Αρχή λειτουργίας ενός κοχλιοφόρου αεροσυμπιεστή

Ένας κοχλιοφόρος αεροσυμπιεστής λειτουργεί με αρσενικό και θηλυκό ρότορα που περιστρέφονται προς την αντίθετη κατεύθυνση. Αυτή η κίνηση αναρροφά αέρα, ο οποίος συμπιέζεται καθώς μειώνεται ο χώρος μεταξύ των ρότορων και του περιβλήματός τους. Στη συνέχεια, ο πεπιεσμένος αέρας εκτοπίζεται προς την έξοδο.

Κάθε στοιχείο βίδας έχει μια σταθερή, ενσωματωμένη αναλογία πίεσης ανάλογα με το μήκος και το βήμα της βίδας. καθώς και το σχήμα της θύρας εκκένωσης. Για να επιτευχθεί η μέγιστη απόδοση, η ενσωματωμένη αναλογία πίεσης πρέπει να προσαρμοστεί στην απαιτούμενη πίεση λειτουργίας. 

Η ταχύτητα των ρότορων βελτιστοποιείται σε ένα συγκεκριμένο επίπεδο για την ελαχιστοποίηση των μηχανικών απωλειών (λόγω θερμότητας σε πολύ υψηλή ταχύτητα) και των ογκομετρικών απωλειών (απώλειες αέρα λόγω πολύ χαμηλής ταχύτητας).

Υπάρχουν επίσης παραλλαγές μετάδοσης κίνησης σταθερής ταχύτητας και μεταβλητής ταχύτητας (VSD). Η βασική διαφορά είναι:

• Οι αεροσυμπιεστές σταθερής ταχύτητας λειτουργούν σε συνεχή σταθερή ταχύτητα
• Η τεχνολογία μετάδοσης κίνησης μεταβλητών στροφών (VSD) περιστρέφει τον κινητήρα στην κατάλληλη ταχύτητα σε σχέση με την απαιτούμενη ποσότητα αέρα

Οι σύγχρονοι κοχλιοφόροι αεροσυμπιεστές υψηλής ταχύτητας χωρίς λάδι διαθέτουν ασύμμετρα κοχλιωτά προφίλ. Αυτή η διάταξη έχει ως αποτέλεσμα σημαντικά βελτιωμένη ενεργειακή απόδοση λόγω της μειωμένης εσωτερικής διαρροής.

Τα εξωτερικά γρανάζια χρησιμοποιούνται συχνότερα για το συγχρονισμό της θέσης των αντίθετα περιστρεφόμενων ρότορων. Καθώς οι ρότορες δεν έρχονται σε επαφή μεταξύ τους ούτε με το περίβλημα του αεροσυμπιεστή, δεν απαιτείται λίπανση στο εσωτερικό του θαλάμου συμπίεσης. Συνεπώς, ο πεπιεσμένος αέρας δεν περιέχει καθόλου λάδι.

Η ενσωματωμένη αναλογία πίεσης περιορίζεται από την περιοριστική διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ της εισόδου και της εξόδου. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι κοχλιοφόροι αεροσυμπιεστές χωρίς λάδι λειτουργούν συχνά σε πολλά στάδια και με ενδιάμεση ψύξη για την επίτευξη υψηλότερων πιέσεων.

Μία παραλλαγή είναι γνωστή ως αεροσυμπιεστής πλημμυρισμένος με λάδι ή αεροσυμπιεστής με ψεκασμό λαδιού. Ωστόσο, η τεχνική ονομασία είναι λιπασμένη με λάδι.

Οι περιστροφικοί κοχλιοφόροι αεροσυμπιεστές με λίπανση λαδιού ψεκάζουν λάδι στον θάλαμο συμπίεσης. Αυτό το λάδι ψύχει και λιπαίνει το στοιχείο συμπίεσης, συμβάλλοντας στην απομάκρυνση της θερμότητας ενώ ελαχιστοποιεί τη διαρροή στο θάλαμο συμπίεσης.

Τα στοιχεία κοχλιοφόρου αεροσυμπιεστή με λίπανση λαδιού μπορούν να κατασκευαστούν για αναλογίες υψηλής πίεσης. Ένα στάδιο συμπίεσης επαρκεί συνήθως για πιέσεις έως 14 bar, και μερικές φορές 17 bar, αν και σε βάρος της ενεργειακής απόδοσης.

Οι αεροσυμπιεστές σταθερής ταχύτητας είναι πολύ αποτελεσματικοί όταν λειτουργούν συνεχώς στο 100% της δυναμικότητας, αλλά οι περισσότερες εγκαταστάσεις δεν απαιτούν αυτό το επίπεδο παραγωγικότητας. Προτού ο κινητήρας σταματήσει εντελώς, θα συνεχίσει να λειτουργεί ενώ δεν παράγεται αέρας, σπαταλώντας ενέργεια και χρήματα.

