Princip fungování šroubového kompresoru
Při hledání ideálního rotačního šroubového vzduchového kompresoru je důležité pochopit, jak fungují a jaké jejich různé typy jsou k dispozici. V tomto komplexním průvodci se dozvíte více o tom, jak fungují šroubové kompresory, a proč by mohly být tou správnou volbou pro vaše potřeby.
Rotační šroubový vzduchový kompresor je jedním ze dvou typů vzduchového kompresoru s pozitivním výtlakem. K vytvoření tlaku potřebného ke stlačení vzduchu používá dva rotory. Jedná se o jeden z nejjednodušších typů vzduchových kompresorů , pokud jde o použití a údržbu.
Druhý typ objemového kompresoru je reciproční neboli pístový kompresor.
Ekvivalentem kompresorů s pozitivním výtlakem jsou dynamické kompresory, jako jsou odstředivé kompresory. První stlačuje vzduch tím, že plyn vtlačuje do komory pod vysokým tlakem, druhý zase zrychluje proud vzduchu uvnitř mechanismu.
Šroubový kompresor obsahuje hlavní a vedlejší rotor, které se otáčejí opačným směrem. Tento pohyb nasává vzduch, který je stlačen, když se zmenšuje prostor mezi rotory a jejich skříní. Stlačený vzduch je poté vytlačován k výstupu.
Každý šroubový element má pevný vestavěný kompresní poměr, který závisí na délce, rozteči šroubu a tvaru vypouštěcího otvoru. Pro dosažení maximální účinnosti musí být vestavěný kompresní poměr přizpůsobený požadovanému provozním tlaku.
Otáčky rotorů jsou optimalizovány na určité úrovni, aby se minimalizovaly mechanické ztráty (způsobené teplem vznikajícím při velmi vysokých otáčkách) i objemové ztráty (únik vzduchu při velmi nízkých otáčkách).
Jsou dva typy rotačních šroubových vzduchových kompresorů:
V případě šroubového kompresoru se vstřikem oleje je vnější rotor poháněn vnitřním rotorem.
V případě bezmazného kompresoru jsou oba rotory poháněny rozvodovými koly, což zajišťuje rovnoměrný chod s minimální konstrukční vůlí mezi oběma prvky.
Bezolejový kompresor
Moderní vysokorychlostní bezmazné šroubové kompresory mají asymetrické profily šroubů. Toto provedení umožňuje výrazně zlepšit energetickou účinnost díky snížení vnitřních netěsností.
Vnější ozubená kola se nejčastěji používají k synchronizaci polohy protiběžných rotorů. Jelikož rotory nejsou vzájemně v kontaktu a nedotýkají se ani skříně kompresoru, není uvnitř kompresní komory vyžadováno žádné mazání. V důsledku toho stlačený vzduch neobsahuje vůbec žádný olej.
Vestavěný kompresní poměr je omezen rozdílem limitující teploty mezi přívodem a vypouštěním. Z toho důvodu bezmazné šroubové kompresory často pracují v několika fázích a mezistupňovém chlazení aby dosáhly vyšších tlaků.
Kompresor se vstřikem oleje
Jedna varianta se někdy těž nazývá kompresor zaplavený olejem. Technický termín ale zní kompresor se vstřikováním oleje.
V olejem mazaných rotačních šroubových kompresorech je olej vstřikován do kompresní komory. Tento olej chladí a promazává element kompresoru, pomáhá odvádět teplo a minimalizuje únik v kompresní komoře.
Elementy šroubového kompresoru se vstřikováním oleje lze vyrábět pro vysoké kompresní poměry. Jeden kompresní stupeň je obvykle dostatečný pro tlak až 14 bar, někdy dokonce 17 bar, i když na úkor snížené energetické účinnosti.
Tato varianta se někdy nazývá též olejový kompresor. Technický termín ale zní kompresor se vstřikem oleje.
Rotační šroubové kompresory se vstřikem oleje vstřikují olej do kompresní komory. Tento olej chladí a maže element kompresoru.
Pomáhá také odebírat teplo z kompresního procesu a přispívá k minimalizaci úniků v kompresní komoře.
Šroubové elementy šroubového kompresoru se vstřikem oleje lze vyrábět pro vysoké kompresní poměry s jedním kompresním stupněm, který je obvykle dostatečný pro tlak až 14 a dokonce i 17 bar, i když na úkor snížené energetické účinnosti.
