Що таке гвинтовий повітряний компресор, як він влаштований і який принцип його роботи

Компресори, які ви можете купити у нашій компанії

• Гвинтові компресори SCC-ZA
• Гвинтові компресори з ресивером

Гвинтові компресори мають широку сферу застосування у таких видах промисловості як харчова, фармацевтична, енергетична, газова та інших галузях.

Будова гвинтового компресора є ефективною та надійною. Має низький рівень шуму та вібрації, а також довгий термін служби та можливість регулювання продуктивності.

Принцип роботи гвинтового компресору

Гвинтовий компресор — це пристрій в основу роботи якого покладено стиснення об'єму газу внаслідок обертання у протилежному напрямку двох гвинтових роторів. Вони є основним вузлом компресора — гвинтовим блоком.

Які бувають гвинтові компресори?

Існують класифікації за різними критеріями. Нижче представлені основні типи гвинтових компресорів:

1. За числом ступенів компресії:
   • Одноступінчасті: Цей гвинтовий компресор використовує одну пару гвинтових роторів при стисканні повітря, яке досягає необхідного робочого тиску за один цикл.
   • Двоступінчасті: У цих компресорах повітря стискається у два етапи, що дозволяє отримати в системі тиск понад 15 бар та зберегти енергетичну ефективність.
2. По наявністю змащування:
   • Мастилозаповнені: У цих компресорах мастило використовується для змащення, охолодження та герметизації робочих поверхонь гвинтових роторів. Мастилозмащуванні компресори є найбільш поширеними, бо забезпечують вищу ефективність та надійність. Однак при їх використані іноді вимагається ретельне очищення стисненого повітря від мастила перед подальшим використанням (наприклад, для фарбування, де наявність мастила у стисненому повітрі може викликати різні дефекти фарбування чи покриття поверхні).
   • Безмасляні: У цих компресорах мастило роторів здійснюється за допомогою спеціальних матеріалів або за рахунок конструктивних особливостей, що виключають контакт мастила з повітрям, що стискається. Безмасляні компресори використовуються у випадках, коли потрібне лабораторно чисте стиснене повітря без слідів мастила (наприклад, у медичній галузі, де стиснене повітря має подаватись до апаратів штучного дихання, та харчовій галузі, де стиснене повітря має безпосередньо контактувати з продуктами харчування).
3. За типом приводу:
   

   

   • З ремінним приводом. Компресори з пасовою передачею не використовують трансмісій й дешевші, але ремінь розтягується у процесі роботи, тож його треба своєчасно підтягувати. Ремінь виходить з ладу швидше ніж муфти.
   • З прямим приводом. Компресори з муфтою, що об'єднує вал двигуна та гвинтового блоку, потребує наявності додаткових трансмісій всередині гвинтового блоку у вигляді шестерень, що веде до подорожчання конструкції. Однак прямий привід також більш надійний — муфти більш довговічні, ніж ремінь. Також ці компресори простіше в обслуговувані, а заміна муфти легше.  
4. За типом управління:
   • З пускачами, які керують запуском двигуна.
   • З частотним приводом.
5. За рівнем захисту:
   • IP23
   • IP54

Наша компанія надає для Вас великий асортимент одноступінчастих мастильних компресорів з прямим приводом.

Як влаштований та працює гвинтовий компресор?

Одноступінчастий гвинтовий блок повітряного компресора складається з двох основних частин — роторів та корпусу.

• Гвинтові блоки з 2-х гвинтів, що щільно прилягають один до одного і обертаються в мастилі;
• Корпус, в якому обертаються гвинти, при цьому проміжок між гвинтами і стінками корпусу мінімальний.

Гвинтовий блок — це основна частина гвинтового компресора, який використовується для стиснення повітря. У гвинтовий блок входять два гвинти, які обертаються всередині корпусу.

