Что значит винтовой компрессор. Конструкция и принцип действия спиральных компрессоров

Самый передовой тип или профиль зубьев

В роторе используется оптимизированный профиль третьего поколения с соотношением числа зубьев 5:6. Это позволяет обеспечить оптимальное зацепление, максимальную площадь контакта, меньшую длину и площадь утечки, более низкий перепад давления на зубьях и, как следствие, более высокую производительность.

Точная инженерная проработка

Поскольку ротор разработан с относительно низкой степенью вытяжки, он меньше подвержен воздействию изгибного напряжения, имеет низкую частоту вращения, низкий уровень шума и продолжительный срок эксплуатации. Такая конструкция позволяет избежать проблем, которые могут возникнуть при использовании ротора небольшого диаметра в целях экономии средств, особенно при эксплуатации с высокой частотой вращения. Ротор подвергается высокоточной механической обработке и проверке динамической балансировки, он используется в сочетании с подшипниками для тяжелых условий эксплуатации. Рама машины интегрированного типа обрабатывается до высокой точности и обеспечивает соосность винтов и зазоры между ними, увеличивая, таким образом, эффективность сжатия.

Эффективная система фильтрации и сепарации

• Воздушный фильтр с отверстиями 1 мкм и масляный фильтр с отверстиями 10 мкм отличаются высокой пропускной способностью и обеспечивают длительный срок безопасной эксплуатации установки.
• Масло и воздух проходят первичную очистку вихревого типа, а затем - вторичную окончательную сепарацию, при этом обеспечивается содержание масла в выходящем воздухе менее 3 ppm.
• Если предусмотрен фильтр глубокой очистки, то содержание масла уменьшается до 0,001 ppm.
• В качестве опции возможна установка такого фильтра, после которого качество воздуха будет соответствовать потребностям Заказчика.

Первоклассное технологическое оборудование

Специализированные, технически сложные машины и оборудование используются для обеспечения соответствия расчетным требованиям высокой точности. В процессе обработки поверхности зубьев для точной шлифовки и резки применяется винтовой заточной станок. Рама машины также подвергается обработке.

Машина с оптимальными функциями

В роторе использован оптимизированный профиль третьего поколения с соотношением числа зубьев 5:6. Это обеспечивает оптимальное зацепление, максимальную площадь контакта, меньшую длину и площадь утечки, более низкий перепад давления на зубьях и, как следствие, более высокую производительность.

Передовая технология производства и обработки материалов.

Оптимальная конструкция подшипникового узла обеспечивает продолжительный срок эксплуатации.

Точная шлифовка и резка при обработке поверхности зубьев, обработка каркаса на станках с цифровым управлением. Испытательное оборудование высшего качества способствует экономии в потреблении электроэнергии, снижению уровня шума и обеспечению более высокого качества.

Прочность и надежность позволяют заменить этим устройством изделия импортных брендов. Оно используется в локомотивах в качестве важнейшей части тормозной системы.

Выход воздуха в верхней части

• Оптимальная конструкция системы циркуляции воздуха обеспечивает необходимый поток воздуха из холодной в горячую зону, снижая температуру в нижней части рамы.
• Охлаждающий воздух поступает из нижней поперечной части агрегата, а горячий воздух выходит из верхней части в целях обеспечения необходимой вторичной обработки и повторного использования горячего воздуха.

Надежное подключение

• Жесткое соединение и автоматическое выравнивание двигателя и центральной ЭВМ для обеспечения стабильной безопасности.
• Импортное гибкое муфтовое соединение, поглощающее воздействия, демпфирующее колебания, обеспечивает эффективную передачу.

Звукоизолирующий кожух

• Встроенная высокоэффективная система поглощения шума, противопожарный звукоизолирующий материал.
• Стандартный звукоизолирующий кожух для минимизации шума.
• Эргономичный дизайн для обеспечения удобной эксплуатации и технического обслуживания.

