Винтовой компрессор — для чего используется

Преимущества и недостатки

В заключении следует отметить плюсы и минусы компрессоров винтовой группы. Их преимущества: сокращают потребление электроэнергии, имеют больший срок службы за счет отсутствия изнашивающихся деталей, компактны. Кроме того, они не требуют постоянного человеческого присутствия, самостоятельно отключаются при неполадках или сбоях. Электронное программирование позволяет настроить работу прибора на срок до нескольких недель. А к недостаткам относят высокую стоимость оборудования. Такие устройства также не предназначены для работы в сильно запыленных помещениях и при минусовых температурах.

Разновидности винтовых компрессоров

Существующие виды винтовых компрессоров определяют их сферы использования. К примеру, промышленные маслозаполненные агрегаты являются универсальными и широко применяются в различных областях. Но применение безмасляных аппаратов востребовано лишь в тех областях, где требуется высокая степень очистки сжатого воздуха, например, в пищевой, химической и фармацевтической промышленности.

Безмасляные аппараты

Безмасляный компрессор при сжатии воздуха в качестве смазки и охлаждения роторного блока масло не использует, поэтому сжатый воздух, произведенный аппаратом, не содержит частиц смазочных материалов. Безмасляные агрегаты делятся на 2 подвида: винтовые сухого сжатия и водозаполненные.

Винтовые компрессоры сухого сжатия оснащаются синхронными двигателями, приводящими в движение винты, не контактирующие друг с другом. “Сухие” аппараты имеют меньшую производительность (3,5 бар на 1 ступень), чем маслозаполненные устройства. При подключении второй ступени можно увеличить данный показатель до 10 бар. Но эта мера лишь увеличит стоимость оборудования, которая и так достаточно высока по причине использования спаренных двигателей.

Водозаполненные аппараты являются самыми технологичными и сочетают в себе все достоинства как безмасляных, так и маслозаполненных устройств. Водозаполненные аппараты способны на силу сжатия до 13 бар (на 1 ступень). Также данные модели являются экологичными, поскольку вместо масла для охлаждения в них используется обычная вода. Поскольку вода имеет высокую теплоемкость и теплопроводность, то, независимо от уровня сжатия воздуха, она нагревается максимум на 12°С за счет дозированного впрыска. Из этого следует, что при уменьшении тепловой нагрузки на детали агрегата увеличивается их срок службы, а также повышается безопасность и надежность оборудования в целом.

Водозаполненные компрессоры практически не имеют отходов при работе. Также данные аппараты дешевле в производстве, поскольку в их конструкции отсутствуют масляные фильтры и емкости для отработанного масла.

Маслозаполненные аппараты

Масляный агрегат, как уже говорилось выше, имеет 2 ротора, один из которых, является ведущим. Для предотвращения физического контакта между роторами, внутрь блока впрыскивается масло. Оно должно подаваться со скоростью 1 л/мин на 1 кВт мощности аппарата. Масляные компрессоры имеют шумность в пределах 60-80 Дб.

По мощности двигателя компрессоры могут быть от 3 до 355 кВт, а по производительности – от 0,4 до 54 м3/мин. Высокопроизводительное оборудование, как правило, является стационарным и устанавливается в цехах. Но все же существуют и передвижные винтовые компрессоры, как бензиновые, так и дизельные.

Электродвигатель

Трехфазным асинхронным электродвигателем обеспечивается поставка вращения до ведущего ротора винтового блока.

Электродвигатель

Не беря в расчет модели мобильных винтовых компрессоров, где назначение механизма вращения осуществляется посредством дизельного двигателя.

Дизельный компрессор

Существует два варианта передачи вращения до ведущего ротора:

– используется клиноременная передача

Ременной привод

Либо используется механическое устройство с гибким компонентом.

Муфта эластичная

Если компрессор обладает высокой производительностью, то в таком случае возможно употребление шестеренчатого привода.

