Винтовой компрессор — устройство, схема и принцип работы

Роторный компрессор с кулачковыми роторами

Подобный вариант исполнения применяется в том случае, когда нужно передавать большой объем вещества за минимальный период. Среди особенностей отметим:

1. Подвижные части не соприкасаются. Именно поэтому снижается вероятность сильного износа.
2. Нет необходимости в добавлении масла, за счет чего существенно упрощается процесс обслуживания.
3. Устройства с большим размером имеют электрический двигатель, который подключен напрямую к основному элементу. Меньшие варианты исполнения снабжаются клиноременной передачей.

Встречается довольно большое количество разновидностей подобного устройства. Основными элементами можно назвать:

1. Корпус.
2. Ротор.
3. Распределительные шестерни.
4. Уплотнительные прокладки.
5. Подшипники.

Принцип действия устройства можно охарактеризовать следующим образом:

1. Роторы не находятся в зацеплении на момент работы.
2. Газ внутри не сжимается.
3. Есть возможность проводить монтаж подвижных элементов на параллельных винтах.
4. Кулачки не соприкасаются.
5. Подшипники и распределительные части смазываются на момент работы.

Область применения подобных устройств весьма обширна. Примером можно назвать различные промышленные установки, а также оборудование для нанесения лакокрасочных материалов.

Принцип работы шестеренчатого компрессора

Винтовой блок является важным элементом конструкции роторного компрессора. Срок службы подобного элемента составляет примерно 15-20 лет. Стоит учитывать, что ротор компрессора имеет особую форму, за счет которой и обеспечиваются определенные эксплуатационные характеристики.

Принцип работы устройства определяет то, что на момент подачи воздуха не возникает вибрации или сильного шума. Основная часть компрессора роторного типа не имеет элементов, которые работают путем возвратно-поступательного движения. Поэтому конструкция может устанавливаться в непосредственном месте эксплуатации.

Принцип действия характеризуется следующими особенностями:

1. В качестве основы конструкции применяется корпус.
2. Внутри механизма расположены две шестерни, которые находятся в зацеплении.
3. У механизма есть подводящий и выводящий патрубок.

Относится к ротационным компрессорам устройства, которые имеют шестерни, находящиеся в зацеплении. Стоит учитывать, что для существенного износа основных частей проводится добавление смазывающего вещества. Кроме этого, есть модели, которые также работают без смазки.

Как устроен и работает воздушный компрессор

Устройство агрегата для сжатия воздуха определяется типом конструкции. Компрессоры бывают поршневые, роторные и мембранные. Наиболее широко распространены поршневые воздушные агрегаты, в которых воздух сжимается в цилиндре благодаря возвратно-поступательным движениям поршня внутри него.

Схема устройства

Устройство воздушного поршневого компрессора достаточно простое. Основной его элемент – это компрессорная головка. По своей конструкции она схожа с цилиндром двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Ниже приведена схема поршневого агрегата, на которой хорошо показано устройство последнего.

В состав компрессорного узла входят следующие элементы.

1. Цилиндр. Это объем, в котором сжимается воздух.
2. Поршень. Возвратно-поступательными движениями всасывает воздух в цилиндр либо сжимает его.
3. Поршневые кольца. Устанавливаются на поршне и предназначены для повышения компрессии.
4. Шатун. Связывает поршень с коленчатым валом, передавая ему возвратно-поступательные движения.
5. Коленчатый вал. Благодаря своей конструкции обеспечивает ход шатуна вверх и вниз.
6. Впускной и нагнетательный клапаны. Предназначены для впуска и выпуска воздуха из цилиндра. Но компрессорные клапаны отличаются от клапанов ДВС. Они изготовлены в виде пластин, прижимаемых пружиной. Открытие клапанов происходит не принудительно, как в ДВС, а вследствие перепада давлений в цилиндре.

Для уменьшения силы трения между кольцами поршня и цилиндром в компрессорную головку поступает масло. Но в таком случае на выходе из компрессора воздух имеет примеси смазки. Для их устранения на поршневом аппарате устанавливают сепаратор, в котором происходит разделение смеси на масло и воздух.

Если требуется особая чистота сжатого воздуха, например, в медицине или на производстве электроники, то конструкция поршневого агрегата не подразумевает использование масла. В таких аппаратах поршневые кольца выполнены из полимеров, а для уменьшения силы трения применяется графитовая смазка.

