Винтовой компрессор устройство и принцип работы

Достоинства спиральных компрессоров

Спиральный компрессор работает более плавно, и надежно, чем большинство других объемных машин. В отличие поршней, подвижная спираль может быть идеально уравновешена, что сводит к минимуму вибрацию.

Отсутствие мертвого объема в спиральных компрессорах обуславливает повышенную объемную эффективность.

Спиральные компрессоры обычно обладают меньшей пульсацией чем поршневые компрессоры с одним поршнем, но большей чем много поршневые машины.

Спиральные компрессоры имеют меньше движущихся частей, по сравнению с поршневыми, что, теоретически, обеспечивает их большую надежность.

Спиральные компрессоры, как правило, очень компактны и не требуют пружиной подвески, вследствие плавной работы.

Виды и характеристики компрессоров различного назначения

Различают данные агрегаты по принципу их действия, а также конструктивным особенностям. Что касается принципа работы, то сюда относится особенность самого процесса увеличения давления.

Компрессоры могут классифицироваться на следующие типы:

• Поршневые. Это самый первый вид компрессоров, которые активно применяются и в нынешнее время. Обусловлено это довольно высокими показателями, а также способностью эксплуатироваться в интенсивном режиме. Чаще всего такие агрегаты используют на небольших производствах и для промышленных работ.
  Устроены поршневые компрессоры довольно просто. В их состав входит: сам поршень, цилиндр и два клапана, необходимые для нагнетания и всасывания воздуха из атмосферы. Располагаются они в крышке цилиндра.
  Во время работы устройства, шатун, который соединён с вращающимся коленчатым валом, передаёт на поршень движения по камере сжатия. В результате этого процесса происходит увеличение объёма воздуха, находящегося между нижней частью поршня и клапанами. Это приводит к разрежению.
  Воздух под давлением от компрессора может применяться в качестве: источника энергии различных исполнительных механизмов, временного использования сжатого воздуха, проведения различных технологичных работ.
  Поршневой компрессор стоит дешевле, нежели устройства другого типа. Также, данный агрегат прост в реализации, ремонтопригоден, может функционировать в загрязнённой среде и обладает высоким КПД.

• Винтовой. Это класс объёмных компрессоров, т.е. сжатие газа либо воздуха тут происходит благодаря изменению самого объёма. Если говорить проще, то это такой агрегат, с помощью которого осуществляется преобразование электрической энергии через электродвигатель в энергию воздуха, либо же газа. Данные установки отличаются между собой оснащением, принципом работы и прочими показателями.

  Все установки, которые входят в состав винтового компрессора, могут быть различными. Но они имеют общее оборудование воздушный и масляный фильтр, винтовой блок, входной и предохранительный клапан, электрический двигатель, термостат, система трубопроводов, охладитель масла, вентилятор, система управления, реле давления.
  Принцип работы данного агрегата довольно прост. При помощи специального привода, двигатель начинает вращать винтовую пару. В неё поступает уже очищенный воздух. После этого процесса происходит смешивание воздуха с маслом, необходимого для того, чтобы между роторами образовался так называемый «масляный клин».
  Во время самого вращения роторов зазоры между ними начинают уплотняться. Этот процесс приводит к тому, что воздух начинает сжиматься, а его давление – увеличивается.
  Также, в данных операциях масло ещё и выполняет немаловажную функцию смазывания всех рабочих механизмов. После этого, полученная смесь воздуха с маслом поступает в специально предназначенную ёмкость. В неё происходит отделение этих компонентов, охлаждение и направление воздуха на выход самого устройства.
  Масло после своего охлаждения снова поступает в винтовой блок. Таким образом, винтовой компрессор обеспечивает высокие технологические показатели, увеличивают эффективность работы, а также производительность самих установок.
  Сегодня данный тип устройств применяется довольно часто в промышленных масштабах и на небольших производствах.

