Как выбрать винтовой компрессор для производства

Многие инструменты, станки и оборудование, используемые на производствах, работают на сжатом воздухе, за выработку которого отвечают воздушные винтовые компрессоры. Если установки функционируют неэффективно, с перебоями, не обеспечивают необходимое давление и объем воздуха, то производительность и работоспособность пневматического оборудования существенно снижаются, что, в свою очередь, негативно сказывается на всем производственном процессе. Именно поэтому к выбору винтового компрессора нужно подходить ответственно. О том, как выбрать установку, подробно расскажем в статье.

Винтовой компрессор — профессиональное оборудование объемного действия, укомплектованное винтовыми роторами с сопряженными зубцами. По типу конструкции принадлежит к ротационным компрессорным установкам. Состоит из двух основных узлов —  двигателя и винтовой пары. Может комплектоваться ресивером, осушителем и другими дополнительными опциями. 

• Винтовая пара. Выступает в качестве элемента сжатия. Представляет собой два ротора — ведомый и ведущий, которые постоянно вращаются. При вращении воздушная камера уменьшается и смещается от всасывающей стороны к выпускной. В результате этого происходит сжатие воздуха. Роторы в процессе работы не касаются друг друга, поскольку взаимодействуют посредством масляной ванны, поэтому долгое время не изнашиваются и не требуют замены.

• Двигатель. Может быть бензиновый, дизельный и электрический. Электромотор на большинстве моделей трехфазный. Имеет воздушное охлаждение, встроенную защиту от перегрева и перегрузки (опции). Винтовые компрессоры с электродвигателем больше подходят для стационарного использования. Модели с бензиновым и дизельным мотором адаптированы к эксплуатации в полевых условиях, незаменимы при организации выездных мероприятий.

Источник: нейросеть ChatGPT

Принцип работы винтовых компрессоров следующий: из окружающей среды через всасывающий клапан отбирается воздух, проходит через воздушный фильтр и попадает в винтовой блок. Ведущий ротор приводится в движение двигателем. Ведомый действует за счет движения первого. Роторы нагнетают воздух и формируют поток, который проходит через радиатор с вентилятором, охлаждается и через клапан минимального давления поступает на выход к потребителю. 

Основные отличия винтовых компрессоров от поршневых:

• Производительность доходит до 99%, у поршневых моделей этот показатель не более 75%.

• Могут функционировать длительное время без остановок, в то время как поршневые установки работают в режиме 60% времени — работа, 40% времени — отключение.

• У винтовых компрессоров поток воздуха стабильный, у поршневых — пульсирующий.

• Соотношение объема всасывания воздуха к потоку на выходе у первого вида оборудования — до 99%, у другого — не более 70%.

• Температура воздушного потока у винтовых компрессорных установок на 8-13 градусов выше окружающей среды, у поршневых составляет 80-120 градусов.

• В потоке воздуха, который создает винтовое оборудование, содержится 2-3 мг/м3, поршневые установки — 10-15 мг/м3.

• Система очистки воздуха у первых типов предусмотрена, у вторых — нет.

Источник: нейросеть ChatGPT

• Высокая производительность и эффективность. Установки обеспечивают стабильную работу инструментов, станков, пневматического оборудования и крупных производств. Вырабатывают в минуту до 20 тысяч литров сжатого воздуха высокого качества.

• Низкий уровень вибрации и шума по сравнению с другими компрессорами. Компрессорные установки оснащаются специальным изолирующим кожухом. Уровень шума не превышает 70 дБ. Оборудование не мешает работникам даже если установлено непосредственно в производственном помещении.

• Долговечность и надежность при длительной эксплуатации. Винтовые компрессоры компактнее и выносливее, чем другие виды установок. Оснащаются износостойкими узлами, которые выдерживают работу в интенсивном режиме. 

• Низкие эксплуатационные расходы и простота обслуживания. Конструкцией предусмотрено минимальное число трущихся деталей. Благодаря этому сильно замедляется износ техники, а также минимизируется риск перегрева. 

• Возможность работы в непрерывном режиме. Винтовые компрессорные установки адаптированы к интенсивным и постоянным нагрузкам. Имеют эффективную систему воздушного охлаждения. КПД техники доходит 99%.

При выборе подходящей модели винтового компрессора следует учитывать ее производительность и давление, тип привода, питание, особенности конструкции. 

Производительность и давление

Пневматическое оборудование в основном рассчитано на давление сжатого воздуха от 8 до 12 бар. Соответственно, выбирая винтовой компрессор, важно учитывать, какие потребители к нему будут подключаться и их рабочее давление. Аппарат должен обеспечивать подачу воздуха с требуемым давлением. 

Производительность — это показатель, который определяет объем сжатого воздуха, вырабатываемого за время работы. Существует два способа его измерения:

• По входу. Рассчитывается объем, который всасывается во входной патрубок.

