Co je šroubový kompresor?

Šroubové kompresory jsou typy vzduchových kompresorů, které ke stlačení vzduchu používají rotační mechanismus s přímým posunutím.

Na rozdíl od tradičních pístových kompresorů, které se spoléhají na pohyb tam a zpět, používají rotační šroubové kompresory dva propojené spirálové rotory k nepřetržitému zachycování a stlačování vzduchu. Tyto kompresory jsou ideální pro průmyslové aplikace, které vyžadují velké množství stlačeného vzduchu, od velkých chladicích systémů a chladičů až po elektrické nářadí, jako jsou kladiva a rázové klíče.

Srdcem rotačního šroubového kompresoru jsou dva spirálovité rotory s úzkými oky, známé jako vnější a vnitřní rotory, které se otáčejí synchronizovaně, aby zachytily a stlačily vzduch po své délce. Představte si to jako spirálové schodiště, které se zúží, když stoupáte: vzduchové kapsy zachycené mezi rotory se zmenší a vytvoří stlačení.

Hlavní rozdíl mezi těmito a jednoduššími šroubovými čerpadly spočívá v tom, že rotory šroubového kompresoru nejsou symetrické. Samčí rotor má méně konvexních lamel, zatímco samičí rotor má konkávní dutiny s větším počtem lamel. Tato konstrukce zlepšuje utěsnění a zvyšuje účinnost procesu komprese.

Moderní konstrukce zajišťuje, že vůle mezi rotory a skříní kompresoru jsou extrémně těsné, čímž se minimalizuje únik vzduchu. Některým únikům se však nelze vyhnout, zejména u menších kompresorů, kde jsou cesty úniku relativně významné. Proto jsou rotační šroubové kompresory obecně nejvhodnější pro středně velké až velké aplikacea přenechávají malé úkoly pístovým kompresorům.

Kompresory s pevnými otáčkami pracují s konstantními otáčkami a dodávají nepřetržitý tok stlačeného vzduchu. Obvykle jsou cenově dostupnější a jednodušší než kompresory s proměnnými otáčkami. Mohou však být méně energeticky účinné, protože nemohou upravit svůj výkon tak, aby odpovídal poptávce, což vede k potenciálnímu plýtvání energií v obdobích nízké poptávky.

Kompresory s proměnnými otáčkami upravují otáčky motoru podle potřeby vzduchu, takže jsou neuvěřitelně účinné. Díky proměnlivým otáčkám mohou tyto kompresory výrazně snížit spotřebu energie a provozní náklady ve srovnání s modely s pevnými otáčkami. Jsou obzvláště užitečné v aplikacích, kde se často mění poptávka po vzduchu, a poskytují flexibilitu a účinnost.

Kompresory s motorem s permanentním magnetem používají vysoce účinný motor s permanentními magnety podobný těm, které se nacházejí ve vysoce výkonných elektrických vozidlech. Tato technologie nabízí vynikající energetickou účinnost, zejména při proměnlivém zatížení. Díky snížení ztrát spojených s frekvenčními měniči a indukčními motory poskytují tyto kompresory vynikající účinnost, snižují provozní náklady a prodlužují životnost motoru.

Ve srovnání s pístovými kompresory nabízejí rotační šroubové kompresory plynulý, nepřetržitý průtok vzduchu s minimální pulzací. To vede k nižším vibracím a hlučnosti, a to i u výkonných jednotek. Jejich stabilní provoz také snižuje potřebu robustních základů nebo montážních systémů: často je můžete instalovat na standardní pryžové tlumiče vibrací bez nutnosti speciálních úprav.

Rotační šroubové kompresory jsou ekonomicky škálovatelné. Rotační šroubový kompresor může být kompaktní a snadno se instaluje, což zvyšuje praktičnost v různých průmyslových prostředích. Tyto kompresory se obvykle pohybují v rozsahu od 5 do 500 koňských sil a mohou dodávat průtok vzduchu přes 2 500 standardních krychlových stop za minutu (SCFM). Jednostupňové stroje zvládají tlaky až 250 psi, zatímco dvoustupňové konstrukce mohou dosáhnout téměř 600 psi.

Několik metod řízení pomáhá vyvážit výrobu vzduchu a poptávku, optimalizovat účinnost a životnost zařízení:

• Řízení spuštění/zastavení: Kompresor se zapíná a vypíná podle potřeby. Ačkoli je to jednoduché, může dojít k opotřebení motoru v důsledku častého spouštění a zastavení a budete potřebovat velký zásobník vzduchu k vyrovnávání přerušovaného zatížení.
• Řízení zatížení/odlehčení: Motor kompresoru běží nepřetržitě, ale kapacita je regulována šoupátkovým ventilem, který obchází vzduch při nízkém požadavku, čímž se snižuje účinná komprese. Tím se snižuje opotřebení, ale přesto je nutné, aby byly skladovací nádrže schopny vyrovnat výstupní tlak.
• Modulační regulace: Šoupátkový ventil nepřetržitě upravuje výkon podle potřeby, udržuje stabilní tlak, ale snižuje úspory energie ve srovnání s regulací zatížení/vytížení. To je praktické tam, kde není častá cyklistika praktická.
• Variabilní zdvihový objem: Části šroubových rotorů jsou selektivně obtékány, aby se změnil efektivní objem kompresoru. To může být účinné v konkrétních podmínkách, ale pro dosažení nejlepších výsledků se často kombinuje se skladovacími nádržemi.
• Pohon s proměnnými otáčkami: upravuje otáčky motoru podle potřeby a nabízí téměř lineární využití výkonu v širokém rozsahu průtoků. Ačkoli je tento systém dražší z důvodu své složitosti, snižuje spotřebu energie a mechanické opotřebení.

Myšlenka rotačního šroubového kompresoru byla poprvé patentována na konci 19. století, ale až do 20. století nebyla příliš používána. Konstruktéři museli vylepšit konstrukci, aby odstranili pulzace průtoku a problémy s utěsněním. Významné průlomy přinesly spirálové lamely nahrazující symetrické rotory, olejové konstrukce umožňující vyšší tlakové poměry a vylepšená výroba rotorů, která snížila výrobní náklady a zvýšila přesnost.

Funkce, jako jsou štěrbinové ventily pro regulaci výkonu a asymetrické profily rotorů, v průběhu času zlepšily účinnost a spolehlivost, díky čemuž jsou rotační šroubové kompresory vhodné pro různá průmyslová prostředí.

Výběr správného vzduchového kompresoru zahrnuje zvážení faktorů, jako je přenosnost, požadovaný tlak v barech, zamýšlená aplikace, hmotnost, hladina hluku a funkce pro dlouhou dobu odstávky. Konzultace s místním prodejcem vám může poskytnout odborné rady na základě konkrétních potřeb, nářadí, materiálů a dostupného napájení.

Olej používaný v olejových kompresorech se liší podle šroubového kompresoru. Každý typ má problémy s kompatibilitou, zejména s těsněními a mazivy používanými v součástech kompresoru. Například minerální oleje jsou nejvhodnější pro aplikace zahrnující minerální olejová maziva.

Rotační šroubové kompresory jsou všestranné, účinné a technologicky vyspělé stroje nezbytné pro mnoho průmyslových potřeb stlačeného vzduchu. Díky nepřetržitému plynulému proudění vzduchu, škálovatelnosti a přizpůsobivosti jsou nepostradatelné v různých aplikacích, od výroby až po stavebnictví.

Znalost jejich konstrukce, provozu a údržby zajišťuje optimální výkon a spolehlivost, což z nich činí solidní volbu pro průmyslová odvětví po celém světě.