Высококачественная система охлаждения

• Применена панельная конструкция, маслоохладитель и доохладитель встроены для обеспечения компактности конструкции и высокой эффективности теплообмена.
• Качественные материалы и точно выверенный процесс обеспечивают высокую прочность на сжатие и коррозионную стойкость охладителя.
• Импортный вентилятор известной торговой марки обеспечивает высокую эффективность и низкий уровень шума.
• Оптимизированная конструкция обеспечивает более низкую рабочую температуру компрессора и температуру подаваемого воздуха, предотвращает поступление влаги в систему циркуляции масла.

Специальный электродвигатель

• Высокопроизводительный, прочный и долговечный
• Внешнее смазочное отверстие для удобства эксплуатации и технического обслуживания
• Изоляция F класса, класс защиты IP54.

Уникальное демпфирующее устройство

• Уникальная трехпозиционная опора с использованием амортизатора.
• Высококачественная демпферная система для амортизации вибрации подвижных частей и окончательного устранения вибрации и снижения шума.

Интеллектуальная система управления

• Управление с помощью ПЛК, функционирование в автоматическом режиме, интеллектуальная работа. Все основные ключевые блоки и части - импортные, известных торговых марок для обеспечения надежной эксплуатации системы управления
• Предусмотрены различные режимы работы: включение/выключение, непрерывный и автоматический режимы работы в целях снижения эксплуатационных затрат.
• Защита фазировки, защита от перегрузки.
• Автоматическая регулировка объема воздуха.
• Автоматический защитный останов и сигнализация превышения давления и перегрева.
• Сигнализация и защита блокировки сепаратора «масло-воздух» и защита блокировки фильтра.
• Возможность подключения к сети, дистанционное управление и управление с взаимной блокировкой.

Технические характеристики винтового компрессора

Модель	Мощность двигателя	Давление на выходе	Производительность атмосферного воздуха	Номинальная скорость	Габаритные размеры	Соединения	Уровень шума	Масса
	кВт	МПа	(м²/мин)	(об/мин)	(мм)		дБ (А)	(кг)
1	7,5	0,7	1,2	1440	770 х 700 х 980	Rp 1/2	67	350
		1	1
		1,3	0,8
		0,8	1,1
2	11	0,7	1,9	1460	910 х 860 х 1400	Rp 1	69	420
		1	1,6
		1,3	1
		0,8	1,8
3	15	0,7	2,6	1460	910 х 860 х 1400	Rp 1	70	450
		1	2,1
		1,3	1,6
		0,8	2,4
4	18,5	0,7	3	2930	1130 х 900 х 1430	Rp 1 ¼	72	650
		1	2,6
		1,3	1,9
		0,8	2,8
5	22	0,7	3,6	2940	1130 х 900 х 1430	Rp 1 ¼	72	700
		1	3,1
		1,3	2,5
		0,8	3,4
6	30	0,7	5,2	1470	1290 х 995 х 1420	Rp 1 ½	72	850
		1	4,3
		1`,3	3,6
		0,8	4,9
7	37	0,7	6,4	2950	1290 х 995 х 1420	Rp 1 ½	75	900
		1	5,5
		1,3	4,6
		0,8	5,8
8	45	0,7	7,5	1470	2000 х 1200 х 1798	Rp 2	75	1950
		1	6,6
		1,3	5,2
		0,8	7,2
		0,5	8,7
9	55	0,7	10,2	2970	2000 х 1200 х 1798	Rp 2	75	1990
		1	8,2
		1,3	7,2
		0,8	9,5
10	75	0,7	13,5	2970	2000 х 1200 х 1798	Rp 2	76	2100
		1	11,5
		1,3	9,5
		0,8	12,4
11	90	0,7	16,5	1480	2000 х 1400 х 1998	Rp 2 ½	78	2200
		1	13,7
		1,3	11,5
		0,8	15,5
12	110	0,7	20	1480	2000 х 1400 х 1998	Rp 2 ½	78	2500
		1	17
		1,3	14
		0,8	18,5
13	132	0,7	23,5	1480	2000 х 1400 х 1998	Rp 2 ½	80	2600
		1	20,5
		1,3	16,6
		0,8	22,5
14	250	0,7	42	1485	3500 х 1800 х 2180	Rp 4	85	4500
		1	38,1
		1,3	34,6
		0,8	40,5

Определение давления

При определении необходимого рабочего давления для обеспечения соответствия потребности оборудования в воздухе необходимо учитывать перепад давления вследствие различного диаметра и длины трубопроводов, сопротивление потоку и потери давления в оборудовании доочистки.

