и поддерживать давление равное 7 бар. Экземпляр средней тяжести – 180 кг. Компактные размеры сторон – 75, 72 и 52 см. Средняя цена в розничной продаже – 220 тысяч руб.
• ALUP SCK 5-10 200. Винтовой компрессор с ременным приводом. Мощность — 4 кВт, производительность – 470 л/мин. Имеет объем ресивера равный 200 л. Максимальное достигаемое давление – 10 бар. Скромный вес установки – 105 кг. Оснащен колесами для удобного перемещения. Малошумен. Подходит для пневмообуродования и питания инструментов. Имеет кожух. Средняя цена – 160 тыс. рублей.
• Компрессор ALUP LARGO 30-8. Представитель класса повышенной мощности (до 30 кВт). Характеризуется производительностью в 4,5 тысячи л/мин, давлением 8 бар, прямым приводом, функцией самотестирования, независимой вентиляцией отсека для масла. Предназначен для промышленных объектов и больших объемов работы. Имеет вес 540 кг, колеса для облегчения перемещения. Средняя стоимость – 500 тысяч рублей.

На видео продемонстрированы винтовые компрессоры от ALUP

Видео:Винтовая пара (винтовой блок) компрессора: что это и принцип работы. Компрессор ABAC SPINN 15-10.Скачать

Вывод

Они гораздо выгоднее по совокупности затрат на обслуживание, энергию, ремонт, рабочих и способны оправдать свою цену еще до окончания периода эксплуатации. Для больших объемов работы роторный вид оборудования – экономически разумное решение.

📺 Видео

Рассказ о компрессореСкачать

Принцип действия всасывающего клапана (регулятора всасывания). Intake valve compressor. How it worksСкачать

Как устроен винтовой компрессор GEA Grasso? Принцип работы, особенности, преимуществаСкачать

Осушитель Сжатого Воздуха Рефрижераторного ТипаСкачать

Обзор винтового компрессора. Давление в системе.Скачать

Унос масла винтового компрессора, причина номер 1Скачать

Техническое обслуживание компактного винтового компрессора Bitzer CSH 8571-140Скачать