|
Винтовые компрессоры – устройство, применение и преимущества
Еще в 1878 году ученым Генрихом Кригером (Германия) был определен принцип действия винтового компрессора. До этого для сжатия воздуха или другой среды использовались только поршневые машины. В серийное производство компрессоры были запущены компанией SRM (Svenska Rotor Maskiner, Швеция) после Второй Мировой войны.
Для начала разберемся с устройством. Винтовые компрессоры – приспособления больших размеров. В их основе лежит соединение двух параллельных роторов, которые совершают вращательные движения в разные стороны, закрепляясь в корпусе асимметричным профилем. Основное предназначение винтового компрессора, как и любого другого – сжатие воздуха. Для этого при помощи роторов, винтового пара и корпусных стенок (камера) воздух предварительно сдавливается. А когда в камере посредствам винтового блока устанавливается оптимальное давление, начинается дальнейшая обработка воздуха через процессы всасывания, сжатия и выпуска.
Благодаря клапану, который закреплен на входном присоединении, происходит всасывание воздуха в винтовой блок и его дальнейшая транспортировка в роторные профили. Когда роторы начинают вращаться, камеры закрываются и с каждым новым вращением уменьшаются в объеме. Для того чтобы ликвидировать расстояние между роторами и перенаправить тепло, которое выделяется при сжатии, в винтовой блок осуществляется впрыск масла. В последствии, когда сжатие воздуха закончено, под давлением которое устанавливается, приоткрываются камеры, выпуская воздух.
Устройство компрессорной установки довольно сложное. Микрофильтр со сменным элементом служит пропускным пунктом для атмосферного воздуха. Затем путь воздуху в винтовой блок открывает (режим нагрузки) или при холостом ходе закрывает клапан всасывания. Масло на этом этапе является обязательным компонентом.
Существует также первичный сепаратор, через который смесь воздуха и масла проходит на участке между винтовым блоком и клапаном минимального давления. Сепаратор необходим, для того чтобы отделять масло. Процесс осуществляется благодаря воздействию силы тяжести и столкновением со стенками масляного бака. Очищенный воздух проходит также повторную фильтрацию мелкой сепарацией и в итоге масло составляет не более 1-3 мг/м?.
В воздушный охладитель, сжатый воздух поступает благодаря соединенному с обратным клапаном клапану минимального давления. Воздушный охладитель – это пластинчатый теплообменник, охлаждаемый парой вентиляторов. После его прохождения воздух приобретает температуру 8-13 °C, выше уровня температуры внешней среды.
После выхода сжатого воздуха из компрессорной установки отфильтрованное масло из сепаратора транспортируется в термостатический клапан, где после измерения температуры вновь включается в процесс сжатия или поступает на предварительное охлаждение. Последним элементов является дренажная трубка, по которой масло из вторичного сепаратора перенаправляется в винтовой блок поновой.
Отдельного внимания заслуживает путь, который проделывает масло в компрессорной установке - масляный контур. Основными функциями масла является смазка подшипников, ликвидация расстояния между корпусом и роторами и что самое основное – охлаждение. Все эти задачи осуществляются в несколько этапов. Сначала происходит фильтрация через сепараторы (первичный и вторичный, более тонкий). Затем определяется температура масла, соответствие или несоответствие стандарту. И если температура выше – масло через реостат транспортируется в охладитель, а если ниже, то через фильтр масло попадает вновь в «сердце компрессора» - винтовой блок. Если масло все же попадает в охладитель, то затем следует процесс фильтрации (удаление частиц пыли) и снова нагревание в винтовом блоке. А то масло, которое было накоплено во вторичном (тонком) сепараторе, благодаря специальной дренажной трубке тоже достигает начального этапа сжатия воздуха.
Параллельно с маслом свой цикл проделывает и воздух – воздушный контур. После всасывания специальным фильтром в винтовой блок воздух попадает в клапан всасывания (двухсторонний). И когда клапан открыт, происходит вырабатывание сжатого воздуха, а когда закрыт, компрессор пребывает в холостом режиме. Уровень открытия клапана всасывания в компрессорах с пропорциональным регулированием зависит от давления сжатого воздуха. Давление ниже – и клапан открывается больше, а если выше, то меньше, соответственно и воздуха в устройство попадает меньше. Ekomak – компания, которая отдает предпочтение пропорциональному контролю над всасыванием. Когда воздух проходит через винтовой блок продуцируется воздушно-масляная смесь и ее пары. Очищается воздух через два уровня фильтрации: первичный и вторичный сепараторные баки. А оставшееся масло отделяется в фильтроэлементе сепаратора.
Затем сжатый воздух попадает в клапан минимального давления. Он под действием жесткой пружины открывается только тогда, когда давление в сепараторном баке достигает определенной отметки. Необходимо это для осуществления цикла, когда масло под давлением переправляется из сепараторного бака в клапан для измерения температуры и затем снова в винтовой блок. В последних компрессорах клапан минимального давления выполняет так же функцию регулятора: перекрывает выход сжатого воздуха в холостом режиме работы.
Как правило, воздух, который прошел винтовой блок, достигает температуры от 60 до 110 °C. Стандартным охлаждением является воздушное, хотя в качестве альтернативы существует и водяное. Выбор в этом случае за пользователем. Последней и немаловажной деталью воздушного контура служит отсечной кран. Он предназначен, как правило, для предотвращения попадания сжатого воздуха в компрессор во время техобслуживания.
Для правильной работы компрессора необходимо разбираться в процессе управления всасыванием. Непосредственно всасывание воздуха в компрессор регулирует клапан всасывания. Сам клапан регулируется механическим устройством, которое заключается в прохождении уже сжатого воздуха через электромагнитный клапан(соленоид). Прохождение воздуха обязательно, поэтому он дозируется после вторичной сепарации и переходит на контролирующий клапан. После подачи напряжения электромагнитный клапан перенаправляет воздух в клапан всасывания. Устройство компрессора приводиться в рабочее состояние и после повторного сигнала клапан начинает подавать воздух не в устройство, а в атмосферу (компрессор Ekomak устроен так, что двухсторонняя подача воздуха осуществляется через два отверстия в самом клапане (соленоиде)). Обратная подача воздуха (в атмосферу) необходима, так как для нормального функционирования компрессора ему нужна разгрузка.
Такое далеко непростое устройство объясняется и заметными преимуществами винтового компрессора. Благодаря возможности длительной работы и широкими характеристиками, качеству продукта (сжатого воздуха) и существованию холостого хода винтовые компрессоры наиболее широко используются в промышленной деятельности. Единственный минус в том, что в работе с такими компрессорами трудно достичь высокого давления в 15 бар.
Перейти в раздел оборудования: Компрессоры винтовые KAESER с регулируемой производительностью
Источник материала: www.ekomak.su
При полной и/или частичной публикации наших материалов на Вашем сайте или в печатном издании в обязательном порядке должна присутствовать гиперссылка на автора статьи и сайт компании «ПК Энергомаш» www.energo-mash.com
|
| |