Зачастую возникает необходимость в урегулировании продуктивности винтового компрессора путем изменения частотности круговращения вала двигателя. При таких условиях используется электропривод – особый механизм, обеспечивающий снабжение двигателя электроэнергией. 

Электропривод

Использование электропривода дает возможность в значительной степени корректировать результативность винтового компрессора согласно существующей необходимости в сжатом воздухе, исключая установку устройства в режим холостого хода перекрыванием всасывающего клапана. 

Достоинства и недостатки винтовых машин для сжатия воздуха

Оборудование этого класса обладает отличными техническими характеристиками, что позволило ему стать достойной заменой поршневым устройствам. Если сравнивать эти два прибора, то модели Abac обладают рядом преимуществ:

1. Конструкция агрегатов включает в себя спаренные турбины, которые работают практически бесшумно и не создавая вибрации;
2. Они обладают компактными габаритами и небольшим весом;
3. Могут оснащаться автоматическими системами управления, что позволяет избежать постоянного присутствия человека в процессе работы агрегата;
4. Экономичны;
5. Имеют воздушное охлаждение.

Но даже столь большое количество достоинств не делает винтовые компрессоры Fubag идеальными. Они так же, как и любое другое оборудование имеют свои недостатки. Одним из основных минусов является необходимость применения отделителя и охладителя масла, а также других комплектующих, имеющих высокую стоимость.

Критерии выбора винтовых агрегатов

Приборы этого класса предлагают производители из разных стран. Причем, если верить рекламным проспектам, то все они являются лидерами в этой области. Что же происходит на самом деле? Как правильно сделать выбор? Все винтовые компрессоры Abac выглядят практически одинаково.

Смотрим видео, критерии выбора оборудования:

Они помещены в прямоугольный корпус, на котором находится дисплей контроллера. Отличие заключается лишь в расцветке и размерах, но и они несущественные. Поэтому выбирая прибор нужно заранее поинтересоваться чья же, продукция действительно является самой популярной, чтобы потом не тратить средства на ремонт винтовых компрессоров.

Следующим параметром, на который обращают внимание является нагрузка. Все винтовые компрессоры Abac имеют различные:

• Мощность;
• Производительность;
• Наличие или отсутствие привода;
• Встроенную систему подготовки воздуха.

Но все же главным критерием среди них является нагрузка. Она выбирается в зависимости от того сколько винтовой компрессор Fubag будет работать:

• Эпизодически;
• Постоянно.

Для первого случая можно ограничиться пусть не очень качественной, но дешевой моделью. Для постоянной эксплуатации потребуется более надежная модель, способная проработать не менее 3000 часов в год, чтобы в первые же дни не пришлось выполнять ремонт агрегата.

Обслуживание и эксплуатация – советы профессионалов

Чтобы оборудование прослужило длительный срок необходимо соблюдать определенные нормативными документами правила. Одним из пунктов в них указывается необходимость проведения своевременного технического обслуживания. Если пренебречь этими требованиями, то придется оплачивать дорогостоящие ремонтные работы.

Избежать поломок оборудования поможет и правильная его эксплуатация. Несмотря на то, что прибор обладает надежной конструкцией он может выйти из строя при залитии маслом или холодильным агентом. Попадание жидкости в устройство при новом запуске приведет к высоким гидравлическим нагрузкам, что негативно скажется на работе подшипников. Поэтому нужно очень аккуратно заполнять системы рабочими составами, иначе потребуется ремонт винтовых компрессоров.

Еще одним важным моментом является выбор масла для компрессоров. Учитывая, что этот состав выполняет ряд функций, специалисты рекомендуют выбирать продукцию только известных производителей. Масла должны быть высокого качества – это обеспечит длительную работу оборудования.

Монтаж и запуск компрессоров винтовых дизельных должен выполняться профессионалом, имеющим соответствующий допуск. Прибор устанавливается на горизонтальной поверхности в закрытом помещении и не должен подвергаться воздействию атмосферных осадков.