Если рабочее давление значительно меняется в различных блоках оборудования, необходимо рассмотреть возможность применения воздушных компрессоров различного давления.

Выбор модели

Расчет объема воздуха производится согласно стандарту «Руководство по проектированию воздушных компрессорных станций». Предпочтительно, чтобы объем был равен фактическому общему используемому объему плюс допуск. (Стандарт GB/T3853-eqv-ISO1217 можно применять в отношении всех объемов выходящего воздуха, указанных в каталоге компании).

Выберите подходящий воздушный компрессор из перечня, приведенного в таблице, исходя из объема воздуха и давления.

Качество и требования к сжатому воздуху

Большое количество влаги, присутствующей в сжатом воздухе, наносит серьезные повреждения высокоточным измерительным приборам, пневматическому инструменту, пневматическому оборудованию, клапанам, счетчикам и трубопроводам, поскольку влага может вызвать ржавчину и коррозию, загрязнение приборов. Это приводит к снижению качества продукта и повреждению оборудования, в результате чего могут возникнуть значительные расходы на ремонт и техническое обслуживание. Поэтому после воздушного компрессора необходимо предусмотреть систему очистки сжатого воздуха, там, где это требуется в соответствии с условиями эксплуатации.

Место установки

Место установки должно быть просторным и хорошо освещенным для обеспечения простоты эксплуатации и технического обслуживания.

На месте установки должна быть низкая температура, незначительный уровень запыленности, приточный воздух и хорошая вентиляция.

Винтозубые компрессоры роторного типа за 80 лет эксплуатации унифицировались и потеснили поршневые. Низкие параметры шумовой нагрузки, экономичность в потреблении энергии и эксплуатационных затратах дают фору, особенно на производствах, требовательных к чистоте подаваемого сжатого воздуха или специального газа.

Принципиальное устройство винтовых компрессоров

Сжатие и подача газообразной среды достигается синхронным разнонаправленным вращением пары роторов с винтовыми зубьями. Эксплуатационные расходы и характеристики работы агрегата находятся в обратной пропорции. Оборудование демонстрирует эффективность на фоне малозатратности.

Цилиндрический корпус компрессора винтового типа с винтовой парой: ведущим и ведомым роторами в большинстве типов компрессоров имеет масляное наполнение. Слой масла обеспечивает:

• Снижение коэффициента трения.
• Является уплотнением, герметизирующим систему.
• Осуществляет теплоотвод при работе трущихся деталей.

Винтовые компрессоры относятся к необслуживаемому оборудованию, ориентированы на автономную работу. Техническое обслуживание проводится 1 раз в течение года. Персонал не требует высокой квалификации и специального обучения. Пусконаладочные работы краткосрочны.

Работа поршневого компрессора периодически прерывается на регламентированный простой для осмотра и техобслуживания, роторный аналог способен работать без остановки. При этом качество газовой среды на выходе выше (по присутствию паров влаги) и масла в пользу последнего.

Предприятия пищевой, химической и фармацевтической промышленности полностью перешли на экологичные компактные винтовые компрессоры с экономией потребления энергии не менее 30%. Производства непрерывного цикла экономят и на установке дублирующей техники.

Малый вес агрегата, ресивер минимального объёма, отсутствие вибрации при работе позволяет обходиться без заложения фундамента. Изоляция в отдельном помещении требуется только для винтовых компрессоров мощностью свыше 10 кВт.