Коленчатый вал приводится в движение от электродвигателя посредством ременного или прямого привода. При ременном приводе в конструкцию аппарата входят 2 шкива, один из которых устанавливается на валу двигателя, а второй — на валу поршневого блока. Второй шкив оснащается лопастями для охлаждения агрегата. В случае прямого привода валы двигателя и поршневого блока соединяются напрямую и находятся на одной оси.

Также в конструкцию поршневого компрессора входит еще один очень важный элемент – ресивер, представляющий собой металлическую емкость. Предназначен он для устранения пульсаций воздуха, выходящего из поршневого блока, и работает как накопительная емкость.

Благодаря ресиверу можно поддерживать давление на одном уровне и равномерно расходовать воздух. Для безопасности на ресивере устанавливают аварийный клапан сброса, срабатывающий при повышении давления в емкости до критических значений.

Чтобы компрессор мог работать в автоматическом режиме, на нем устанавливается реле давления (прессостат). Когда давление в ресивере достигает требуемых значений, реле размыкает контакт, и двигатель останавливается. И наоборот, при снижении давления в ресивере до установленного нижнего предела, прессостат замыкает контакты, и агрегат возобновляет работу.

Принцип действия

Принцип работы поршневого компрессора можно описать следующим образом.

1. При запуске двигателя начинает вращаться коленчатый вал, передавая возвратно-поступательные движения посредством шатуна поршню.
2. Поршень, двигаясь вниз, создает в цилиндре разрежение, под воздействием которого открывается впускной клапан. По причине разности давлений воздуха, он начинает засасываться в цилиндр. Но перед попаданием в камеру сжатия воздух проходит через фильтр очистки.
3. Далее, поршень начинает движение вверх. При этом оба клапана находятся в закрытом состоянии. В момент сжатия в цилиндре начинает повышаться давление, и когда оно достигает определенного уровня, происходит открытие выпускного клапана.
4. После открытия выпускного клапана сжатый воздух направляется в ресивер.
5. При достижении определенного давления в ресивере срабатывает прессостат, и сжатие воздуха приостанавливается.
6. Когда давление в ресивере снижается до установленных значений, прессостат снова запускает двигатель.

Обслуживание безмасляного винтового компрессора

В первую очередь, необходимо отметить, что роторные компрессоры любого типа, а безмасляные – в первую очередь, не предназначены для сильно запыленных помещений.

Абразивные частицы, попадающие внутрь винтового блока, повреждают поверхности роторов и нарушают геометрию их форм. В результате вращающиеся винты начинают соприкасаться, что вызывает повышенное трение, образование задиров и схватываний.

Многие производители в целях защиты от износа и коррозии наносят на роторы специальные защитные покрытия.

Первыми это начали делать зарубежные производители. Обработка роторов специальными полимерными составами позволяла не только снизить вероятность их контакта с последующим образованием задиров, но и сократить затраты на точную механическую обработку поверхностей.

За счет включения мельчайших частиц твердых смазочных материалов полимерные покрытия имеют высокие антифрикционные свойства, что позволяет им эффективно снижать трение и препятствовать образованию задиров.

Со временем заводские покрытия изнашиваются, и чтобы решить вопрос их восстановления, необходимо пользоваться готовыми антифрикционными материалами. Ранее такие составы были исключительно импортными, однако сегодня их производство налажено и в нашей стране.

Российская компания “Моденжи” разработала серию антифрикционных твердосмазочных покрытий для винтовых компрессоров, которые могут применяться как при производстве, так и при ремонте роторов.

Покрытия MODENGY наносятся на поверхности деталей слоем до 100 мкм, затем, после приработки, толщина уменьшается в 2-2,5 раза и становится оптимальной.

Полимерная матрица покрытия прочно удерживает в своих ячейках частицы твердых смазочных материалов, выполняющие антифрикционную и противозадирную функции.

MODENGY 1007 производится на основе графита, поэтому имеет характерный серо-черный цвет. Покрытие стабильно работает при температурах -50…+350 °С, имеет несущую способность 1300 МПа (тест SRV).

Несущая способность MODENGY 1014 еще выше, она составляет 2700 МПа. Диапазон рабочих температур покрытия с дисульфидом молибдена и политетрафторэтиленом – -75…+255 °С. Состав отличается высокими антикоррозионными свойствами – >672 ч (тест в соляном тумане).

MODENGY 1066 с графитом и дисульфидом молибдена выдерживает температуры от -70 до +315 °С. Покрытие также обладает антикоррозионными свойствами (>300 ч в соляном тумане) и высокой несущей способностью (9900 H по методу Falex).

