Ο κοχλιοφόρος αεροσυμπιεστής είναι ένας βασικός εξοπλισμός για την παροχή βιομηχανικού αέρα και η αρχή λειτουργίας του βασίζεται στην συμπίεση όγκου ενός ζεύγους αλληλοσυνδεόμενων ρότορων κοχλία. Μετατρέπει τη μηχανική ενέργεια του κινητήρα σε ενέργεια πίεσης πεπιεσμένου αέρα μέσω συνεχών κύκλων "αναρρόφησης, συμπίεσης και εξάτμισης". Παρακάτω είναι μια λεπτομερής ανάλυση της αρχής λειτουργίας του, των βασικών εξαρτημάτων και του κύκλου λειτουργίας του.
Πριν κατανοήσουμε την αρχή λειτουργίας, είναι απαραίτητο να διευκρινίσουμε τα βασικά εξαρτήματα που οδηγούν τη διαδικασία συμπίεσης. Το πιο κρίσιμο μέρος είναι ο θάλαμος συμπίεσης που αποτελείται από δύο ρότορες και ένα περίβλημα:
Η διαδικασία συμπίεσης βασίζεται στην σχετική περιστροφή των αρσενικών και θηλυκών ρότορων — καθώς οι ρότορες εμπλέκονται, ο όγκος της "κοιλότητας" που σχηματίζεται μεταξύ των δοντιών του ρότορα και του περιβλήματος αλλάζει συνεχώς, ολοκληρώνοντας έτσι τρία βασικά στάδια: αναρρόφηση, συμπίεση και εξάτμιση.
- Όταν ο κινητήρας κινεί τον αρσενικό ρότορα να περιστρέφεται, ο θηλυκός ρότορας ακολουθεί τα δόντια που εμπλέκονται για να περιστραφεί προς την αντίθετη κατεύθυνση.
- Καθώς οι ρότορες περιστρέφονται, οι αυλακώσεις στα άκρα του ρότορα (κοντά στη θύρα αναρρόφησης) σταδιακά "ανοίγουν"—ο όγκος της κοιλότητας που σχηματίζεται μεταξύ των δοντιών του ρότορα και του περιβλήματος αυξάνεται και η εσωτερική πίεση μειώνεται (χαμηλότερη από την ατμοσφαιρική πίεση).
- Υπό την επίδραση της διαφοράς πίεσης, ατμοσφαιρικός αέρας (ή αέρας από το φίλτρο αέρα) αναρροφάται στην κοιλότητα μέσω της θύρας αναρρόφησης μέχρι τα δόντια του ρότορα να περιστραφούν στο άκρο της θύρας αναρρόφησης (η κοιλότητα είναι πλήρως γεμάτη με αέρα).
- Μετά την ολοκλήρωση της αναρρόφησης, οι ρότορες συνεχίζουν να περιστρέφονται και η "κοιλότητα γεμάτη αέρα" ωθείται σταδιακά προς τη θύρα εξάτμισης (πλευρά υψηλής πίεσης) από τα επόμενα δόντια που εμπλέκονται.
- Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, ο όγκος της κοιλότητας συμπιέζεται και μειώνεται συνεχώς (επειδή τα δόντια του ρότορα σταδιακά εμπλέκονται και ο χώρος της κοιλότητας συρρικνώνεται). Σύμφωνα με τον νόμο του Boyle (σταθερή θερμοκρασία, η πίεση είναι αντιστρόφως ανάλογη με τον όγκο), η πίεση του αέρα στην κοιλότητα αυξάνεται απότομα.
- Για κοχλιοφόρους συμπιεστές με έγχυση λαδιού, ψυκτικό λάδι εγχέεται στον θάλαμο συμπίεσης σε αυτό το στάδιο: απορροφά τη θερμότητα που παράγεται από τη συμπίεση (αποτρέποντας την υπερθέρμανση), ενισχύει τη στεγανοποίηση της κοιλότητας (μειώνοντας τη διαρροή αέρα) και λιπαίνει τους περιστρεφόμενους ρότορες.
- Όταν ο πεπιεσμένος αέρας στην κοιλότητα φτάσει την πίεση σχεδιασμού (σύμφωνη με τη ζήτηση πίεσης του συστήματος), η κοιλότητα συνδέεται ακριβώς με τη θύρα εξάτμισης στο περίβλημα.
- Με τη συνεχή περιστροφή των ρότορων, ο αέρας υψηλής πίεσης (αναμεμειγμένος με ομίχλη λαδιού για μοντέλα με έγχυση λαδιού) "εξωθείται" εντελώς από την κοιλότητα και εκκενώνεται μέσω της θύρας εξάτμισης.
- Μετά την εξάτμιση, οι ρότορες επιστρέφουν στην αρχική θέση και ο επόμενος κύκλος αναρρόφησης-συμπίεσης-εξάτμισης ξεκινά αμέσως. Ολόκληρη η διαδικασία είναι συνεχής και μη παλλόμενη, επομένως η πίεση του αέρα εξόδου είναι σταθερή.
Η αρχή λειτουργίας των δύο τύπων είναι παρόμοια (και οι δύο βασίζονται στη συμπίεση εμπλοκής ρότορα), αλλά η βασική διαφορά έγκειται στο εάν το λάδι εμπλέκεται στη διαδικασία συμπίεσης—αυτό καθορίζει τα σενάρια εφαρμογής τους:
Η αρχή λειτουργίας των κοχλιοφόρων συμπιεστών τους δίνει μοναδικά πλεονεκτήματα σε σχέση με άλλους τύπους (π.χ. συμπιεστές εμβόλων):
- Σταθερή έξοδος: Συνεχής κυκλική λειτουργία, χωρίς παλμούς στην πίεση του αέρα και χαμηλό θόρυβο.
- Υψηλή απόδοση: Μεγάλος όγκος κοιλότητας συμπίεσης, γρήγορη ταχύτητα περιστροφής και υψηλή μετατόπιση αέρα ανά μονάδα χρόνου.
- Απλή συντήρηση: Λιγότερα κινούμενα μέρη (μόνο δύο ρότορες περιστρέφονται, χωρίς παλινδρομικά μέρη όπως τα έμβολα), χαμηλή φθορά και μεγάλη διάρκεια ζωής.
- Ευρεία προσαρμοστικότητα: Μπορεί να ρυθμίσει την πίεση εξάτμισης και τη μετατόπιση ταιριάζοντας μετατροπείς συχνότητας (κοχλιοφόροι συμπιεστές μετατροπής συχνότητας), προσαρμοζόμενοι στις μεταβλητές απαιτήσεις φορτίου.
Εν κατακλείδι, ο κοχλιοφόρος αεροσυμπιεστής πραγματοποιεί αποτελεσματική και σταθερή συμπίεση αέρα μέσω της "αλλαγής όγκου που προκαλείται από την εμπλοκή του ρότορα". Ο σχεδιασμός του (με έγχυση λαδιού ή χωρίς λάδι) είναι προσαρμοσμένος σε διαφορετικές βιομηχανικές ανάγκες, καθιστώντας τον την κύρια επιλογή για σύγχρονα βιομηχανικά συστήματα παροχής αέρα.
Το μήνυμά σας πρέπει να αποτελείται από 20-3.000 χαρακτήρες!
Greek
