1. V porovnaní s piestovými chladiacimi kompresormi s vratným pohybom majú skrutkové chladiace kompresory množstvo výhod, ako je vysoká rýchlosť, nízka hmotnosť, malý objem, malá zastavaná plocha a nízka pulzácia výfukových plynov.
2. Skrutkový chladiaci kompresor nemá žiadnu vratnú zotrvačnú silu, dobrý dynamický vyvažovací výkon, stabilnú prevádzku, malé vibrácie základne a malý základ.
3. Skrutkový chladiaci kompresor má jednoduchú konštrukciu a malý počet dielov. Neobsahuje žiadne opotrebiteľné diely, ako sú vzduchové ventily a piestne krúžky. Jeho hlavné trecie diely, ako sú rotory a ložiská, majú relatívne vysokú pevnosť a odolnosť proti opotrebeniu a dobré mazacie podmienky, takže množstvo obrábania je menšie, spotreba materiálu je nízka, prevádzkový cyklus je dlhý, používanie je relatívne spoľahlivé, údržba je jednoduchá a je výhodné realizovať automatizáciu prevádzky.
4. V porovnaní s rýchlostným kompresorom má skrutkový kompresor charakteristiky núteného dodávania plynu, to znamená, že objemový tlak takmer nie je ovplyvnený výtlačným tlakom a pri malom objemovom tlaku nedochádza k rázom. V rámci rôznych podmienok je možné udržiavať vysokú účinnosť.
5. Na nastavenie sa používa posuvný ventil, ktorý umožňuje plynulé nastavenie energie.
6. Skrutkový kompresor nie je citlivý na prívod kvapaliny a môže byť chladený vstrekovaním oleja, takže pri rovnakom tlakovom pomere je teplota výfukových plynov oveľa nižšia ako pri piestovom type, takže jednostupňový tlakový pomer je vyšší.
7. Neexistuje žiadny voľný objem, takže objemová účinnosť je vysoká.
Princíp činnosti a štruktúra skrutkového kompresora:
1. Inhalačný proces:
Sací otvor na strane nasávania skrutkového kompresora musí byť navrhnutý tak, aby kompresná komora mohla úplne nasávať vzduch, zatiaľ čo skrutkový kompresor nemá skupinu nasávacích a výfukových ventilov a nasávaný vzduch sa reguluje iba otváraním a zatváraním regulačného ventilu. Keď sa rotor otáča, medzera medzi zubovými drážkami hlavného a pomocného rotora je najväčšia, keď dosiahne otvor v stene nasávacieho konca. Vzduch je úplne vysávaný a po ukončení výfuku je zubová drážka vo vákuovom stave. Keď sa otočí k prívodu vzduchu, vonkajší vzduch sa nasáva a prúdi do zubovej drážky hlavného a pomocného rotora pozdĺž axiálneho smeru. Pripomienka údržby skrutkového kompresora: Keď vzduch vyplní celú zubovú drážku, koncová plocha nasávacej strany rotora sa otočí smerom od prívodu vzduchu do krytu a vzduch medzi zubovými drážkami sa utesní.
2. Proces uzatvárania a prepravy:
Keď sa hlavný a pomocný rotor vdýchnu, vrcholy zubov hlavného a pomocného rotora sa utesnia s puzdrom a vzduch sa utesní v drážkach zubov a už nevyteká von, to znamená [proces utesňovania]. Dva rotory sa naďalej otáčajú a vrcholy zubov a drážky zubov sa na sacom konci zhodujú a zodpovedajúce plochy sa postupne pohybujú smerom k výfukovému koncu.
3. Proces kompresie a vstrekovania paliva:
Počas procesu dopravy sa záberová plocha postupne pohybuje smerom k výfukovému koncu, to znamená, že zubová drážka medzi záberovou plochou a výfukovým otvorom sa postupne zmenšuje, plyn v zubovej drážke sa postupne stláča a tlak sa zvyšuje, čo je [proces kompresie]. Počas kompresie sa v dôsledku tlakového rozdielu do kompresnej komory vstrekuje aj mazací olej, ktorý sa zmieša so vzduchom v komore.
4. Výfukový proces:
Keď sa záberová plocha rotora otočí a spojí s výfukom skrine (tlak stlačeného plynu je v tomto čase najvyšší), stlačený plyn sa začne vypúšťať, až kým sa záberová plocha hrebeňa zuba a drážky zuba nedostanú k výfuku. V tomto okamihu je vzdialenosť medzi záberovou plochou oboch rotorov a výfukovým otvorom skrine nulová, čo znamená, že proces výfuku je ukončený. Zároveň dĺžka drážky zuba medzi záberovou plochou rotorov a vstupom vzduchu do skrine dosiahne maximum. Po tomto čase sa proces vdychovania opäť spustí.