Перед нанесением покрытия с поверхностей роторов удаляются остатки старых смазок, пыль и другие загрязнения. Для полной очистки и обезжиривания винтовой пары используется Специальный очиститель-активатор MODENGY. Его применение способствует высокой адгезии будущего покрытия и гарантирует долгий срок его службы.

Антифрикционные составы наносятся на роторы в несколько слоев, затем детали подвергаются нагреву для полимеризации покрытий. Все материалы отверждаются при нагреве свыше +200 °С в течение 20-40 минут (точное время зависит от вида покрытия).

Роторы с покрытием MODENGY в дальнейшем не требуют повторной обработки – правильно нанесенный защитный слой не стирается, так как не дает винтовым поверхностям вступать в контакт.

Основные части винтового компрессора

Роторный компрессор состоит из нескольких основных элементов, которые и обеспечивают подачу среды под большим давлением. Рассматривая конструктивные особенности отметим:

1. Пара червячных зацепленных роторов, один из которых ведущий, второй ведомый.
2. Корпус может изготавливаться самым различным образом, характеризуется высокой герметичностью.
3. Объем конструкции зависит от формы ротора, а также их размеров.

В производстве встречаются самые различные профили роторов. В целом можно сказать, что от этого во многом зависят основные эксплуатационные характеристики.

В заключение отметим, что роторные компрессоры на сегодняшний день один из самых распространенных. При выборе уделяется внимание техническому состоянию, типу применяемых материалов при изготовлении, рабочему объему и многим другим моментам.

Источник

Производительность компрессоров

Производительность компрессоров обычно выражают в единицах объёма газа сжатого в единицу времени (м3/мин, м3/час). Производительность обычно считают по показателям, приведённым к нормальным условиям. При этом различают производительность по входу и по выходу, эти величины практически равны при маленькой разнице давлений между входом и выходом, но при большой разнице, например, у поршневых компрессоров, выходная производительность может при тех же оборотах падать более чем в 2 раза по сравнению с входной производительностью, измеренной при нулевом перепаде давления между входом и выходом. Компрессоры называются дожимающими, если давление всасываемого газа заметно превышает атмосферное.

Отличие масляных и безмасляных компрессоров

Существует еще одна классификация, которая основывается на использовании в механизме смазочного вещества.

Масляные компрессоры

Масло в компрессорах используется для смазывания деталей — это защищает их от износа. Побочным эффектом использования масла является его содержание в воздухе на выходе. Хотя в современных компрессорах используются фильтры, отделяющие масло от воздуха, в нем все равно присутствуют микроскопические масляные частички. Это недопустимо в фармацевтике, пищевой промышленности и некоторых других сферах. Потребность в совершенно чистом воздухе привела к созданию безмасляных компрессоров.

В то же время, масляные компрессоры более надежны и имеют долгий срок эксплуатации, так как двигатель и подшипники медленнее изнашиваются. При уходе за ними нужно периодически проверять уровень масла — если он низкий, потребуется заменить масло в воздушном компрессоре.

Безмасляные компрессоры

Принцип работы безмасляных компрессоров мало чем отличается от масляных. Однако в этом случае работа происходит в “сухой” камере, без смазки. Это приводит к повышенному износу деталей и высокой рабочей температуре. Чтобы продлить жизнь таких агрегатов, производители стараются использовать материалы с низким коэффициентом трения и даже впрыскивать в рабочую камеру воду. Ресурс безмасляных моделей все равно остается ниже, чем у масляных, зато воздух, который они сжимают, чистый. Чтобы такое оборудование могло нормально работать, ему требуется хорошая система охлаждения.

Что представляет собой винтовой компрессор: устройство и принцип работы

Это устройство для сжатия и подачи воздуха или других газов. Переходим к назначению деталей.

