Винтовые компрессоры: отличия, преимущества, устройство и принцип работы, виды, ремонт своими руками

Отличия в устройстве винтовых компрессоров — в низких затратах на обслуживание, экономичности и надёжности, что позволило потеснить поршневые аналоги.

Преимущества

Винтовые компрессоры сконструированы таким образом, чтобы производительность и ресурс двигателей малой мощности росли, а энергопотребление снижалось вполовину. К преимуществам такого рода оборудования относятся компактные размеры, не слишком отягощающий вес, надежность, долговечность.

Винтовые агрегаты не требуют непрерывного обслуживания, поскольку способны длительное время работать в автономном режиме. Они быстро монтируются в собственных рамах без специально обустроенного фундамента, минимально вибрируют при функционировании.

Винтовые типы оснащаются изолирующими шум кожухами, работают тише прочих. В цехах с ними сохраняются максимально комфортные условия для людей.

Большинство представителей описываемого класса оснащаются цифровой платой управления. За счет этого легко менять давление, программировать циклы процессов на таймер, регулировать потребление энергии. Производить действия можно удаленно.

Среди главных преимуществ нельзя не отметить низкий расход масла. На 1 м3 уходит примерно 2-3 мг смазочного материала, что в разы меньше, чем у поршневых модификаций. Данный показатель важен для качества выходящего воздуха. Винтовая конструкция работает чище других, а значит, не нуждается в дополнительных фильтрах, может применяться даже для пневматических машин.

Воздушный принцип охлаждения избавляет от необходимости встраивать систему оборотного водоснабжения и позволяет использовать тепло компрессора вторично (например, для обогрева цехов).

Рассказ про компрессоры одного из производителей от специалиста

Для чего нужны винтовые компрессоры

Сжатый воздух, который производит винтовой компрессор, чаще всего служит в качестве энергоносителя. 

За счет преобразования энергии сжатого воздуха в механическую энергию работают: 

  • Пневмомеханизмы — автоматизированные устройства приема-подачи и др.
  • Пневмоинструменты — отбойные молотки, перфораторы, подъемники, молоты и др.

Обдувочные же аппараты (краскопульты, эжекторы,

пескоструйные аппараты

и дробеструйные установки) преобразуют энергию сжатого воздуха в

кинетическую

.

Для многих отраслей промышленности лучшим решением будет выбрать именно винтовой воздушный компрессор, так как он является более надежным, экономичным в потреблении электроэнергии и рассчитан на долгую бесперебойную работу. Подробнее о том, чем хороши винтовые компрессоры, мы уже

писали в нашем блоге

.

И еще о классификации винтовых компрессоров

Еще один повод для классификации винтовых компрессоров ─ степень их мобильности. Компрессор винтовой передвижной легко перемещать на новое место, где его можно немедленно запускать в работу.

Как и компрессоры других конструкций, винтовые различают по составу сжимаемой среды. Для получения сжатого воздуха служит компрессор винтовой воздушный. Газовые компрессоры сжимают один газ или несколько разных. Многоцелевые компрессоры одинаково успешно работают и с воздухом, и с другими газами.

Существует несколько вариантов компоновки винтовых компрессоров. На раме или на ресивере, с системой подготовки сжатого воздуха или без. Функции ресивера ─ обеспечивать оптимальный режим работы, охлаждать сжатый воздух, сглаживать воздушные пульсации.

Неправильная эксплуатация

Один показательный случай из нашей практики произошел со «счастливым обладателем» 37 кВт агрегата, используемого для пескоструйной установки.

Нерадивый продавец не посчитал нужным предложить покупателю ресивер. В результате за 1 год было заменено 2 радиатора.

После окончания гарантии владелец «винтовика» обратился к специалистам нашего сервисного определили причину «плохих радиаторов», не увидев в пневмолинии между компрессором и пескоструйной установкой воздухосборника.

После установки ресивера проблемы с радиаторами предсказуемо исчезли.

Устройство и принцип работы

принцип работыСжатые воздух и газ заставляют функционировать сложные системы исполнения из пневматических цилиндров, клапанов и прочих механизмов. Винтовой компрессор занимается преобразованием электрической энергии в воздушно-газовый толчок.

