Какво представлява въздушният компресор с винтов механизъм и инжектиране на масло и как функционира?

Основен принцип на работа на Маслен винтов компресор за въздух

Динамика на двойния винтов ротор и синхронизирано компресиране с маслен филм

Въздушните компресори с винтов тип и маслено впръскване разчитат на внимателно проектирани спираловидни ротори за своята работа. Когато мъжкият ротор се върти — обикновено задвижван от електродвигател — неговите жлебове се съчетават с тези на женския ротор, докато двата ротора се въртят в противоположни посоки. Това координирано движение създава въздушни джобове, които се придвижват по цялата дължина на компресора — от входа към изхода. Докато тези джобове напредват през системата, пространството между роторите намалява приблизително пет пъти, което всъщност предизвиква компресията на въздуха. Впръсканото масло изпълнява едновременно три важни функции: образува тънка плёнка, която предотвратява изтичането през микроскопичните зазори; осигурява добро смазване на подвижните части и отвежда топлината, генерирана по време на компресията. Благодарение на този умен дизайн тези машини могат да работят непрекъснато при скорости, надхвърлящи 3000 оборота в минута, като все пак запазват ефективност от около 90 процента в повечето индустриални приложения.

Защо масленото впръскване доминира в индустриалните приложения на винтови въздушни компресори

Производителите в строителната и автомобилната индустрия използват компресори с маслено наводняване, защото те просто имат по-голяма икономическа обоснованост като цяло. Впръсканото масло всъщност абсорбира около 70% от топлината, генерирана по време на експлоатация, което означава, че компаниите не са принудени да инсталират големи системи за охлаждане. Това позволява използването на по-малки компресорни агрегати, които все пак могат да осигуряват разход на въздух между 50 и 250 кубични фута в минута при налягане от 100 до 150 паунда на квадратен инч. Друго важно предимство е, че маслената плевка намалява нивото на шума с приблизително 8–12 децибела, което прави тези машини подходящи дори за места със строги норми за шум. Освен това се изисква по-малко поддръжка, тъй като няма зъбчати предавки за синхронизация, а първоначалната покупна цена е с 30–40% по-ниска в сравнение с безмаслените модели. За повечето ежедневни промишлени нужди от въздух, където не се изисква абсолютна чистота, компресорите с впръскване на масло продължават да бъдат предпочитаният избор за безброй обекти в различни сектори.

Четири критични функции на маслото в винтов компресор с въздушен охладител

Освен смазването, маслото изпълнява още три други жизненоважни функции във винтовите компресори:

• Смазване и уплътнение: Елиминиране на „протичането назад“ за максимизиране на обемната ефективност
  Маслото образува динамично уплътнение между роторите, намалявайки изтичането на въздух („протичане назад“) до 15 % и поддържайки обемната ефективност над 90 %.

• Охлаждане: Поглъщане на около 70 % от топлината при компресията — основни аспекти на термичното управление
  Впръскваното масло поглъща по-голямата част от топлинната енергия, генерирана по време на компресията, предотвратявайки прегряването на роторите и осигурявайки стабилна работа в стандартните индустриални диапазони на налягане.

• Намаляване на шума: Демпфиране чрез маслен филм, което понижава акустичните емисии с 8–12 dB(A)
  Масленият слой между въртящите се повърхности действа като ефективен акустичен демпфер, намалявайки работния шум до 70–75 dB(A) — добре в рамките на ограниченията, установени от OSHA за непрекъснато излагане на работното място.

Тази мултифункционална интеграция позволява на правилно поддържаните винтови компресори с маслено впръскване да постигнат над 50 000 работни часа.

