Roubový kompresor – jak funguje a princip činnosti Přečtěte si užitečné a zajímavé informace

Vzduchové kompresory — je typ zařízení určeného ke kompresi vzduchu a dalších plynů s následným dodáváním média pod určitým tlakem. Tato zařízení se rozšířila téměř ve všech odvětvích průmyslu, kde plní různé funkce, od pohonu pneumatického nářadí až po výrobu sycených nápojů nebo přepravu ropných produktů.

Šroubový vzduchový kompresor patří do kategorie zařízení fungujících na principu jednoduchého objemového stlačování média otáčením dvou rotorů v opačném směru. Zařízení tohoto typu má jednoduchou, ale spolehlivou konstrukci, nízkou úroveň vibrací a hluku a zajišťuje stabilní dodávku stlačeného vzduchu pod určitým tlakem.

Principy fungování a konstrukční vlastnosti šroubových kompresorů

Uvažujme konstrukci šroubového kompresoru a princip jeho činnosti na základě typického modelu s jednostupňovým šroubovým blokem.

Návrhové prvky

Navzdory rozmanitosti šroubových kompresorů a určitým rozdílům v jejich konstrukci existuje v každém modelu několik základních modulů:

• Blok šroubůToto je klíčový prvek konstrukce, reprezentovaný dvěma rotory, které se otáčejí směrem k sobě. V páru rotorů je jeden vždy vedoucí (přijímá rotační energii z pohonu) a hnaný (otáčí se od vedoucího díky záběru ozubeného kola). Šrouby k sobě těsně přiléhají a jsou v mazivu, které zajišťuje plynulé otáčení a chrání pracovní plochy před přehřátím, čímž se snižuje třecí síla.
• Tělo. Uvnitř se nachází šroubový blok, kompresní komory (kde se tlak plynu zvyšuje na požadované parametry) a výstup (odtud vstupuje stlačené médium do vzduchovodu).
• Elektromotor. Potřebný ke spuštění a zastavení rotorů.

V závislosti na modifikaci zařízení je jejich konstrukce doplněna různými prvky. Mohou to být primární filtry, odlučovače oleje, chladiče, aktivní chladicí a vstřikovací systém založený na ventilátoru, jakož i elektromechanické a elektronické komponenty (tlakové relé, teplotní senzory, řídicí modul).

Obecný princip práce

Rotační kompresory fungují na následujícím principu. Nejprve se spustí elektromotor, který uvede do pohybu šroubový pár. Přes vstupní ventil vstupuje vzduch do pracovní komory, kde je stlačen na požadovaný tlak. Utěsněná komora a minimální mezera mezi rotory zajišťují stlačení média. Současně se vstřikuje mazivo, které působí jako těsnicí prostředek a zabraňuje úniku vzduchu. Výsledná směs vzduchu a oleje se rozdělí na složky a poté se ochladí (mazivo se vrací do systému). Stlačený plyn se přivádí na výstup kompresoru ke spotřebiteli.

Typy šroubových kompresorů

Šroubové kompresory se od sebe liší podle následujících kritérií:

• Kompresní poměr. Existují jednostupňové a dvoustupňové modifikace. Stlačení vzduchu ve dvou stupních umožňuje dosáhnout tlaku 15 atmosfér a vyššího.
• Dostupnost a typ mazání. Kompresory mohou být olejové nebo bezolejové. V druhém případě stlačený vzduch nepřichází do styku s mazivem.
• Typ pohonu: Pro přenos točivého momentu z motoru na šroubový pár lze použít řemenový, ozubený nebo přímý pohon.

Přímý pohon šroubového kompresoru. Druhá možnost je považována za jednu z nejspolehlivějších a přímý pohon zajišťuje přenos energie s minimálními ztrátami.

V závislosti na typu provedení se liší rozsah použití zařízení. Například jednostupňové modely se používají hlavně tam, kde je vyžadována komprese vzduchu až do 3-4 atmosfér. Jedním z příkladů je domácnost nebo průmysl. Bezolejové modifikace jsou nepostradatelné tam, kde je vyžadováno co nejčistší prostředí na výstupu bez cizích nečistot. Oblastí použití takového zařízení je medicína, chemické laboratoře nebo potravinářský průmysl.

Efektivita a produktivita

Existuje několik způsobů, jak zvýšit účinnost a produktivitu kompresorového zařízení. Může se jednat o přesnou regulaci parametrů prostředí (čistota, teplota a vlhkost vzduchu), pravidelnou údržbu a preventivní údržbu, stejně jako instalaci doplňkového zařízení (potrubní filtry, optimalizace potrubí, správný výběr vzdušníků).

Údržba a péče

V závislosti na prováděných činnostech se údržba a péče o kompresorové zařízení dělí do několika časových období, od denních až po roční. Pokud odpovědné osoby denně sledují hladinu oleje, absenci úniků a poškození, pak roční předpisy stanoví výměnu hnacího řemene, těsnění a filtrů, kontrolu kvality (čistoty) oleje, sledování pracovního tlaku na výstupu a další úkony.

Pravidelná údržba a preventivní údržba nejen optimalizují provoz zařízení, ale také prodlužují jeho životnost.