Составные части

Любая модель винтового компрессора включает основополагающие детали:

  1. Воздушный фильтр – всасывает воздух в устройство, очищает его. Находится у входного клапана.
  2. Входной клапан – регулирует работу агрегата переходом на холостой ход.
  3. Основной винтовой блок – представляет собой два ротора вогнутой и выпуклой формы, расположенных параллельно друг другу.
  4. Электрический мотор – запускает и поддерживает движение винтовой пары.
  5. Ременный привод – сцепляет роторы с двигателем, обеспечивает вращение, поддерживает скорость.
  6. Отделитель масла – бак с перегородкой, в котором воздух отделяется от масла.
  7. Фильтр и охладитель масла – производит очищение, охлаждение масляной смазки перед ее попаданием в роторный отсек.
  8. Термостат – следит за оптимальной температурой двигателя. При низком нагреве масла пропускает его вне охлаждения, ускоряя процесс.
  9. Трубопроводы – система прохождения и соединения отделов воздуха, масла, их смеси.
  10. Клапан предохранительный и реле давления – оберегают мотор от поломки. Срабатывают при значительном завышении давления в отделителе, предотвращая выход агрегата из строя.
  11. Блок управления – система дисплеев и плат, обеспечивающая электронную настройку, отслеживание параметров оборудования.
  12. Вентилятор – помогает воздушному забору внутрь, одновременно охлаждает элементы мотора.
  13. Концевой охладитель – доводит сжатый воздух до оптимальной температуры перед выдачей из компрессора.

Принцип действия

Принцип действияРоторы вращаются навстречу друг другу, соблюдая принцип ведомости. Движение винтов всасывает воздух через входной фильтр. Поток проходит сквозь очищение, смешивание с маслом, охлаждение. Полученная смесь попадает в систему под продолжающейся винтовой тягой. Далее отделитель сепарирует масло от воздуха, последний выходит из компрессора в потребляющее оборудование.

Таким образом, работа винтов проделывает весь необходимый процесс с воздухом без посторонних вмешательств.

Поршневой компрессор

Один из самых дешевых и менее требовательных типов винтовой техники. Установки, функционирующие благодаря поршням, служат верой и правдой долгие годы, не требуя постоянного технического обслуживания. Отличный выбор, если на вашем предприятии требуется надежная техника, обеспечивающая давление выше 30 атмосфер. Для профилактики после 500 мото-часов работы необходимо проведение сервисного обслуживания. Необходим приезд сервисного инженера, чтобы он проверил сохранность поршней и других компонентов установки.

Однако при всех своих достоинствах такой тип компрессоров постепенно уходит в прошлое. Современные предприятия стремятся сократить уровни шума и вибрации, а поршневая техника, наоборот, создает слишком много звуковых и вибрационных колебаний. Это вариант для тех, кто может себе позволить организацию дополнительного фундамента для одного станка или же выделить специальное помещение для размещения этого устройства.

Режимы работы

Режимы работыУ винтовых компрессоров имеется несколько возможных режимов действия с определенными функциями:

  1. Пусковой или Старт – запускает двигатель аппарата, оптимизирует нагрузку от электросети. Активируется нажатием специальной кнопки, через несколько минут переходит в рабочий режим. Может отсутствовать, если мощность компрессора минимальна и предусмотрен прямой пуск.
  2. Рабочий – наращивает давление до максимально допустимого, затем срабатывает реле переключения на холостой ход.
  3. Холостой ход – характеризуется вращением роторов, непрерывной работой двигателя. В это время газ проталкивается через все устройство, воздушные массы охлаждаются. Служит для предотвращения поломок, выжидания оптимальных показателей, подготовки компрессора к отключению.
  4. Ожидание – наступает после холостого хода, пока отметка давления не снизится до минимальной. Длительность зависит от скорости выхода воздуха. Следом может последовать продолжение работы по включению реле.
  5. Стоп – штатное отключение прибора.
  6. Экстренное отключение (Alarm stop) – срочная остановка мотора специальной кнопкой без промежуточных режимов типа холостого хода.

