Спиральные компрессоры высокого давления

Спиральные компрессоры – это достойная альтернатива другим типам воздушных нагнетателей, особенно поршневым. В последние годы все больше компаний предпочитают спиральный тип компрессора для обеспечения потребителя чистым воздухом без малейших примесей масла.

Спиральный компрессор – удовольствие не из дешевых, особенно оснащенный ресивером. Но для производств, где по стандартам ISO8573-1 (2010) степень загрязненности воздуха должна соответствовать классу «0», он является наилучшим выбором.

К тому же, учитывая низкую стоимость сервисного обслуживания и высокий КПД агрегата, его стоимость быстро отбивается. Добавьте к этому абсолютно чистый воздух и бесшумную работу – и станет понятно, почему воздушные спиральные компрессоры так стремительно завоевывают рынок.

Видео:Компрессор высокого давления для РСРСкачать

Устройство и принцип работы

Принцип работы нагнетателя спирального типа основывается на вращении одной спирали относительно другой:

• первая – статическая – неподвижно фиксируется на корпусе;
• вторая – динамическая – осуществляет вращения вокруг нее, проталкивая порцию сжатого воздуха к выходному тракту.

Цикл повторяется непрерывно, исключая резкие перепады воздушного давления, так называемые пульсации. Единичный цикл состоит из 3-х этапов.

1. Начальный, когда происходит засасывание воздуха в пространство, освобождаемое движущейся спиралью. Между статической и динамической деталями нет зазоров.
2. Этап сжатия. По мере оборачивания спирали поступивший воздух сжимается, постепенно продвигаясь к точке выхода.
3. Завершающий, когда сжатый воздух выбрасывается из выходного отверстия и подается к потребителю.

Количество оборотов приводного вала достигает нескольких десятков тысяч за 1 мин. Но в отличие от поршневых компрессоров, здесь нет пульсаций, которые приводят к раннему износу комплектующих.

Дорогие модели воздушных нагнетателей предусматривают регулировку показателей осевого смещения спиралей для того, чтобы настраивать предельное выходное давление. Для проветривания обеспечивается нулевой цикл без нагнетания.

Самые распространенные – электрические компрессоры, но в продаже встречаются нагнетатели с дизельным или бензиновым силовыми установками. Дольше прослужит спиральный компрессор с шестеренчатой передачей. Он показывает нулевой уровень проскальзывания при максимальных нагрузках, отличается КПД, близким к 100% и просто в обслуживании.

Наличие динамического клапана предотвратит движение воздуха в обратную сторону, если на потребителе фиксируется высокое давление. Если компрессор оснащен воздушным фильтром, то его производительность несколько снизится, но повысится ресурс антифрикционных уплотнителей, а значит, и самого агрегата. Эти элементы не являются обязательными, они поднимают общую стоимость системы. Но предсказуемость работы компрессора и срок его службы резко повышаются.

Видео:Компрессоры высокого давленияСкачать

Области применения

Спиральные компрессоры широко применяются в системах кондиционирования воздуха, как бытового, так и производственного, а также в ряде других сфер:

• тепловых насосах;
• системах подачи воздушной смеси с точной концентрацией;
• в медицинском оборудовании;
• на производстве продуктов питания (хладокомбинаты, плодохранилища, автоклавы для очистки вина, переработка продуктов питания и проч.);
• в химической промышленности (для конденсации растворителей, охлаждения формовочной техники и т. д.).

В системах воздушного кондиционирования, в том числе, сплит-системах, спиральные нагнетатели применяются из-за низкого уровня шумности, который позволяет устанавливать кондиционеры в спальнях. Их рабочие качества не меняются с годами, в отличие от поршневых компрессоров, а благодаря компактному размеру (и массе) их влияние на внешнее оформление контура сплит-системы минимально. Теперь рассмотрим более подробно другие области применения спиральных воздушных компрессоров.