Принцип роботи гвинтового компресора

Повітря надходить до компресору з атмосфери через повітрязбірник, всередині якого стоїть паперовий фільтроелемент (4) для попереднього очищення повітря від частинок пилу та інших забруднень. Через впускний клапан (3) повітря потрапляє в гвинтовий блок (1), де знаходяться пара роторів. Електродвигун (2) з'єднаний з ведучим ротором через еластичну муфту (9) й трансмісії, щоб приводити ротори в обертання, в результаті чого відбувається всмоктування та стиснення повітря. Під час цього до гвинтового блоку також впорскується мастило, яке виконує три функції:

1. Заповнює зазори між корпусом, гвинтами та порожнинами роторів й відіграє роль ущільнення, що перешкоджає витоку повітря між відсіками й підвищує ККД компресора;
2. Утворення масляної плівки на гвинтах, яка запобігає прямому контакту й тертю між ними при обертані, і як результат — подовжений срок служби гвинтового блоку без капітального ремонту;
3. Забирає й відводить тепло, яке з'являється в результаті процесу стиснення повітря.

Після стискання гаряча суміш із повітря та мастила направляється у масловідділювач-сепаратор (7), де розділяється на окремі компоненти. Після відділення мастило відфільтровується на мастильному фільтрі (6), а очищене й достатньо холодне мастило буде знов подаватись в гвинтовий блок (1). Якщо мастило занадто гаряче, то регулюючий термостат (12) відправить мастило охолоджуватись в радіаторі (8), а вже після цього — подаватись до гвинтового блоку (1). Таким чином циркуляція мастила відбувається по замкнутому колу.

Стиснене повітря ж із сепаратора (7) потрапляє в радіатор охолодження (13), після чого надходить на вихід компресора. Для підвищення еффекту охолодження радіатора його поверхні обдуваються вентилятором (10). 

У чому різниця між гвинтовим та поршневим компресором?

Гвинтові та поршневі компресори є двома основними типами компресорів для стиснення повітря, і вони мають свої відмінності в конструкції, принципі роботи та сферах застосування. Розглянемо різницю між ними і коли краще використовувати кожен із них.

Принцип роботи

Гвинтові компресори: використовують два гвинтові ротори, які обертаються всередині закритого корпусу. Повітря засмоктується і стискається між гвинтовими роторами, після чого стиснене повітря викидається на виході компресора.

Поршневі компресори: працюють на основі зворотно-поступального руху поршня всередині циліндра. Повітря засмоктується через вхідний клапан при русі поршня вниз і потім стискається при русі поршня вгору. Стиснене повітря викидається через вихідний клапан.

Ефективність та продуктивність:

Гвинтові компресори зазвичай більш ефективні і мають вищу продуктивність, ніж у поршневих компресорів, оскільки вони забезпечують безперервне стиснення повітря без коливань тиску.

Поршневі компресори, як правило, мають нижчу ефективність та продуктивність через коливання тиску та втрат через клапани під час стиснення.

Обслуговування та шум

Гвинтові зазвичай вимагають менше обслуговування та їх робота тихіша, ніж у поршневих компресорів.

Поршневі виробляють більше шуму та вібрації через зворотно-поступальний рух поршня і вимагають більш частого обслуговування.

Які переваги у гвинтових компресорів?

Принцип роботи гвинтового компресора дає ряд переваг порівняно з поршневими компресорами:

1. Більш висока продуктивність: можуть забезпечувати більший обсяг за меншої витрати енергії. Вони можуть забезпечувати до 2000 кубічних метрів за хвилину;
2. Нижчий рівень шуму: гвинтові компресори працюють набагато плавніше, ніж поршневі компресори, що означає, що вони виробляють менше шуму;
3. Невибагливість у технічному обслуговуванні: мають менше рухомих частин, що означає, що вони не потребують багаторазової заміни та обслуговування компонентів.

Де використовуються гвинтові компресори?

Гвинтові компресори використовуються в багатьох галузях промисловості, з яких:

1. Виробництво харчових продуктів та напоїв: гвинтові компресори використовуються для стиснення повітря або газу в процесі виробництва напоїв, таких як пиво, соки та вина;
2. Хімічна промисловість: використовуються при стисканні газів та парів у процесах виробництва хімічних продуктів, таких як пластмаси, синтетичні волокна та гуми;
3. Нафтогазова промисловість: використовуються процес стиснення газів і парів у процесах виробництва та транспортування нафти - мастила та газу;
4. Енергетична промисловість: використовуються при стисканні повітря в турбінах та повітряних компресорах електростанцій;
5. Автомобільна промисловість: використовуються в системах кондиціювання та охолоджувати повітря автомобілів;
6. Обробка води: використовуються для подачі повітря у процесах очищення води у водоочисних спорудах;
7. Промислове виробництво: гвинтовий компресор використовується у виробничому процесі стиснення, наприклад, для пневматичних інструментів, пневматичного транспортування та інших промислових додатків.