Последовательность рабочего цикла, устройство и принцип работы винтовых компрессоров

Запуск и переход в рабочий режим занимает 5–10 сек. Срабатывает входной клапан, ответственный за перевод компрессора на холостой ход и обратно. Входной клапан меняет режим работы при достижении пика давления в системе, перед выключением.

Накопление воздуха в ресивере идёт, пока не откроется клапан минимального давления. Он настраивается на минимальный параметр сети. Для одноступенчатого компрессора это 3–4 бар. Многоступенчатые вступают в работу последовательно.

Электрический мотор выводит компрессор на рабочий режим. Винтовая пара через 2 ступени воздушного фильтра получает очищенный воздух в смеси с маслом. В контактном межроторном зазоре создаётся смазывающий роторы и удерживающий газ запирающий масляный клин.

Зазор уплотняется, газовый поток сжимается, давление возрастает. Действие винтовых компрессоров ведётся и при сухом сжатии газовой среды. Полости между корпусом и винтовым блоком работают без масляной смазки.

Сжатый воздух поступает в отделитель масла. В маслоотделителе проводится двухступенчатое разделение сред. Первичное деление проходит под действием центробежной силы, окончательное - в фильтре-сепараторе.

Остывшее масло фильтруется и возвращается в винтовой отсек. Контролирует температурные параметры термостат. При отсутствии превышения температуры нагрева смазка возвращается без затрат времени на охлаждение в радиаторе.

Газ на охлаждение после очистки подаётся из ресивера в концевой охладитель. Температурный баланс радиатора обеспечивает прямоточная вентиляция. Далее воздух винтового компрессора подаётся потребителю.

Контролирует параметры работы винтового нагнетательного оборудования блок управления. Вручную производится только пуск и остановка по регламенту. Переключение режимов работы и аварийную остановку проводит электроника.

Краткий обзор параметров винтовых компрессоров

Роторные механизмы подачи газовой смеси под давлением оснащаются преимущественно электродвигателем, но работают и автономно с дизельным, бензиновым двигателем.

Марка установки	Производительность, л/мин	Паспортное давление	Тип энергии	Мощность двигателя, кВт	Стоимость, тыс. р
Fini MICRO SE 2.2-10	290	10	380 В	2,2	166
Berg ВК-4Р 7	650	7	380	4,0	168
ЧКЗ ДЭН-5,5-10	600	10	380	5,5	173
Ingro XLM 10A 10 бар	920	10	380	7,5	182
Dali CA-1.7/8-GA	1700	8	380	11	200
Remeza ВК 30 15 ДВС безмасляный

Для более надежного и качественного подвода воздуха, на современных предприятиях все чаще применяют винтовые компрессоры, ведь на сегодняшний день это наиболее эффективный инструмент организации пневмосистем. Винтовые компрессоры имеют низкий уровень вибраций, издают меньше шума, обладают меньшей массой, по сравнению с аналогами других типов, и при этом весьма компактны. Они не требуют установки на специальный фундамент, им не нужен отдельный цех, как это всегда имеет место, например, в случае с поршневыми компрессорами.

Низкий расход масла, высокое качество производимого воздуха, все это немаловажно, когда речь идет о подключении компрессора к требовательному современному оборудованию. К тому же, выделяемое в процессе работы компрессора тепло может быть использовано для обогрева помещений.

В основу компрессоров этого типа положен механизм сжатия воздуха посредством двух вращающихся в разных направлениях винтовых роторов, сцепленных между собой, и закрепленных в специальном корпусе, это так называемый винтовой блок компрессора.

Сжатие воздуха происходит благодаря винтовой паре, - роторам и стенкам корпуса. Винтовая пара засасывает воздух, и по мере вращения роторов, заполнивший пространство между ними воздух, сжимается, поскольку это, заполненное воздухом пространство, постепенно уменьшается.