Медицина

Спиральный компрессор, предназначенный для использования в медучреждениях, должен пройти проверку на соответствие стандартам качества:

• ISO 8573-1 (класс 0) – полное отсутствие масляных вкраплений в подаваемом воздухе;
• ISO7396 – требования к трубопроводным системам для медицинских газов;
• HTM02-01 – международный стандарт качества медицинских газов.

Только сертифицированные агрегаты допускаются для использования в медицине:

• в стоматологии;
• анестезиологии;
• залах реанимации и операционных;
• лабораториях;
• отделениях хирургии, кардиологии, интенсивной терапии и т. д.

Спиральный компрессор для медицинских целей готовит воздушную смесь с очень точной концентрацией газов. Данные отображаются на дисплее, а концентрацию веществ регулируют посредством панели управления (кнопочной или сенсорной). Некоторые модели оснащаются осушителем воздуха. Также прибор может иметь систему оповещения.

За постоянную подачу газовой смеси отвечают дублирующие системы контроля. Даже при остановке одного нагнетателя работа не прекратится. Современная электроника гарантирует непрерывную эксплуатацию, чуть снизив производительность.

В состав станции сжатого воздуха, кроме компрессора, входят:

• блок управления станцией;
• ресиверы;
• осушители воздуха;
• система фильтрации воздуха.

Для защиты элементов нагнетателя от коррозии на детали медицинских компрессоров наносится полимерное покрытие.

Пищевое производство

Определяющим фактором при выборе воздушного нагнетателя в производстве продуктов питания является то, как его цена (учитывая амортизацию) отразится на конкурентоспособности товаров. Безопасность и производительность также важны, ведь возможные судебные риски от потребителей некачественной продукции могут привести к закрытию производства при самом плохом сценарии.

Их применяют в различных отраслях пищевой промышленности:

• упаковке (производство и перемещение элементов по конвейеру);
• начинке выпечки;
• для насосов, перекачивающих жидкости;
• подаче азота под высоким давлением;
• пневматических ножницах (очистка, нарезка орехов, лука, овощей);
• приготовления пищевых смесей.

Читайте также: Переделка компрессора газ 66

Также сжатый воздух используют для привода механизмов на производстве.

Полиграфия

Современная полиграфическая продукция характеризуется высоким качеством изображения, а также страниц, покрытых глянцевым слоем. Требовательный читатель выберет то издание, которое приятно держать в руках и рассматривать, поэтому так важно применять для типографского производства качественно очищенный воздух.

Спиральный нагнетатель обеспечивает подачу очищенного воздуха под постоянным давлением, не допуская перепадов. Основные места, где применяют компрессор в полиграфии, это:

• пневмопривод автоматизированных линий;
• кондиционирование и осушение воздуха в помещении;
• смешивание растворов, красок;
• упаковка при помощи сжатого воздуха;
• ламинирование бумаги.

Чем чище воздух, используемый для высушивания напечатанных страниц, тем меньше искажений на них будет. Спиральные компрессоры гарантируют стабильность работы осушительного оборудования типографии.

Химическая промышленность

Для создания газовых смесей и их перемещения на предприятиях химической промышленности применяют компрессоры. Наиболее частой сферой их использования является отрасль органического синтеза, где производятся:

Стандартное использование сжатого воздуха – это передача силового импульса на работающие механизмы (краны, подъемники) и конвейерные линии. Узкоспециальное назначение спирального компрессора – это:

• передвижение жидкостей в эжекторе;
• создание зоны низкого давления в аппаратах;
• поддержка заданного давления в сети распределения воздуха;
• перемещение газовых смесей по трубам;
• создание газовых смесей;
• нагнетание или отсасывание испарений.

В промышленных системах очистки воздуха спиральные компрессоры, занимающие мало места, выигрывают в сравнении с поршневыми благодаря высокой производительности и стабильной работе, без рывков и торможений. Для повышения производительности оборудования химической промышленности важно своевременно отводить воздух от фреонового контура, а также перед заправкой снижать давление.

