"Гвинтовий компресор: розбираємося, з чого складається і як працює

У цій статті ви дізнаєтеся, що таке гвинтовий компресор, яка конструкція гвинтового компресора, як працює гвинтовий компресор, плюси гвинтових моделей компресорів.

Гвинтовий компресор - що це. Особливості та характеристики роторних компресорів

Гвинтовий компресор - це різновид компресорів, пристроїв для стиснення повітря і його зберігання для подальшого використання. У гвинтових моделях газ/повітря стискають два ротори. Ротори також називають гвинтами, звідси і назву.

Перший запатентований гвинтовий компресор сконструювали в 30-х роках 20 століття. Гвинтові компресори за популярністю поступаються лише поршневим. Це пояснюється їх ефективністю, невеликими габаритами, малою вагою, надійністю, автономністю, економічністю електроенергії, простотою установки, низьким рівнем вібрації. Через останнє гвинтовим моделям не потрібен спеціальний фундамент, щоб нормально працювати, тому їх застосовують служби швидкого реагування, в суднобудуванні/розміщенні на кораблях.

За характеристиками роторні пристрої перевершують аналоги - максимальний тиск повітря 15 атмосфер, продуктивність доходить до 100 кубічних метрів на хвилину.

Плюси гвинтових компресорів

Переваги роторних компресорів над поршневими:

1. Менше витрачають масла. Витрата масла в роторних компресорах від двох до трьох міліграм на кубометр перекаченого повітря.
2. Більш чисте повітря, не потрібні фільтри для харчування пневмообладнання. Це виходить з меншої витрати олії.
3. Менше вібрують і шумлять, ніж поршневі компресори. Не потрібен спеціальний фундамент, щоб гасити вібрації.
4. Легше поршневих моделей.
5. Є охолодження повітрям. Тобто не потрібно водопостачання, щоб охолоджувати стиснене повітря, а виділюване під час роботи компресора тепло можна використовувати повторно - для опалення приміщення.
6. Більш надійні і безпечні.
7. Простота управління, роботи.
8. Можуть працювати тривалий час без перерв.
9. Довго не потребують техогляду.
10. Є системи автоматичної роботи і самовиключення.

Конструкція гвинтового компресора

Елементи класичного роторного компресора:

• Повітряні фільтри первинного очищення. Коли повітря потрапляє в агрегат, воно проходить через один або кілька фільтрів, щоб позбутися пилу і великого бруду. Самі фільтри складаються з декількох шарів. Один монтується поверх корпусу на трубку забору повітря, другий встановлюють на трубку з клапаном.
• Зворотній клапан. Завдяки йому олія з робочої камери і стиснене повітря не виходять назад в атмосферу - він блокує собою вихід. Працює механічно - закривається від тиску повітря, відкривається від низького тиску в камері. Оснащується пружиною.
• Робочий блок - основна камера і два гвинти/ротори. У цій камері ротори і стискають повітря. Самі ротори являють собою два великих гвинта з різьбою, яка при обертанні герметично закриває частину простору. Вінти - найдорожча частина компресора. У камері стоїть кілька датчиків, один з них для регулювання температури гвинтів. Стоїть він біля повітровідводної труби/патрубка. Компресор автоматично відключається при вихідній температурі в 105 градусів біля гвинтів. В іншому випадку обладнання через перегрів пристрою прийде в непридатність.
• Привід. Він може бути прямим (крутить момент від мотора/двигуна передається відразу гвинтам) і ремінним (ремінь надійно натягнуть між валами гвинтів і двигуна; коли вал двигуна обертається, обертається і вал роторів). Прямі більш ефективні, але і займають більше місця, їх складніше лагодити, тому частіше зустрічаються моделі з ремінним приводом. Сам ремінь являє собою два пов'язаних шківи. У ремінних моделей з високою швидкістю обертання збільшується продуктивність і зменшується тиск.
• Ремінь/шкиви. У комплекті поставляється кілька ременів/шків різного розміру. Завдяки їм можна регулювати швидкість обертання.
• Мотор або двигун. Класичний електромотор, який обертає гвинти прямо через вал або за допомогою ременя. Для його захисту передбачений термодатчик - коли він розігрівається до гранично допустимої температури (залежить від конкретної моделі двигуна), датчик подає сигнал на панель управління, тоді контакти двигуна розмикаються, поки він не охолоне. Таке рішення продовжує термін служби двигуна і запобігає аварійним ситуаціям.
• Фільтр олії. Потрібен, щоб очищати олію від великих забруднень перед її попаданням в ротори. Стоїть перед патрубком подачі масла в робочій камері.
• Камера відділення олії. Сюди потрапляє повітря після стиснення. Після стиснення в ньому знаходиться багато олії. Щоб не забруднити пневматичне обладнання, потрібно його очистити. Для цього повітря закручують, а через відцентрову силу, різну вагу, густоти краплі олії відокремлюються від повітряних мас. Вони скапують в ємність, звідки масло подається назад.
• Фільтр очищення від олії. Це другий етап очищення повітря від олії. Після відокремлення від нього більшої частини олії повітря проходить через цей фільтр. На виході вміст масла в ньому не перевищує 1,4 міліграм на кубометр повітря. У жодному поршневому компресорі повітря так не очищається.
• Клапан безпеки. Часто називають запобіжним клапаном. Спрацьовує, коли тиск у камері відділення масла перевищує допустимий рівень. Цей клапан закриває подачу повітря у відсік, після чого компресор перестає працювати.
• Термостат. Прилад пускає неохоплену олію в обхід, щоб вона швидше охолодилася.
• Охолоджувач олії. Коли повітря стискається, воно нагрівається. Температура піднімається до 107-180 градусів Цельсія. Олія контактує з повітрям, тому теж нагрівається. Гаряче масло потрапляє в охолоджувач, в ньому воно і остигає.
• Камера охолодження повітря. Тут охолоджується повітря. Вище ми згадували, що в компресорі стиснене повітря нагрівається до температури 107-180 градусів. Використовувати настільки гаряче стиснене повітря небезпечно, тому в компресорі передбачений повітровласник. Тут стиснутий газ охолоджується до температури, що перевищує навколишню на 10-20 градусів Цельсія.
• Вентилятор. Основне завдання вентилятора в компресорі - забір повітря для стиснення. Прилад ставлять так, щоб він додатково охолоджував обладнання.
• Реле тиску. Автоматизує роботу компресора - заміряє тиск у системі, коли він доходить до певного рівня, розмикає контакти мотора, і компресор зупиняється. В останні моделі ставлять електронні панелі.
• Манометр. Заміряє тиск у компресорі. Встановлюється на лицьову панель, щоб користувач міг стежити за тиском.
• Трубка виходу повітря.

Як працює гвинтовий компресор

Принцип роботи роторного компресора наступний:

Електродвигун обертає вал гвинтів через ремінь. Над робочою камерою з роторами розташовується отвір або трубка з вентилятором для забору повітря. Самі гвинти сконструйовані таким чином, що, коли з'єднуєш їх бокові сторони, утворюється герметична секція. Повітря потрапляє в цю секцію. Гвинти порційно пересувають повітря до трубки відведення повітря. Щоб полегшити обертання роторів, їх змащують маслом, через що повітря, що виходить, змішане з маслом. По відводній трубці суміш потрапляє в камеру очищення. Там повітря закручують, через відцентрову силу, різну масу, щільність і густоту масло стікає вниз, повітряні маси піднімаються. Там вони проходять через олійний фільтр, практично повністю очищаючись від олії. Коли газ стискають, він нагрівається. Повітря в компресорі розігрівається до 107-180 градусів Цельсія, тому його потрібно охолодити. Після камери очищення він трубкою потрапляє в радіатор, де і охолоджується. Виходить стислий газ через патрубок. Олія контактує з повітрям, тому теж нагрівається. Після очисної камери воно також потрапляє в радіатор, де охолоджується. Далі трубками суміш надходить назад до роторів для повторного використання. Дорогою воно проходить через олійний фільтр. Для автоматичного відключення на трубках стоїть реле тиск, який відключає мотор при досягненні певного показника.