Краткий обзор параметров винтовых компрессоров

Роторные механизмы подачи газовой смеси под давлением оснащаются преимущественно электродвигателем, но работают и автономно с дизельным, бензиновым двигателем.

Марка установки Производительность, л/мин Паспортное давление Тип энергии Мощность двигателя, кВт Стоимость, тыс. р
Fini MICRO SE 2.2-10 290 10 380 В 2,2 166
Berg ВК-4Р 7 650 7 380 4,0 168
ЧКЗ ДЭН-5,5-10 600 10 380 5,5 173
Ingro XLM 10A 10 бар 920 10 380 7,5 182
Dali CA-1.7/8-GA 1700 8 380 11 200
Remeza ВК 30 15 ДВС

безмасляный

7300 15 380 22 800
CompAir C50 на шасси 5000 7 Дизель Yanmar 4TNV88BKCP 35 900
9 преимуществ винтовых компрессоров

9 преимуществ винтовых компрессоров

Видео по теме: Устройство и принцип работы винтового компрессора

Регламентное техническое обслуживание

Первое техническое обслуживание (ТО) нового винтового компрессора производится обычно после 500 моточасов его работы. В маслозаполненном варианте устройства ТО сопровождается заменой масла и масляного фильтра. Последующие ТО осуществляются по регламенту через каждые 2500-3000 моточасов или один раз в год.

Перед проведением технического обслуживания необходимо убедиться, что компрессор отключен от электрической сети, отсоединен шаровым краном от ресивера и магистрали сжатого воздуха, разгружен и не находится под давлением.

Резервуар для масла

Резервуар для масла имеет ключевое значение в функционировании винтового компрессора:

  • служит главным накопителем сжатого воздуха;

  • повышает размер системы смазки компрессора, объем масла, обеспечивающий качественное отведение тепла, которое появляется в процессе воздушного сжатия;

  • действует в качестве разделителя основного объема масла от сжатого воздуха, поскольку воздушные струи проникают в стационарный сосуд из винтового блока по касательной, попадая затем на цилиндрическую поверхность, иными словами происходит завинчивание.

10.jpg

Резервуар для масла

11.jpg

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.

Покрытия выравнивают поверхности роторов, чем упрощают их приработку и обеспечивают динамическое уплотнение. Защитный слой, который создают эти материалы на винтовой паре, предотвращает коррозию металла, которую может вызвать попадание воды или агрессивных охлаждающих растворов.

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.

Покрытие на поверхности детали

При обслуживании безмасляных винтовых компрессоров применяются покрытия MODENGY 1007, MODENGY 1014 и MODENGY 1066.

Покрытия MODENGY для роторов винтовых компрессоров

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.

Роторы винтового компрессора до и после нанесения покрытия MODENGY

Сепаратор

Разделитель – особый элемент, входящий в винтовой компрессор. Применение механизма обусловлено необходимостью достижения как можно меньшего количества масел в высвобождающемся из компрессора воздухе.

Те компрессоры, которые обладают невысокой степенью мощности обычно имеют внешний разделитель, а остальные – встраиваемый в емкость для масла. 

Встроенный разделитель выглядит следующим образом:

12.jpg

Сепаратор встроенный

Внешний сепаратор выглядит так:

13.jpg

Сепаратор внешний

Общая схема разделителя в разрезе, где указанно направление движения масляных и воздушных масс:

14.jpg

Сепаратор в разрезе

Разделитель обеспечивает стабильный уровень присутствия масел в сжатом воздухе, по итогу его значение находится в пределах з-х   мг/м3.

Распространенные неисправности винтовых компрессоров и их устранение

Длительная эксплуатация любого оборудования приводит к тому, что оно требует либо сервисного обслуживания, либо серьезного ремонта. Не являются исключением и компрессоры, основным узлом которых является роторный блок.