1. Plne uzavretý skrutkový kompresor
Teleso má vysoko kvalitnú liatinovú konštrukciu s nízkou pórovitosťou a malou tepelnou deformáciou; teleso má dvojstennú konštrukciu s vnútornými výfukovými kanálmi, ktorá má vysokú pevnosť a dobrý účinok na zníženie hluku; vnútorné a vonkajšie sily telesa sú v podstate vyvážené, bez otvorenia alebo polozatvorenia, odoláva riziku vysokého tlaku; plášť je z oceľovej konštrukcie s vysokou pevnosťou, krásnym vzhľadom a nízkou hmotnosťou. Vďaka vertikálnej konštrukcii kompresor zaberá malú plochu, čo je výhodné pre viachlavové usporiadanie chladiča; spodné ložisko je ponorené v olejovej nádrži a ložisko je dobre mazané; axiálna sila rotora je o 50 % nižšia v porovnaní s polouzavretým a otvoreným typom (hriadeľ motora na strane výfuku, funkcia vyváženia); žiadne riziko horizontálneho konzolového nosníka motora, vysoká spoľahlivosť; eliminuje vplyv skrutkového rotora, posúvača, vlastnej hmotnosti rotora motora na presnosť zhody, zvyšuje spoľahlivosť; dobrý proces montáže. Vertikálna konštrukcia skrutkového čerpadla bez oleja, takže nedochádza k nedostatku oleja, keď je kompresor v prevádzke alebo vypnutý. Spodné ložisko je ako celok ponorené do olejovej nádrže a horné ložisko využíva diferenčný tlakový prívod oleja; požiadavka na diferenčný tlak systému je nízka a má funkciu ochrany mazania ložiska v prípade núdze, čím sa zabráni nedostatku olejového mazania ložiska, čo prispieva k spusteniu jednotky v prechodných obdobiach.
Nevýhody: používa sa chladenie výfukových plynov a motor je umiestnený na výfukovom otvore, čo môže ľahko spôsobiť spálenie cievky motora; navyše, ak dôjde k poruche, nie je možné ju včas odstrániť.
2. Polohermetický skrutkový kompresor
Motor je chladený rozprašovanou kvapalinou, čo má nízku pracovnú teplotu a dlhú životnosť; otvorený kompresor používa vzduchom chladený motor, čo má vysokú pracovnú teplotu motora, čo ovplyvňuje jeho životnosť a pracovné prostredie v strojovni je zlé; motor je chladený výfukovými plynmi, čo má veľmi vysokú pracovnú teplotu a krátku životnosť motora. Vo všeobecnosti má externý odlučovač oleja veľký objem, ale jeho účinnosť je veľmi vysoká; vstavaný odlučovač oleja je kombinovaný s kompresorom a jeho objem je malý, takže účinok je relatívne slabý. Účinok odlučovania oleja sekundárnym odlučovačom oleja môže dosiahnuť 99,999 %, čo zabezpečuje dobré mazanie kompresora za rôznych pracovných podmienok.
Avšak piestový polohermetický skrutkový kompresor sa zrýchľuje pomocou ozubeného prevodu, rýchlosť je vysoká (približne 12 000 ot./min.), opotrebovanie je veľké a spoľahlivosť je nízka.
3. Otvorte skrutkový kompresor
Výhody otvorenej jednotky sú:
1) Kompresor je oddelený od motora, takže kompresor je možné používať v širšom rozsahu;
2) Ten istý kompresor sa môže používať s rôznymi chladivami. Okrem halogénovaných uhľovodíkových chladív sa ako chladivo môže použiť aj amoniak, a to zmenou materiálov niektorých častí;
3) Motory s rôznymi výkonmi je možné vybaviť podľa rôznych chladív a prevádzkových podmienok.
4) Otvorený typ sa tiež delí na jednozávitovkový a dvojzávitovkový
Jednoskrutkový kompresor sa skladá z valcovej skrutky a dvoch symetricky usporiadaných rovinných hviezdicových kolies, ktoré sú umiestnené v skrini. Drážka skrutky, vnútorná stena skrine (valca) a zuby hviezdicového kolesa tvoria uzavretý objem. Výkon sa prenáša na hriadeľ skrutky a hviezdicové koleso je poháňané skrutkou a otáča sa. Plyn (pracovná kvapalina) vstupuje do drážky skrutky zo sacej komory a po stlačení je vypúšťaný cez výfukový otvor a výfukovú komoru. Úloha hviezdicového kolesa je ekvivalentná piestu vratného piestového kompresora. Keď sa zuby hviezdicového kolesa pohybujú relatívne v drážke skrutky, uzavretý objem sa postupne zmenšuje a plyn sa stlačuje.
Princíp činnosti skrutkového kompresora a porovnanie plne uzavretých, polohermetických a otvorených typov
Skrutka jednoskrutkového kompresora má 6 drážok pre skrutky a hviezdicové koleso má 11 zubov, čo zodpovedá 6 valcom. Dve hviezdicové kolesá zaberajú do drážok pre skrutky súčasne. Preto každé otočenie skrutky zodpovedá práci 12 valcov.