Составные части

В общем случае это:

• всасывающий фильтр — пропускает через себя и очищает воздух перед блоком сжатия;
• впускной клапан – переключает режим работы компрессора нагрузка/холостой ход;
• электромотор – приводит в движение роторы блока сжатия;
• винтовой блок – два параллельно ориентированных ротора (один выпуклый, другой вогнутый);
• привод – сцепляет винтовую пару с двигателем, отвечая также за вращение с заданной скоростью;
• охладитель масла – снижает температуру масла до заданных значений, не допуская перегрева;
• отделитель масла – специальный резервуар (бак), отделяющий масло от сжатого воздуха;
• термостат – меняет направление движения масла: малый круг — сразу в винтовой блок; большой круг — через охладитель;
• масляный фильтр — очищает масло перед подачей его в винтовой блок;
• реле и предохранительный клапан – защищают от поломки, срабатывая при резком повышении давления;
• трубопроводы – соединяют все отделы системы, обеспечивая прохождение масловоздушной смеси, масла и сжатого воздуха;
• вентилятор – способствует осуществлению забора воздуха, а также выполняет функцию общего охлаждения;
• блок управления – осуществляет контроль за работой компрессора в нормальном режиме, оповещение при аварии и настройку параметров;
• концевой охладитель – снижает температуру среды, прежде чем выпустить ее из оборудования.

Принцип работы винтового компрессора подробно

Пошагово он выглядит следующим образом:

1. двигатель запускает роторы, которые с соблюдением ведомости, вращаются по направлению друг к другу;
2. в результате этого движения атмосферный воздух всасывается через фильтр, в котором очищается от механических примесей;
3. в винтовом блоке воздух смешивается с маслом, сжимается и попадает в маслобак;
4. в маслобаке и сепараторе сжатый воздух отделяется от масла и через концевой охладитель поступает на выход установки, а масло после охлаждения поступает обратно в винтовой блок через масляный фильтр.

Процесс сжатия проходит в автоматическом режиме, отличается простотой и эффективностью. И это очередное преимущество и еще одна причина использовать именно рассматриваемое оборудование.

Особенности и преимущества винтовых компрессорных агрегатов

Сегодня именно они являются наиболее используемым оборудованием для сжатия воздуха и почти полностью вытеснили собой другие разновидности. Объектами для их установки становятся предприятия практически всех видов промышленности:

• Строительство
• Автомобилестроение
• Металлургия
• Химическая промышленность
• Пищевая промышленность
• Фармацевтика
• Горно-шахтная промышленность
• Деревообрабатывающая промышленность.

Причины популярности лежат в многочисленных достоинствах, ключевым из которых является механизм сжатия. Используемые в данном случае роторы с вращающимися по направлению друг к другу зубьями показывают себя надежнее, чем поршни с их возвратно-поступательным движением, а также обеспечивают компактность размеров и легкость веса.

Также стоит учитывать, что винтовой компрессор – это агрегат, нагнетающий воздух постоянно, а не импульсами, и поэтому не нуждается в подключении ресивера. Это удешевляет эксплуатацию.

В числе других преимуществ (по сравнению с поршневыми моделями).

• Экономичность потребления энергии – расход ниже на 30%, что возможно благодаря отсутствию трения в винтовом блоке. Тогда как в конструкции поршневого блока трения избежать не удастся.
• Долговечность – клапаны отсутствуют, система смазки и охлаждения проста и максимально надежна. В результате оборудование можно эксплуатировать до 10-12 лет, лишь осуществляя плановое техническое обслуживание.
• Впечатляющие технические характеристики – конструкция винтового компрессора позволяет ему сохранять КПД на уровне до 95% и выше, обеспечивая, при этом, производительность по сжатому воздуху до 60 м3/мин.
• Наличие звукоизоляции – благодаря специальным кожухам обеспечивается достаточно низкий уровень шума. Например, компрессоры ALMiG имеют уровень шума от 60 до 79 дБ. И только самые мощные модели — до 83 дБ.
• Отсутствие вибрации — так как сжатие в компрессоре происходит за счет вращения роторов, вибрация не создается. Вибрация винтового компрессора говорит о возможной неисправности.
• Есть цифровое управление, позволяющее в автоматическом режиме контролировать работу оборудования. Управление можно осуществлять, как непосредственно, так и удаленно.
• Низкая потребность в обслуживании – проводить плановое техническое обслуживание нужно через каждые 4000-6000 часов эксплуатации (против 500 часов у поршневых моделей).
• Малый расход масла – до 3 мг/м3, в сравнении с поршневым, где содержание масла в сжатом воздухе может достигать и 60 мг/м3.
• Нетребовательность в вопросах установки и монтажа – за счет компактных габаритов появляется разнообразие вариантов их размещения в пределах цеха (площадки), для монтажа нет необходимости заливать отдельный фундамент.

Отдельным преимуществом является воздушное охлаждение, благодаря которому нет нужды встраивать оборотное водоснабжение и, что даже важнее, появляется возможность вторично использовать выделившееся тепло.