Použití v různých průmyslových odvětvích

Šroubové kompresory se široce používají v různých průmyslových odvětvích a sektorech. Stlačený vzduch se používá při provozu pneumatických nástrojů a lisů, v procesu přepravy a těžby ropy. V lodním stavitelství se tato zařízení používají ke spouštění dieselových elektráren. Šroubové kompresory jsou nepostradatelné v potravinářském průmyslu (výroba sycených nápojů), lékařství (dodávka čistého vzduchu nebo speciální směsi vzduchu pro zařízení na podporu života), v klimatizačních systémech (chlazení a klimatizace) a dalších odvětvích a každodenním životě.

Srovnání s jinými typy kompresorů

Abychom zjistili výhody, vlastnosti a nevýhody šroubových kompresorů, porovnejme je s oblíbenými jednotkami pro kompresi vzduchu – pístovými, odstředivými a membránovými.

Šroub vs. píst

Pístové kompresory se často používají jako alternativa ke šroubovým jednotkám. Jejich princip fungování je založen na pohybu pístu uvnitř komory. Když dosáhne spodní polohy, je nasáván vzduch a když se píst pohybuje nahoru, dochází ke kompresi. Hlavní výhodou pístové konstrukce jsou nižší náklady než u šroubového analogu.

Mezi nevýhody patří zvýšená hladina hluku a velké množství pohyblivých částí, které podléhají rychlému opotřebení (ve srovnání s rotačním systémem).

Šroub vs. odstředivý

Odstředivá jednotka stlačuje vzduch díky speciální konstrukci rotujícího oběžného kola s lopatkami a difuzorem. Toto řešení je vhodné pro nepřetržitý proud vzduchu. Díky konstrukčním prvkům je zde méně třecích částí, vzduch je oddělen od oleje a nevyžaduje další separaci na výstupu.

Mezi nevýhody patří nízká odolnost vůči vibracím, neschopnost vytvořit konstantní vysoký tlak a vysoká pravděpodobnost přepnutí do režimu přepětí (pohyb proudění v opačném směru s rizikem deformace nebo odtržení lopatek), když úroveň výkonu klesne pod přípustnou úroveň.

Šroub vs. membrána

Klíčovým rozdílem mezi membránovou jednotkou a šroubovou jednotkou je přítomnost speciální pohyblivé membrány uvnitř pracovní komory. V závislosti na typu konstrukce je flexibilní přepážka vyrobena z kovu, pryže a dalších materiálů. Oscilace membrány zajišťuje stlačování vzduchu. Klíčovou nevýhodou takové konstrukce je neschopnost vytvořit tlak nad 2-3 atmosféry, což výrazně omezuje rozsah použití zařízení.

Inovace ve šroubových kompresorech

Inovativní vývoj v oblasti šroubových kompresorů nám umožňuje efektivně řešit tři klíčové problémy:

• Opotřebení dílů. Pro tento účel se používají nové superpevné polymery, slitiny a další moderní materiály, které odolávají vysokému mechanickému, chemickému a tepelnému zatížení.
• Vysoká spotřeba energie. Použití automatizovaných řídicích systémů (např. technologií VSD (založený na frekvenčním měniči) umožňuje snížit spotřebu energie až o 60 % a zvýšit provozní účinnost.
• Zvýšený hluk. Nová konstrukční řešení, použití moderních technologií pro potlačení hluku a tlumení vibrací minimalizují negativní dopad zařízení na personál a životní prostředí.
• Synchronní elektromotory s permanentními magnetyPoužití v kompresorech umožňuje dosáhnout vysoké produktivity a účinnosti systému s minimálními ztrátami energie a také dlouhou životností.
• S invertorovou regulací otáček motoruUmožňuje optimalizovat provoz systému a zajišťuje úsporu energie, stabilitu a spolehlivost provozu, což je důležitým faktorem pro efektivní provoz kompresorových systémů.

Moderní technologie přispívají k environmentální udržitelnosti tohoto typu zařízení. To znamená zvýšení energetické účinnosti a zvýšení účinnosti, což vede ke snížení emisí skleníkových plynů. Dodržování přísných environmentálních norem pomáhá snižovat negativní dopad na životní prostředí.

Perspektivy rozvoje technologií

Vzhledem ke svým konstrukčním vlastnostem mají šroubové kompresory největší perspektivu rozvoje tam, kde je vyžadován stabilní přísun vzduchu nebo směsi plynů pod vysokým tlakem. Tento typ instalace je také relevantní tam, kde je vyžadována komprese dvou médií (plynu a kapaliny), což jiné typy kompresorů nezvládnou (nebo jejich použití bude neúčinné).

Mezi potenciálně slibnými technologiemi pro vývoj šroubových kompresorů stojí za zmínku využití vodíkového paliva a dalších alternativních zdrojů energie.

Závěr

Šroubové kompresory patří k nejlepším z hlediska výkonu a energetické účinnosti. Robustní konstrukce a snadná údržba zajišťují dlouhou životnost zařízení. Díky své všestrannosti lze tyto jednotky použít k řešení různých úkolů, od dodávek stlačeného vzduchu až po ruční pneumatické nářadí v ropném a plynárenském průmyslu nebo ve výrobním sektoru.

Šroubový kompresor si můžete vybrat pro specifické potřeby a výhodně si ho koupit ve specializovaném internetovém obchodě tusk.ua.