Если говорить о работе системы в целом, то атмосферный воздух всасывается через фильтр, затем сжимается, попадая в винтовой блок, и там смешивается с маслом, которое впрыскивается туда строго дозировано. Впрыскиваемое в винтовой блок масло предварительно проходит через масляный фильтр, и лишь затем попадает непосредственно в винтовой блок.

Воздушно-масляная смесь из винтового блока поступает в сепаратор, где, проходя через специальный картридж, разделяется на масло и воздух. Очищенный от масла воздух проходит через воздушный радиатор, и поступает на выход из компрессора. Масло, в свою очередь, проходит через масляный радиатор и вновь подается в винтовой блок, причем движением масла управляет клапан термостата.

Привод винтовой пары компрессора осуществляется электродвигателем, на валу которого установлен вентилятор для обеспечения циркуляции воздуха внутри самого компрессора. В системе присутствует и клапан минимального давления, служащий для отделения компрессора от пневмооборудования после остановки, а также обеспечивающий его работу на холостом ходу.

Масло в винтовом компрессоре играет особую роль. Во-первых, масло участвует в транспортировке воздуха из винтового блока. Во-вторых, обеспечивает правильный зазор для винтовой пары, образуя масляную пленку. В-третьих, благодаря маслу подшипники рабочей группы исправно служат, и долго не изнашиваются. В-четвертых, за счет масла достигается охлаждение системы путем эффективного отвода тепла.

Так, винтовые компрессоры, благодаря особенностям своего устройства и принципу действия, дают ряд важных преимуществ при использовании:

Высокая надежность и повышенный рабочий ресурс;

Простота монтажа и обслуживания при низких затратах;

Малые эксплуатационные затраты;

Возможность непрерывной работы;

Чистый сжатый воздух;

Низкий уровень шума.

Компрессоры такого типа относятся к ротационному оборудованию, в котором сжатие воздуха или газа достигается путем вращения роторов, соединенных с винтообразными зубьями. По комплектации различаются на маслозаполненные и безмаслянные.

Конструкция и особенности

Механизм винтовых маслозаполненных компрессоров и схема работы ориентированы на то, чтобы снизить в разы электропотребление, увеличить цикл работы двигателя незначительной мощностью и продуктивность установки. Преимуществом этого оборудования являются небольшие размеры, малый вес, надежность, долговечность.

Компрессоры винтовые воздушные оснащаются шумоизолирующими кожухами. Среди главных преимуществ отмечается низкий расход подачи масла и его отсутствие в без масляных аналогах. Отличие от поршневых установок в том, что в разы снижен уровень шума.

Расход смазочного материала на выработку сжатого воздуха

Чистота в плане работы винтовой конструкции не требует настройки дополнительного фильтра и может иметь применение в пневматических машинах. Охлаждение по воздушному контуру не требует встраивания в систему оборотного водоснабжения. При таком принципе работы применимо обогревать небольшие помещения вторичным теплом от компрессора.

Конструкция винтового маслозаполненного компрессора

• Воздушный фильтр - аккумулирует подачу воздушных масс и производит сепарацию их. Находится у входного клапана.
• Входной клапан при перемещении на холостой ход производит настройку работы агрегата.
• Два ротора рельефной формы образуют винтовой блок, располагаются параллельно друг другу.
• Электрический мотор передает крутящий момент вращательным зубьям винтов.
• Для оптимальной работы компрессора необходимо поддержание постоянной скорости ротора. Эту функцию выполняет ременной привод.
• Фильтр и охладитель масла производит очищение, охлаждение поданного масла перед попаданием в ротор.
• Термостат с встроенным в него терморегулятором заботится об оптимальной температуре двигателя.
• Ресивер. Это своеобразный баллон для накопления воздуха С целью восполнить перепады в расходе воздуха и тем самым избежать пульсаций. Охлаждает сжатый воздух. собирает инертные газы.
• Электронная система мониторинга и управления обеспечивает функционирование механизмов в оптимальном рабочем режиме, Контролирует функцию включения.

