На сегодняшний воздушные компрессоры представляют собой широкий выбор установок, различающихся между собой по принципу действия, оснащению и устройству, рабочим и другим характеристикам. Каждый тип оборудования имеет свои преимущества и особенности, которые делают выбор той или иной установки наиболее оптимальным. Однако при этом наиболее популярными являются , устройство которых обеспечивает высокую эффективность и надежность работы оборудования.

Устройство компрессоров винтового типа

Установки, входящие в группу винтовых компрессоров, могут быть различны, но при этом они имеют оснащение, общее для всех видов оборудования данного типа. Входящие в состав винтовых компрессоров устройства выполняют определенные функции, обеспечивая при этом эффективную и бесперебойную работу установок.

Так, в состав винтовых компрессоров входят следующие составляющие:

  • Воздушный фильтр всасывающий – выполняет функцию очистки воздуха, который попадает в компрессорную установку. Зачастую состоит из двух элементов – предварительного фильтра, находящегося в том месте, где происходит забор воздуха, а также фильтра, расположенного перед входным клапаном.
  • Входной клапан – обеспечивает регулировку производительности всего компрессора и оснащен пневматическим управлением. Регулирование работы установки обеспечивается переходом клапана на холостой ход.
  • Винтовой блок – представляет собой один из главных рабочих элементов установки винтового типа. В состав винтового блока входят два, расположенных параллельно по отношению друг к другу ротора, одни из которых имеет вогнутый винтовой профиль, а другой – выпуклый. Именно наличие роторов отличает устройство винтовых компрессоров и принцип их действия от установок других типов.


  • Ременная передача – представляет собой два шкива, задающих необходимую скорость вращения роторов. Один из шкивов расположен на винтовой паре, а другой находится на двигателе.
  • Электродвигатель – обеспечивает вращение винтовой пары посредством муфты, редуктора или же ременного привода.
  • Масляной фильтр – проводит очистку масла, прежде чем оно возвращается в блок с винтами.
  • Отделитель масла – бак, изготовленный из металла, в середине которого расположена перегородка с отверстиями. Сила инерции, возникающая при закрутке потока, приводит к очистке воздуха от масла специальным фильтром.
  • Термостат – обеспечивает наиболее оптимальный температурный режим. При низких значениях температуры масла, термостат пропускает его, не затрагивая при этом охлаждающий радиатор, что позволяет ускорить получение наиболее оптимальной температуры в установке.
  • Охладитель масла – выполняет функции охлаждения масла, после того, как оно отделилось от сжатого воздуха.
  • Концевой охладитель воздуха – охлаждает до необходимого уровня сжатый воздух перед тем, как он подается потребителю.
  • Предохранительный клапан – обеспечивает безопасную работу устройства и предотвращает его поломку. Данный клапан срабатывает при значительном повышении уровня давления в маслоотделительном баке, которое может вывести из строя все оборудование.
  • Система трубопроводов – имеет различные трубопроводы для воздушно-масляной смеси, воздуха и масла.
  • Реле давления – устанавливает параметры и режим работы установки в зависимости от показателей уровня давления. Так, при достижении максимального значения давления, работа винтовых компрессоров переходит на холостой ход. При снижении давления установка вновь начинает работать.
  • Блок управления – необходим для электронного управления и контроля над работой оборудования, а также позволяет передавать на дисплей все необходимые рабочие параметры и характеристики компрессора.
  • Вентилятор – предназначен для забора воздуха в компрессор с одновременным охлаждением рабочих деталей и элементов оборудования.

Принцип действия компрессоров винтовой группы


Действие винтовых компрессоров заключается в следующем. Посредством системы привода, двигатель приводит в движение винтовую пару, в которую затем поступает уже очищенный воздух. Далее происходит смешивание воздуха с маслом, которое необходимо для создания между роторами масляного клина. При вращении роторов происходит уплотнение зазора между нами и корпусом, что приводит к сжиманию воздуха и повышению давления. Кроме того, в данном процессе масло также выполняет функцию смазывания рабочих механизмов компрессорной установки.



После сжатия, смесь из масла и воздуха поступает в специальную емкость, где воздух отделяется от масла, затем охлаждается и подается на выход компрессорного оборудования. После охлаждения масло проходит дополнительную фильтрацию, а затем вновь подается в блок с винтами.


Подобное устройство и принцип работы винтовых компрессоров обеспечивает наличие в оборудовании высоких рабочих и технических показателей, позволяющих значительно повысить эффективность работы и производительность установки. Благодаря этому винтовые компрессоры сегодня являются одними из наиболее часто используемых установок, которые могут применяться как в промышленном масштабе, так и на небольших производствах.

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.

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.

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

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 модификаций. Данный показатель важен для качества выходящего воздуха. 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

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.

В данной статье затронем вопрос о принципе работы винтового компрессора.

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

Типичная конструкция винтового компрессора показана на рисунке ниже:

Цифрами на рисунке обозначены:

1 – входной фильтр

2 – всасывающий клапан

3 – винтовой блок

4 – приводной ремень

5 – шкивы ременной передачи

6 – электродвигатель

7 – масляный фильтр

8 – масляный резервуар

9 – сепаратор

10 – клапан минимального давления

11 – термостат

12 – масляный радиатор

13 – воздушный радиатор

14 – вентилятор

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

Рассмотрим их подробнее на примере воздушного компрессора.

Воздушный поток

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

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

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

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)

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

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

Наличие масла в винтовом блоке необходимо по ряду причин:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Применение водяного охлаждения позволяет:

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

Масляный контур

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

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

Температура масла очень важна для длительной безотказной работы компрессора.

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

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

На этом все.

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

С уважением,

Константин Широких & Сергей Борисюк

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.


Close