Компрессоры роторные серии ВФ

Роторные компрессоры ВФ предназначены для транспортирования воздуха и газов, неагрессивных к чугуну, конструкционной стали и минеральному маслу, взрывобезопасных в условиях проточной части и не содержащих капельной жидкости и механических примесей. Применение роторных компрессоров ВФ:

• в системах пневматического транспортирования сыпучих материалов, емкостей пневмопочты;
• в системах аэрации отстойных бассейнов очистных сооружений, накопителей питьевой воды, рыбопроводных прудов;
• при опрыскивании посевов и садов, пожаротушении;
• при удалении пыли в типографиях, литейных производствах, фильтровальных установках;
• для привода различных приспособлений и механизмов (захваты, прижимы).

Компрессоры шестеренчатые серии ВФ это:

• работа в напорном и вакуумном режимах;
• компактность;
• отсутствие смазки в проточной части;
• плавное регулирование производительности методом перепуска;
• возможность работы в длительном режиме;
• воздушное охлаждение;
• надежность и безопасность в эксплуатации;
• высокие удельные технические характеристики;
• динамическая уравновешенность.

Технические характеристики компрессоров роторных серии ВФ

Компрессор состоит из собственно компрессора и фланцевого электродвигателя, соединенных между собой центрирующим промежуточным корпусом с приводом через упругую муфту. Компрессор изготавливается с горизонтальным направлением потока, однако, конструкция обеспечивает возможность установки потребителем для вертикального направления потока без изменения номенклатуры составных частей. В состав компрессора входит обратный клапан. Компрессоры 12ВФ, 22ВФ и 23ВФ могут комплектоваться глушителями всасывания и нагнетания, которые позволяют снизить средний уровень звука до 95, 97 и 98 дБА соответственно. Дополнительно эти компрессоры могут комплектоваться шумозаглушающими кожухами, при этом средний уровень звука снижается до 85 дБА.

• Компрессоры 34ВФ-М-50-36,6-1,5-45 и 32ВФ-М-80-21-1,5-45 поставляются в комплекте с устройством плавного пуска.
• Компрессоры могут изготавливаться с ременной передачей, с глушителями всасывания и нагнетания, с обратным клапаном смонтированными на общей раме.

Насосы, агрегаты и установки вакуумные

Воздушные компрессоры — устройство и принцип действия

Так называемые объемные компрессоры (поршневые и роторные) сжимают воздух с помощью изменения объема рабочей полости. Газ под высоким давлением компрессоры удерживают в воздухосборнике (ресивере). Даже если устройство в данный момент не работает, вы сможете использовать накопленный в ресивере воздух.

Сам механизм сжатия у каждой категории оборудования разный. В зависимости от него выделяют две большие группы компрессоров — роторные и поршневые агрегаты. Кроме основных деталей, у компрессоров также есть регуляторы давления, выпускные клапаны и манометры.

Роторные компрессоры

В роторных устройствах в качестве нагнетательных элементов работают вращающиеся детали. В этой категории можно выделить винтовые, роторно-пластинчатые и спиральные компрессоры. Все они показывают высокую производительность оборудования.

Винтовые

Работа винтовых воздушных компрессоров происходит следующим образом:

1. Воздух проходит через фильтр, очищаясь от примесей и пыли.
2. Затем он попадает в винтовую пару (один винт с вогнутым профилем, а другой — с выпуклым), которая вращается благодаря работе двигателя.
3. Воздух смешивается с маслом, чтобы создать между роторами масляный клин — пленку, защищающую роторы от трения.
4. Вращение роторов перемещает воздух по направлению к емкости, постепенно повышая в ней давление воздуха.

Спиральные

Основные рабочие детали спирального компрессора — две спирали, одна из которых неподвижна, а вторая размещена внутри первой и приводится в движение двигателем. Во время вращения спиралей между ними увеличивается и уменьшается полость с воздухом. При расширении полости туда засасывается воздух, который потом сжимается во время ее сужения и проходит через отверстие в центре спиралей в емкость.

Сами спирали не прикасаются друг ко другу — между ними есть небольшой зазор. Края спиралей прикасаются только к стенкам цилиндра, в котором происходит вращение.

Роторно-пластинчатые

В роторно-пластинчатых компрессорах в камере вращается ротор со специальными пластинами. Ротор расположен в камере эксцентрично, не занимая весь ее объем. Пластины при вращении образуют замкнутые пространства с динамическим объемом. В них поступает воздух, после чего они сжимаются и выпускают сжатый воздух из ресивера через выпускной клапан.

