Jak funguje šroubový kompresor?

Šroubové kompresory jsou efektivní jednotky pro výrobu stlačeného vzduchu. Používají se k pohonu pneumatického nářadí, které má široké uplatnění v různých oborech lidské činnosti: ropa a plyn, potravinářství, farmacie, lehký průmysl, hutnictví, těžba a další průmyslová odvětví. Jednoduchá a spolehlivá konstrukce šroubových jednotek umožňuje provoz jednotek téměř XNUMX hodin denně s krátkými přestávkami na opravy a údržbu.

Princip činnosti šroubových kompresorů

Hlavním konstrukčním prvkem takové jednotky je šroubový blok. Zde probíhá proces stlačování vzduchu. Jednotka pracuje na principu „Archimedova šroubu“, ale místo kapaliny je použit vzduch, který je v pracovní komoře násilně stlačován mezi dvěma rotujícími šnekovými šrouby. Konstrukce samotného bloku je navržena tak, aby protilehlé plochy měly minimální mezery. Tím se zvyšuje účinnost kompresoru a celého systému jako celku. Vzduch po stlačení prochází čisticími stupni pomocí separátoru, filtrů a sušiček a dostává se ke konečnému spotřebiteli.

Výhody šroubových systémů

• Kompaktní rozměry, instalace bez základů.
• Rychlý servis, levný provoz.
• Efektivní chlazení.
• Nízká hladina vibrací a hluku.
• Vysoká automatizace.
• Nízká spotřeba maziv.

Nevýhody zařízení

• Složitost výroby páru šroubů (vyžadována vysoká přesnost).
• Vyšší cena ve srovnání s pístovými analogy.

Všechny nevýhody šroubových strojů jsou mnohokrát kompenzovány výhodami a. Například nadsazená cena je snadno kompenzována delším provozem a vysokou produktivitou při stejném výkonu. Relativně jednoduchá instalace nevyžaduje speciální základ a to také ovlivňuje konečnou cenu.

Princip činnosti pístových strojů

Kompresory s pístovým kompresním systémem jsou hlavním typem instalací, které se používají v malých podnicích nebo domácnostech. Takové jednotky se úspěšně používají v autoservisech, stavebních a opravárenských pracích. Kompresory fungují na principu spalovacích motorů: písty stlačují vzduch ve válcích vratným pohybem. Proces je řízen ventilovým mechanismem hlav a kompresoru, který reguluje směr proudění vzduchu.

Výhody pístových systémů

• Nízká cena ve srovnání se šroubovými analogy.
• Jednoduchý design.
• Dobrá udržovatelnost.

Nevýhody zařízení

• Vysoká hladina hluku a vibrací.
• Potřeba základu pro instalaci.
• Nízký výkon.
• Nízký stupeň automatizace.
• Častá údržba.

Co je lepší – šroubové nebo pístové instalace?

Hlavním charakteristickým rysem šroubových jednotek je jejich nepřetržitý provoz po dlouhou dobu. Mohou pracovat XNUMX hodin denně a v případě potřeby se vypínají pouze kvůli plánované údržbě a opravám. Této účinnosti je dosaženo díky konstrukčním prvkům šroubového bloku. Zařízení má méně pohyblivých částí ve srovnání s pístovými jednotkami.

Šroubový pár s malým spojením dílů podléhá nejmenšímu tření, a proto se méně zahřívá a stlačuje vzduch efektivněji. Pístové kompresory mají klikový mechanismus a ke kompresi dochází díky vratnému pohybu pístů ve válcích. Tato konstrukce je méně účinná, vyžaduje dobré chlazení a častou údržbu.

Výhody šroubových kompresorů oproti pístovým z nich činí nejspolehlivější mezi stávajícími a umožňují jejich provoz s minimálními náklady na údržbu. Takové systémy jsou produktivnější, trvanlivější a jejich provoz je levnější. Kvůli účinnosti jsou na kompresorech instalovány frekvenční měniče, které výrazně snižují náklady na energii.

Zařízení pro přívod stlačeného vzduchu se stále více používají. Vzhledem k jeho důležitosti navrhujeme zvážit, co je kompresor, k čemu je potřeba, jaké existují typy a jak funguje. Rádi vám poskytneme maximum užitečných informací o jednotkách hojně využívaných jak v profesionální sféře, tak v běžném životě, abyste si mohli vybrat model, výkon a další vlastnosti, které jsou ideální pro řešení vašich problémů.

Promluvme si hned o oblastech použití. Téměř každý moderní průmyslový podnik, tak či onak, používá ve svém technologickém procesu kompresory.

Účel kompresoru a princip jeho činnosti

Toto zařízení můžete definovat několika způsoby. Například z technického hlediska se jedná o komplexní celek skládající se z určitého počtu prvků mechanické pracovní skupiny. Je těžké pochopit? Obrázek vyjasní fungující algoritmus – je extrémně jednoduchý.