Объект должен иметь хорошо работающую систему вентиляции, чтобы всасываемый устройством воздух не имел примесей. Нельзя использовать производимую компрессором винтовым дизельным воздушную массу для пищевых или фармацевтических целей. Кроме того, она является энергетическим потоком и поэтому трубопроводы по которым осуществляется ее циркуляция должны находиться в исправном состоянии.

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.

Компрессор в процессе работы под нагрузкой

Когда компрессор работает под нагрузкой, впускной клапан находится в открытом состоянии, и компрессор производит сжатый воздух. Приводной электродвигатель винтового компрессора имеет ступенчатую систему пуска (звезда-треугольник). После включения компрессора для работы под нагрузкой контрольному впускному клапану даётся сигнал на открытие. Открывается сообщение между окружающим воздухом и внутренней полостью винтового блока и компрессор начинает производить сжатый воздух. Когда давление в ресивере поднимается, увеличенное давление открывает всасывающий клапан полностью и компрессор начинает работать на полную мощность.

Конструктивное исполнение и принципиальная схема работы

Стандартные компрессоры винтовой группы состоят из множества узлов и деталей, заключенных в корпусе из металла.

Конструктивный элемент	Назначение
Фильтр	Очищает поступающий в устройство воздух.
Всасывающий клапан	Позволяет избежать выброса воздуха и компрессорного масла при остановке техники.
Винтовой блок	Это главный рабочий узел с винтовой парой, установленной на подшипники или втулки. Возле его выходного патрубка монтируется термозащитный датчик, отключающий мотор, если температура выходящего воздуха превышает 105°С.
Ременной привод	Передает вращение от мотора к роторам. В его состав входят два шкива: один — на валу мотора, второй — на ведущем валу винтового блока.
Шкивы	Соединяются приводным ремнем. Их габариты влияют на быстроту вращения пары роторов.
Мотор	Передает вращательное движение на винты через ременной привод.
Масляный фильтр	Используется для очистки масла, вернувшегося в роторный блок.
Первичный маслоотделитель	В этом блоке масло выделяется из воздушного потока с помощью центробежной силы.
Маслоотделительный фильтр	Обеспечивает вторичную, более качественную очистку воздуха от оставшегося масла.
Предохранительный клапан	Включается при превышении давления в маслоотделителе и сбрасывает его до нормативных значений.
Термостат	Необходим для поддержания подходящей температуры масла.
Маслоохладитель	Охлаждает отделенный от воздушной струи разогретый масляный состав до оптимальной температуры.
Воздухоохладитель	Установлен для охлаждения воздуха перед выводом на подключенный прибор до температуры, ниже на 15-20°С чем в помещении.
Вентилятор	Охлаждает комплектующие прибора.
Электропневматический клапан холостого хода	Предназначен для регулировки работы всасывающего клапана.
Датчик давления	Управляет компрессором в автоматическом режиме. В новом оборудовании вместо реле давления используется электронное управление.
Манометр	Отображает данные о давлении внутри системы.
Выходной патрубок	Используется для вывода воздушного потока на подключенную технику.
	Устройство для визуального контроля за возвратом масла.
Клапан минимального давления	Он закрыт, пока уровень давления не превышает 4 бар. Данный клапан отделяет от компрессора пневматическую линию и работает как обратник при отключении прибора или запуске холостого режима.

Схемы винтовых компрессоров разных производителей практически идентичны, отличия — минимальны. Подробно ознакомиться с устройством конкретного прибора можно на сайте производителя или в руководстве пользователя.

Принципиальная схема работы компрессоров винтовой группы следующая. Ведущий ротор вращает ведомый. От этого движения в систему через входной фильтр всасывается воздух. Поток очищается, смешивается с масляной жидкостью, охлаждается и направляется в систему под винтовой тягой. Далее из воздушно-масляного потока отделяется масло, а очищенная воздушная струя отправляется в подключенное оборудование.

Классификация компрессоров по принципу действия

По принципу действия компрессоры классифицируются на объемные и динамические.