Поршневые компрессоры

Этот тип воздушных компрессоров подразумевает использование одного или двух поршней, приводимых в движение двигателем. Вращение передается поршню с помощью коленвала, заставляющего поршень двигаться вверх и вниз. Половину цикла занимает впускной этап — поршень создает разрежение в камере, и воздух начинает всасываться через впускной клапан. Когда поршень двигается обратно, впускной клапан закрывается, и открывается выпускной — воздух сжимается и поступает в ресивер.

Их принцип действия схож с работой поршневых устройств, только вместо поршневого блока в них работает гибкая мембрана. За счет того, что в таком оборудовании меньше трущихся частей, оно считается более надежным. Если в работе мембранного компрессора наблюдается резкое падение производительности, значит, мембрана повреждена и ее следует заменить.

Как работает винтовой компрессор, в каких режимах

Возможно несколько функциональных состояний:

1. Старт – при нажатии основной кнопки , запускается двигатель, который приводит в движение роторы винтового блока. Компрессор переходит в следующий режим.
2. Нагрузка — атмосферный воздух проходит в винтовой блок через всасывающий фильтр и открытый впускной клапан. Давление в пневматической сети начинает подниматься, и постепенно доходит до верхнего значения, установленного на контроллере. Компрессор переходит в режим холостого хода.
3. Холостой ход – впускной клапан закрывается и воздух перестает попадать в винтовой блок. Мотор и роторы винтового блока продолжают вращаться, но так как сжатия не происходит, нагрузка в таком режиме составляет примерно 30% от максимальной мощности. Такой режим нужен, чтобы, в случае возобновления потребления сжатого воздуха, заново не запускать электродвигатель.
4. Если потребление возобновилось, то компрессор переходит в режим нагрузки. Если потребление не возобновилось в течение определенного времени (настраивается в контроллере), компрессор переходит в режим разгрузки и останова.
5. Останов – отключение оборудования в штатном (нормальном) порядке.
6. Alarm stop – экстренное прекращение работы, со срочной (незапланированной) остановкой мотора, с пропуском холостого хода и других промежуточных этапов. Осуществляется нажатием на кнопку.

Роторный компрессор на винтовой основе

Ротационный нагнетатель воздуха считается очень популярным устройством, которое используется для сжатия воздуха и разных технологических газов. В большинстве случаев результативность зависит от дизайна подвижных частей. Большая надежность и остальные свойства формируют то, что роторные нагнетатели воздуха ставятся в промышленности. Давление на выходе достигает больших показателей, как и при всасывании.

Особенностями конструкции рассматриваемого механизма можно назвать такие моменты:

1. Важные элементы предоставлены 2-мя винтовыми роторами: один крутится по часовой стрелке, второй против.
2. Между подвижным элементом и корпусом есть маленькой просвет.
3. Оба ротора фиксируются к валу, предназначенного для непосредственной передачи вращения.
4. Роторный нагнетатель воздуха оборудуется впускным и выпускным клапаном.

Во время изготовления весомых частей используют очень разные материалы, во многих случаях нержавейка и чугун.

Рабочий принцип такого механизма очень прост. Он следующий:

1. От мотора вращение подается ведущему элементу, какой за счёт зацепления передает вращение ведомому.
2. Оба элемента размещены в герметичном корпусе со впускным и отводящим отверстием.

Принципиальным моментом назовем то, что роторные нагнетатели воздуха аналогичного типа могут быть масляными и безмасляными. Среди их характерных свойств необходимо отметить следующее:

1. Масло значительно уменьшает степень износа конструкции, а еще выступает как охлаждения.
2. Устройства, куда не подается масло, служат чуть меньше, но они подают более хорошую среду.

Например если в системе есть масло требуется специализированный фильтр, который проводит отделение вещества для смазки от ключевой среды. Если она окажется попадать в магистраль, то значительно уменьшается качество лакокрасочного покрытия.

По мимо этого, выделяют очень большое количество положительных качеств у рассматриваемого механизма:

1. Двигающиеся части как правило будут работать при высокой скорости.
2. Контакта между 2-мя подвижными элементами фактически нет. Собственно поэтому износ сравнительно невысокий даже при долгой эксплуатации устройства.
3. Провести обслуживание можно собственными руками.
4. Сравнительно малые размеры и вес.
5. Эксплуатационный заявленный срок составляет не один десяток лет.
6. Не требуется много средств для поддержки работоспособности.

