Давайте поговорим о некоторых технических знаниях и мерах предосторожности в отношении главного двигателя воздушного компрессора.
Винтовой элемент - важнейшая часть любого винтового компрессора.
Это та часть машины, где происходит фактическое сжатие.
Это сердце винтового воздушного компрессора.
Часто винтовой элемент компрессора также называют воздушным узлом.
Они представляют собой компрессоры постоянного расхода (объема) с переменным давлением. Это означает, что при заданной скорости (об / мин) они всегда подают одинаковое количество воздуха (например, в литрах в секунду), но могут делать это при разном давлении.
Почему они так популярны? Поскольку это непрерывный процесс (в отличие от поршневых компрессоров с возвратно-поступательным движением), они обеспечивают стабильный, непульсирующий воздушный поток с минимальными вибрациями и обслуживанием, а также максимальным сроком службы.
Они могут работать 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, 365 дней в году. Нормальный срок службы винтового элемента составляет около 40 000 часов работы, прежде чем потребуется капитальный ремонт.
ВРАЩАЮЩИЙСЯ ВИНТ
Позвольте мне объяснить, как устроен винтовой элемент. См. Этот пример изображения безмасляного винтового элемента.
Компрессорный элемент (безмасляный).
Фото: Компрессор Воздухозаборник
Конечно, мы видим два ротора (охватываемый ротор внизу, охватывающий ротор вверху) и корпус (серая часть).
Как мы видим, роторы имеют разные типы подшипников с обеих сторон, поэтому они работают бесперебойно в течение многих лет без какого-либо обслуживания.
С обеих сторон обычно две пары подшипников; подшипники для радиальных нагрузок (нагрузки из-за вращения роторов) и осевые подшипники.
Поскольку винт «толкает» в одну сторону (сторона высокого давления), роторы хотят двигаться в противоположном направлении. Осевые подшипники принимают на себя эту нагрузку.
Мы также можем видеть, что у охватываемого ротора есть ось, на которой выступает шестерня. Это ведущая шестерня.
Иногда это шкив. Два ротора также соединены между собой шестернями (на левой стороне рисунка) это шестерни синхронизации.
Элемент имеет водяное охлаждение, для этого в корпусе элемента предусмотрены карманы водяного охлаждения. Шестерни смазаны маслом, на что указывают желто-коричневые детали. В винтовых элементах с впрыском масла этого нет, так как они охлаждаются нагнетаемым маслом.
Между отсеками для масла и сжатого воздуха имеется уплотнение для предотвращения загрязнения сжатого воздуха маслом (характерно для безмасляных компрессорных элементов).
Корпус можно разобрать для обслуживания.
КАК ВЫГЛЯДИТ ВИНТ
Воздуховоды бывают разных размеров, но все они в основном выглядят одинаково.
Вот несколько фото элементов воздушного компрессора.
Элемент воздушного компрессора. Этот компрессор установлен на новом компрессоре, так как он по-прежнему чистый и блестящий.
Элемент воздушного компрессора на компрессоре с регулируемой скоростью. Вот как обычно выглядит компрессор: грязный!
КАК ЭТО РАБОТАЕТ
Как это работает? Внутри компрессорного элемента находятся два винта (называемых «роторами»), которые вращаются в противоположном направлении.
Ротационный винтовой компрессор представляет собой компрессор объемного действия. Это просто означает, что воздух физически сжимается под действием внешней силы (например, поршневые и спиральные компрессоры, которые также являются компрессорами прямого вытеснения).
Захваченный воздух между роторами
В случае вращающегося винта воздух попадает между двумя роторами. Роторы имеют особую конструкцию для оптимальной эффективности и производительности.
Один ротор называется «мужским».«ротор», второй называется «охватывающим» ротором.
Как видно на рисунке: воздух всасывается с одной стороны (холодный, низкое давление), попадает между роторами и выходит с другой стороны (горячий, высокое давление).
Это сжатие требует мощности, которую обычно обеспечивает большой электродвигатель.
ТИПЫ ВИНТОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КОМПРЕССОРА
Винтовые компрессоры бывают двух основных типов: маслозаполненные и безмасляные.
Винтовые компрессоры с впрыском масла являются наиболее распространенными, поскольку они являются более дешевыми из двух типов.
Безмасляные винтовые компрессоры используются только в тех случаях, когда сжатый воздух должен быть на 100% безмасляным (обычно на предприятиях пищевой промышленности, химических заводах и т. Д.).
Позже я объясню, почему безмасляный тип дороже.
РОТОРЫ / ВИНТЫ
Роторы имеют форму так называемого винтового винта. Да, похоже на винт. Есть мужской ротор и женский ротор.
Винтовые роторы с наружной и внутренней резьбой.
Мужской ротор - «толстый», имеет лопасти. Ротор с внутренней резьбой является «тонким» и имеет канавки или «канавки».
Воздух попадает в ловушку между охватываемым и охватывающим ротором и транспортируется к выпускной стороне элемента в «воздушных карманах», воздушных карманах, которые остаются между роторами.