Jakékoli takové nastavení:

• pohlcuje (nasává) plynné prostředí;
• prochází jím, současně snižuje teplotu, čistí, odděluje (v případě potřeby) a hlavně stlačuje;
• vydává jej koncovým zařízením.

V procesu lze použít různé metody, stejně jako maziva a/nebo chladicí kapaliny, ale podstata se nemění. Kompresor je tedy stroj určený ke zvýšení tlaku a čerpání plynů. Úloha kompresoru v technologickém procesu je důležitá, proto jsou na jeho provozní vlastnosti kladeny poměrně přísné požadavky: musí být spolehlivý, výkonný, s extrémně nízkou poruchovostí.

Návrh a schéma

Konfigurace se může lišit v závislosti na typech modelu (které jsou popsány níže), ale každá možnost se skládá z následujících funkčních skupin:

• kompresní mechanismus – může to být pár šroubů, skupina pístů nebo jiný prvek, který vstřikuje plynné médium;
• pohon – motor (elektrický, na kapalné palivo nebo plyn), mechanismus přenosu síly (přímý, převodovka nebo řemen);
• rozvody a regulace – celá dostupná sada ventilů, potrubí a hadic;
• maziva – olejová potrubí, filtry, čerpadla, separátory, nádrže;
• chlazení – potrubí, koncové a mezilehlé výměníky tepla;
• elektroinstalace – stykače, relé, pojistky a řídící jednotka.

Připomeňme, že se jedná o nejobecnější případ a specifika již závisí na výbavě, jejíž možnosti nyní přejdeme ke zvážení.

Typy kompresorů: popis

Objemné

Jedná se o typ kompresoru, ve kterém ke kompresi dochází zmenšením objemu komory. Patří sem: píst, šroub, membrána, kapalinový kroužek, rotační deska a spirála.

Od vynálezu prvního kompresoru v roce 1650 bylo vynalezeno velké množství různých typů modelů, které vyhovují každé dané situaci. Věnujme pozornost těm, které jsou nadále aktuální.

Reciproční

Klasicky běžné, i když dnes už jsou v mnoha oblastech aktivně nahrazovány perspektivnějšími šroubovacími. Mohou být buď stacionární, s elektromotorem, nebo mobilní, se spalovacím motorem a kolovým/pásovým podvozkem.

Hlavní věc je, že vstřikování a přívod jsou prováděny písty pohybujícími se v pouzdrech, což umožňuje zajistit následující výkonnostní charakteristiky:

• tlak až 500 bar;
• Produktivita velkých plynových kompresorů může dosáhnout 8000 m3/h.

Konstrukčně jsou poměrně složité, a proto vyžadují během provozu kvalifikovanou údržbu.

Membrána

Tento typ kompresoru dělá stlačování plynu speciální deskou, která se pohybuje tam a zpět díky tyči upevněné na klikovém hřídeli. Samotné těsnění je zase napevno – na kameře – a proto nepotřebuje všechny druhy těsnění nebo kroužků.

Tento typ má následující výhody:

• celková spolehlivost návrhu;
• těsnost, a proto vysoká úroveň vstřikování;
• bezpečnost a ochrana proti korozi;
• čisté (není třeba mazat) a snadno se udržuje.

Důležitá vlastnost: pracovní prostředí je v kontaktu s membránou a vnitřními stěnami komory zařízení, ale ne s atmosférou místnosti nebo otevřeného prostoru. To umožňuje čerpat i toxické a zdraví škodlivé látky, nebo naopak cenné plyny, jejichž únik je nepřípustný.

Šroub

Jejich hlavním orgánem je dvojice rotorů, která se otáčí a nasává vzduch do těla sestávajícího z několika částí. Pracovní tekutina, která prochází systémem nádrží, ventilů a potrubí, je ochlazována, čištěna, čerpána a poté dodávána koncovým spotřebitelům.

Postupně nahrazují pístové modely kvůli jejich následujícím výhodám:

• hospodárnější než pístové motory (snižují náklady na energii o 30 % nebo i více);
• vyvinout tlak 8-13 atmosfér s průtokem vzduchu až 85 m3/min;
• spolehlivé díky jednoduchosti designu;
• kompaktní, vyznačující se nízkou spotřebou kovu;
• vysoce efektivní – může pracovat nepřetržitě;
• možnost ovládat automatizaci.

Rotační lopatka

Povahou jejich působení je přemístění s přenosem nárazového impulsu během procesu vstřikování. Plyn je v jejich případě nasáván zvětšením objemu komory mezi deskami vloženými do rotoru. Tlak vzniká díky tomu, že při otáčení rotoru se pak objem komory zmenšuje. Proces se cyklicky opakuje s každou otáčkou rotoru. To vede k vytvoření požadovaného tlaku (od 3 do 6 barů) a výstup se provádí potrubím.

