Как работают винтовые компрессоры, чем отличаются и для чего нужны

Сжатие газа или воздуха осуществляется в винтовых компрессорах с помощью двух сопряженных роторов, имеющих зубцы в виде винтов. Эти устройства относятся к ротационному классу компрессорной техники и обладают рядом достоинств по сравнению с другими компрессорами. В этой статье можно узнать о принципе действия винтовых компрессоров, их разновидностях, особенностях и сферах применения.

Устройство

В корпусе винтового компрессора расположены два ротора с разной геометрией: один из них имеет выпуклые зубцы, а другой - вогнутые. При вращении роторы захватывают газ или воздух и перемещают его по рабочим камерам, образованным зубцами. Вращение роторов обеспечивается двигателем, который приводит один из них, а другой согласовывает свою скорость через зубчатое колесо. Для снижения потерь от трения и износа между роторами и корпусом поддерживается очень маленький зазор. Для предотвращения проникновения масла или газа между подшипниками и рабочей зоной используются специальные уплотнения. Корпус также имеет патрубки для подачи и отвода газа или воздуха.

Один из важных аспектов эксплуатации устройства - это сервисное обслуживание винтового компрессора, которое включает в себя проверку, чистку, смазку, замену фильтров и масла, а также диагностику и устранение неисправностей. Это поможет продлить жизнь компрессора и улучшить его характеристики.

Виды

В зависимости от типа сжимаемой среды, способа привода, наличия масла и других параметров, можно выделить разные виды винтовых компрессоров.

Винтовые компрессоры различаются по ряду характеристик, таких как тип сжимаемой среды, способ передачи крутящего момента, применение масла и другие. Среди основных типов можно выделить:

воздушные - предназначены для сжатия только воздуха;
газовые - работают с разными газами, например, аммиаком, кислородом, водородом и т.д.;
универсальные - способны сжимать как газ, так и воздух;
многоразовые - одновременно сжимают несколько видов газа;
с прямым приводом - имеют непосредственное соединение ротора с двигателем или через муфту;
с ременным приводом - используют ремень для соединения ротора с двигателем;
сухие - не требуют масла для заполнения рабочей полости;
масляные - заполняют рабочую полость маслом для улучшения теплоотвода.

Особенности работы

Винтовой компрессор превращает газ или воздух в сжатый поток, проходя три этапа: всасывание, изоляция и нагнетание.

На этапе всасывания роторы раздвигаются, увеличивая объем рабочей камеры. В нее поступает газ или воздух из специального отверстия.

На этапе изоляции рабочая камера достигает максимального объема и полностью отсекается от внешней среды. Газ или воздух остается внутри, не теряя давления.

На этапе нагнетания роторы сближаются, уменьшая объем рабочей камеры. Газ или воздух выдавливается из нее в другое отверстие под высоким давлением.

Таким образом, винтовой компрессор эффективно сжимает газ или воздух, используя движение роторов.

Преимущества

Винтовые компрессоры отличаются от других типов компрессорного оборудования, таких как поршневые, центробежные или осевые, рядом преимуществ. Они обладают:

высокой эффективностью и экономичностью - не теряют энергию из-за наличия клапанов, трения или шума;
надежностью и долговечностью - имеют простую и крепкую конструкцию, которая служит долго и не нуждается в частом уходе и ремонте;
универсальностью и гибкостью - способны сжимать разнообразные газы или воздух, а также подстраивать их давление и расход под требования;
безопасностью и экологичностью - не вызывают вибрации, искр или перегрева, а также не наносят вреда окружающей среде.

Применение

Винтовые компрессоры - универсальные устройства, которые находят применение во многих сферах деятельности человека. С их помощью можно:

обеспечивать сжатый воздух для работы с пневматическими инструментами, пескоструйными аппаратами, краскопультами и прочим оборудованием;
компрессировать газ для его хранения, транспортировки или использования в химической, нефтегазовой, холодильной и других отраслях;
создавать вакуум для медицинских, фармацевтических, пищевых и других нужд;
производить электричество из возобновляемых источников энергии, таких как биогаз или ветер.

Как выбрать

Чтобы выбрать подходящий винтовой компрессор, необходимо учитывать ряд факторов, таких как:

Тип сжимаемой среды - воздух или газ. В зависимости от этого нужно выбирать воздушный, газовый, многоцелевой или многослужебный винтовой компрессор.
Требуемое давление и расход сжатой среды. Эти параметры определяют производительность и мощность компрессора. Чем выше давление и расход, тем больше мощность и размер компрессора.
Способ привода - прямой или ременный. Прямой привод обеспечивает более высокую эффективность и надежность, но требует больше места и стоит дороже. Ременный привод позволяет экономить место и деньги, но имеет большие потери энергии и требует регулярной замены ремня.
Наличие масла - сухого сжатия или маслозаполненного. Сухое сжатие не требует использования масла для заполнения рабочей полости, что уменьшает затраты на обслуживание и эксплуатацию, а также предотвращает загрязнение сжатой среды. Маслозаполненное сжатие требует использования масла для заполнения рабочей полости, что улучшает теплоотвод и снижает шум, но требует дополнительных фильтров и разделителей для очистки сжатой среды от масла.
Условия эксплуатации - температура, влажность, загрязнение и т.д. Эти факторы влияют на работоспособность и долговечность компрессора. Нужно выбирать компрессор, который соответствует требованиям окружающей среды и имеет необходимые системы охлаждения, защиты и контроля.

При выборе винтового компрессора также нужно учитывать его стоимость, гарантию, сервис и поддержку. Нужно сравнивать разные модели и производителей, читать отзывы и консультироваться со специалистами. Так можно найти оптимальный вариант для своих нужд.

Заключение

Современные технологии сжатия газа или воздуха основаны на применении винтовых компрессоров. Эти устройства обладают рядом достоинств, которые отличают их от других типов компрессорного оборудования. Среди них можно выделить высокую эффективность, надежность, универсальность и безопасность. Винтовые компрессоры нашли широкое применение в разных сферах деятельности человека, от промышленности до быта. Для тех, кто ценит качество и экономию, винтовые компрессоры - это оптимальный выбор.

Редактировано: 1.07.2023 11:09:52