Также, данные агрегаты могут классифицироваться и по такому признаку, как наличие либо отсутствие масла. Так, безмасляный компрессор абсолютно не нуждается в замене масла.

Скольжение поршня в нём происходит благодаря применению в конструкции специальных материалов, обладающих низким уровнем трения. Такие устройства весят меньше, но мощность их не велика.

Масляный компрессор нуждается в наличии специального масла. Его необходимо периодически заливать и менять. Такие устройства обладают высокой мощностью и производительностью.

Благодаря такой системе смазки в них удаётся минимизировать силу трения между всеми движущимися деталями. Это приводит к снижению потребления мощности самого двигателя.

Устройство и принцип работы спирального компрессора

Существует несколько типовых конструкции спиральных компрессоров.

Наиболее распространенный вариант — использование двух спиральных элементов, установленных с эксцентриситетом. Один из этих элементов подвижный, другой нет.

Конструкция компрессора с одной подвижной спиралью

Спиральный компрессор показан на рисунке.

В герметичном корпусе размещен электродвигатель, который приводит во вращение вал. В верхней части корпуса установлена неподвижная спираль. На валу установлена подвижная спираль, которая может перемещаться по направляющим совершая сложное движение относительно неподвижной спирали.

В результате перемещения между спиралями образуются камеры (карманы), объем которых при дальнейшем движении уменьшается, и как следствие газ находящийся в этих карманах сжимается.

Принцип работы такого компрессора показан в ролике:

Также встречаются компрессоры с двумя подвижными спиралями, совершающими вращательное движение относительно разных осей. В результате вращения спиральных элементов также образуются камеры, объем которых при вращении уменьшается.

В большей степени от представленных выше вариантов отличается компрессор, в котором жесткий элемент выполненный в форме архимедовой спирали воздействует на гибкую упругую трубку. По принципу работы такой компрессор схож с перистальтическим насосом. Такие спиральные компрессоры обычно заполнены жидкой смазкой для снижения износа гибкой трубки и отвода тепла. Такие компрессоры часто называют шланговыми.

Динамические клапаны

В спиральных компрессорах клапан на всасывании не нужен, т.к. подвижная спираль сама отсекает рабочую камеру от канала всасывания. В линии нагнетания спирального компрессора может устанавливаться динамический клапан, который не допускает обратного потока и, как следствие, вращения спирали под действием сжатого газа при выключенном двигателе. При этом следует учитывать, что динамический клапан создает дополнительное сопротивление в линии нагнетания.

Динамические клапаны устанавливают в линии нагнетания средне- и низкотемпературных компрессоров Copeland, предназначенных для холодильной техники.

Применение компрессоров

Компрессор – это машина или устройство, предназначенное для перемещения газообразных веществ, путем повышения давления внутри системы. Их широко применяют на всех видах производства.

Для обеспечения качественной и бесперебойной работы предприятия нужно обеспечить диагностику и своевременный ремонт компрессоров.

Область применение агрегатов весьма широка, в частности их широко используют для таких целей:

1. Транспортировки природного газа от места добычи до конечного потребителя.
2. Для сжатия химических агентов на нефте- и газоперерабатывающих предприятиях.
3. В системах для охлаждения воздуха.
4. Для заправки баллонов с высоким давлением. Все они широко применяются в различных сферах деятельности, в частности в строительстве, медицине и на промышленных предприятиях.
5. Используется как источник питания пневматических систем и инструментов.
6. В транспортной промышленности. В автомобилях и поездах эксплуатируются пневматические системы для торможения. Применяются в самолетах для того, чтобы уравновесить давление.
7. Для добычи полезных ископаемых или откачивания нефти компрессорное оборудование нагнетает воздух в пласт земной коры, что способствует повышению количества добываемого продукта.
8. В химической промышленности используют для синтеза едких летучих веществ, а также для нагнетания давления при различных реакциях с газообразными веществами.
9. Для увеличения производительности двигателя часто эксплуатируют турбокомпрессоры.

