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.
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.
Читайте также: Крепление компрессора кондиционера змз 409
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:Работа винтового компрессора, его принцип действия и устройство.Скачать
Сравнение поршневых и винтовых компрессоров
Сравнение поршневых и винтовых компрессоров:
Характеристики
Температура воздуха на выходе, С град.
+ 8-13 к окружающей.
Расчетная наработка на отказ, часов
Штатная система очистки воздуха
Эффективность (всасывание/ выход)
Затрачиваемая мощность на 1 объёма сжатого воздуха
1. Выход воздуха у поршневых компрессоров составляет 70-75% от входного объема, тогда как у винтовых этот параметр достигает 98%.
2. В отличие от естественной периодической работы поршневых компрессоров(60% работа, 40 простой), у винтовых она непрерывная. Результат — для поддержания постоянной производительности у поршневого компрессора необходимо выбирать его с большим запасом или устанавливать дублирующий.
Читайте также: Компрессор intertool pt 0009
3. В отличие от периодического и пульсирующего сжатия воздуха поршневым компрессором, у винтовых компрессоров сжатие непрерывное и стабильное.
4. При работе роторно-винтовых компрессоров практически отсутствуют вибрации, тогда как высокие вибрации всегда были синонимом деятельности поршневых компрессоров.
5. Периодичность обслуживания винтового компрессора в 4 раза реже, чем поршневого
6. Уровень шума поршневого компрессора до 90 дБ, винтового 65-70.
7. Качество воздуха на выходе у винтовых компрессоров(2-3 мг/м3 по маслу и до 5 мкм по твердым частицам) на порядок выше, чем у поршневых(10-15 мг/м3 по маслу и до 10 мкм по твердым частицам).
Температура сжатого воздуха на выходе из поршневого компрессора достигает 90 С, что влечет установку дополнительного оборудования для получения качественного воздуха. У винтовых компрессоров температура на выходе +10-15 С к окружающей среде.
Видео:Устройство и принцип работы винтового компрессораСкачать
Компрессорный блог
Видео:Обзор винтового компрессора. Давление в системе.Скачать
Блог о компрессорном оборудовании для промышленного применения (винтовые, поршневые и мембранные компрессоры. Системы воздухоподготовки и очистки газов)
Видео:Общий принцип работы рефрижераторного осушителяСкачать
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:
5 – шкивы ременной передачи
10 – клапан минимального давления
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:
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:
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.
Читайте также: Компрессор роторно пластинчатый мощностью 75 квт
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.
Если у вас остались вопросы, то вы можете задать их в форме ниже.
Мы ответим в течение 1-2 рабочих дней.
Константин Широких & Сергей Борисюк
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
- 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
🔥 Видео
Устройство пневмолинии в гараже. Как избежать ошибок. Принцип устройстваСкачать
ПОДГОТОВКА СЖАТОГО ВОЗДУХА для покраски - фильтры, шланги, компрессор.Скачать
Как проверить термостат винтового компрессора?Скачать
Как ухаживать за компрессором? Обучающее видеоСкачать
Винтовой или поршневой компрессор выбрать? В чем отличие поршневого компрессора от винтового?Скачать
Преимущества винтовых воздушных компрессоров над поршневыми.Скачать
Ремонт осушителя воздуха COMPRAGСкачать
Осушитель Сжатого Воздуха Рефрижераторного ТипаСкачать
Идеальный сжатый воздух. Компрессор с ресиверомСкачать
Подготовка, настройка и запуск компрессора. Как не допустить ошибокСкачать
ПОЛЕЗНЫЙ ЛАЙФХАК: КАК ПРОСТО, БЫСТРО И ЛЕГКО НАСТРОИТЬ АВТОМАТИКУ НА КОМПРЕССОРЕ TRIUMPHСкачать
Рассказ о компрессореСкачать
Принцип работы винтового компрессораСкачать
Как сломать компрессор по глупости. Холодный пуск(cold start)Скачать
Компрессор РЕМЕЗА. Чем вызван нагрев головки компрессора?Скачать
Оборудование для подготовки сжатого воздуха.Особенности подбора.Скачать
