Sprężarka śrubowa: rozumiemy, z czego się składa i jak działa

W tym artykule dowiesz się, czym jest sprężarka śrubowa, jaka jest konstrukcja sprężarki śrubowej, jak działa sprężarka śrubowa, zalety modeli sprężarek śrubowych.

Sprężarka śrubowa - co to jest. Cechy i właściwości sprężarek rotacyjnych

Sprężarka śrubowa to rodzaj kompresora, urządzenia służącego do sprężania powietrza i magazynowania go do późniejszego wykorzystania. W modelach śrubowych gaz/powietrze jest sprężane przez dwa wirniki. Wirniki nazywane są również śmigłami, stąd nazwa.

Pierwsza opatentowana sprężarka śrubowa została zaprojektowana w latach 30. XX wieku. Pod względem popularności sprężarki śrubowe ustępują jedynie sprężarkom tłokowym. Wynika to z ich wydajności, małych wymiarów, lekkości, niezawodności, autonomii, efektywności energetycznej, łatwości instalacji i niskiego poziomu wibracji. Z tego powodu modele śrubowe nie wymagają specjalnego fundamentu, aby prawidłowo funkcjonować, dlatego są używane przez osoby udzielające pierwszej pomocy przy budowie statków/umieszczaniu na statkach.

Charakterystyka urządzeń obrotowych jest lepsza od ich analogów - maksymalne ciśnienie powietrza wynosi 15 atmosfer, wydajność sięga 100 metrów sześciennych na minutę.

Zalety sprężarek śrubowych

Zalety sprężarek rotacyjnych nad tłokowymi:

1. Mniejsze zużycie oleju.Zużycie oleju w sprężarkach rotacyjnych wynosi od dwóch do trzech miligramów na metr sześcienny pompowanego powietrza.
2. Czystsze powietrze, brak konieczności stosowania filtrów do zasilania urządzeń pneumatycznych. Wynika to z mniejszego zużycia oleju.
3. Wibrują i wytwarzają mniej hałasu niż sprężarki tłokowe. Do tłumienia drgań nie jest potrzebny żaden specjalny fundament.
4. Lżejsze niż modele tłokowe.
5. Jest chłodzenie powietrzem. Oznacza to, że do schładzania sprężonego powietrza nie jest wymagane dostarczanie wody, a ciepło powstające podczas pracy sprężarki można ponownie wykorzystać do ogrzewania pomieszczenia.
6. Bardziej niezawodne i bezpieczne.
7. Łatwy w sterowaniu i obsłudze.
8. Może pracować przez długi czas bez przerw.
9. Nie wymagają długiego przeglądu technicznego.
10. Istnieją systemy automatycznego działania i samoczynnego wyłączania.

Konstrukcja sprężarki śrubowej

Elementy klasycznej sprężarki rotacyjnej:

• Podstawowe filtry powietrza. Kiedy powietrze dostaje się do urządzenia, przechodzi przez jeden lub więcej filtrów, aby usunąć kurz i większe zabrudzenia. Same filtry składają się z kilku warstw. Jeden montowany jest na górze obudowy na rurze dolotu powietrza, drugi na rurze z zaworem.
• Sprawdź zawór. Dzięki temu olej z komory roboczej oraz sprężone powietrze nie przedostają się z powrotem do atmosfery – blokują wylot. Działa mechanicznie - zamyka się pod ciśnieniem powietrza, otwiera pod niskim ciśnieniem w komorze. Wyposażony w sprężynę.
• Jednostka robocza – komora główna i dwa ślimaki/wirniki. W tej komorze wirniki sprężają powietrze. Same wirniki to dwie duże śruby z gwintami, które po obróceniu hermetycznie uszczelniają część przestrzeni. Śruby są najdroższą częścią sprężarki. W komorze znajduje się kilka czujników, jeden z nich służy do regulacji temperatury ślimaków.Znajduje się w pobliżu rury/rury wylotu powietrza. Sprężarka wyłącza się automatycznie, gdy temperatura wylotowa na śrubach osiągnie 105 stopni. W przeciwnym razie sprzęt stanie się bezużyteczny z powodu przegrzania urządzenia.
• Jednostka napędowa. Może być bezpośredni (moment obrotowy z silnika/silnika przenoszony jest bezpośrednio na śmigła) i pasowy (pasek jest bezpiecznie napięty między wałami śmigieł a silnikiem; gdy wał silnika się obraca, obraca się również wał wirnika). Bezpośrednie są bardziej wydajne, ale zajmują też więcej miejsca i są trudniejsze w naprawie, dlatego częściej spotykane są modele z napędem pasowym. Sam pasek składa się z dwóch połączonych ze sobą kół pasowych. Modele pasów o dużych prędkościach obrotowych zwiększają produktywność i zmniejszają nacisk.
• Pasek/koła pasowe. Zestaw zawiera kilka pasków/kół pasowych o różnych rozmiarach. Dzięki nim można regulować prędkość obrotową.
• Silnik lub silnik. Klasyczny silnik elektryczny, który obraca śruby bezpośrednio przez wał lub za pomocą paska. Aby go zabezpieczyć, zapewniono czujnik termiczny - gdy nagrzeje się do maksymalnej dopuszczalnej temperatury (w zależności od konkretnego modelu silnika), czujnik wysyła sygnał do panelu sterowania, następnie styki silnika otwierają się, aż ostygnie. Rozwiązanie to wydłuża żywotność silnika i zapobiega wypadkom.
• Filtr oleju. Konieczne jest oczyszczenie oleju z dużych zanieczyszczeń, zanim dostanie się on do wirników. Znajduje się przed rurą doprowadzającą olej w komorze roboczej.
• Komora separacji oleju. Powietrze dostaje się tutaj po sprężeniu. Po procesie sprężania zawiera dużo oleju. Aby uniknąć zanieczyszczenia sprzętu pneumatycznego, należy go wyczyścić. W tym celu powietrze jest wirowane, a dzięki sile odśrodkowej, różnej masie i grubości kropelki oleju oddzielają się od mas powietrza.Wlewają go do pojemnika, skąd olej jest zawracany.
• Filtr oleju. To drugi etap oczyszczania powietrza z oleju. Po oddzieleniu się od niego większości oleju, przez ten filtr przechodzi powietrze. Na wylocie zawartość oleju nie przekracza 1,4 miligrama na metr sześcienny powietrza. Żadna inna sprężarka tłokowa nie oczyszcza powietrza w ten sposób.
• Zawór bezpieczeństwa. Często nazywany zaworem bezpieczeństwa. Załącza się, gdy ciśnienie w komorze separacji oleju przekroczy dopuszczalny poziom. Zawór ten zamyka dopływ powietrza do komory, po czym sprężarka przestaje działać.
• Termostat. Urządzenie omija chłodny olej, aby go szybciej schłodzić.
• Chłodnica oleju. Kiedy powietrze jest sprężane, nagrzewa się. Temperatura wzrasta do 107-180 stopni Celsjusza. Olej ma kontakt z powietrzem, więc również się nagrzewa. Gorący olej wpływa do chłodnicy, gdzie ulega ochłodzeniu.
• Komora chłodzenia powietrzem. Powietrze jest tu schładzane. Wspomnieliśmy powyżej, że w sprężarce sprężone powietrze podgrzewane jest do temperatury 107-180 stopni. Używanie tak gorącego sprężonego powietrza jest niebezpieczne, dlatego sprężarkę wyposażono w chłodnicę powietrza. Tutaj sprężony gaz jest schładzany do temperatury o 10-20 stopni Celsjusza wyższej niż temperatura otoczenia.
• Wentylator. Głównym zadaniem wentylatora w sprężarce jest zasysanie powietrza do sprężania. Urządzenie jest umieszczone tak, aby dodatkowo chłodziło sprzęt.
• Przełącznik ciśnienia. Automatyzuje pracę sprężarki - mierzy ciśnienie w układzie, gdy osiągnie określony poziom, otwiera styki silnika, a sprężarka zatrzymuje się. Najnowsze modele posiadają panele elektroniczne.
• Ciśnieniomierz. Mierzy ciśnienie w sprężarce.Instalowany na panelu przednim, dzięki czemu użytkownik może monitorować ciśnienie.
• Rura wylotowa powietrza.

Jak działa sprężarka śrubowa?

Zasada działania sprężarki rotacyjnej jest następująca:

Silnik elektryczny obraca wał napędowy poprzez pasek. Nad komorą roboczą z wirnikami znajduje się otwór lub rura z wentylatorem do zasysania powietrza. Same śruby są zaprojektowane w taki sposób, że po połączeniu ich boków powstaje szczelna sekcja. Powietrze dostaje się do tej sekcji. Śruby przemieszczają powietrze porcjami do rury wywiewnej. Aby ułatwić obrót wirników, smaruje się je olejem, co powoduje, że ulatniające się powietrze miesza się z olejem. Mieszanina wchodzi do komory czyszczącej przez rurę wylotową. Tam powietrze ulega wirowaniu pod wpływem siły odśrodkowej, różnych mas, gęstości i grubości, olej spływa w dół, a masy powietrza unoszą się. Tam przechodzą przez filtr oleju, prawie całkowicie oczyszczony z oleju. Kiedy gaz jest sprężany, nagrzewa się. Powietrze w sprężarce nagrzewa się do 107-180 stopni Celsjusza, dlatego należy je schłodzić. Po komorze czyszczącej wchodzi rurką do chłodnicy, gdzie ulega schłodzeniu. Sprężony gaz wydostaje się przez rurę. Olej ma kontakt z powietrzem, więc również się nagrzewa. Po komorze czyszczącej trafia również do chłodnicy, gdzie ulega schłodzeniu. Mieszanina jest następnie transportowana rurami z powrotem do rotorów w celu ponownego użycia. Po drodze przechodzi przez filtr oleju. W celu automatycznego wyłączenia na rurach znajduje się wyłącznik ciśnieniowy, który wyłącza silnik po osiągnięciu określonego wskaźnika.