Принцип работы масляного винтового компрессора

Через клапан в роторный механизм попадают воздушные массы. В специальную емкость для сжатия попадает масло: при таком способе устраняются зазоры между винтами и корпусом вследствие чего сводится к минимуму появление протечек. Масляная смесь исключает касания роторов друг об друга, в процессе сжатия отводится вырабатываемое тепло.

Сжатая смесь в емкости для отделения масла разделяется на составляющие. Масло, которое отделилось, поступает через сепараторы, проходит очистку фильтром, и поступает обратно в блок, при необходимости его можно охладить. В холодильный воздухоохладитель поступает воздух и подается из компрессора. Смесь воздуха и масла должно соответствовать температуре +90С. Если параметр не обеспечен, происходит стопорение роторов, что приведет к быстрому износу деталей аппарата.

Нужно учитывать излишнюю вязкость масла при низких температурах, холодная воздушно-масляная смесь может привести к образованию конденсата, для получения рабочего значения у температуры масла необходим термостат. Принцип действия в открытии потока масла к радиатору при достижении масляной жидкости рабочей температуры.

Снижение затрат и преимущества использования в производстве

Ряд преимуществ связан переходом на компрессоры с винтовыми узлами. Наличие системы отделения масла от воздуха исключает необходимость приобретать фильтрующее оборудование. Низкие шумовые характеристики кожуха с возможностью шумопоглощения. Возможность использования вторичного тепла.

Переход с поршня на винтовые пары обусловлен надежностью данных агрегатов.

Факторы перехода

• Снижение затрат на комплекты расходных материалов (разница цены от поршневых агрегатов может составлять до 40 %).
• Доставка запчастей у поршневых моделей дороже, так как комплектующие являются более габаритными и тяжелыми, удорожает монтажные работы.
• Выкладка фундаментной основы под оборудование увеличивает стоимость монтажа.
• В винтовых компрессорах отсутствуют сопутствующие изнашиваемые элементы: поршни, вкладыши, клапаны.
• Сокращается периодичность планового обслуживания.
• При правильной эксплуатации срок службы составляет до 20 лет.

Блок управления вращением ротора, расположенный на стенке, уменьшает потери мощности и позволяет увеличить эксплуатационные характеристики благодаря передаче крутящего момента винтовой паре.

Более низкая стоимость поршневых установок не снижает интерес к винтовым компрессорным устройствам. Высокоэффективные показатели работы, фильтрации, долговечность, высочайшие технические и рабочие характеристики сокращающие период изготовления продукции, побуждают переходить предприятие на компрессоры винтового типа.

Классификация

Установки винтового типа могут быть различны в зависимости от типа привода, использованию масла, количеству ступеней и другим параметрам, исходя из которых необходимо выбирать наиболее оптимальный тип установки. Описание разновидностей подробно представлено в таблице №2.

Виды оборудования по типу оснащения

Тип оснащения	Плюсы	Минусы	Чем отличает от других
Ременной привод	Простое управление. Возможность регулировки частоты оборотов винта.	Низкий КПД (прямая зависимость от износа ременного привода). Сильный шум.	Необходимо редко применять в работе. Отсутствие на производственных площадях образования пыли.
Шестеренчатый тип привода	Низкая мощность звука. Плавный ход привода. КПД выше 98%	Нужно привлечение сторонних специалистов для обслуживания. Отсутствие регулировки крутящих моментов винтов.	Хорошее применение получили в производствах с высоким пылесодержанием. Цементные и мукомольные предприятия.
Прямой привод с частотной регулировкой	Коэффициент полезного действия 99,9% Отсутствие реагирования на попадание мелких частиц к вращающимся узлам. Запускается плавный ход привода. Срок службы до 20 лет.	Нет регулировки количества оборотов двигателя. Не изменить максимальное рабочее давление. Высокая цена.	Любые крупные производства и небольшие мастерские.
Ресивер с осушителем рефрижераторного типа	Компактные размеры. Низкий уровень шума. Система управления на основе инвертора.	Большой расход масла.	Промышленные предприятия.
С частотным преобразователем	Самый высокий КПД из всех перечисленных агрегатов. Рациональное использование энергозатрат.	Возможно применение в редких случаях, как звено для компенсации в централизованной системе сжатого воздуха.	Крупные производственные объекты.
Двухступенчатый	Работа при высоких температурах кипения	-	-
Спиральный	Уровни выработки сжатого воздуха лучше, чем у поршневых при разных степенях сжатия.	-	Использование в холодильном оборудовании.