Ремонт винтовых компрессоров своими руками вполне возможен в следующих случаях:

  • аппарат с трудом запускается;
  • компрессор не перезапускается;
  • в выходном патрубке агрегата отсутствует сжатый воздух;
  • низкая производительность;
  • чрезмерный расход масла;
  • непроизвольное срабатывание предохранительного клапана;
  • отключение аппарата термостатом;
  • отключение агрегата прерывателем сети;
  • поломка роторного блока;
  • повышенное давление.

Аппарат плохо запускается

Причиной того, что агрегат запускается с трудом, может быть низкая температура окружающего воздуха. Запуск компрессора произойдет только после прогрева помещения, в котором он установлен.

Устройство не перезапускается

Данная поломка вызывается плохим закрытием всасывающего клапана. Проблема решается прочисткой клапана. Если данная процедура не решила проблему, то клапан всасывания следует заменить.

Отсутствие сжатого воздуха

Если в выходном отверстии аппарата отсутствует сжатый воздух, то это признак закрытия регулятора. Чтобы устранить неисправность, потребуется проверить работоспособность реле давления. Именно этот узел подает питание на клапан, являющийся электромагнитным, который, в свою очередь, связан с регулятором.

Низкая производительность

Понижение производительности оборудования также связано с закрытием регулятора. В данном случае поломка вызывается засорением последнего. Чтобы производительность аппарата пришла в норму, требуется снять всасывающий фильтр, открыть или демонтировать регулятор, и хорошо прочистить его.

Чрезмерный расход масла или его утечка

Большой расход масла может вызывать сломанный фильтр, установленный в маслоотделителе, или негерметичность уплотнений этого же фильтра. В обоих случаях проблема решается заменой данных деталей.

Важно! Вызвать утечку масла может незакрытый регулятор или чрезмерно повышенное давление в системе. В первом случае следует проверить исправность электромагнитного клапана и регулятора. Во втором — подвергнуть проверке манометр.

Открытие предохранительного клапана

Данная поломка может возникнуть, если фильтр маслоотделителя засорился. Требуется проверить, существует ли перепад давления между масляным сепаратором, то есть его резервуаром и трубопроводом, в котором находится сжатый воздух. Проблема решается заменой фильтра.

Срабатывание термостата

Отключение агрегата термостатом может вызываться несколькими причинами.

  1. Высокая температура окружающей среды. Следует обеспечить помещение с оборудованием хорошей вентиляцией, после чего нажать кнопку “reset” и перезагрузить аппарат.
  2. Засорение охладителя масла. Требуется прочистить охладитель с применением растворяющей жидкости.
  3. Низкий уровень масла. Следует долить необходимое количество последнего.
  4. Неисправность термостата. Деталь следует заменить на исправную.

Отключение двигателя прерывателем сети

Срабатывание прерывателя цепи может вызвать низкое напряжение в сети. Следует проверить напряжение и, при его нормальных показателях, перезапустить аппарат, нажав на кнопку “Reset”.

Также прерыватель цепи может сработать при перегреве двигателя. В первую очередь, нужно проверить теплоотвод от электромотора. Если режим отвода тепла не нарушен, то произведите перезапуск оборудования. В случае, когда перезапуск не происходит, следует подождать несколько минут и снова повторить попытку.

Поломка роторного блока

Если обратить внимание на описание роторного блока, которое приводилось выше, то станет понятно, что его ремонт возможно произвести только в случае выхода из строя подшипников. В случае заклинивания роторов ремонт винтовых блоков следует доверить специалистам сервисного центра.

Повышенное давление

Если давление поднимается выше максимально допустимых показателей, то в первую очередь проверяется регулятор. Возможно, нет команды на его закрытие. Убедитесь, что электромагнитный клапан находится в закрытом состоянии. При необходимости, данные детали следует заменить.

Материал подготовлен при участии специалистов https://www.v-p-k.ru/

Ремонт и обслуживание устройства

Роторные компрессоры требовательны к условиям «обитания».

РемонтОни не предназначены для помещений с минусовой температурой и сильной запыленностью, требуют плановой замены масла, прочищения фильтров, контроля состояния питающей электросети. Не предполагают установки дополнительных систем очисток масла, ресиверов.