Они как правило ставятся в бытовых условиях или промышленности, владеть разными размерами и весом.

Спиральные компрессоры

Меньше всего распространены спиральные конструкции, так как они представлены объемными машинами. Внутри находятся спирали, которые вложены друг в друга, за счет которых обеспечивается создание требуемого давления.

Несмотря на то, что подобная технология получила широкое распространение, она применяется относительно недавно. Спиральные роторные компрессоры получили широкое распространение в промышленности и быту.

Среди конструктивных особенностей отметим:

1. Корпус герметичный, часто производится путем литья или сварки. За счет этого обеспечивается высокая степень эффективности спирального нагнетателя воздуха.
2. Есть муфта и блок спиралей.
3. В качестве источника вращения применяется двигатель.

В большинстве случаев конструкция имеет вертикальную компоновку. Для хранения смазывающей жидкости создается специальный картер.

Ротационный компрессор: устройство и принцип работы

Ротационные компрессоры работают по тому же принципу, что и поршневые машины, т.е. по принципу вытеснения. Основная часть энергии, передаваемой газу, сообщается при непосредственном сжатии.

Сущность действия ротационного компрессора заключается в том, что независимо от его конструктивных особенностей, всасывание газа или воздуха производится той полостью компрессора, объем которой увеличивается при вращении ротора.

Принцип работы ротационного компрессора состоит в том, что засасываемый газ попадает в замкнутую камеру, объем которой, перемещаясь при вращении ротора, уменьшается. Сжатие за чет уменьшения объема приводит к увеличению давления и выталкиванию газа в нагнетательный патрубок.

Компрессор с неподвижными пластинами

Другое название данного компрессора — с катящимся ротором (ККР).Конструктивно такой компрессор представляет из себя вал двигателя на котором насажен цилиндрический ротор, но вал находится не в центре окружности, а эксцентрично,то есть смещён от центра. Вращается ротор внутри также цилиндрического корпуса. Между ротором и корпусом образуется зазор, величина которого при вращении из-за эксцентричности ротора изменяется. Где его величина минимальна находится нагнетательный патрубок, а где максимальна — всасывающий. Пространство между ними перекрывает подвижная пластина, плотно прижимающаяся пружиной к вращающемуся ротору,предотвращая перетекание рабочего вещества из зоны высокого давления в зону низкого. Наглядно это видно на рисунках:

Приемущества этого вида компрессоров:

-очень простая конструкция

-немного движущихся деталей

-меньшие пульсации давления, так как ротор движется непрерывно

-отличные массогабаритные показатели

-маленькие газодинамичесие потери на всасывании

-невысокая цена, из-за массовой распространённости

-перетекание газа из области всасывания в область нагнетания

-наличие «горячей точки», т.е. трения в месте соприкосновения ротора с корпусом.

Нагнетатели

Винты Лисгольма

Обратите внимание на сложную форму каждого винта. Винты вращаются с высокой скоростью и с тщательно подобранными допусками .

Двухвинтовой нагнетатель представляет собой устройство с принудительным вытеснением, которое работает, проталкивая воздух через пару зацепляющихся винтов с малым допуском, аналогично набору червячных шестерен. Двухвинтовые нагнетатели также известны как нагнетатели Лисхольма (или компрессоры ) в честь их изобретателя Альфа Лисхольма . Каждый ротор радиально симметричен, но асимметричен по бокам. Для сравнения, обычные воздуходувки типа «Рутс» имеют либо идентичные роторы (с прямыми роторами), либо роторы с зеркальным отображением (со спиральными роторами). Мужской ротор производства Whipple имеет три лопасти, а женский – пять лопастей. У мужского ротора Kenne-Bell четыре лопасти, у женского – шесть лопастей. Самок в некоторых более ранних проектах было четыре. Для сравнения: воздуходувки Рутса всегда имеют одинаковое количество лопастей на обоих роторах, обычно 2, 3 или 4.

Сравнительные преимущества

Винтовой компрессор имеет низкий уровень утечек и низкие паразитные потери по сравнению с компрессором Рутса. Нагнетатель обычно приводится в действие непосредственно от коленчатого вала двигателя через ременную или зубчатую передачу. В отличие от нагнетателя типа Рутса , двухвинтовой демонстрирует внутреннее сжатие, которое представляет собой способность устройства сжимать воздух внутри корпуса, когда он перемещается через устройство, вместо того, чтобы полагаться на сопротивление потоку после нагнетания для повышения давления. .

