В промышленности применяются многие виды воздушных компрессоров, которые различаются по конструкции, принципу действия и техническим характеристикам. Но наиболее надёжен и эффективен винтовой.

Общие сведения о винтовых компрессорах

   Первые винтовые (или роторные) компрессоры, ставшие прототипами современных устройств, были изобретены в 1934 году швейцарским инженером Элиотом Лисхольном. Именно он разработал уникальное ротационное оборудование, позволяющее снизить расход электроэнергии на 30%. Конструкция винтового компрессора и принцип его работы просты и понятны: два ротора в виде спиралей соприкасаясь, вращаются в противоположных направлениях для обеспечения промышленного оборудования сжатым воздухом. Воздушный поток подаётся непрерывно и без пульсаций, поэтому данный тип компрессоров наиболее активно используется в производственной и строительной сфере.

Как устроен винтовой компрессор

   Теоретически ознакомиться с устройством и работой винтового компрессора поможет таблица, в которой перечислены основные системы и компоненты, а также их особенности и функции.

Принцип работы винтового компрессора

   Винтовые модели компрессоров работают в следующих режимах:

   Запуск. Рабочее давление начинает медленно подаваться на электрический двигатель агрегата. . На этом этапе должно пройти не менее 15 секунд, прежде чем запустится винтовой компрессор.

   Холостой ход. На малых оборотах вращаются роторы, постепенно нагнетая газ. Так происходит подготовка к полной рабочей нагрузке.

   Стандартный режим. Компрессор полноценно функционирует, в соответствии с заданными параметрами.

   Режим ожидания. Запускается в момент достижения максимального уровня давления. Работа агрегата приостанавливается до тех пор, пока показатели не придут в норму.

   Режим остановки. Перед тем, как роторный компрессор будет полностью выключен, срабатывает режим холостого хода. Такое плавное и постепенное отключение предотвращает поломки из-за резких перепадов напряжения.

   Аварийная остановка. Эта функция имеется у некоторых модификаций агрегатов и активизируется через управляющую панель. Автоматически в данный режим устройство переходит, если оно перегревается, давление достигает критического уровня опасности или внезапно ломается какая-либо деталь.

Принцип работы винтового компрессора основан на трёх последовательных действиях:

1. Наполнение атмосферным воздухом через впускной клапан. Фильтрация и очистка воздуха перед его направлением в камеру для последующего сжатия.

2. Сжатие. На впускной точке очищенный воздух засасывается между двумя вращающимися винтами, которые перемещают его вдоль своей длины. Он сжимается по мере уменьшения свободного пространства между двумя роторами.

3. Выход сжатого воздуха наружу через выпускной порт, находящийся у конечного края роторов.

Разобравшись, как работает винтовой компрессор, можно обеспечивать постоянный поток воздуха для любых промышленных процессов.

Типы винтовых компрессоров

   Винтовые модели компрессорного оборудования делятся на несколько типов, в зависимости от конструкции, привода и других технических параметров.

По типу установки и исполнению:

Стационарные. Используются в цехах, где могут устанавливаться на пол или фундамент.

С ресивером. Устанавливаются на раму или ресивер с целью сглаживания пульсаций.

Передвижные / мобильные. Чаще всего применяются на строительных площадках.

По конструкции и количеству винтов:

С одинарным винтом. Состоят из одного ротора и двух шестерён, которые оказывают равномерную нагрузку на подшипники.

С двойным винтом. Наиболее распространённый тип, состоящий из двух роторов ― ведущего и ведомого.

По количеству ступеней:

Одноступенчатые. Экономичные устройства со средней производительностью.

Двухступенчатые. Более функциональны и производительны.

По типу привода / передачи:

С прямым приводом. Отличаются надёжностью и обеспечивают минимальный расход энергии. Рабочие узлы соединяются с помощью муфты.

С ременным приводом. Оснащены ремнём для передачи крутящего момента от через который крутящий момент передаётся от силовой установки к роторному блоку. Просты в эксплуатации и экономны в обслуживании.

Редукторные. Агрегаты с высокой энергоэффективностью, где скорость вращения мотора зависит от объёма потребляемого воздуха.

В зависимости от рабочей среды винтовые компрессоры могут быть воздушными, газовыми, а также многослужебными и многоцелевыми.

Многослужебные варианты отвечают за одновременное откачивание смесей различных видов, а многоцелевые обеспечивают поочередное сжатие разных составов.