Объемные

Это агрегаты, имеющие рабочие камеры, в которых происходит процесс сжатия газа. Сжатие происходит за счет периодического изменения объема камер, соединенных с входом (выходом) аппарата. Чтобы предотвратить обратный выход газа из агрегата, в нем устанавливают систему клапанов, которые открываются и закрываются в определенный момент наполнения и опорожнения камеры.

Динамические

В динамических компрессорах повышение давления газа происходит за счет ускорения его движения. В результате кинетическая энергия частиц газа превращается в энергию давления.

Недостатки винтовых компрессоров

1. Более сложная конструкция и цена производства, чем у поршневых агрегатов. Запчасти для винтовых компрессоров также стоят дороже.

2. Система воздушного охлаждения предполагает необходимость отвода горячего воздуха после его выхода из системы охлаждения. Конечно, предприятие получает возможность использовать побочное тепло для отопления, однако это тоже требует определенных затрат на соответствующее оснащение системы.

3. Винтовые агрегаты нельзя использовать для работы с агрессивными газами. Кроме того, винтовой блок подвергается повышенному износу в случае, если компрессор используется в помещении с повышенной запыленностью.

4. Винтовые компрессоры требуют постоянной и эффективной работы системы маслоотделения. Некоторые модели компрессоров при повышении расхода воздуха, влекущем за собой снижение давления в системе, начинают пропускать в пневмосети большее количество масла, чем указано производителем.

Подводя итог можно отметить, что воздушный компрессор данной конструкции отличается повышенной надежностью и имеет больший ресурс работы и интервалы между регламентным обслуживанием, чем его поршневой аналог. Это более экономичное с точки зрения потребления ресурсов оборудование. И хотя в момент приобретения поршневой компрессор значительно выигрывает в цене, в процессе эксплуатации он может обходиться существенно дороже. Для точного расчета экономической эффективности выбора того или иного агрегата обращайтесь к нашим специалистам.

Преимущества винтовых компрессоров (по сравнению с поршневыми):

На сегодняшний день винтовые компрессоры являются самыми востребованными. Если рассматривать в количественном плане, то поршневые компрессоры продаются в большем количестве, в первую очередь, из-за начальной стоимости. Но, как правило, их покупают для бытового использования, а также для малого бизнеса. Однако, несмотря на то, что винтовой компрессор стоит, как минимум, в два раза дороже аналогичного по мощности поршневого компрессора, он имеет значительные преимущества и со временем окупает свои инвестиции. Постепенно, малый, средний и крупный бизнес полностью уходит от поршневых компрессоров, заменяя их преимущественно винтовыми компрессорами.

Эффективность 95-98%, у поршневых компрессоров, в зависимости от привода и ступеней сжатия, эффективность составляет 50-75%;

Температура сжатого воздуха +7-13°C к температуре окружающей среды (у поршневых 80-120°C);

Шумность 62-78 дБ(А), в то время как у поршневых 80-97 дБ(А);

Расчетная наработка на отказ, часов: у винтовых компрессоров 40000-60000, у поршневых: 3000-6000;

Наличие штатной системы очистки масла;

Содержание масла в сжатом воздухе: у винтовых – от 1 до 4 мг/м3, у поршневых около 76 мг/м3;

Режим подачи воздуха: круглосуточный;

Возможность оснащения микропроцессорным управлением;

Эффективность (всасывание/выход): у винтовых 95-99%, у поршневых 50-70%;

Рабочие параметры

Винтовые и поршневые компрессоры значительно отличаются по мощности и объёму генерируемого воздуха. Производительность винтовых аппаратов существенно превышает этот показатель у поршневых устройств, и может достигать 12000 л/мин. Установки поршневого типа целесообразно использовать при невысокой потребности в потреблении воздуха – в среднем 200 л/мин.