Kompresory s pevně stanovenými otáčkami
Kompresory s pevně stanovenými otáčkami jsou velmi účinné, pokud nepřetržitě pracují při 100% kapacitě. Většina výrobních závodů však takovou produktivitu nevyžaduje. Než se motor zcela zastaví, bude dál běžet, aniž by byl produkován vzduch, a tím bude plýtvat energií a penězi.
Taková neúčinnost a plýtvání se vyskytují zejména v provozních zařízeních, která využívají směnný provoz nebo mají během dne výkyvy požadovaného průtoku.
Kompresory s technologií řízeného pohonu (VSD)
Kompresory VSD zvyšují otáčky motoru s tím, jak se zvyšuje poptávka po vzduchu, kdy poskytují větší průtok/CFM. Pokud se poptávka sníží, motor se automaticky zpomalí a k zajištění odpovídajícího průtoku využije pouze potřebnou energii.
Technologie VSD je obzvláště výhodná ve dnech, kdy je výroba pomalejší, je celodenní přestávka nebo během střídání druhých a třetích směn. Tento typ vzduchového kompresoru šetří elektřinu a peníze ve srovnání s modely s pevně stanovenými otáčkami.
Vzhledem k tomu, že spotřeba energie stlačeného vzduchu představuje více než 80 % nákladů na vzduchový kompresor, je důležité zvolit efektivní zařízení.
Jedním z důvodů velké popularity rotačních kompresorů je jejich všestrannost. Pro každou aplikaci je k dispozici skutečně vhodný rotační kompresor. Společnost Atlas Copco nabízí šroubové kompresory se třemi typy pohonů, z nichž každý má své vlastní výhody.
- Řemenový pohon: Tyto kompresory jsou velmi robustní a snadno se instalují a udržují. Kromě toho mají mezi rotačními šroubovými kompresory nejnižší počáteční investiční náklady. Tato kombinace z nich dělá skvělou volbu pro menší provozy.
- Převodový pohon: Díky převodovému pohonu jsou kompresory tišší. Investice je vyšší než u řemenového pohonu, ale je energeticky účinnější. Pokud tedy kompresor používáte hodně, tato investice se díky úsporám energie časem vyplatí.
- Přímý pohon: Jedná se o optimální technologii rotačních kompresorů. Inovativní přímý pohon nabízí bezkonkurenční efektivitu a výkon. Mezi těmito třemi variantami vytváří tato nejmenší hluk. Rotační šroubové kompresory s přímým pohonem se dodávají v různých typech – od základního provedení pro menší modely až po jednotky s mimořádně účinnými řízenými pohony.
Pokud vaše aplikace zahrnuje vysoká zatížení, která trvají po dlouhou dobu, jako je továrna, průmyslový závod nebo dílna, měli byste zvážit přechod na rotační šroubový vzduchový kompresor.
Výhody šroubového kompresoru v průmyslu:
- Jsou navrženy tak, aby fungovaly nepřetržitě.
- Mohou pracovat při vyšších průtokových kapacitách a současně rozptylovat generované teplo.
- Jsou relativně méně hlučné než pístové kompresory.
- Méně se opotřebovávají.
- Bývají méně náročné na prostor.
- Předčí pístové kompresory z hlediska účinnosti při přibližně 15 kW (20 hp).
- Vypouštějí méně oleje a nečistot do stlačeného vzduchu.
Je mnoho důvodů, proč je tak velká poptávka po rotačních šroubových kompresorech: jsou velmi všestranné, spolehlivé, efektivní, tiché a jsou k dispozici v mnoha různých verzích. Ale který z nich je pro vás ten pravý? Abychom vám pomohli najít optimální řešení pro vaše potřeby, tento průvodce nastíní různé technologie a přehled funkcí, které nabízejí.
Chtěli byste prodiskutovat možnosti pro vaši firmu nebo máte nějaké specifické dotazy? Kliknutím na tlačítko níže se s námi můžete spojit.
Související články
30 června, 2022
Existuje mnoho věcí, které musíte vzít v úvahu při výběru kompresoru vzduchu pro vaše podnikání. V tomto článku vysvětlíme, který kompresor je pro vás nejvhodnější, na základě vaší aplikace a potřeb.
22 února, 2022
Zjistěte více o kompresi vzduchu a různých typech stlačových kompresorů, které známe dnes. Zde hovoříme o mazaných a bezmazných pístových kompresorech.
16 března, 2023
Existují dva obecné principy stlačování vzduchu (nebo plynu): objemová komprese a dynamická komprese. Tento průvodce se věnuje oběma těmto typům.