Neexistuje žádný vratný pohyb, a to je klíč ke stabilnímu pohybu. Připojení k elektromotoru může být provedeno přímo, což snižuje energetické ztráty.

Dynamický

Toto kompresorové zařízení je buď odstředivého nebo axiálního typu instalace. V prvním případě se plyn pod vlivem odstředivé síly dostává do oběžného kola a vytváří na sací straně řidší prostor. V difuzoru stoupá tlak a tlumí tok. Ve druhé situaci se pracovní médium pohybuje mezi lopatkami rotoru, postupně mění svou rychlost a stlačuje se.

Jejich výkonnostní charakteristiky jsou:

• Směr pohybu vzduchových hmot je buď podélný (odstředivý), nebo příčný (axiální), případně i diagonální (kombinovaný).
• Počet stupňů komprese je od jednoho do několika.
• Typ pohonu je parní, elektrická nebo i plynová turbína.
• Výstupní tlak – od 0,015 MPa (modely s ventilátorem) a vyšší.

Výkon kompresoru: definice a srovnání

V rovině terminologie se jedná o objem vzduchu (nejčastěji, i když v zásadě jakéhokoli média) přečerpaného za minutu (v našem případě ale obecně lze akceptovat i jiné jednotky času). Může být indikován na sání nebo výstupu (relevantní pro pístové kompresory) a tyto dva indikátory se samozřejmě musí navzájem lišit. Kapacita kompresoru je uvedena pro různé podmínky sání.

Pokud je jednotkou měření Nm3/min (N – normální podmínky), pak jsou podmínky následující – teplota 0 °C, absolutní tlak 101325 Pa (760 mm Hg), relativní vlhkost 0 %.

Ale nejčastěji je výkon indikován FAD (Free Air Delivery). V tomto případě se měří v souladu s přílohou C ISO 1217 (nejčastěji se jedná o aplikaci) a předpokládá se, že podmínky na vstupu kompresoru jsou teplota 20 °C, tlak 1 bar, relativní vlhkost 0 %.

Zdálo by se, že rozdíl není velký. V jednom případě je teplota sání 0°C, ve druhém – 20°C. Ale v praxi je výkon kompresoru při 0 °C o 8 % nižší než výkon stejného kompresoru při 20 °C.

To může být kritické pro zařízení, která spotřebovávají stlačený vzduch. Při výběru kompresoru pro zařízení je proto třeba vzít v úvahu podmínky, za kterých je u tohoto zařízení indikována spotřeba stlačeného vzduchu.

Podle tohoto ukazatele jsou všechny modely klasifikovány do:

• nízká produktivita – až 3,5 m3/min;
• střední – od 3,5 do 85 m3/min;
• vysoká – více než 85 m3/min.

Přirozeně se musíte zaměřit nejen na tento ukazatel. Důležitá je také jednoduchost konfigurace, protože určuje celkovou spolehlivost a počet poruch. Nízká hmotnost a kompaktní rozměry poskytují více možností instalace. Hladký průtok zabraňuje předčasnému selhání jednotlivých ventilů nebo jiných prvků. Například možnost instalace bez nalití výkonného základu, což zjednodušuje a snižuje náklady na uvedení do provozu.

Vlastnosti bezolejových spotřebičů

Tato možnost může být v některých situacích nezbytná. Proč? Protože výstupem je 100% čistý vzduch, bez jakýchkoliv nečistot, a to je důležité pro podniky s vysokými požadavky na kvalitu stlačeného vzduchu.

Takové zařízení je žádané ve farmaceutickém sektoru, ve zdravotnických zařízeních, v potravinářském průmyslu a v některých chemických závodech. I když v jiných oblastech, kde je vyžadováno použití bezolejového stlačeného vzduchu, je také aktuální – díky jeho následujícím výhodám, které si ukážeme na příkladu našich bezolejových kompresorů řady LENTO:

• ve většině případů není nutné používat hlavní filtry v systému přívodu stlačeného vzduchu;
• vestavěná kondenzační sušička a absence hlavních filtrů v systému minimalizují pokles tlaku. Tím se snižuje spotřeba energie, kterou kompresor vynakládá na udržení požadovaného tlaku v síti;
• kondenzát po kompresoru lze vypustit do kanalizace bez dalšího čištění;
• vysoká spolehlivost a výrazně nižší náklady na údržbu a opravy ve srovnání s dvoustupňovými bezolejovými kompresory;
• přímý pohon přenáší výkon z elektromotoru na šroubovou jednotku s účinností 99,9 % na rozdíl od dvoustupňových šroubových jednotek, které mají účinnost přibližně 98 % kvůli ztrátám v převodovce;
• nízká rychlost otáčení rotorů šroubového bloku znamená menší zatížení ložisek a nízkou hladinu hluku ve srovnání s dvoustupňovými bloky.