Все виды компрессоров имеют свою сферу применения в народном хозяйстве. Данные исследований утверждают, что одна десятая часть использованной энергии на промышленных предприятиях потрачена на обеспечение качественной работы подобного оборудования.

Виды электрических компрессоров

Компрессор – это устройство, которое подает под давлением на пневматический инструмент сжатый воздух или газ.

Компрессорное оборудование используется в быту, в медицине, при производстве строительных и ремонтных работ, в промышленности, в кулинарии, в автомобильном и мебельном производстве и при покрасочных работах любого масштаба. Большинство компрессоров работает на электричестве.

Бытовые агрегаты работают от сети 220В, промышленные – от сети 380В. Мобильные установки могут работать от дизельных двигателей.

По принципу действия электрические компрессоры классифицируются на следующие виды:

• Поршневые компрессоры – самые распространенные. Основной рабочий инструмент в таких компрессорах – поршень, который сжимает воздух в цилиндре. Крупные поршневые агрегаты  имеют несколько цилиндров, которые обеспечивают им довольно высокую мощность. Главной проблемой электрокомпрессоров поршневого типа является быстрый износ поршней и колец – главных элементов всего агрегата. Замена этих деталей – основная часть затрат на обслуживание и содержание такой техники. При достаточно высокой степени сжатия поршневой тип компрессоров имеет невысокий КПД, зато способен стабильно работать в условиях высокой запыленности и не ломается при частом выключении и включении.
• Роторно-винтовые электрические компрессоры – еще один очень распространенный тип компрессоров, в основе работы которого лежит работа системы роторов. Вращаясь, эти роторы прогоняют воздух в камеры, где он и сжимается. Такой тип компрессоров обладает очень высоким КПД и очень экономичен в эксплуатации. Износ деталей и элементов в винтовых компрессорах минимальный, они потребляют на 25-30% меньше электроэнергии, чем поршневые, а капитальный ремонт им требуется всего 1 раз в 8-10 лет. Роторные компрессоры отличаются высокой степенью надежностью и длительным сроком службы, кроме того, они просты в управлении, производят во время работы минимальное количество шума и имеют небольшие размеры.
• Роторно-пластинчатые компрессоры оснащены прямым приводом и отличаются высокой производительностью, надежностью и долговечностью. Однако они способны создавать давление ниже, чем компрессоры винтового типа.
• Мембранные компрессоры в своей работе используют мембрану, за счет колебаний которой и происходит нагнетание воздуха. По производительности мембранные компрессоры ниже поршневых, зато могут обеспечить высокую чистоту нагнетаемого воздуха.

Запчасти для компрессоров на выставке

С целью продвижения бизнеса и завоевания более устойчивых позиций на рынке, большинство специализированных компаний принимают решение принять участие в экспозиции под названием «Электро», что ежегодно проводится в ЦВК «Экспоцентр».

Здесь собираются ведущие отраслевые деятели с целью:

• ознакомления с наработками компаний-конкурентов;
• презентации на стендах своей продукции;
• поиска инвесторов, а также заказчиков;
• расширения клиентской базы;
• продвижения продукции на рынке;
• закрепления позиций;
• формирования благоприятного имиджа компании и т.д.

Экспоненты из разных регионов России, а также стран Восточной Европы традиционно посетят предстоящее мероприятия, где примут участие в запланированных деловой программой:

• обсуждениях;
• конференциях;
• конкурсах;
• форумах;
• круглых столах и т.д.

Реализация продукции – не простой процесс в условиях современной конкуренции на рынке. Запчасти для компрессоров – обширная позиция, которая будет продемонстрирована на стендах в ЦВК компаниями из разных стран, а также отечественными производителями. Также на выставке будут участвовать компании, осуществляющие обслуживание и ремонт компрессоров.

Кроме того на выставке «Электро» будут представлены образцы современного электротехнического оборудования от ведущих производителей. Традиционно выставка состоится на базе международного комплекса «Экспоцентр».