Видео:Компрессоры высокого давления Drozd Сравнение всех моделей!Скачать

Преимущества и недостатки

К несомненным достоинствам спиральных компрессоров относятся:

• плавная работа без вибраций и рывков;
• отсутствие «мертвого объема»;
• КПД, приближающийся к 100%;
• тихая работа;
• компактность;
• не нужна пружинная доска;
• низкая стоимость сервисного обслуживания;
• минимальный износ элементов.

Конечно, полное отсутствие масла в воздухе – это также преимущество спирального нагнетателя. Но у каждой медали две стороны, поэтому не стоит забывать о недостатках:

• необходима точная настройка оборудования профессионалом;
• требуется периодическая замена спиралей;
• компрессор без динамического клапана не обеспечит нужный уровень давления в подаваемом воздухе.

Для каждого производства и оборудования нужно подбирать компрессор с соответствующими техническими характеристиками. Не существует идеального устройства, которое подходило бы ко всему. Перед покупкой дорогостоящего агрегата обязательно нужно провести консультации с опытным специалистом.

Видео:Устройство и принцип работы винтового компрессораСкачать

Спиральный компрессор

Спиральный компрессор — устройство для сжатия газа (воздуха или хладагента), за счет уменьшения его объема в камерах, образованных поверхностями спиралей.

Спиральные компрессоры используются в системах кондиционирования, охлаждения, нагрева, в автомобилях, в криогенных и холодильных системах, в качестве вакуумных насосов.

Видео:Спиральный компрессор - устройство, принцип работыСкачать

Устройство и принцип работы спирального компрессора

Существует несколько типовых конструкции спиральных компрессоров.

Наиболее распространенный вариант — использование двух спиральных элементов, установленных с эксцентриситетом. Один из этих элементов подвижный, другой нет.

Конструкция компрессора с одной подвижной спиралью

Спиральный компрессор показан на рисунке.

В герметичном корпусе размещен электродвигатель, который приводит во вращение вал. В верхней части корпуса установлена неподвижная спираль. На валу установлена подвижная спираль, которая может перемещаться по направляющим совершая сложное движение относительно неподвижной спирали.

В результате перемещения между спиралями образуются камеры (карманы), объем которых при дальнейшем движении уменьшается, и как следствие газ находящийся в этих карманах сжимается.

Принцип работы такого компрессора показан в ролике:

Также встречаются компрессоры с двумя подвижными спиралями, совершающими вращательное движение относительно разных осей. В результате вращения спиральных элементов также образуются камеры, объем которых при вращении уменьшается.

В большей степени от представленных выше вариантов отличается компрессор, в котором жесткий элемент выполненный в форме архимедовой спирали воздействует на гибкую упругую трубку. По принципу работы такой компрессор схож с перистальтическим насосом. Такие спиральные компрессоры обычно заполнены жидкой смазкой для снижения износа гибкой трубки и отвода тепла. Такие компрессоры часто называют шланговыми.

Динамические клапаны

В спиральных компрессорах клапан на всасывании не нужен, т.к. подвижная спираль сама отсекает рабочую камеру от канала всасывания. В линии нагнетания спирального компрессора может устанавливаться динамический клапан, который не допускает обратного потока и, как следствие, вращения спирали под действием сжатого газа при выключенном двигателе. При этом следует учитывать, что динамический клапан создает дополнительное сопротивление в линии нагнетания.

Динамические клапаны устанавливают в линии нагнетания средне- и низкотемпературных компрессоров Copeland, предназначенных для холодильной техники.

Видео:Компрессор высокого давления для накачки РСР винтовок и баллонов. ОбзорСкачать

Достоинства спиральных компрессоров

Спиральный компрессор работает более плавно, и надежно, чем большинство других объемных машин. В отличие поршней, подвижная спираль может быть идеально уравновешена, что сводит к минимуму вибрацию.

Отсутствие мертвого объема в спиральных компрессорах обуславливает повышенную объемную эффективность.