Ako všetci vieme, skrutkové kompresory (vrátane dvojzávitovkových a jednozávitovkových) tvoria najväčší podiel rotačných kompresorov. Z pohľadu medzinárodného trhu bola počas 20 rokov od roku 1963 do roku 1983 ročná miera rastu predaja skrutkových kompresorov na svete 30 %. V súčasnosti tvoria dvojzávitovkové kompresory 80 % kompresorov so strednou kapacitou v Japonsku, Európe a Spojených štátoch. V porovnaní s jednozávitovkovými a dvojzávitovkovými kompresormi v rovnakom pracovnom rozsahu tvoria dvojzávitovkové kompresory viac ako 80 % celkového trhu so skrutkovými kompresormi vďaka svojej dobrej technológii spracovania a vysokej spoľahlivosti. Skrutkové kompresory tvoria menej ako 20 %. Nasleduje stručné porovnanie týchto dvoch kompresorov.
1. Štruktúra
Skrutka a hviezdicové koleso jednoskrutkového kompresora patria do dvojice guľových závitoviek a hriadeľ skrutky a hriadeľ hviezdicového kolesa musia byť v priestore udržiavané vertikálne; vnútorný a vnútorný rotor dvojskrutkového kompresora sú ekvivalentné dvojici ozubených kolies a vnútorný a vnútorný hriadeľ rotora sú udržiavané rovnobežne. Z konštrukčného hľadiska je ťažké zaručiť presnosť spolupráce medzi skrutkou a hviezdicovým kolesom jednoskrutkového kompresora, takže spoľahlivosť celého stroja je nižšia ako spoľahlivosť dvojskrutkového kompresora.
2. Režim jazdy
Oba typy kompresorov môžu byť priamo pripojené k motoru alebo poháňané remenicou. Keď sú otáčky dvojskrutkového kompresora vysoké, je potrebné zvýšiť prevodový stupeň.
3. Metóda nastavenia chladiaceho výkonu
Metódy nastavenia objemu vzduchu oboch kompresorov sú v podstate rovnaké, pričom oba môžu využívať plynulé nastavenie posúvača alebo postupné nastavenie piestu. Keď sa na nastavenie používa posúvač, dvojzávitovkový kompresor potrebuje jeden posúvač, zatiaľ čo jednozávitovkový kompresor potrebuje dva posúvače súčasne, takže konštrukcia sa stáva komplikovanejšou a spoľahlivosť sa znižuje.
4. Výrobné náklady
Jednoskrutkový kompresor: Pre skrutkové a hviezdicové ložiská je možné použiť bežné ložiská a výrobné náklady sú relatívne nízke.
Dvojzávitovkový kompresor: Vzhľadom na relatívne veľké zaťaženie dvojzávitovkových rotorov je potrebné použiť vysoko presné ložiská a výrobné náklady sú relatívne vysoké.
5. Spoľahlivosť
Jednoskrutkový kompresor: Hviezdicové koleso jednoskrutkového kompresora je zraniteľná súčasť. Okrem vysokých požiadaviek na materiál hviezdicového kolesa je potrebné hviezdicové koleso pravidelne vymieňať.
Dvojzávitovkový kompresor: Dvojzávitovkový kompresor neobsahuje žiadne opotrebiteľné diely a bezproblémová prevádzková doba môže dosiahnuť 40 000 až 80 000 hodín.
6. Montáž a údržba
Keďže skrutkový hriadeľ a hviezdicový hriadeľ jednozávitovkového kompresora musia byť v priestore udržiavané vertikálne, požiadavky na presnosť axiálnej a radiálnej polohy sú veľmi vysoké, takže montáž a údržba jednozávitovkového kompresora sú jednoduchšie ako u dvojzávitovkového kompresora.
Hlavné nevýhody otvorenej jednotky sú:
(1) Tesnenie hriadeľa ľahko presakuje, čo je tiež predmetom častej údržby zo strany používateľov;
(2) Vybavený motor sa otáča vysokou rýchlosťou, hluk prúdenia vzduchu je veľký a hluk samotného kompresora je tiež relatívne veľký, čo ovplyvňuje životné prostredie;
(3) Je potrebné konfigurovať zložité komponenty olejového systému, ako sú samostatné odlučovače oleja a chladiče oleja, a jednotka je objemná a nepohodlná na používanie a údržbu.
Štvor-, trojskrutkový kompresor
Unikátna geometrická štruktúra trojrotorového kompresora určuje jeho nižšiu mieru úniku ako dvojrotorový kompresor; trojrotorový skrutkový kompresor môže výrazne znížiť zaťaženie ložiska; zníženie zaťaženia ložiska zväčšuje výfukovú plochu, čím sa zlepšuje účinnosť; je veľmi dôležité znížiť únik jednotky pri akomkoľvek zaťažení, najmä pri prevádzke s čiastočným zaťažením, kedy je vplyv ešte väčší.
Samoregulácia zaťaženia: Keď sa systém zmení, senzor reaguje rýchlo a regulátor vykonáva súvisiace výpočty, aby sa rýchlo a správne samoreguloval; samoregulácia nie je obmedzená ovládačmi, vodiacimi lopatkami, solenoidovými ventilmi a šúpacími ventilmi a možno ju vykonať priamo, rýchlo a spoľahlivo.
Čas uverejnenia: 10. februára 2023