Примеры компрессоров различных видов и назначения на выставке

На экспозиции в центральном комплексе страны, что славится грандиозными и значимыми для продвижения отраслей проектами, есть возможность зарекомендовать себя, как серьезного бизнесмена с большими перспективами.

«Экспоцентр» создает оптимальные условия для участников, чтобы они могли в ходе тематического мероприятия продемонстрировать в лучшем свете собственные достижения и образцы с целью их реализации на специализированном рынке.

Выставка «Электро» – одно из таких событий международного уровня, где ежегодно встречаются отраслевые деятели из разных стран с целью ознакомления с наработками коллег, презентации собственных разработок, а также обсуждения в ходе деловой программы проекта наиболее важных и значимых для благополучного и процветающего развития сегмента вопросов.

Воздушные электрические компрессоры в числе прочих образцов оборудования будут также представлен на стендах отечественных и заграничных компаний.

Вы хотите узнать много интересного и нового в электротехнической отрасли?

Тогда вам обязательно следует посетить ежегодное мероприятие международного масштаба – выставку «Электро». Тут будет осуществляться экспонирование самого современного оборудования.

Также, каждый посетитель сможет ознакомиться с инновационными разработками и технологиями, узнать, как работает компрессор высокого давления и где его можно применять, и многое другое.

Данное мероприятие является идеальной площадкой для проведения эффективных и результативных маркетинговых исследований.

Именно здесь в одном месте каждый год собираются ведущие специалисты и представители крупнейших компаний со всего мира, чтобы решить самые актуальные вопросы и выбрать вектор развития отрасли на ближайший год.

Турбогенераторы разного вида и назначенияВоздушные компрессорыТурбогенератор назначение и принцип действия

Как функционируют воздушные электрические компрессоры?

На современном рынке большой интерес представляют компрессоры воздушные электрические. Это связано с тем, что они применяются для выполнения огромного количества операций.

Такое оборудование представляет собой специальное оснащение, которое предназначено для работ с инструментом с использованием сжатого воздуха или газа. Подобное функционирование осуществляется под давлением. Сжатые газы или воздух подаются дозировано к месту требования.

Существующие модели значительным образом отличаются между собой по:

• мощности;
• напряжению;
• производительности.

Режим сжатия воздуха может быть абсолютно различным. Так, выделяют мембранные, поршневые и ротационные устройства.

Такие агрегаты осуществляют две важные функции, при этом следует отметить, что они являются взаимосвязанными. Устройство нагнетает воздух в специальный заборник. В нем он прессуется под давлением, а после этого подается уже сжатый газ в необходимом количестве.

Воздушные электрические компрессоры конструктивно состоят из:

1. Цилиндра. Он представляет собой емкость, где и осуществляется сжатие воздуха.
2. Поршней. За счет их обеспечивается обратно пропорциональное движение маховика. Именно он непосредственно и создает давление.
3. Клапанов-распределителей. Данные детали предназначены для регулировки количества и объема воздуха.
4. Редуктора. За счет него обеспечивается герметичность. Это исключает улетучивание воздуха.
5. Системы охлаждения. Она представляет собой одну или несколько установок для предотвращения перегрева оснащения в процессе его эксплуатации.

Чтобы поршень был приведен в движение, необходимо обеспечить электрическое питание. Это свою очередь гарантирует бесперебойное функционирование агрегата.

Большинство людей, которые не сталкивались с использованием такого оборудования, считают, что оно необходимо только в промышленности. Однако компрессоры воздушные электрические имеют широкую сферу применения.

К этим сферам применения относятся:

• строительство;
• ремонт конструкций, сооружений и жилых объектов;
• покраска транспортных средств или различных элементов;
• шлифовка поверхностей;
• равномерное нанесение красок и лаков на поверхность.

Такие установки часто эксплуатируются при добыче полезных ископаемых. В данном случае они применяются как инструмент, который приводит в движение все основное оборудование.