Спиральные компрессоры обычно обладают меньшей пульсацией чем поршневые компрессоры с одним поршнем, но большей чем много поршневые машины.

Спиральные компрессоры имеют меньше движущихся частей, по сравнению с поршневыми, что, теоретически, обеспечивает их большую надежность.

Читайте также: Пределы давления в главном резервуаре при автоматическом возобновлении работы компрессора

Спиральные компрессоры, как правило, очень компактны и не требуют пружиной подвески, вследствие плавной работы.

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

Недостатки спиральных компрессоров

Спиральные компрессоры чувствительны к загрязнению перекачиваемого газа, т.к. мелкие частицы могут оседать на поверхности спирали, что не позволит обеспечить достаточную герметичность рабочей камеры.

Вал спирального компрессора должен вращаться только в одном направлении.

Видео:Компрессор высокого давления. Реальная производительность.Скачать

Регулируемые спиральные компрессоры

Долгое время спиральные компрессоры выпускались без возможности регулировки производительности. При необходимости уменьшить подачу использовалось частотное регулирование приводного электродвигателя, либо перепуск части газа из линии нагнетания в линию всасывания.

В настоящее время регулируемые спиральные компрессоры производятся компанией Emerson. В этих компрессорах может изменяться расстояние между осями вращения спиралей, при необходимости это расстояние можно выбрать таким, что между спиральным элементами не будут образоваться камеры, а значит подача компрессора будет рана 0. Чередуя два различных рабочих состояния (холостой и рабочий ход) с помощью электронного управления, можно добиться требуемой производительности.

Видео:Центробежный компрессорСкачать

Библиотека — Полезная информация

Данный материал посвящён воздушным спиральным компрессором.

Краткое содержание статьи и какие вопросы мы сегодня рассмотрим:

• краткая история спиральных компрессоров от возникновения идеи до производства первых коммерческих моделей;
• конструкции принцип действия спиральных компрессоров (сделаем акцент на работе спирального блока);
• области применения (озвучим основные);
• преимущества и недостатки спиральных компрессоров;
• в конце мы подведём итог.

Спиральный компрессор — это машина объемного сжатия, то есть повышение давления газа происходит за счет уменьшения объема рабочих полостей. Основные технические принципы и идеи, на базе которых можно было приступить к производству спиральных компрессоров проскальзывали уже в конце 19 века, но непосредственно до производства первой коммерческой модели дело дошло только в 1983 году. Японская компания Hitachi выпустила первый спиральный компрессор, который был использован в воздушном кондиционере. То есть сжимал компрессор не воздух, а хладагент.

Речи о масштабном производстве тогда не стояло, так как, несмотря на несложную с первого взгляда конструкцию спирального компрессора, для их массового изготовления требуется высокий уровень технологической подготовки производства. Поэтому между появлением идеи и ее реализацией прошло около века, так как лишь в начале 2000-х годов появилось оборудование, которое позволило с необходимой точностью обрабатывать детали для создания рабочих элементов в промышленных масштабах.

Сегодня же, ситуация выглядит совсем иначе, и эти аппараты производятся по несколько миллионов штук в год. Чаще всего речь идет о холодильных спиральных компрессорах, которые используются в кондиционерах, холодильниках и так далее. Но дальше говорить будем только о воздушных компрессорах. И хотя сжатие и хладагента и воздуха осуществляется по одному принципу, конструкции воздушного и холодильного компрессоров значительно отличаются. Поэтому давайте посмотрим из каких же узлов и элементов у нас состоит воздушный спиральный компрессор и как он вообще работает.

В качестве примера мы выбрали установку, которая нам отлично подходит с точки зрения наглядности. Итак, что мы тут видим: электродвигатель, крутящий момент от которого, с помощью ременного привода, мы передаем на спиральный блок, где и происходит сжатие воздуха. Здесь расположены воздушные фильтры, которые устанавливаются на режим всасывания, концевой охладитель, панель управления, обратный клапан и, в нашем случае, есть ресивер, хотя некоторые спиральные компрессоры поставляются без него.