Výhody olejových jednotek

• Během provozu jsou části kompresního bloku pokryty olejovým filmem, který zabraňuje předčasnému opotřebení v důsledku tření a také zvyšuje těsnost v kompresní komoře, čímž se zvyšuje účinnost.
• Materiály a technologie používané při výrobě jsou relativně levné, takže počáteční náklady na nákup takového zařízení jsou relativně nízké, což je výhodné v podmínkách omezeného rozpočtu.

Funkce provozu

Účelem vzduchového kompresoru (a také jakéhokoli jiného kompresoru) je pumpovat v pracovním prostředí v normálním režimu, a to je možné pouze tehdy, jsou-li všechny jeho součásti a prvky v dobrém provozním stavu.

Proto pravidelná údržba kompresoru hraje důležitou roli v hladkém provozu. To musí být provedeno včas v souladu s návodem k použití. Kromě toho je důležité nejen provádět samotnou práci, ale také pravidelně kontrolovat zařízení pro včasné zjištění možných poruch.

Neméně důležité je použití originálního spotřebního materiálu. Na tom přímo závisí nepřetržitý provoz a životnost zařízení.

Bezpečnostní pravidla při provozu

Bez ohledu na typ použitého zařízení – stacionární nebo mobilní, pístové nebo šroubové – existují určité podmínky, které musí být splněny při běžném provozu. Měl by jsi:

• sledovat stabilitu napětí přiváděného na svorky kompresoru. Velké poklesy a skoky jsou nepřijatelné.
• sledovat stav hlavních potrubí, kterými prochází stlačený plyn z kompresoru. Netěsnosti vedou k poklesu tlaku mezi spotřebiči a prodloužení provozních hodin kompresoru.
• nedovolte, aby tlak v pneumatické síti podniku překročil přípustnou normu. Na potrubní úseky a přijímače je nutné instalovat pojistné ventily

Bezpečnost zahrnuje dohled a údržbu. Účel a konstrukce šroubového kompresoru předpokládá provoz v automatickém režimu, ale nevylučuje nutnost řešit plánované problémy.

péče

Musí být svěřeno proškoleným specialistům a ti musí během pracovního procesu používat pouze spotřební materiál a náhradní díly doporučené výrobcem zařízení. Pokud je jednotka v záruce, všechny práce musí provádět zaměstnanci certifikovaného servisního střediska.

Všechny druhy oprav, zkoušek a kontrol musí být prováděny v souladu s provozní dokumentací a výsledky prací musí být zaznamenány do technického deníku. servis.

Kritéria pro výběr kompresorového zařízení

Při rozhodování věnujte pozornost následujícím parametrům:

• produktivita – objem vzduchu na výstupu;
• maximální pracovní tlak;
• stupeň úklidu pracovního prostředí.

A porovnejte je s vlastnostmi, které je třeba zajistit ve vašem zařízení.

Řídící systémy

Moderní regulátory kompresoru zajišťují, že kompresor pracuje plně automaticky. V nejjednodušším případě se systém spoléhá na údaje ze snímače tlaku na výstupu z kompresoru. Provozní režimy kompresoru se přepínají v závislosti na spotřebě plynu.

Je možné organizovat vzdálené monitorování a ovládání kompresorového zařízení.

Jak vypadá kompresor? typ domácnosti

Je malých rozměrů, obvykle mobilní (na kolovém podvozku), s kapacitou přijímače do 100 litrů. Navzdory své miniaturní velikosti může poskytnout:

• tlak až 8 bar;
• produktivita až 350 l/min.

Rozsah aplikace

Nízkopříkonové kompresory se používají pro pneumatické nářadí: napojují se na rázové utahováky a šroubováky, brusky a pískovače.

Téměř každý průmyslový podnik provozuje ten či onen typ kompresorového zařízení.

Oblasti použití kompresorů lze rozdělit do tří oblastí:

– k zajištění chodu pohonů (pneumatické válce, roboty, obráběcí stroje, pneumatické pistole atd.)

– technologický postup (bublání, chlazení, pískování, lakování, řezání plazmou atd.)

– doprava a čerpání plynu.

Závěr

Dnes se jedná o relevantní techniku, jejíž náhrada v tuto chvíli neexistuje. Důležité je pouze správně vybrat typ a výkonnostní charakteristiky modelu tak, aby vyhovovaly vašim požadavkům. Pomůžeme vám rozhodnout se – kontaktujte ALMiG a podrobně popište váš případ. V rámci konzultace vám doporučíme konkrétní model, řekneme vám, jaké vlastnosti tento kompresor má (k čemu je tato konkrétní instance určena) a poskytneme vám jej za oboustranně výhodnou cenu.