I compressori d'aria a vite rappresentano la spina dorsale delle moderne operazioni industriali, fornendo energia per attività che vanno dalle linee di montaggio produttive alla produzione farmaceutica. La loro affidabilità e l'efficienza energetica ne fanno una scelta privilegiata per le aziende che necessitano di un'approvvigione costante di aria compressa. Comprendere il loro meccanismo di funzionamento non solo aiuta un'ottimale gestione, ma anche supporta nella selezione del tipo più adatto—con o senza olio—per specifiche applicazioni. Analizziamo il processo ed esploriamo considerazioni fondamentali per gli utilizzatori industriali. Il principio di funzionamento di un compressore d'aria a vite si basa sullo spostamento positivo dell'aria mediante la rotazione di rotori sincronizzati. Ecco una dettagliata suddivisione passo dopo passo del processo, dall'aspirazione dell'aria fino alla fornitura di aria ad alta pressione:
Passo 1: Aspirazione dell'aria
Il processo inizia quando il motore del compressore aziona il rotore maschio, che a sua volta fa ruotare il rotore femmina (attraverso l'ingranaggio diretto o ingranaggi di sincronizzazione). Quando i rotori iniziano a ruotare, gli spazi tra le pale dei rotori (chiamati "cavità") si espandono, creando una zona a bassa pressione nel punto di aspirazione dell'aria. Questa bassa pressione richiama l'aria atmosferica attraverso un filtro, che rimuove polvere, sporco e altri contaminanti per proteggere le componenti interne del compressore.
Passaggio 2: Compressione
Mentre i rotori continuano a ruotare, le sacche d'aria vengono intrappolate tra le pale dei rotori e la carcassa del compressore. La configurazione a incastro dei rotori riduce gradualmente il volume di queste sacche man mano che si muovono verso la porta di scarico. Questa riduzione del volume aumenta la pressione dell'aria, un processo noto come compressione a spostamento positivo. Nei modelli con iniezione d'olio, l'olio lubrificante viene iniettato nella camera di compressione in questa fase per raffreddare l'aria, sigillare gli spazi tra i rotori e ridurre l'attrito.
Passaggio 3: Separazione Aria-Olio (Solo modelli con iniezione d'olio)
Nei compressori ad iniezione di olio, la miscela aria-olio compressa viene scaricata in un serbatoio separatore. Qui, la miscela viene rallentata, consentendo alle goccioline di olio più pesanti di depositarsi sul fondo del serbatoio. L'aria quindi passa attraverso una serie di filtri (inclusi filtri coalescenti) per rimuovere qualsiasi residua nebbia di olio, garantendo che l'aria scaricata soddisfi gli standard richiesti di purezza. L'olio separato viene raffreddato, filtrato e ricircolato nella camera di compressione per essere riutilizzato.
Passaggio 4: Raffreddamento e Asciugatura
L'aria compressa genera calore a causa della riduzione di volume (compressione adiabatica). Per prevenire danni al compressore e garantire un funzionamento efficiente, l'aria compressa viene fatta passare attraverso un refrigeratore (a raffreddamento ad aria o ad acqua) per abbassarne la temperatura. Il raffreddamento dell'aria riduce anche il contenuto di umidità, poiché l'aria più fredda può trattenere meno vapore acqueo. In applicazioni che richiedono aria secca, possono essere installati a valle del compressore ulteriori dispositivi di essiccazione (ad esempio essiccatori a desiccante o essiccatori refrigerati).
Passaggio 5: Scarico e Accumulo
L'aria compressa, raffreddata, essiccata e purificata, viene quindi scaricata dal compressore e accumulata in un serbatoio di accumulo dell'aria. Il serbatoio svolge la funzione di tampone, regolarizzando le fluttuazioni di pressione e garantendo un'erogazione costante di aria all'applicazione. Consente inoltre all'umidità residua di condensarsi e depositarsi sul fondo, da dove può essere scaricata periodicamente.
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