Требование высокоточных технологий производства с компьютерным управлением делает винтовой нагнетатель более дорогой альтернативой другим доступным формам принудительной индукции. Благодаря более поздним технологиям стоимость производства была снижена, а производительность повысилась.

Все типы нагнетателей выигрывают от использования промежуточного охладителя для уменьшения количества тепла, выделяемого при перекачивании и сжатии.

Наглядный пример технологии, применяемой в двухвинтовой технологии таких компаний, как Ford , Mazda , Mercedes и Mercury Marine, также может продемонстрировать эффективность двухвинтовой технологии. Хотя некоторые центробежные нагнетатели являются последовательными и надежными, они обычно не обеспечивают полный наддув до почти пиковых оборотов двигателя, в то время как нагнетатели прямого вытеснения, такие как нагнетатели типа Рутса и двухвинтовые компрессоры, обеспечивают более быстрый наддув. В дополнение к этому, двухвинтовые нагнетатели могут поддерживать разумный наддув до более высоких оборотов лучше, чем другие нагнетатели прямого вытеснения.

Связанные термины

Термин «нагнетатель» обычно используется для обозначения устройства, устанавливаемого на двигатели с функциональной потребностью в дополнительном потоке воздуха, например, двухтактный дизельный двигатель , где положительное давление на впуске необходимо для «продувки» или удаления отработавших выхлопных газов из двигателя. цилиндр и нагнетайте свежий всасываемый заряд в цилиндр перед тактом сжатия. Термин «нагнетатель» применяется к ротационным винтовым компрессорам, компрессорам типа Рутса и центробежным компрессорам, когда они используются как часть автомобильной системы принудительной индукции .

Типы роторных компрессоров

Наиболее простой компрессор роторный – безмасляный. Данная конструкция не имеет смазочной конструкции, поэтому не требует применения масел. Данное технологическое решение позволяет снизить затраты на смазочные материалы и обслуживание, позволяет проводить минимальное количество плановых обслуживаний, а также получать на выходе сжатый воздух без масляных примесей и добавок.

Более дорогой альтернативой является компрессор роторный масляный с наличием прямой передачи. Их конструкция предусматривает наличие системы для смазывания. А привод и головка компрессора связаны одним валом, что делает передачу прямой. Для решения проблемы с охлаждением применяется алюминиевый радиатор.

Схож с поршневым компрессором мембранный. Отличается от поршневого наличием мембранной рабочей поверхности. Данная мембрана выполнена из прочных и надежных материалов, которые выдерживают многочисленные поступательно-вращательные движения. Изменение давления воздуха происходит за счет колебательного движения мембраны.

Также существует более мощный компрессор – с клиноременной передачей. Это значит, что головка компрессора и двигатель связаны с помощью ремня. Охлаждение таких устройств гораздо легче организовать, поэтому они обладают более долгим эксплуатационным сроком. Но единственным недостатком является высокая цена.

Жидкостно-кольцевые компрессоры

Такие модели считаются универсальным устройством, у которого давление создается при помощи жидкостного кольца. Он действует по принципу поршня. В рассматриваемом случае есть только один ротор, размещенный в центральной части. В большинстве случаев при изготовлении применяется чугун, вал из углеродистой стали рассчитан на воздействие большой осевой нагрузки. Стоит учитывать, что выделяют два типа подобных приборов – одноступенчатые и многоступенчатые.

Принцип действия этого механизма характеризуется следующими особенностями:

1. Ротор и цилиндр частично заполняются при сжимании жидкостной среды, за счет чего образуется кольцо.
2. При непосредственном движении поршня образуется газовый карман.
3. Сервисная жидкость в большинстве случаев представлена обычной водой бытового предназначения.

Встречаются подобные варианты исполнения не так часто, как другие. Но им свойственны следующие преимущества:

1. Возможность эксплуатации при минусовой температуре.
2. Надежность. Как показывает практика, механизм может прослужить в течение нескольких лет без возникновения неполадок и дефектов.
3. Эффективный теплоотвод.
4. Простое техническое обслуживание.
5. Устройство может применяться для работы практически в любой среде.
6. Между вращающимися элементами нет непосредственного контакта, за счет чего существенно снижается степень износа.

При изготовлении основных элементов применяется сталь ил чугун. Оба материала характеризуются повышенной устойчивостью к воздействию влажности или других химических веществ.