В фармацевтике и химической промышленности лучше работают безмаслянные модели по выработке сжатого воздуха. Они отвечают всем требованиям данных отраслей. При данном выборе не придется испытывать дополнительные расходы на фильтрующие элементы в целях избежать попадания в воздушный поток масляных частиц.

Разновидности винтовых компрессоров и основные различия

Дизельные компрессоры. Популярные при применении на открытых площадках где доступ к электропитанию закрыт. В качестве генерирующий силы используется дизельное топливо. Преимущества этих компрессоров в маневренности, выдерживают экстремальные погодные условия, надежны, коммуникабельны за счет небольших габаритов.

Ротационные компрессоры. Обеспечение выносливости данных агрегатов выполняют червячные роторы, так как произведен расчет на стабилизацию работы компрессора. Отсутствие клапанов уменьшает нагрузку на установку. Производительность винтового компрессора прямо пропорциональна увеличению скорости вращения ротора. Отличительной особенностью является наличие винтов с разными формами сечения. Компактные размеры.

Можно сделать вывод, что винтовые компрессорные установки получили широкое применение в промышленном производстве от фармацевтики до металлообработки. Классификация их разнообразна, популярны в разных регионах России, Москве и Московской области, имеют высокий показатель КПД, отличаются конструктивными особенностями.

Потребность различных отраслей промышленности и строительства в сжатом воздухе постоянно возрастает. Пневматические инструменты (бытовые и промышленные), автоматизированные приёмно-подающие устройства, средства безопасности – неполный перечень оборудования, которое использует для своего функционирования такой энергоноситель. Соответственно растут и требования к компрессорам. Современные компрессоры винтового типа в значительной степени удовлетворяют поставленным требованиям.

Принцип работы

Для выполнения своей главной задачи – подачи воздуха с необходимыми значениями давления и расхода – компрессору винтового типа предстоит выполнить следующие действия:

• отобрать из окружающей среды необходимое количество исходного воздуха;
• очистить его от возможных примесей, микрочастиц и пыли;
• перенаправить очищенный воздух в зону его сжатия;
• сформировать поток воздуха, набравшего нужные показатели давления;
• очистить воздух от посторонних включений;
• стабилизировать физические показатели – температуру, относительную влажность;
• произвести транспортировку подготовленного энергоносителя по своему дальнейшему применению.

При этом необходимо реализовать следующие задачи и действия: давление и расход должны регулироваться, причём, по возможности, плавно, а удельная энергоёмкость агрегата (соотношение между производительностью и расходом электроэнергии) должна быть минимальной.

По этим показателям винтовой компрессор превосходит машины поршневого типа. Они имеют компактное устройство, отличаются гарантированно устойчивой непрерывной работой, меньшим уровнем шума и вибраций. Поэтому удельный вес такого оборудования в общей доле машин аналогичного предназначения постоянно возрастает. Приобрести винтовые компрессоры вы можете у наших партнеров: Компания ПрессАэр.

Основные узлы и детали

Современные конструкции рассматриваемого типа оборудования включают в себя:

1. асинхронный электродвигатель;
2. систему интеллектуального управления двигателем;
3. винтовую пару роторов, встречно вращающихся на рабочих валах;
4. фильтр-очиститель входного воздуха;
5. масляный контур, конструкция которого включает в себя фильтр, маслоотделитель-сепаратор и термостат;
6. конечный охладитель сжатого воздуха;
7. всасывающий вентилятор центробежного типа;
8. систему управления;
9. блокировочные и перепускные устройства;
10. трубопроводы.