Основным элементом, конечно же, является спиральный блок не только потому что здесь происходит сжатие воздуха, но и потому что он составляет около 60 процентов стоимости всего компрессора. Состоит он из двух спиралей: подвижной и неподвижной, уплотнения, корпуса, коленчатого вала, пальцев кривошипа, вентилятора охлаждения, приводного шкива и защитного кожуха. В собранном виде мы уже можем рассмотреть те самые полости, в которых воздух сжимается, когда подвижная спираль осуществляет орбитальное движение.

Принцип действия спирального блока мы разберём на основе холодильного спирального компрессора, так как сжатие хладагента происходит таким же образом, как и сжатие воздуха. Итак, после того как воздух прошел через воздушный фильтр, он попадает спиральный блок, где у нас имеется сразу две свободные полости. После небольшого пути подвижной спирали эти полости закрываются и начинают уменьшать, перемещаясь от периферии к центру, где у нас находится нагнетательное окно. В это время в блок попадает новая порция воздуха, таким образом мы имеем сразу несколько полостей с различными давлениями: атмосферное, промежуточное и давление нагнетания. И это даёт нам очень важное преимущество. Дело в том что у нас нет ярко выраженных границ между областью с высоким давлением и низким. Как, например, в случае с поршневым компрессором, где с одной стороны поршня давление нагнетания, а с другой — атмосферное, что может стать причиной значительных перетечек воздуха из области высокого давления в область с низким.

Читайте также: Konor gp12tg характеристики компрессор

Благодаря отсутствию такой большой разницы давлений между полостями, в спиральных компрессорах удаётся значительно снизить нежелательные радиальные и тангенциальные перетечки. Радиальные — это между спиралями, а тангенциальные — между спиралями и корпусом. Чем меньше перетечек, тем выше КПД блока, соответственно ниже затраты на
электроэнергию.

Продолжая тему перетечек напомним, что в обычных компрессорах эта проблема решается при помощи масла, например, как в масслозаполненных винтовых или поршневых установках. Масло уплотняет зазоры и уменьшает перетекание воздуха по полостям сжатия. Но в нашем спиральном компрессоре сжатие сухое. С одной стороны — это очень хорошо, т.к. мы получаем безмасляный воздух хорошего качества, за что спиральные компрессоры и ценят. С другой стороны, без использования охлаждающей жидкости, то есть масла, мы не можем эффективно отводить тепло, которое выделяется при сжатии воздуха. Поэтому температура воздуха на выходе спирального блока может достигать 200 градусов. В качестве основного инструмента по отводу тепла у нас вступают разве что охлаждающие рёбра на крышке спирального блока и на этом всё, и в этом проблема.

Если вы просматривали характеристики спиральных компрессоров, то наверное заметили, что максимальное давление обычно ограничивается 10 барами. Именно этим и объясняются ограничение в давлении, так как без использования охлаждающей жидкости производить сжатый воздух до более высоких давлений в одной ступени нецелесообразно. Кроме этого, при давлении свыше 10 бар у нас значительно увеличится нагрузка мы подшипники, которые и так работают в тяжелых условиях, особенно подшипник на эксцентрике.

После спирального блока воздух через нагнетательное окно подает на концевой охладитель, после него — либо в ресивер, либо сразу потребителю. В целом, спиральный компрессор очень похож на привычный нам всем поршневой, только вместо поршневой головы у нас стоит спиральный блок.

Переходим к областям применения. Чаще всего спиральные компрессоры используются там, где необходим строго безмасляный сжатый воздух: медицина, стоматология, интенсивная терапия, анестезия, хирургия и так далее, достаточно серьезные области, где речь идет о здоровье, а иногда и жизни человека. Пищевое производство — область, где используются различное пневмооборудование, которое осуществляет такие действия как: фасовка продуктов, сортировка, смешивание, просеивание и упаковка. Разумеется, что в этих процессах возможен контакт сжатого воздуха с продуктами и наличие масляных примесей категорически запрещено. Также отметим, что спиральные компрессоры широко используются в полиграфии, фармацевтической и химической промышленностях.

