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Compressori rotativi a vite: guida

Displacement Compressors Compressor Types Compressors Compressed Air Wiki

Quando si cerca il compressore perfetto, è importante capire come funziona il compressore e quali sono i tipi di compressori disponibili. In questo articolo troverai tutte le informazioni sui compressori d'aria rotativi a vite, sul loro funzionamento e sul motivo per cui ne hai bisogno.

Che cos'è un compressore d'aria rotativo a vite?

I meccanismi interni di un compressore a vite lubrificato a olio

Un compressore d'aria rotativo a vite è uno dei due tipi di compressori a gas a cilindrata positiva. Utilizza due rotori per creare la pressione necessaria per comprimere l'aria. Si tratta di uno dei tipi di compressori d'aria più semplici da utilizzare e su cui eseguire la manutenzione.

L'altro tipo di compressore a cilindrata positiva è il compressore a pistone o alternativo.

I compressori dinamici, come i compressori centrifughi, sono equivalenti ai compressori a cilindrata positiva. I primi comprimono l'aria forzando il gas in una camera ad alta pressione, i secondi accelerando l'aria all'interno del meccanismo.

Come funziona un compressore rotativo a vite?

I componenti principali dei compressori a vite sono i rotori maschio e femmina, che ruotano in direzioni opposte. Così facendo, viene aspirata aria che viene compressa man mano che lo spazio tra i rotori e il relativo alloggiamento diminuisce.

Ogni elemento a vite ha un rapporto di pressione interno fisso che dipende dalla lunghezza, dal passo della vite e dalla forma della luce di uscita. Per ottenere la massima efficienza, il rapporto di pressione interno deve essere adattato alla pressione di esercizio richiesta.

Compressori a vite lubrificati a olio e oil-free

I meccanismi interni di un compressore a vite oil-free

Esistono due tipi di compressori d'aria rotativi a vite: 

Nella tecnologia dei compressori a vite lubrificati a olio, il rotore maschio aziona il rotore femmina

Nella tecnologia dei compressori oil-free, un ingranaggio della distribuzione aziona entrambi i rotori per garantire un funzionamento armonico, con un gioco minimo calcolato tra entrambi gli elementi.

Compressori oil-free

I moderni compressori a vite oil-free ad alta velocità sono dotati di profili a vite asimmetrici, con conseguente miglioramento significativo dell'efficienza energetica grazie alla riduzione delle perdite interne.

Gli ingranaggi esterni vengono utilizzati spesso per sincronizzare la posizione dei rotori controrotanti. Siccome i rotori non vengono a contatto tra loro e neanche con l'alloggiamento del compressore, non è necessaria alcuna lubrificazione all'interno della camera di compressione. Di conseguenza, l'aria compressa è completamente oil-free.

Il rapporto di pressione interno è limitato dalla differenza di temperatura di limitazione tra l'ingresso e l'uscita. Ecco perché i compressori a vite oil-free spesso lavorano in diverse fasi e nel raffreddamento tra gli stadi per raggiungere pressioni più elevate.

 

Compressore lubrificato a olio

Questa variante è conosciuta anche come compressore a bagno d'olio o compressore a iniezione di olio. Il nome tecnico, tuttavia, è lubrificato a olio.

I compressori rotativi a vite lubrificati a olio iniettano olio nella camera di compressione. Quest'olio raffredda e lubrifica l'elemento compressore.

Aiuta inoltre a rimuovere il calore dal processo di compressione e a ridurre al minimo le perdite nella camera di compressione.

Gli elementi del compressore a vite lubrificato a olio possono essere realizzati per rapporti di pressione elevati, con uno stadio di compressione generalmente sufficiente per pressioni fino a 14 e persino 17 bar, anche se a scapito di una ridotta efficienza energetica.

Compressori a velocità fissa e compressori con azionamento a velocità variabile (VSD)

La differenza fondamentale tra le due tecnologie sta proprio nel nome:

  • I compressori a velocità fissa funzionano a una velocità fissa costante
  • La tecnologia di azionamento a velocità variabile (VSD) fa girare il motore alla velocità appropriata rispetto alla quantità di aria richiesta

Compressori a velocità fissa

I compressori a velocità fissa sono molto efficienti quando funzionano in modo costante al 100% della capacità, ma la maggior parte degli impianti non richiede tale produttività. Prima di arrestarsi completamente, il motore continuerà a funzionare anche se non viene prodotta aria, con conseguente spreco di energia e denaro. 

Le inefficienze e gli sprechi risultano particolarmente visibili in strutture che presentano turni multipli o un'elevata fluttuazione della richiesta di flusso durante la giornata.

 

Compressori con azionamento a velocità variabile (VSD)

I compressori VSD aumentano la velocità del motore quando aumenta la richiesta di aria, erogando così maggiore flusso/CFM. Se la richiesta diminuisce, il motore rallenta automaticamente e utilizza solo l'energia richiesta per fornire un flusso adeguato. 

Nei giorni con produzione più lenta, in caso di interruzione nella giornata o durante il passaggio dal secondo al terzo turno, la tecnologia VSD risulta particolarmente utile perché consente di risparmiare elettricità e denaro.

Considerando che l'utilizzo di aria compressa ha un costo, poiché costituisce oltre il 70% del costo totale di proprietà dei costi dell'elettricità, l'utilizzo della tecnologia VSD può aiutare a ottenere un risparmio compreso tra il 35 e il 60%

Vantaggi e utilizzo dei compressori rotativi a vite

Riassumendo, i vantaggi più importanti dei compressori d'aria rotativi a vite sono:

 

  • Efficienza energetica

  • Bassa rumorosità

  • Ingombro ridotto 

  • Funzionamento costante a temperature fino a 46 °C

  • Basso trascinamento d'olio (solo 3 ppm) nelle macchine lubrificate a olio

  • Nessuna perdita di capacità nel tempo

  • Durata prevista tra 60.000 e 80.000 ore.

  • Affidabilità

Uno dei principali vantaggi per gli utenti è l'assenza di un ciclo di lavoro. Un compressore rotativo a vite a iniezione di olio può funzionare per un'intera giornata lavorativa senza alcun problema. Questo rappresenta sicuramente un vantaggio.

 

Questo è particolarmente importante nel settore della produzione, in cui un compressore non in funzione influisce sulla produzione e nei settori in cui la richiesta di aria è difficile da prevedere o controllare.

 

A differenza dei compressori a pistone, i compressori rotativi a vite non sono dotati di valvole o altre forze meccaniche che possono provocare uno sbilanciamento. Questo consente a un compressore a vite di:

 

  • Funzionare a velocità elevate

  • Associare una portata elevata a dimensioni esterne contenute

 

Un'altra differenza significativa rispetto alla tecnologia a pistoni è che i compressori a iniezione di olio possono essere impiegati in varie situazioni. In generale, questo tipo di compressore viene utilizzato da utenti che hanno bisogno di grandi volumi di aria a media pressione.


Non sai di quale tipo di compressore d'aria rotativo a vite hai bisogno? Mettiti in contatto con gli esperti di Atlas Copco per un consiglio e un preventivo personalizzato.

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