Виды роторных компрессоров

   По способу наполнения рабочего пространства рабочей полости роторные компрессоры делятся на маслозаполненные и безмасляные (водяного или сухого сжатия) Между ними есть различия, касающиеся как конструкции, так и рабочей среды. Первый вариант наиболее широко распространён, а второй применяется, когда нужен идеально чистый воздух.

Масляные компрессоры

   Масляный винтовой компрессор ― это универсальный и часто используемый технический прибор. Внутрь его камеры для сжатия воздуха регулярно впрыскивается масло, выполняющее не только смазывающие и охлаждающие функции, но и герметизирующее зазоры. За счёт масляного уплотнения ведущий ротор не соприкасается с ведомым во время вращения. А для того, чтобы сжатый воздух очистить от остатков масла, проводится дополнительная фильтрация.

Безмасляные компрессоры

Безмасляные агрегаты используются, когда нужна гарантия абсолютно чистого воздуха. Незаменимы в фармацевтике и производстве продуктов питания, в микробиологии и приборостроении. В основе работе этих устройств ― принцип сухого или водяного сжатия. Профили роторов асимметричны, за счет чего они двигаются, не соприкасаясь.

   Во избежание перегрева обработка воздушного потока происходит в несколько этапов:

1. Газ или воздух сжимается не более, чем до 3,5 бар.

2. Запускается система охлаждения.

3. Степень сжатия достигает заданных параметров.

4. Под контролем редуктора начинается синхронное вращение роторов.

5. Результат — чистый вакуум без примесей.

   Безмасляные роторные компрессоры отличаются экономичностью, высокой энергоэффективностью и безотходностью производства.

Основные характеристики винтовых компрессоров

   Для винтовых компрессоров свойственны следующие технические характеристики:

КПД до 95%, что на 35% выше, чем у поршневого компрессора (60%);

Диапазон рабочего давления 7-14 бар;

Уровень шума в пределах 80 дБ;

Мощность двигателя от 3 до 350 кВт;

Выходное давление 9 кгс/см2;

Производительность до 60 м3/мин;

Ресурс работы роторного узла — около 300 тысяч часов.

Преимущества и недостатки винтовых компрессоров

   Роторные компрессорные установки выигрывают перед поршневыми аналогами.

Их главные достоинства:

Лёгкость и компактность;

Бесперебойная непрерывная работа в режиме 24/7;

Минимальный уровень шума, не создающий дискомфорта;

Незначительные вибрации;

Высокая энергетическая эффективность;

Долговечность за счёт невысокой нагрузки на компоненты;

Возможность автономной работы;

Встроенная охладительная система, позволяющая вторично использовать выработанное тепло;

Наличие электронного блока для дистанционного управления, настройки и контроля.

К недостаткам данного типа оборудования можно отнести:

Высокую стоимость как самого компрессора, так и комплектующих;

Сложность технического обслуживания и ремонта;

Чувствительность к качеству маслу. Если оно выбрано неправильно, возможны поломки устройства.

Где применяются винтовые компрессоры

   Винтовые компрессоры используются везде, где требуются непрерывные потоки сжатого воздуха. Основные сферы включают в себя:

строительство;

производство;

автомобилестроение;

медицину;

металлургию;

пищевое производство.

   На практике с помощью роторных агрегатов наполняют цистерны сыпучими материалами, накачивают автошины и проводят пескоструйные работы. Также они применяются для оптимизации работы электростанций, климатического оборудования и систем подачи сжиженного газа.

Популярные бренды винтовых компрессоров

Покупая винтовой компрессор для надёжной и долгой службы, нужно обращать внимание на производителей с безупречной репутацией. Лидеры данного сегмента:

Kaeser Kompressoren — бренд премиум-класса из Германии. Для его продукции характерно отличное качество сборки, высокая продуктивность и выносливость.

Atlas Copso — известный шведский производитель, ориентированный на инновации, надёжность и энергоэффективность.

ABAC — итальянская компания, входящая в состав шведской Atlas Copso.

AlMiG — ещё один популярный немецкий производитель, выпускающий высокоточные компрессорные установки преимум-класса.

Comprag — совместное германо-российское предприятие, которое производит винтовые компрессоры высокой надёжности.

Remeza — самый известный бренд из Беларуси, продукция которого популярна в странах СНГ.

ЗИФ / Арсенал — производитель из России, предлагающий винтовые компрессоры с мощными электрическими и дизельными двигателями.

Благодаря сочетанию простоты, мощности и эффективности винтовые компрессоры незаменимы во многих сферах промышленности.