Что такое винтовые компрессоры, как они работают и их разновидности

Для понимания, что такое винтовой компрессор, нужно познакомиться с его устройством и принципом работы. Это оборудование, применяемое для сжатия воздуха или газа в промышленности для различных технологических процессов. Избыточное давление используют для перемещения захватных механизмов, зажимов деталей, продувки технологических отверстий. Аппарат отличается от других типов конструкцией насоса. Отличается высокой производительностью, КПД и длительным временем службы. В этой статье изучим подробнее конструкцию и принцип действия.

Эволюция винтовых компрессоров

Винтовые компрессоры – это техника, пришедшая к нам с середины XX века. Сама идея зародилась еще раньше, почти 100 лет назад. В нем есть винтовой блок. Он сложен в производстве и требователен к видам операций. С появлением станков с ЧПУ производство стало проще, а детали сложнее. Впервые эти высокотехнологичные компоненты стали производить на заводах CompAirr в Германии, FINI и Rotair в Италии. Результатом научных исследований, испытаний и проб были сделаны первые серийные модели с запланированным сроком службы до 10 лет. Сложность производства главной детали перекрывается простотой конструкции и сокращением количества компонентов в узле.

Как устроен винтовой компрессор

Рассмотрим устройство винтового компрессора и принцип работы. Особенность действия этого оборудования заключается в применении в насосном блоке двух роторов. Это детали со сложным винтовым профилем и особой конфигурацией грани винта. Винты вращаются в противоположных направлениях, создавая воздушные камеры с изменяющимся объемом. Отсутствие шатунной пары исключает биения и вибрацию, которая часто мешает чувствительным к помехам устройствам.

Что такое винтовой компрессор воздушный рассмотрим в деталях:

1. Корпус из любого прочного металла с полированной и калиброванной внутренней поверхностью цилиндрической формы. С одной стороны имеется входное отверстие с клапаном, а со второй – выходное. Расположение элементом может варьироваться от модели.
2. Внутри корпуса расположены два винта. Один – ведущий, второй – ведомый. При вращении между ними создается зона избыточного давления, за ними – разряженного. Чем точнее сделаны детали и меньше зазор с внутренней стенкой корпуса, тем сильнее сжимается воздух.
3. Для регулирования выходного потока в конструкцию добавляют клапан. Он бывает разной конфигурации, но выполняет одну функцию – регулирует и поддерживает давление на требуемом уровне.
4. Для стабильной работы компрессора и предотвращения изменения давления при увеличении долговечности в конструкции есть система охлаждения. При вращении роторной пары создается трение и избыточное давление, нагревающее сжимаемый воздух. Он охлаждается, проходя через бак-сепаратор, радиатора и клапан автоматического слива конденсата.
5. Стальные детали в конструкции насоса нуждаются в смазывании. Для этого в системе есть масляный контур. Смазка подается в насосный блок вместе с воздухом, защищая детали от разрушения при интенсивном вращении. Отделяется в маслоблоке-сепараторе от воздуха, и затем через масляный фильтр поступает обратно в насосный узел.

Смешивание воздуха с жидкой смазкой увеличивает срок службы агрегата, уменьшает степень износа и сокращает издержки на ТО. Одновременно выдает воздушный поток с хорошей производительностью, достаточной для действия различного оборудования в цехе или лаборатории.

Принцип работы винтовых компрессоров

Вот и подошли к принципу работы винтового компрессора. Электрический или бензиновый мотор вращает приводной вал, соединяясь с ним ременной или зубчатой передачей. Так как он находится в контакте со вторым червячным валом, кручение происходит в разные стороны. Так как между гранями роторов и корпусом расстояние минимальное, перед ними создается зона низкого, а между – область высокого давления. Воздух захватывается из окружающей среды и плавно сжимается в цилиндре.

Для предотвращения износа компонентов в блок подается масло из накопительного бака, которое засасывается вместе с воздушными массами. Оно обволакивает стальные детали, создавая дополнительную герметизацию зазора. Затем, вместе с потоком проникает в маслобак-ресивер. Здесь происходит отделение на две раздельные среды.

В процессе смазка сильно нагревается. Это может вызвать риски повреждения агрегата. Для устранения этого дефекта оно перекачивается через радиатор с воздушным охлаждением. Затем, через масляный фильтр попадает обратно в бак.

Так как в забираемом из атмосферы воздухе может присутствовать влага, то для ее удаления на выходе из радиатора установлен осушитель с вентилем. Это дополнительный бак, рассчитанный на давление больше, чем выдает аппарат.

Плюс этой конструкции заключается в длительном сроке службы без перерыва в зависимости от типа используемых подшипников в моторе и насосном блоке, а также вида масла.

