Schraubenluftkompressoren bilden das Rückgrat moderner Industriebetriebe und versorgen alles von Fertigungsstraßen bis hin zur pharmazeutischen Produktion mit Energie. Ihre Zuverlässigkeit und Energieeffizienz machen sie zur ersten Wahl für Unternehmen, die eine gleichmäßige Druckluftversorgung benötigen. Das Verständnis ihres Funktionsprinzips hilft nicht nur beim optimalen Betrieb, sondern auch bei der Auswahl des richtigen Typs – öleingespritzt oder ölfrei – für spezifische Anwendungen. Zerlegen wir den Prozess und betrachten wir wesentliche Aspekte für industrielle Anwender. Das Arbeitsprinzip eines Schraubenluftkompressors basiert auf der verdrängenden Verdichtung von Luft durch die Rotation sich verriegelnder Rotoren. Hier ist eine detaillierte Schritt-für-Schritt-Erklärung des Prozesses, von der Luftansaugung bis zur Abgabe von Hochdruckluft:
Schritt 1: Luftansaugung
Der Prozess beginnt, wenn der Motor des Verdichters den männlichen Rotor antreibt, welcher wiederum den weiblichen Rotor dreht (entweder durch direktes Eingriff oder Zeitsteuerungsgetriebe). Während sich die Rotoren zu drehen beginnen, vergrößern sich die Zwischenräume zwischen den Rotorzähnen (auch als „Taschen“ bezeichnet), wodurch im Luftansaugstutzen eine Unterdruckzone entsteht. Dieser Unterdruck saugt atmosphärische Luft über einen Filter an, der Staub, Schmutz und andere Verunreinigungen entfernt, um die internen Bauteile des Verdichters zu schützen.
Schritt 2: Verdichtung
Wenn sich die Rotoren weiterdrehen, werden Lufttaschen zwischen den Rotorzähnen und dem Gehäuse des Kompressors eingeschlossen. Durch das ineinander greifende Design der Rotoren verkleinert sich das Volumen dieser Taschen schrittweise, während sie sich in Richtung des Ablassports bewegen. Diese Volumenverkleinerung erhöht den Druck der Luft – ein Prozess, der als verdrängende Verdichtung bekannt ist. Bei öleingespritzten Modellen wird in diesem Stadium Schmieröl in die Verdichtungskammer eingespritzt, um die Luft zu kühlen, die Spalte zwischen den Rotoren abzudichten und die Reibung zu verringern.
Schritt 3: Luft-Öl-Trennung (nur bei öleingespritzten Modellen)
Bei öleingespritzten Kompressoren wird das Druckluft-Öl-Gemisch in einen Abscheiderbehälter abgegeben. Hier wird das Gemisch verlangsamt, wodurch sich die schwereren Öltropfen am Behälterboden absetzen. Die Luft durchläuft anschließend eine Reihe von Filtern (einschließlich Koaleszationsfilter), um verbleibenden Ölnebel zu entfernen, wodurch sichergestellt wird, dass die abgegebene Luft den geforderten Reinheitsstandards entspricht. Das abgeschiedene Öl wird gekühlt, gefiltert und erneut in die Verdichtungskammer rückgeführt.
Schritt 4: Kühlen und Trocknen
Druckluft erzeugt Wärme aufgrund der Volumenverringerung (adiabatische Kompression). Um Schäden am Kompressor zu vermeiden und einen effizienten Betrieb sicherzustellen, wird die Druckluft durch einen Kühler (luftgekühlt oder wassergekühlt) geleitet, um ihre Temperatur zu senken. Die Abkühlung der Luft verringert auch ihren Feuchtigkeitsgehalt, da kältere Luft weniger Wasserdampf halten kann. Bei Anwendungen, die trockene Luft erfordern, können zusätzliche Trocknungsanlagen (wie Adsorptionstrockner oder Kältetrockner) hinter dem Kompressor installiert werden.
Schritt 5: Abgabe und Speicherung
Die gekühlte, getrocknete und gereinigte Druckluft wird anschließend aus dem Kompressor abgegeben und in einem Druckluftspeicherbehälter gespeichert. Der Speicherbehälter wirkt als Puffer, glättet Druckschwankungen und gewährleistet eine gleichmäßige Luftversorgung für die Anwendung. Außerdem ermöglicht er, dass restliche Feuchtigkeit kondensiert und sich am Boden absetzt, wo sie periodisch abgeleitet werden kann.
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