Τέτοια αναποτελεσματικότητα και σπατάλη εντοπίζονται γενικά σε εγκαταστάσεις που λειτουργούν σε πολλαπλές βάρδιες και αντιμετωπίζουν διακυμάνσεις στη ζήτηση ροής καθ' όλη τη διάρκεια της ημέρας.

Οι αεροσυμπιεστές VSD αυξάνουν την ταχύτητα του κινητήρα καθώς αυξάνεται η ανάγκη για αέρα, παρέχοντας έτσι μεγαλύτερη ροή/CFM. Εάν μειωθεί η ζήτηση, ο κινητήρας επιβραδύνει αυτόματα και χρησιμοποιεί μόνο την απαιτούμενη ενέργεια για να παρέχει την κατάλληλη ροή.

Σε ημέρες αργής παραγωγής, διακοπές στη ροή εργασιών ή κατά τη διάρκεια της δεύτερης και τρίτης σκελετικής βάρδιας, η τεχνολογία VSD είναι ιδιαίτερα πρακτική. Αυτός ο τύπος αεροσυμπιεστή εξοικονομεί ρεύμα και χρήματασε σύγκριση με τα μοντέλα σταθερής ταχύτητας.

Καθώς η χρήση ενέργειας πεπιεσμένου αέρα αντιπροσωπεύει πάνω από το 80% του κόστους ενός αεροσυμπιεστή, είναι σημαντικό να επιλέξετε αποδοτικό εξοπλισμό.

Ένας από τους λόγους για τη μεγάλη δημοτικότητα των περιστροφικών αεροσυμπιεστών είναι η ευελιξία τους. Υπάρχει πράγματι ο κατάλληλος περιστροφικός αεροσυμπιεστής για κάθε εφαρμογή. Η Atlas Copco προσφέρει κοχλιοφόρους αεροσυμπιεστές με τρεις τύπους συστημάτων μετάδοσης κίνησης, καθένας με τα δικά του πλεονεκτήματα.

• Μετάδοση κίνησης με ιμάντα: Αυτοί οι αεροσυμπιεστές είναι πολύ στιβαροί και εύκολοι στην εγκατάσταση και συντήρηση. Επιπλέον, έχουν το χαμηλότερο αρχικό κόστος επένδυσης μεταξύ των περιστροφικών κοχλιοφόρου αεροσυμπιεστών. Αυτός ο συνδυασμός τα καθιστά εξαιρετική επιλογή για μικρότερες εργασίες.
• Μηχανισμός μετάδοσης κίνησης με γρανάζια: Ο μηχανισμός μετάδοσης κίνησης με γρανάζια κάνει τους αεροσυμπιεστές πιο αθόρυβους. Η επένδυση είναι υψηλότερη από μια μετάδοση κίνησης με ιμάντα, αλλά και πιο ενεργειακά αποδοτική. Επομένως, εάν χρησιμοποιείτε πολύ τον αεροσυμπιεστή, αυτή η επένδυση θα αποδίδει με την πάροδο του χρόνου χάρη στην εξοικονόμηση ενέργειας.
• Άμεση μετάδοση κίνησης: Αυτή είναι η βέλτιστη τεχνολογία περιστροφικού αεροσυμπιεστή. Η πρωτοποριακή άμεση μετάδοση κίνησης προσφέρει ασύγκριτη αποδοτικότητα και επιδόσεις. Μεταξύ των τριών, παράγουν τον λιγότερο θόρυβο. Οι περιστροφικοί κοχλιοφόροι αεροσυμπιεστές με άμεση μετάδοση κίνησης διατίθενται σε διάφορους τύπους - από τη βασική σχεδίαση για τα μικρότερα μοντέλα έως εκείνα με εξαιρετικά αποδοτικούς μηχανισμούς μετάδοσης κίνησης μεταβλητών στροφών.

Εάν εκτελείτε εφαρμογές βαρέως τύπου που συνεχίζονται για μεγάλα χρονικά διαστήματα, όπως σε εργοστάσιο, βιομηχανική εγκατάσταση ή συνεργείο, τότε θα πρέπει να εξετάσετε το ενδεχόμενο αναβάθμισης σε περιστροφικό κοχλιοφόρο αεροσυμπιεστή.

Πλεονεκτήματα ενός κοχλιοφόρου αεροσυμπιεστή στη βιομηχανία:

• Έχουν σχεδιαστεί για λειτουργία 24/7
• Μπορούν να λειτουργούν σε υψηλότερες δυνατότητες ροής, ενώ παράλληλα διαχέουν τη θερμότητα που παράγεται
• Είναι σχετικά λιγότερο θορυβώδεις από τους εμβολοφόρους αεροσυμπιεστές
• Λιγότερη φθορά
• Συνήθως απαιτούν λιγότερο χώρο
• Ξεπερνούν τους εμβολοφόρους αεροσυμπιεστές όσον αφορά την απόδοση στα περίπου 15 kW (20 hp)
• Εκκενώνουν λιγότερο λάδι και ρύπους με τον πεπιεσμένο αέρα