Основни компоненти и процесът на отделяне на масло и газ

Въздушна глава, маслена резервоарна камера и маслен хладилник: Интегриран термичен и потоков контрол

Вътре във въздушната глава се намират двойните ротори, които извършват основната работа при компресирането. Междувременно маслената резервоарна камера служи като съхранително място за смазващото масло в тази затворена система. Докато маслото преминава от резервоарната камера към въздушната глава, то помага за правилното уплътняване и поддържа ниска температура по време на експлоатация. След като премине през масления хладилник, където се отвежда около две трети от цялото генерирано топлинно количество, маслото се връща във въздушната глава с точно необходимата вискозитет. Този прецизен термичен контрол осигурява, че маслото може да запази подходящата обемна ефективност дори при продължителна експлоатация без прекомерно нагряване.

Многостепенен процес на отделяне: коалесценция, адсорбция и механична филтрация за остатъчно съдържание на масло под 3 ppm

Разделянето на маслото и газа след компресирането се осъществява чрез няколко свързани стъпки. Първата стъпка използва центробежната сила вътре в сепаратора, за да отдели около 95 % от по-големите капчици масло. Останалото се обработва по-нататък чрез коалесцентни филтри, които обединяват тези микроскопични частици масло в по-големи капки, които могат да бъдат отстранени чрез оттичане. За най-малките частици се използва адсорбционна среда, обикновено с активен въглен, която улавя аерозолите с размер под един микрометър. Също така през цялото време работи механична филтрация, за да задържи всякакви твърди примеси, идващи от по-горния участък на системата. Когато цялата система функционира правилно, тя поддържа преноса на масло под 3 части на милион (ppm) повечето от времето, което означава по-чист въздух за по-нататъшното използване и по-добра защита на оборудването, разположено по-нататък по веригата.

Компресори за въздух с винтов тип с фиксирана скорост срещу компресори с променлива скорост (VSD): управление на маслото и ефективност

Стандартните винтови компресори с фиксирана скорост поддържат двигателя си да работи при една и съща оборотна скорост (RPM), независимо от текущата потребност, като регулират изходната мощност чрез входни клапани при нужда. Простотата на този подход е напълно достатъчна за базови приложения, но води до загуби по време, когато е необходима само частична товарна мощност. Енергията се губи, тъй като двигателят продължава да се върти дори когато няма много работа за вършене. Тук именно компресорите с променлива скорост на въртене (VSD) проявяват своето предимство. Тези машини действително могат да променят скоростта на двигателя си в зависимост от количеството въздух, което трябва да бъде преместено в дадения момент, което намалява енергийното потребление с около 30–50 % в обекти с променлива потребност през деня. Това има и значително влияние върху системите за смазка. Компресорите с фиксирана скорост работят при сравнително стабилни термични условия, поради което маслото остава хладно, а филтрите функционират предсказуемо повечето от времето. В противовес на това, VSD-компресорите изпитват широк спектър от температурни колебания и променливи скорости на циркулация на маслото, докато ускоряват или забавят работата си. Това означава, че производителите трябва да осигурят по-ефективни решения за охлаждане и далеч по-точни филтрационни системи, за да поддържат маслото при оптимална вискозитет в различните режими на работа. В противен случай възникват проблеми със смазването, цялостността на уплътненията и излишното количество масло, което се пренася в потока на компресирания въздух по време на честите промени в скоростта.

Често задавани въпроси

Какви са трите основни функции на маслото в винтов компресор с въздушен охладител?

Маслото във винтовия въздушен компресор изпълнява ролята на смазка за подвижните части, образува уплътнение, за да предотврати изтичането на въздух, и абсорбира топлината, генерирана по време на компресията.

Защо винтовите компресори с инжекция на масло се предпочитат в промишлени приложения?

Те се предпочитат поради своята икономичност, ефективното абсорбиране на топлина от маслото, намалените нива на шум, по-ниските разходи за поддръжка и по-ниската първоначална цена в сравнение с безмаслените модели.

Как варираният скоростен двигател (VSD) спестява енергия?

Компресорите с VSD регулират скоростта на двигателя според потребностите, като намаляват енергийното потребление с 30 до 50 % чрез избягване на ненужна работа на двигателя по време на периоди с ниско търсене.