Инновационным и совершенно нестандартным стало применение компрессов в аэрографии. Такое направление получило широкое распространение за счет необычного нанесения красок на холст. Это в свою очередь позволяет значительным образом разнообразить картину.

Характеристики воздушных электрических компрессоров

Говоря о конструктивных воздушных компрессоров особенностях, важно изучать следующие характеристики:

1. Наличие однофазного асинхронного двигателя, что функционирует от электрической сети в 220В. Такой критерий говорит о стабильности функционирования техники в условиях интенсивной, порой непрерывной эксплуатации.
2. Компрессорный блок, представленный в виде цилиндра с поршнями, что работают, свидетельствует о прочности и надежности, а также размеренной подачи воздушного потока к самому ресиверу.
3. Ременный привод – наиболее правильный, проверенный вариант по сравнению с прямо-приводным компрессором. Преимущество первого кроется в меньшей частоте вращения двигателя. Система охлаждения также более качественная.
4. О высоком уровне безопасности говорит своевременная реакция реле давления при показателе в 8 бар. Происходит отключение двигателя.

Это основные позиции, которые недопустимо оставлять без внимания в условиях выбора подходящего образца.

Преимущества и недостатки

К несомненным достоинствам спиральных компрессоров относятся:

• плавная работа без вибраций и рывков;
• отсутствие «мертвого объема»;
• КПД, приближающийся к 100%;
• тихая работа;
• компактность;
• не нужна пружинная доска;
• низкая стоимость сервисного обслуживания;
• минимальный износ элементов.

Конечно, полное отсутствие масла в воздухе – это также преимущество спирального нагнетателя. Но у каждой медали две стороны, поэтому не стоит забывать о недостатках:

• необходима точная настройка оборудования профессионалом;
• требуется периодическая замена спиралей;
• компрессор без динамического клапана не обеспечит нужный уровень давления в подаваемом воздухе.

Для каждого производства и оборудования нужно подбирать компрессор с соответствующими техническими характеристиками. Не существует идеального устройства, которое подходило бы ко всему. Перед покупкой дорогостоящего агрегата обязательно нужно провести консультации с опытным специалистом.

Регулируемые спиральные компрессоры

Долгое время спиральные компрессоры выпускались без возможности регулировки производительности. При необходимости уменьшить подачу использовалось частотное регулирование приводного электродвигателя, либо перепуск части газа из линии нагнетания в линию всасывания.

В настоящее время регулируемые спиральные компрессоры производятся компанией Emerson. В этих компрессорах может изменяться расстояние между осями вращения спиралей, при необходимости это расстояние можно выбрать таким, что между спиральным элементами не будут образоваться камеры, а значит подача компрессора будет рана 0. Чередуя два различных рабочих состояния (холостой и рабочий ход) с помощью электронного управления, можно добиться требуемой производительности.

Воздушные спиральные компрессоры для идеального безмасляного воздуха

Спиральные компрессоры – это достойная альтернатива другим типам воздушных нагнетателей, особенно поршневым. В последние годы все больше компаний предпочитают спиральный тип компрессора для обеспечения потребителя чистым воздухом без малейших примесей масла.

Спиральный компрессор – удовольствие не из дешевых, особенно оснащенный ресивером. Но для производств, где по стандартам ISO8573-1 (2010) степень загрязненности воздуха должна соответствовать классу «0», он является наилучшим выбором.

К тому же, учитывая низкую стоимость сервисного обслуживания и высокий КПД агрегата, его стоимость быстро отбивается. Добавьте к этому абсолютно чистый воздух и бесшумную работу – и станет понятно, почему воздушные спиральные компрессоры так стремительно завоевывают рынок.

Масляные и безмасляные электрические компрессоры

В зависимости от того, требуется ли движущимся частям компрессора смазка, различают масляные и безмасляные компрессоры. Первые имеют более низкий износ деталей и более высокий срок службы, вторые обеспечивают более высокую чистоту воздуха и более безопасны с точки зрения риска возгорания.