Чаще всего у охватываемого ротора 4 лопасти, а у охватывающего ротора - 6 канавок. Но это не высечено на камне.
Производители всегда стремятся улучшить конструкцию винта. Они ищут дизайн, обеспечивающий максимальную эффективность. Другими словами: как прокачать больше всего с минимально возможной мощностью.
Точная конструкция и изготовление винта - один из самых сокровенных секретов любого производителя воздушных компрессоров. Это зона фабрики, запрещенная для фотографирования.
ПРИВОДНОЙ ВАЛ И ШЕСТЕРНИ СИНХРОНИЗАЦИИ
Ведущий ротор приводится в движение шестернями от вала охватываемого ротора. Когда охватывающий ротор поворачивается 1 раз, охватывающий ротор поворачивается ровно 1,5 раза. Они синхронизированы. Шестерни, которые приводят в движение охватывающий ротор, называются синхронизирующими.
Рабочий ротор приводится в движение электродвигателем или иногда дизельным двигателем (как в портативных компрессорах). Они работают в диапазоне от 1000 до 6000 об / мин.
СООТНОШЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ
Из-за сжатия воздух нагревается. Горячий воздух также нагревает роторы и металлический корпус компрессорного элемента.
Это проблема, потому что чугун расширяется, становится больше. Когда он слишком сильно расширяется, два ротора соприкасаются друг с другом и / или с корпусом ... это обычно приводит к полностью испорченному винтовому элементу (дорого!).
По этой причине мы не можем создать таким образом неограниченно высокое давление; просто стало бы слишком жарко.
Максимальное давление, которое может создать винтовой элемент, называется степенью давления. Это максимальное выходное давление, деленное на входное давление.
Для типов с впрыском масла степень сжатия обычно составляет максимум 13. Для безмасляных типов эта степень сжатия составляет около 3,5 макс. Позже мы увидим почему.
Подробнее о безмасляных винтовых компрессорах и компрессорах с впрыском масла - в следующих параграфах.
ОГРАНИЧЕНИЯ ДИЗАЙНА ПРИ СОЗДАНИИ ЛУЧШЕГО ВИНТОВОГО ЭЛЕМЕНТА
Вращающийся винтовой элемент является примером тщательно спроектированной детали, на которую были потрачены тысячи часов исследований. При разработке лучшего винтового элемента необходимо учитывать множество факторов.
Как было сказано ранее, в безмасляных винтовых компрессорах использовались две ступени с промежуточным охладителем для достижения желаемого конечного давления. Но почему так сложно в наш век автоматизированного проектирования, станков с ЧПУ и сложных математических моделей создать одноступенчатый безмасляный воздушный компрессор?
Проблема в том, что многие факторы влияют друг на друга.
Более высокое давление означает большую внутреннюю утечку воздуха (при более высоком давлении через тот же зазор проходит больше воздуха). Эта более высокая утечка снижает общую эффективность элемента.
Из-за более низкой эффективности роторы должны будут работать с более высокой скоростью. Это создает дополнительные проблемы с вибрациями и увеличивает срок службы роторов и подшипников.
Высокая степень сжатия приведет к более высокой температуре выхлопных газов. Сталь имеет плохую привычку расширяться при нагревании. Высокие температуры приводят к значительному тепловому расширению роторов.
Все это добавляет кПроблема в том, чтобы сделать зазор как можно меньше (слишком маленький, и роторы будут касаться друг друга при прогреве!).
БЕЗ МАСЛА ИЛИ ВПРЫСКИВАНИЕ МАСЛА
В чем разница между безмасляными и маслозаполненными винторезными элементами? И почему n безмасляный элемент дороже по сравнению с маслозаполненным?
Впрыскиваемое масло выполняет несколько функций; одна из этих функций - герметизация любых зазоров и зазоров между охватываемым и охватывающим роторами, а также между роторами и корпусом.
Зазоры и зазоры позволяют сжатому воздуху возвращаться «в неправильном направлении». Это снижает эффективность и производительность воздушной секции.
Поскольку в безмасляных компрессорах нет масла, зазор между роторами и корпусом должен быть намного меньше по сравнению с винтовыми элементами с впрыском масла. Из-за этого цена безмасляной компрессорной станции намного выше.
Необходимый максимальный зазор зависит от диаметра ротора и составляет около 1 тыс. Диаметра, макс. Таким образом, если диаметр ротора составляет 200 мм, зазор будет всего 0,2 мм, что довольно мало для такой сложной формы.
Кроме того, безмасляным элементам требуются дополнительные карманы и каналы для охлаждающей воды. Элемент с впрыском масла охлаждается нагнетаемым маслом и не требует дополнительной охлаждающей воды.
Понимая рабочие характеристики вышеупомянутого узла воздушной части компрессора, мы знаем, как эффективно работает узел воздушной части компрессора, а также узнаем, как его разумно обслуживать, это очень удобно?