• По выходу. Рассчитывается объем вырабатываемого энергоресурса за единицу времени.

Различают компрессоры низкого (от 0,25 до 6 бар), среднего (от 6 до 99 бар) и высокого (от 100 бар) давления. Первые применяются в пищевых производствах, химической отрасли, при транспортировке сыпучих веществ, в воздуходувных и водоочистительных системах. Вторые обеспечивают непрерывную и эффективную работу большинства инструментов промышленного назначения, окрасочных цехов и СТО. Третьи незаменимы при заправке баллонов, организации систем вентиляции и фильтрации, в нефтедобывающей отрасли и мебельном производстве.

Тип привода

Прямой: используется в основном на установках высокой мощности — от 75 кВт и выше. Разделяется на две группы — непосредственно прямой привод и через муфту. Привод через муфту —  это когда концы валов винтового блока и мотора находятся на одной оси и соединяются муфтой. При прямом приводе вал двигателя является одновременно частью вала ротора винтовой пары. Имеет более сложную конструкцию, чем аналог через муфту.

Ременной: самый распространенный вид привода. Установлен на винтовых компрессорах мощностью от 2 до 250 кВт. Доступен в изготовлении, недорогой в обслуживании, что способствует снижению себестоимости оборудования. Принцип действия винтовых компрессоров с ременным приводом заключается в применении шкивов и ремней, с помощью которых количество совершаемых коленчатым валом оборотов снижается практически в два раза. 

Питание

• Электрические винтовые компрессоры. Экономичные, имеют высокий КПД. Функционируют от централизованной сети или любого другого источника, вырабатывающего электрический ток. Рабочее напряжение может быть 220 и 380 В. Классифицируются на стационарные и передвижные. Отличаются низкими показателями шумности, экологичностью, пожаробезопасностью. Подходят для монтажа в закрытых помещениях. Во время работы практически не вибрируют, поэтому гораздо реже требуют обслуживания, чем бензиновые и дизельные аналоги.

• Дизельные винтовые компрессоры. Имеют более сложную конструкцию. Способны длительное время работать без перерывов. Обеспечивают сжатым воздухом крупные промышленные объекты. Автономны, не зависят от стационарной электросети. Подходят для эксплуатации в полевых условиях. Стабильно функционируют при низких температурах. Могут устанавливаться на улице или в помещениях с эффективной системой вентиляции, поскольку вырабатывают выхлопные газы. Отличаются большой мощностью.

• Бензиновые винтовые компрессоры. Рассчитаны на средние нагрузки. По производительности и мощности уступают дизельным аналогам. Незаменимы при ремонте дорог, на строительных площадках и в местах, где активно используется пневмоинструмент. В основном представлены моделями передвижного типа. 

Энергоэффективность и уровень шума

Одно из основных преимуществ винтового компрессора — высокая энергоэффективность. У моделей с прямым приводом достигает 99%,  у компрессоров с ременным приводом — до 96%. Винтовое оборудование гарантирует стабильную подачу сжатого воздуха под высоким давлением в любых условиях. Поэтому станки и инструменты, подключенные к линии,  работают бесперебойно, обеспечивая полноценный производственный процесс.

Для предприятий также важно, чтобы компрессор не создавал оглушающего грохота. Уровень шума винтовых моделей низкий по сравнению с поршневыми аналогами. Так, например, если взять поршневую установку мощностью 11 кВт, то она создает шумовое давление в 90-110 Дб, что можно сравнить с грохотом отбойного молотка или шумом приближающегося поезда. Винтовые компрессоры такой же мощности в режиме полной загрузки шумят не более 62—67 Дб, что можно сравнить с громкостью работающего пылесоса. Норма шумового давления в густонаселенном месте —  до 65 Дб. Это значит, что сотрудники могут разговаривать на расстоянии 3 метров от работающего оборудования, практически не повышая голоса. Такая низкая шумность обусловлена устройством элемента сжатия, в котором практически отсутствуют трущиеся узлы.

Тип конструкции

• Передвижные винтовые компрессоры. Оснащаются в основном бензиновыми и дизельными двигателями. Установлены на шасси, могут перевозиться как прицеп по дорогам общественного пользования. Подходят для выполнения работ в полевых условиях и на объектах, где отсутствует централизованное энергоснабжение. Незаменимы при дорожно-ремонтных и аварийно-восстановительных работах. Адаптированы к высоким и низким температурам. Легко запускаются даже в сильные морозы.

• Стационарные винтовые компрессоры. Используются для организации пневматических линий на предприятиях, где существует постоянная потребность в сжатом воздухе. Устанавливаются чаще всего на предприятиях нефтедобывающей, пищевой и другой промышленности. В основном оснащаются электромоторами и работают от стационарной сети. Есть модели и с ДВС. Отличаются достаточно большими размерами, высокой мощностью и производительностью.