Як вибрати компресор для виробництва?

Вибір відповідного компресора для виробництва залежить від різних факторів та вимог. Ось із них кілька рекомендацій для вибору компресора:

1. Визначте вимоги до повітря:
   • Об'єм споживання повітря (літрів/хвилину або м³/год, м³/хв)
   • Робочий тиск (бар або PSI)
   • Якість (вимоги до чистоти — гранично допустимий розмір твердих часток, наявність мастила та вологи)
2. Оберіть один із видів компресору:
   • Об'єм споживання повітря (літрів/хвилину або м³/год, м³/хв)
   • Робочий тиск (бар або PSI)
   • Поршневий компресор - підходить для невеликих виробництв та низької частоти використання;
   • Гвинтовий компресор - рекомендується для безперервного використання та більш високих вимог до ефективності:
     • Маслосмазуваний або безмасляний гвинтовий компресор - вибір залежить від вимог до чистоти повітря
3. Враховуйте енергоефективність:
   • Виберіть компресор із високою енергоефективністю для економії витрат на електроенергію
   • Розгляньте компресори із змінною швидкістю обертів, які автоматично регулюють продуктивність відповідно до потреби у повітрі.
4. Розмір та розташування установки:
   • Врахуйте обмеження за розміром та вагою компресора;
   • Оцініть вимоги до вентиляції та охолодження на робочому місці.
5. Технічне обслуговування та надійність:
   • Виберіть компресор від перевіреного виробника з гарною репутацією;
   • Врахуйте витрати на обслуговування, наявність запасних частин та термін служби компресора.
6. Бюджет:
   • Оцініть загальну вартість володіння компресором, враховуючи придбання, встановлення, обслуговування та витрати на електроенергію.

Після аналізу всіх зазначених факторів, виберіть компресор, який відповідає вашим вимогам, бюджету та перевагам. Важливо враховувати довгострокові потреби вашого виробництва, щоб гарантувати надійність та ефективність обраного обладнання протягом тривалого часу.

Придбання додаткового обладнання

Ресивери, осушувачі повітря та магістральні фільтри — це пристрої, які широко використовуються в промисловості та автоматизованих системах для обробки повітря.

Ресивери є баками-контейнерами, які використовуються для зберігання стиснутого повітря. Зазвичай вони виготовляються із сталевих або алюмінієвих сплавів і мають об'єми до кількох кубічних метрів. А це десь 50-2000 літрів. Ресивери потрібні не лише для створення резерву повітря, але й для усунення пульсацій тиску, які можуть виникати у системі стисненого повітря унаслідок подачі повітря компресором "порціями" та відключення-включення споживачів.

Осушувачі повітря SCC-ADH необхідні для видалення надлишкової вологи зі стисненого повітря. Вони працюють шляхом охолодження повітря до точки роси, при якій волога конденсується і може бути видалена із системи. Осушувачі повітря можуть бути холодильними чи десикантними. З детальною інформацією про осушувачі повітря Ви зможете ознайомитись у нашій наступній статті.

Магістральні фільтри SCC-MF використовуються для видалення забруднень та залишків компресорного мастила зі стисненого повітря. Зазвичай вони встановлюються щоб убезпечити обладнання, в якому забруднення можуть призвести до пошкоджень або зупинки через засмічення. Фільтри для очищення повітря можуть бути механічними, електростатичними або вугільними, залежно від того, які забруднення вони повинні видаляти. Докладніше про магістральні фільтри можна буде дізнатися у нашій наступній статті.

• Фільтри-вологовідділювачі
• Холодильні осушувачі

Усі вище перераховані пристрої мають важливе значення для забезпечення правильної роботи промислових та автоматизованих систем. Ресивери, осушувачі повітря та магістральні фільтри допомагають забезпечити чистоту та правильний рівень вологості стисненого повітря, що може підвищити ефективність роботи системи та продовжити термін служби обладнання.