Такое оборудование не нуждается в постоянном присутствии человека рядом, умеет отключаться самостоятельно в случае аварии, пикового перегрева или сбоя сети. В нем имеется возможность установки электронного управления. Программой допустимо задавать настройки работы до нескольких недель вперед. Максимальная продуктивность не сопрягается с перерасходом технических и человеческих ресурсов.

Ремонт происходит помощью сервисных центров.

Обзор моделей

На видео продемонстрированы винтовые компрессоры от ALUP

Термостат

17.jpg

Винтовой компрессор схож с автомобильным двигателем, поскольку в нем так же присутствует два круга (большой и малый), служащих для охлаждения системы.

В момент, когда осуществляется пуск компрессора, по малому кругу начинает циркулировать масло, это способствует активному увеличению уровня температуры. Целесообразность этого заключается в том, чтобы во время сжатия воздуха блокировалось смешение выпадающего конденсата и масел, поскольку от этого напрямую зависит функционирование устройства. 

Малый круг системы охлаждения

Когда необходимый показатель температуры масла будет достигнут, термостат откроется и будет обеспечивать циркуляцию в большом круге посредством охлаждаемого вентилятором радиатора.

Большой круг системы охлаждения

Чаще всего открытие термостата происходит при набирании маслом температуры выше 55°С, а целиком заканчивается при установлении температуры уже свыше 70°С.

Обслуживание подшипников электродвигателя компрессора

В подшипники электродвигателя обычно уже заложена заводская смазка, поэтому они не требуют первоначального обслуживания. Некоторые модели электродвигателей снабжены специальными масленками, подшипники в них смазываются каждые 2500-3000 моточасов.

При нормальных условиях окружающей среды (температура до +30° C) замена подшипников осуществляется каждые 12000 часов, в более тяжелых условиях эксплуатации – каждые 8000 часов. В любом случае такая работа должна производиться не реже одного раза в 4 года.

( 2 оценки, среднее 4.5 из 5 )

Масляный фильтр

При функционировании винтового компрессора возможно появление в масле посторонних веществ (к ним относятся элементы износа двигающихся частей, а также мельчайшие пылевые частицы). Когда в циркуляционном контуре компрессора работает масляный фильтр, масло очищается от подобных вредных примесей. 

19.jpg

Масляный фильтр в разрезе

Использование клапанов динамического типа в устройстве спиральных компрессоров

В этом оборудовании нет необходимости применения клапана на всасывание, так как подвижный спиральный элемент самостоятельно отсекает рабочее пространство от канала для всасывания. Иногда в нагнетательной линии устанавливают обратный динамический клапан, предотвращающий возврат воздуха и вращение спирали в обратном направлении при отключении двигателя. Однако такой клапан создает дополнительное сопротивление, что снижает коэффициент полезного действия устройства.

Динамические клапаны часто встречаются в устройствах спиральных компрессоров для средних и низких температур, которые используются в холодильных установках.

На что обратить внимание при покупке винтового воздушного компрессора

Во-первых, вам нужно будет иметь опытного торгового представителя на месте, чтобы точно оценить вашу заявку и потребности. Это самое главное при покупке компрессора.

• Вы не хотите купить слишком маленький компрессор, так как он будет изо всех сил работать, чтобы не отставать от спроса. • Вы не хотите купить слишком большой компрессор, поскольку он не будет работать столько, сколько нужно. Компрессоры любят тепло. Если компрессор работает не так часто, как нужно, то в вашем масле может накапливаться конденсат, а также могут возникнуть другие проблемы.

При изучении вариантов у вас появятся вопросы:

• Сколько воздуха вы собираетесь использовать? • Вам понадобится сушилка? • Каково запланированное расположение компрессора? • Есть ли у вас планы по развитию вашего бизнеса?

Вы также захотите посмотреть на гарантию и исправность воздушного компрессора. Это касается не только самого компрессора, но и компании, в которой вы его покупаете.

• Собирается ли компания поддержать какие-либо вопросы или проблемы, которые могут у вас возникнуть? • Как вы будете обслуживать и обслуживать машину?

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...