Безмасляные компрессоры недорого стоят, просты и экономичны в обслуживании, однако имеют небольшой ресурс и не рассчитаны на высокие нагрузки. Масляные агрегаты более производительны, но нуждаются в периодическом профилактическом обслуживании, замене масляных фильтров, поддержании определенного уровня масла.

Масляные компрессоры подразделяются на ременные и коаксиальные – в зависимости от способа передачи энергии двигателя на сам компрессор. Ременные обладают более высоким КПД и повышенным ресурсом работы, однако более шумны в работе, чем коаксиальные.

Устройство и принцип работы

Принцип работы нагнетателя спирального типа основывается на вращении одной спирали относительно другой:

• первая – статическая – неподвижно фиксируется на корпусе;
• вторая – динамическая – осуществляет вращения вокруг нее, проталкивая порцию сжатого воздуха к выходному тракту.

Цикл повторяется непрерывно, исключая резкие перепады воздушного давления, так называемые пульсации. Единичный цикл состоит из 3-х этапов.

1. Начальный, когда происходит засасывание воздуха в пространство, освобождаемое движущейся спиралью. Между статической и динамической деталями нет зазоров.
2. Этап сжатия. По мере оборачивания спирали поступивший воздух сжимается, постепенно продвигаясь к точке выхода.
3. Завершающий, когда сжатый воздух выбрасывается из выходного отверстия и подается к потребителю.

Количество оборотов приводного вала достигает нескольких десятков тысяч за 1 мин. Но в отличие от поршневых компрессоров, здесь нет пульсаций, которые приводят к раннему износу комплектующих.

Самые распространенные – электрические компрессоры, но в продаже встречаются нагнетатели с дизельным или бензиновым силовыми установками. Дольше прослужит спиральный компрессор с шестеренчатой передачей. Он показывает нулевой уровень проскальзывания при максимальных нагрузках, отличается КПД, близким к 100% и просто в обслуживании.

Наличие динамического клапана предотвратит движение воздуха в обратную сторону, если на потребителе фиксируется высокое давление. Если компрессор оснащен воздушным фильтром, то его производительность несколько снизится, но повысится ресурс антифрикционных уплотнителей, а значит, и самого агрегата. Эти элементы не являются обязательными, они поднимают общую стоимость системы. Но предсказуемость работы компрессора и срок его службы резко повышаются.

Основные требования и характеристики запчастей для компрессоров

Соответствие технологическим требованиям – основное правило, согласно которому подбираются подходящие запчасти для компрессоров.

Сборочные единицы представлены сегодня в широком многообразии, что отличаются не только наименованием позиций, но еще и:

• качеством;
• стоимостью;
• производителем.

Все приведенные выше критерии выстраиваются в логичную цепочку, где одно вытекает из другого.

Что вообще подразумевается под понятием запчасти для компрессоров?

Это множество составных единиц, из которых формируется надежное, практичное в применении устройство, вне зависимости от его типа.

Необходимость в запасных деталях возникает в результате продолжительной эксплуатации устройства. Отдельные детали подвергаются большему износу, в соответствии с этим возникает необходимость в демонтаже неисправных элементов и установке новых несколько чаще.

В условиях несоответствия технологическим требованиям параметров деталей это может послужить причиной сбоев в работе агрегатов

Важно выбирать качественные, подходящие образцы, выполненные из надежных, высокопрочных материалов. Только так отсутствует риск возникновения нарушений в функционировании, а также исключен выход из строя всего агрегата без возможности проведения ремонтных работ

В таком вопросе абсолютно неуместной является экономия средств.

Различают 2 типа запасных элементов: уникальные и универсальные. Последние представляют собой образцы, которые монтируются на большую часть компрессорных установок. В свою очередь уникальные детали подбираются индивидуально, исходя из разновидности и марки конкретного агрегата.

Также, когда выбираются запчасти для компрессоров, важно учитывать для какого устройства выбирается деталь: поршневого или винтового типа