Переходим к преимуществам и недостаткам. Преимущества производства безмасляного сжатого воздуха:

• именно благодаря этому спиральные компрессоры получили широкое применение даже несмотря на высокую стоимость;
• низкий уровень шума — очень важный аспект, который позволяет устанавливать спиральные компрессоры практически везде без ограничений, даже рядом с рабочим персоналом, в различных павильонах и так далее;
• относительно небольшое количество деталей по сравнению с другими типами компрессоров, например поршневыми, роторно-пластинчатыми или винтовыми, а как мы знаем, чем меньше деталей и прочих механизмов, тем выше надежность;
• малая масса и габариты;
• простота монтажа;
• относительно недорогое обслуживание (так как у нас нет масляного контура и нам не нужно менять масло, масляный фильтр, сепаратор как у винтовых компрессорных станций);
• высокая эффективность спирального блока из-за небольшого количества перетечек;
• возможность круглосуточной работы с небольшими перерывами.

• высокая стоимость (самый дешевый спиральный компрессор стоит около четырех с половиной тысячи евро, что сегодняшнему курсу приблизительно 400 тысяч рублей, по сути за эту сумму можно взять недорогой винтовой компрессор с системой подготовки сжатого воздуха, осушители и магистральные фильтры. Хотя получить технически безмасляный сжатый воздух не получится, но мы все равно получим воздух очень хорошего качества, поэтому цена спирального компрессора — основной аспект, который существенно замедляет выход оборудование этого типа в широкие массы);
• низкая ремонтопригодность (здесь речь идёт о спираль на блоке — если с ним что-то случится, то отремонтировать его не всегда удается и остается вариант только с полной заменой, однако, стоимость у него около 60 процентов стоимости всего компрессора.

Итог: спиральный воздушный компрессор — это достаточно специфическое и дорогое оборудование, которое целесообразно использовать в ситуациях, когда необходим технический безмасляный сжатый воздух хорошего качества, но в определенном небольшом интервале производительности и давления. Напоминаем, что серийное производство спиральных компрессоров началось относительно недавно и этот тип оборудования можно считать одним из самых молодых, поэтому мы можем предположить, что весь потенциал спиральных компрессоров с точки зрения энергоэффективности ещё не раскрыт.

Если в ближайшее время появится новое оборудование, которое бы могло хотя бы частично снизить затраты при изготовлении спиральных компрессоров, тем самым уменьшив окончательную стоимость, нам кажется, что альтернатив для производства безмасляного сжатого воздуха при давлении до 10 бар и производительность до трех кубов в минуту у спиральных компрессоров просто не будет.

• Свежие записи
  • Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
  • Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
  • Какие моторы бывают у стиральных машин
  • Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
  • Как снять стопорную шайбу с вала

  
  

  источники:

  https://evakuatorinfo.ru/spiralnye-kompressory-vysokogo-davleniya

  🔍 Видео

  Большой обзор PCP компрессоров от Oxotnika.netСкачать

  

  Какой компрессор лучше? Достоинства, недостатки, сравнение компрессоров.Скачать

  

  Компрессоры высокого давления | CBMD 40, CPMD 50Скачать

  

  Спиральный компрессор: устройство и принцип работы.Скачать

  

  Как выбрать шланг для воздушного компрессораСкачать

  

  Тестирование компрессора высокого давления TuxingСкачать

  

  Компрессор в/д Tuxing отзыв и секрет безотказной эксплуатацииСкачать

  

  Спиральные компрессоры DSH и DSF | Cooling United Live 2020Скачать

  

  Компрессор для псп винтовки. Какой выбрать?!Скачать

  

  Электрический компрессор высокого давления PCP Air-Compressor (Компактный) видео обзорСкачать

  

  #90 Компрессор Высокого Давления для PCP ПЦП: принцип действия, разборка и устранение неисправностейСкачать