Что еще следует учесть при покупке компрессора

При выборе оборудования, обратите внимание, что:

• винтовые компрессоры отличаются пониженным уровнем шума и вибрации, что обеспечивает более комфортные условия эксплуатации;
• несмотря на более высокую мощность винтовых установок, за счёт вспомогательного оборудования исключена вероятность падения давления, что обеспечивают экономичный расход электроэнергии (экономия до 35%);
• для подачи чистого, без масляных примесей воздуха, винтовые агрегаты комплектуются различными приспособлениями (осушителями, фильтрами), что особенно актуально при использовании оборудования в пищевой, бумажной, химической промышленности, при выполнении покрасочных работ. Вместе с тем, для автоматической смазки деталей многих пневматических инструментов (перфоратора, пневмогайковёрта и др.) требуется наличие примеси масла в подаваемом воздухе – для таких операций целесообразно выбирать поршневой масляный компрессор.

Для многих покупателей немаловажным критерием являются габариты компрессора и возможность мобильного перемещения. Оборудование может комплектоваться колесами и транспортировочными ручками, а также другими полезными приспособлениями.

Воспользуйтесь советом специалиста, чтобы подобрать оптимальную модель с учётом всех нюансов эксплуатации и ваших потребностей. Позвоните нам по телефону в Красноярске+7(391) 200-15-00 или оставьте заявку на обратную связь.

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.

ТОП-3 лучших модели

При выборе винтовых компрессоров нужно учитывать размеры предприятия, степень загрязнения на производстве, а также особенности сферы применения. С учетом этих критериев стоит выбирать тот или иной тип устройства. А чтобы лучше ориентироваться в многообразии моделей, стоит изучить технические характеристики лидеров продаж, согласно рейтингам 2019 года.

1. Remeza BK20T-15-500. Это стационарный электрический безмасляный компрессор винтовой группы, мощность которого составляет 15кВт, а давление – 15Бар. Ему необходимо питание 380В. В аппарате есть манометр и ременной привод. Вес устройства — 575 кг, ресивер — горизонтальный, объем — 500 литров. Модель пользуется высоким спросом и имеет множество положительных отзывы потребителей.
2. Atlas Copco GA 15-7.5. Это винтовой масляный компрессор с электрическим двигателем и прямым приводом. Его мощность — 15 кВт, давление — 7,5 Бар, необходимое напряжение — 380В. В устройстве доступны регулировка давления, манометр, предохранительный клапан. Вес — 455 кг, уровень шума – 65 дБ.
3. BERG Compressors BK-110 10. Это винтовой стационарный компрессор с весом в 2800 кг. Он оснащен масляным электромотором мощностью 110 кВт и манометром. Другие характеристики: привод — прямой, давление — 10Бар, напряжение — 380В, уровень шума — 75 Дб.

Внимание на режим эксплуатации

Одним из важных критериев выбора компрессорного оборудования является режим эксплуатации. Поршневые компрессоры рекомендуется использовать при нерегулярном потреблении воздуха. Установки такого типа требуют периодических перерывов. Зачастую уже после 5-минутного использования компрессору необходимо «отдохнуть». Система включения-отключения защищает агрегат от перегрузок и способствует его долговечной службе.

Винтовые компрессоры могут бесперебойно функционировать нескольких рабочих смен подряд, поэтому их целесообразно использовать на крупных промышленных предприятиях. Для мастерских небольшого формата установка оборудования такого класса зачастую не требуется.

Радиатор масляный и воздушный; вентилятор

Чтобы сжимаемые под воздействием винтового компрессора воздушные потоки могли охлаждаться, их стоит обработать посредством обдуваемого вентилятором радиатора. При выходе компрессора сжатый воздух будет обладать температурой, превышающей значение температуры внешней среды в границе +30 °С.

Масляный радиатор является отличным механизмом понижения температурного показателя циркулирующего масла. Преимущественно компрессоры оснащены общим, обдуваемым с помощью вентилятора блоком, включающим в себя оба радиатора: масляный и воздушный (без учета компрессоров высокой мощности).

Наиболее предпочтительным считается обеспечение работы вентилятора с помощью особого электродвигателя.

Вентиляторы охлаждения

Маленькие компрессоры очень часто оснащаются вентилятором с целью обеспечить обдув радиаторов. Такой вентилятор включается в комплект приводного двигателя.