С целью сокращения непроизводительных потерь мощности, увеличения компактности и эксплуатационной долговечности за передачу крутящего момента винтовой паре в схеме имеется блок электронного управления вращением ротора двигателя. Поэтому традиционные клиноременные или зубчатые передачи в машинах современного типа отсутствуют.

Применяемые устройства для управления винтовыми компрессорами обеспечивают постоянное изменение числа оборотов двигателя в момент его пуска и установившегося цикла работы машины. Поэтому регулировка технологических характеристик агрегата происходит плавно, при оптимальном расходе электроэнергии. Одновременно увеличивается и эксплуатационный ресурс всех подвижных элементов конструкции.

Последовательность получения энергоносителя

Стадии получения энергоносителя в рассматриваемых установках происходят по следующей схеме. Исходный воздух через впускной клапан засасывается вентилятором в фильтр очистки, после чего направляется в постепенно уменьшающийся спиральный зазор к винтовой паре. Одновременно туда из другого, масляного, контура поступает масло. В рассматриваемой технике оно выполняет следующие функции:

• смазывает подшипника рабочих валов, вращающихся с большой скоростью;
• сжимает воздушный поток, который поступает в промежуток между винтовыми роторами;
• способствует его охлаждению, поскольку при сжатии воздушная среда неизбежно нагревается.

В процессе перемещения механической смеси воздуха и масла в спиральном зазоре площадь последнего постоянно уменьшается. Этому способствует конструкция винтовых роторов, один из которых – ведущий – имеет четырёхвитковый шаг, а второй, ведомый – шестивитковый. Учитывая разницу в плотности масла и воздуха (даже с учётом постепенного сжатия последнего), действие масла является своеобразным дополнительным поршнем, увеличивающим давление в масляно-воздушной смеси. Оно может регулироваться, в зависимости от расхода масла и скорости вращения винтовых роторов.

На выходе из спирального зазора смесь поступает в сепарирующее устройство, где и разделяется, причём масло последовательно поступает в фильтр очистки и термостат для охлаждения, а затем вновь возвращается в исходный контур. Сжатый воздух через систему клапанов проходит в фильтр-осушитель. Там воздух дополнительно очищают и понижают температуру до требуемых значений, после чего энергоноситель уже может транспортироваться по трубопроводам к месту своего применения.

Достоинства и ограничения

При выборе типоразмера машины следует принимать во внимание следующее. Винтовой компрессор работает в режиме непрерывного вращения винтовых роторов. Поэтому, в отличие от поршневых машин, там нет цикла холостого хода, а потому действие происходит без толчков и вибраций. Соответственно, снижаются нагрузки на фундамент. Наличие масляного смазывающего клина существенно снижает шум при работе данных устройств, и одновременно способствует увеличению периода их беспрерывного действия (у современных моделей оно может составлять сутки и более). Достоинством устройства винтовых компрессоров можно также считать улучшенную регулируемость выходных характеристик, а также повышенное качество конечного воздуха.

Принцип работы винтового компрессора современного типа полностью автоматизирован, что допускает его эффективное действие в составе автоматизированной поточной линии.

Винтовой компрессор обладает и рядом недостатков:

1. Конструкция винтовых роторов весьма сложна, поэтому их ремонт или восстановление на неспециализированных предприятиях невозможен. При этом установить винтовую пару от другого производителя невозможно, поскольку они не унифицируются.
2. Стоимость винтовых компрессоров, из-за технологической сложности его узлов, значительно превышает стоимость других типов агрегатов аналогичного назначения.
3. Устройство масляного контура предполагает тщательную отладку на свою синхронную работу с воздушной частью схемы, что потребует высокой квалификации обслуживающего персонала.
4. При работе на неоптимальных режимах (высокий расход воздуха при одновременно сниженном давлении и наоборот) потребление масла данными агрегатами резко возрастает.