В первых винтовых компрессорах, так называемых безмасляных компрессорах, или компрессорах с сухим сжатием, винт имел симметричный профиль, и в камере сжатия не использовалась жидкость. Внедрение высокоскоростных безмасляных винтовых компрессоров с асимметричными профилями винта произошли в конце 1960-х. Новый профиль винта, благодаря сокращению внутренних утечек сделали возможным весомо увеличить КПД.
Безмасляные винтовые компрессоры с нагнетанием жидкости
В компрессорах с сухим сжатием для синхронизации вращающихся навстречу друг другу роторов используется внешняя зубчатая передача. Так как роторы не соприкасаются ни друг с другом, ни с корпусом компрессора, в камере сжатия отдельной смазки не требуется. Поэтому в сжатом воздухе абсолютно отсутствует масло.
Изготовление роторов и корпусов происходит с высокой точностью, для сокращения утечки воздуха со стороны нагнетания в сторону всасывания. Полная степень повышения давления варьируется разностью температур на впуске и выпуске. Поэтому безмасляные винтовые компрессоры зачастую производятся с несколькими ступенями.
Винтовые компрессоры с нагнетанием жидкости остужаются и обрабатываются жидкостью, которая нагнетается в камеру сжатия, а также зачастую и в подшипники компрессора. Жидкость необходима для охлаждения и смазки компрессорного элемента, а также для сокращения обратной утечки воздуха в сторону воздухозабора.
В настоящее время для этих целей чаще всего используется масло из-за его хороших смазочных свойств, но могут применяться и другие жидкости, например вода.
Винтовые компрессорные элементы с нагнетанием жидкости могут производиться со значительной степенью увеличения давления, и следовательно для давлений до 13 бар обычно достаточно одной ступени сжатия. Малые обратные утечки в элементе означают также, что эффективно работают даже относительно небольшие компрессоры.
Ротационные компрессоры объемного действия с поршнем в форме винта. Основными частями винтового компрессора являются ведущий и ведомый роторы, вращение которых совершается навстречу друг другу, уменьшая пространство между ними и корпусом. Каждый из винтовых элементов имеет постоянную, присущую ему степень увеличения давления, зависящую от их длины, шага пинта и формы выпускного отверстия. Для получения наибольшего КПД степень повышения давления должна соответствовать требуемому рабочему давлению.
Винтовой компрессор для производство
Винтовой компрессор не имеет оснащения клапанами, и в нем отсутствуют механические силы, вызывающие разбалансировку. Это значит, что возможна работа при высокой скорости вращения вала и его конструкция позволяет получить высокую величину потока при малых габаритных размерах. Осевое усилие, зависящее от разности давлений между входом и выходом компрессора, должно приниматься подшипниками. Винт, изначально являясь симметричным, в дальнейшем видоизменяется и приобретает множественные асимметричные геликоидальные (спиральные) профили.
Винтовые компрессоры оптимальный выбор для промышленного предприятия с требуемым расходом 0,5 - 26 м3/мин и давлением до 15 бар.
Список основных преимуществ данных компрессоров
- Высокая надежность (гораздо меньшее количество деталей, чем в поршневом компрессоре, нет клапанов и поршневых колец, которые являются наиболее быстроизнашиваемыми деталями, малое количество подвижных частей).
- Быстроходность, малая металлоемкость.
- Низкий шум (компрессоры оборудованы шумопоглощающим кожухом).
- Малая вибрация из-за отсутствия частей, совершающих возвратно-поступательное движение.
- Меньшие колебания давления нагнетания на нагнетании.
- Воздушное охлаждение - для компрессоров небольшой мощности водяное охлаждение не дает практически никаких особых преимуществ, только удорожает машину, её монтаж и эксплуатацию. Воздушное охлаждение здесь предпочтительно.
- Возможность обеспечения степени сжатия в одной ступени до 15.
- Отсутствие необходимости в фундаменте - из-за низкого уровня вибрации.
- Простота и удобство обслуживания и эксплуатации. Обслуживание винтового компрессора производится раз в 3000 часов (смена фильтров и масла). В промежутках он не требует присутствия персонала.
- Максимальная приспособленность для длительной непрерывной эксплуатации. В условиях длительной непрерывной работы винтовой компрессор просто незаменим, поскольку при работе винтового компрессора износа винтов практически нет - между ними образуется масляный клин, тонкая пленка, исключающая трение. Небольшой износ винтов возможен только в краткий момент пуска, когда может произойти касание поверхностей винтов, а масляный клин между ними еще не сформирован. В поршневых машинах износ поршневых колец и клапанов происходит постоянно.
- Малый унос масла - порядка 3-4 мг/м3.
Современные винтовые компрессоры
По экономичности современные винтовые компрессоры ни в чем не уступают поршневым машинам промышленного класса. Все это привело к тому, что в данном диапазоне винтовые компрессоры почти вытеснили машины других типов. По цене они дороже поршневых машин профессионального класса, однако при интенсивной эксплуатации, с учетом всех эксплуатационных расходов разница в цене очень быстро окупается.
Винтовые компрессоры отличаются высокой надежностью, что особенно важно в тех случаях, когда простои оборудования по причине ремонтов компрессора ведут к значительным финансовым потерям (иногда превышающим стоимость компрессора). Безмасляные винтовые компрессоры белорусской сборки серии ВК с винтовым блоком "GHH-RAND" (Германия), при самых низких на российском рынке ценах, по качеству ничем не хуже аналогичных итальянских (значительно более дорогих). Эксплуатационные расходы - для компрессоров ВК минимальны, что немаловажно - покупая винтовые компрессоры ведущих мировых производителей можно в последствии столкнуться с высокими ценами на расходные материалы и техническое обслуживание.
Винтовые компрессоры - оптимальный выбор для промышленного предприятия
-
Надежность, малое количество подвижных частей.
-
Быстроходность, малая металлоемкость.
-
Низкий шум (компрессоры оборудованы шумопоглощающим кожухом).
-
Малая вибрация из-за отсутствия частей, совершающих возвратно-поступательное движение.
-
Меньшие колебания давления нагнетания на нагнетании.
-
Воздушное охлаждение - для компрессоров небольшой мощности водяное охлаждение не дает практически никаких особых преимуществ.
-
Возможность обеспечения степени сжатия в одной ступени.
-
Отсутствие необходимости в фундаменте - из-за низкого уровня вибрации.
-
Простота и удобство обслуживания и эксплуатации. Обслуживание винтового компрессора производится раз в 3000 часов (смена фильтров и масла).
-
Максимальная приспособленность для непрерывной работы в условиях длительной непрерывной работы.