Безмасляные

Безмасляные винтовые компрессоры подходят для работы в условиях, требующих исключительной чистоты сжатого воздуха. Применяются в отраслях, где присутствие даже мельчайших частиц масла недопустимо. Представляют собой установки, изготовленные из специальных материалов с минимальным коэффициентом трения, что обеспечивает плавную работу механизмов и исключает контакт масла со сжатым воздухом. Состоят из компрессионной камеры, где происходит процесс сжатия, системы охлаждения, в основном, водяной, и системы синхронизации. Сфера использования: пищевая, фармацевтическая, химическая промышленность, производство электроники.

Маслозаполненные

Масляные винтовые компрессоры применяются в разных отраслях благодаря эффективности и надежности. Незаменимы в строительстве, при добыче полезных ископаемых, энергетической и обрабатывающей промышленности. Комплектуются шумоизоляционными кожухами, системой охлаждения, воздушным фильтром, аккумулирующим подачу воздушных масс, входным клапаном, роторами рельефной формы, термостатом, ресивером и электронной системой управления. Работают по такому принципу: через клапан в роторный механизм попадают воздушные массы. В специальную емкость для сжатия поступает масло. Масляная смесь предотвращает касание роторов друг об друга, при сжатии воздуха отводится тепло. Сжатая смесь в емкости для отделения масла разделяется. Масло проходит через фильтр и поступает обратно в блок. В воздухоохладитель поступает воздух и подается из компрессора.

Компрессоры с осушителем воздуха 

Винтовые компрессоры с осушителем воздуха позволяют получать сжатый воздух, очищенный от влаги. Использование очищенного энергоносителя предотвращает коррозию пневматического оборудования, повышает безопасность его применения и увеличивает срок службы. Установки бывают нескольких типов:

• Рефрижераторные. Используют холодильный контур для охлаждения сжатого воздуха и конденсации влаги. Просты в обслуживании, обеспечивают низкую точку росы.

• Адсорбционные. Предполагают применение адсорбента, например, активированного угля или силикагеля для поглощения влаги. Более эффективны, чем рефрижераторные аналоги, но требуют частой замены абсорбента.

• Мембранные. Функционируют на основе мембранной технологии, позволяющей пропускать только сухой воздух. Качественно, эффективно и быстро осушают воздух, но имеют ограниченную пропускную способность.

• С холодной регенерацией. Предполагают использование части холодного воздуха для регенерации адсорбента. Работают без внешнего источника энергии. Отличаются достаточно низкой производительностью.

• С горячей регенерацией. Нагревают абсорбент для регенерации, более эффективны по сравнению с холодной регенерацией, но потребляют больше энергии и требуют сложного обслуживания.

Компрессоры с ресивером

Ресивер — это резервуар, предназначенный для хранения сжатого воздуха. Может иметь горизонтальное, угловое и вертикальное исполнение. Выполняет несколько важных функций: стабилизирует давление, сглаживает пульсацию, охлаждает воздух перед подачей в систему, способствует увеличению производительности, позволяет оборудованию работать с перерывами, накапливая сжатый воздух, что существенно снижает нагрузку и увеличивает рабочий ресурс установки.  В случае возникновения каких-либо аварийных ситуаций ресивер обеспечивает запас энергоносителя для поддержания стабильного функционирования системы.

Винтовые компрессоры с ресиверами до 500 литров подходят для использования в мастерских и на небольших предприятиях. Установки с резервуаром от 500 до 10 тыс. литров предназначены для промышленных объектов.

Компрессоры с частотным преобразователем

Для производств с переменной нагрузкой отлично подходят винтовые компрессоры с частотным преобразователем — устройством, которое позволяет изменять частоту переменного тока и регулировать скорость вращения двигателя в зависимости от потребности в сжатом воздухе. За счет этого нагрузка на мотор существенно снижается, а его моторесурс увеличивается. 

Частотный преобразователь обеспечивает плавный пуск компрессора, исключает скачки напряжения и перегрузки в электросети при запуске, поддерживает постоянное давление в системе, снижает уровень шума во время работы.

Винтовые компрессоры — мощное и высокопроизводительное оборудование с КПД до 99%. Вырабатывают сжатый воздух высокого качества, не требуют частого обслуживания. Бывают стационарными и передвижными, электрическими, дизельными и бензиновыми, с ременным и прямым приводом. Могут оснащаться осушителями и ресиверами. Обеспечивают стабильную выработку сжатого воздуха в объемах, необходимых для работы промышленного пневмооборудования.

На маркетплейсе «Рывок» вы можете найти винтовые компрессоры под любые задачи. Доставка заказов по всей России.