Устройство, схема и принцип работы винтового компрессора

Винтовые компрессоры широко используются на производствах, где требуется сжатый воздух высокого качества в промышленных объемах.

На сегодняшний день винтовые компрессоры самые используемые агрегаты для сжатия воздуха. Их используют множество промышленных предприятий в сфере металлургии, строительстве, автомобилестроении, в химической, пищевой промышленности, в медицине, на деревообрабатывающих производствах.

Среди главных преимуществ использования винтовой установки следует выделить:

• Возможность работы компрессора без перерывов длительное время.
• Способность производить сжатый воздух в больших объемах
• Механизм сжатия воздуха. Винтовые роторы с вращающимися зубьями по направлению друг к другу, более надежны и долговечнее, чем поршни. Кроме того, винтовой компрессор обеспечивает постоянную работу, а не нагнетает воздух импульсами.
• Энергоэффективность. Расход электроэнергии на 30% ниже, чем у поршневого аналога.
• Длительный срок службы. При условии планового обслуживания, оборудование можно использовать более 10 лет.
• Технические характеристики. Конструкция винтового компрессора позволяет сохранять КПД на уровне 95-98%, а производительность - до 80 дБ.
• Хорошая звукоизоляция. Специальные кожухи обеспечивают низкий уровень шума до 68 дБ.
• Автоматизированное управление. Контролировать работу можно в автоматическом режиме. Блоки управления можно запрограммировать на определенные сроки работы оборудования.
• Простота в установке и монтаже. Компактные установки, оснащены необходимыми дополнениями, не нуждаются в оборудовании специальных помещений больших площадей.

Винтовой компрессор: устройство и принцип работы

Составляющие винтового агрегата:

• всасывающий фильтр устанавливается на входе, для предотвращения попадания в компрессор пыли и других мелких частиц;
• впускной клапан - устройство, которое открывает и перекрывает подачу воздуха в винтовой блок;
• винтовой блок - это два ротора (выпуклый и вогнутый);
• электродвигатель приводит в движение роторы винтового блока;
• масляный резервуар отделяет масло от сжатого воздуха;
• сепаратор;
• клапан минимального давления служит для поддержания давления в сепараторе;
• термостат поддерживает оптимальную температуру масла;
• масляный фильтр для очистки масла от разных примесей;
• воздушный и масляный радиаторы предназначены для охлаждения сжатого воздуха и циркулирующего масла;
• вентилятор предназначен для общего охлаждения;
• блок управления для контроля за нормальной работой компрессора;
• концевой охладитель охлаждает горячий сжатый воздух, чтобы осадить воду.

Как работает винтовой компрессор: принципы работы

Сначала двигатель запускает роторы, которые двигаются в направлении друг к другу. В результате, воздух всасывается через фильтр, где очищается от всяких примесей. Попадая в винтовой блок, воздух смешивается с маслом, происходит его сжатие, после чего он поступает в маслоблок. В сепараторе и маслоблоке происходит отделение от масла сжатого воздуха, и через концевой охладитель он поступает на выход, а масло - обратно через масляный фильтр в винтовой блок.

Сжатие воздуха происходит автоматически, сам процесс простой и довольно эффективный.

Режимы работы винтового компрессора

1. Режим запуска или старт. Нажатие основной кнопки запускает двигатель, который, в свою очередь, запускает роторы. После оборудование переключается в следующий режим.
2. Режим работы или нагрузка. Это непосредственно рабочий режим компрессора. Происходит сжатие воздуха, поступающего в установку. Уровень давления в системе повышается и доходит до максимального значения. Компрессорная установка переходит на следующий режим.
3. Режим холостого хода. На этом этапе закрывается впускной клапан и воздух не попадает в винтовой блок. Роторы и мотор вращаются, но так как нет сжатия, нагрузка снижается до 30% мощности.
4. При возобновлении потребления, компрессор переходит в режим нагрузки. Если же потребление не возобновилось на протяжении определенного времени - переходит в режим разгрузки или остановки.
5. Выключение или режим остановки - установка отключается в штатном режиме, путем нажатия кнопки Стоп.
6. Режим аварийного отключения. Если во время работы оборудования возникают разные внештатные ситуации запускается режим экстренной остановки оборудования. В таком случае, компрессор мгновенно отключается, пропуская холостой режим и другие промежуточные этапы.

Классификация винтовых компрессоров

По типу привода:

• Прямой - относительно надежный и недорогой. Отличается довольно простой конструкцией - двигатель и основной винтовой блок соединены между собой муфтой.
• Ременной - позволяет непрерывно работать длительное время, имеет высокую производительность. Такой привод значительно увеличивает мощность и срок службы компрессора. Но конструкция довольно сложная и затратная в случае ремонта.

По максимальному давлению:

• низкого давления (до 3,5 бар);
• среднего давления (до 15 бар);
• высокого давления (до 35 бар).

По подключению к электросети:

• однофазные - можно использовать для бытовых работ с электрической сетью до 220 В;
• трехфазные - подходят для большого производства, работают с напряжением до 380В;
• универсальные компрессоры - могут работать с напряжение и 220 В, и 380 В.

По типу двигателя:

• дизельные;
• электрические.

Также различают два вида компрессоров: масляные и безмасляные.

Масляные компрессоры

Масляной компрессор требует специального масла, за уровнем которого нужно постоянно следить. Такой компрессор имеет более высокую производительность. Устройство и схема работы такие же, как и у безмасляных: два ротора, вращаясь друг к другу, всасывают и сжимают воздух. Только в процессе вращения, в винтовой блок впрыскивается масло, чтобы снизить силу трения между деталями, что движутся.

Масляные компрессора могут быть передвижные или стационарные, и работать от электросети или на дизтопливе.

Безмасляные компрессоры

Безмасляные компрессоры довольно популярны в фармацевтической и пищевой промышленности, микробиологии. Принцип действия такого компрессора позволяет получить сразу 100% чистый воздух без примесей масла. Это обусловлено их конструктивными особенностями - в них напрочь отсутствует масло в качестве смазывающего материала.

К недостаткам такой установки можно отнести относительно высокую цену и дорогое обслуживание в случае  их поломки. Но все это компенсируется максимально высоким качеством сжатого воздуха сразу из компрессора, причем без приобретения дополнительного оборудования очистки и подготовки воздуха.

Винтовые компрессоры - достаточно производительные, надежные и удобные в процессе работы. Если сравнивать с поршневыми компрессорами, стоимость их значительно выше, но все эти затраты вполне окупаются в их будущей эксплуатации за счет высокой энергоэффективности и производительности.