Типы винтовых компрессоров

Винтовые компрессоры делят на три типа по виду среды:

1. Маслозаполненные. Внутри насосного блока циркулирует смазывающая и одновременно охлаждающая жидкость, которую также нужно охлаждать и фильтровать. Это массивные установки, выдающие большие мощности. Производители выпускают модели от 3 до 355 кВт.
2. Сухого сжатия. В таких разновидностях оба ротора приводятся в движение мотором через специальный передаточный механизм, так как контакт невозможен по причине вероятного разрушения при соударении. Такие модели не нуждаются в масле и выдают меньшее давление.
3. Водозаполненные. Полностью аналогичные модели с масляными, но функционируют с водой. Создают давление до 13 и более бар. По энергетическим показателям на 20% выгоднее масляных, но дороже в производстве. Ротор и корпус должны быть сделаны из нержавеющей стали.

Для достижения сверхвысоких давлений применяют двухступенчатые конфигурации.

Виды винтовых компрессоров

Компрессорные аппараты с винтовыми насосами делят на 4 типа по применению:

1. Для промышленного использования. Спроектированы для длительных нагрузок и нескольких потребителей. Например, на производствах сжатый воздух применяют для зажима инструмента, смены паллет, систем охлаждения мотор-шпинделей, продувки. Их устанавливают в цехах машиностроительных комплексах, литейном производстве, пищевом производстве.
2. Для бытовых нужд. Компрессоры малой мощности используются для строительных косметических работ, уборки помещений, ингаляторов и другой техники. Имеют небольшие размеры и низкую производительность.
3. Передвижные для строительства и ремонта. Это блоки в рамной комплектации на колесном шасси. Используются для временно выполняемых операций, например, для демонтажа зданий, дорожного полотна мощными пневмомолотами.
4. Стационарные агрегаты. Это большие блоки с осушителями и объемными ресиверами. Рассчитаны на высокую производительность и большой запас рабочей среды.

Наш ассортимент

В продаже доступны компрессоры на 20 бар с ресивером и осушителем, на колесном шасси с буксировочным устройством и осушители разной конфигурации от производителей Renner, Ariacom и Atlas Corpo. Представлены модели для промышленных целей и небольших мастерских. На все варианты обеспечиваем гарантию и помогаем в запуске.

Плюсы и минусы винтовых компрессоров

Компрессоры с винтовыми насосными агрегатами имеют свои особенности. Рассмотрим их подробнее:

1. Производительность. Маслозаполненные модели за счет защитной пленки и предотвращения от разрушения способны создавать давление до 20 бар. Такие модификации применимы во многих технологических процессах для разных задач.
2. Пониженный уровень шума. Внутри используется два ротора, установленных в фланцевых подшипниках. При их вращении не создается никаких колебаний, сопровождаемое обычно характерными толчками, стуками и тактами. При действии установки слышно только трение микрочастиц о стенки и двигатель.
3. Длительный срок службы до первого отказа. В среднем такие аппараты служат без сбоев до 7 лет. При регулярном обслуживании, замене масла, клапанов, фильтра, проверке подшипников, чистки от загрязнений работают намного дольше.
4. Высокий КПД. При вращении роторов затрачивается меньше энергии, чем для агрегатов с поршневой парой, где дополнительно требуется преодолеть силу трения в цилиндрах.

Любое компрессорное оборудование имеет положительные и отрицательные свойства. К минусам винтовых компрессоров относят:

1. Высокую цену. Производство роторов обходится дороже, так как технически сложнее. Плюс, требуются использовать для воздушных и водяных моделей качественную нержавеющую сталь, фторопластовые вкладыши и термостойкие сальники.
2. ТО. Для продления срока службы требуется регулярно проводить техническое обслуживание. Своевременная замена фильтра, масла и других материалов снижает вероятность непредвиденной поломки. Это, впрочем, касается и поршневых моделей.

Сфера применения винтовых компрессоров

Применяют компрессорные установки с винтовыми насосами во многих сферах. Это объясняется и высокой надежностью, способностью функционировать при постоянной нагрузке и устойчивостью к отказам. Рассмотрим основные отрасли, где востребованы подобные агрегаты:

• Производство цемента. Они нужны для обеспечения работ пневматических муфт, различных воздушных инструментов, приводов.
• Деревообработка. Постоянно присутствующая пыль пожароопасна, поэтому в рабочих зонах используют пневматические агрегаты, не вызывающие искр.
• В литейном производстве. Для управления разными механизмами, например, выдвижными высоковольтными вставками, лучше использовать пневмоприводы, полностью исключая прокладку в опасной зоне проводов.

Стекольная промышленность. Большое количество печей, открытых горелок опасно для любых кабелей. Поэтому для привода конвейеров, исполнительных механизмов и манипуляторов используют пневмоприводы. Они обеспечивают плавное перемещение исполнительных устройств, исключая риски причинения вреда производимым изделиям.

Винтовые компрессоры также применяют в строительстве, медицине, автомобилестроении и других сферах, где нужен сжатый воздух. Компрессорные установки доукомплектовываются осушительными установками, ресиверами и дополнительными блоками.

Заключение

Компрессоры винтового типа имеют большую популярность. Это надежные и высокопроизводительные агрегаты, используемые в разных сферах, от тяжелой промышленности до медицины. Время работы без поломок составляет от 4 до 7 лет при условии своевременной замены масла, фильтров и чистки радиатора. Для выбора техники обращайтесь к нашей компании. Подберем установку под ваши нужны и дадим на нее гарантию.