Винтовой блок сжатия: конструкция, принцип работы, капитальный ремонт

Конструкция винтового блока.

     Принципиальная конструкция блока заключается в двух винтах или роторах. Вместе их называют винтовой парой, где один элемент вогнутый, а второй выпуклый. При подаче напряжения на компрессор происходит вращение винтовой пары по направлению друг к другу, но у каждого ротора свое направление вращения. Поэтому их еще называют разнонаправленными. Именно из-за разнонаправленного вращения вогнутого и выпуклого роторов происходит сжатие среды.

     Сжимание газа происходит до определенного критического момента, после которого он самостоятельно «выдавливается» дальше через специальное отверстие рабочей камеры. Два ротора считаются классическим вариантом конструкции. Также существует модификация в виде одного ротора, дополненного электрическим двигателем.

     Главными элементами общей конструкции, имеющими отношение к винтовому блоку, являются:

• корпус рабочей камеры;
• двигатель;
• кондиционирующий элемент – вентилятор;
• система охлаждения – масляная или жидкостная.

1 – корпус; 2 - роторная пара; 3 – роликоподшипник; 4 – шарикоподшипник; 5 - корпус подшипника; 6 – уплотнение; 7 – фланец; 8 – редуктор

Принцип работы винтового блока.

     Два ротора, располагающиеся внутри рабочей камеры, начинают вращаться благодаря передаче импульса от электрического двигателя. Вращение обеспечивает «расширение» рабочей камеры. Отхождение роторных выступов от выемок создает условия, при которых воздух всасывается внутрь. Как только камера достигает максимального объема, то процесс всасывания останавливается.

     Это положение рабочей камеры называется изолированным. Потом происходит вход выпуклой части первого ротора в вогнутую часть второго (по всей длине роторов). Благодаря такому положению создается единое пространство, которое постепенно сужается по мере продвижения к специальному выходному отверстию. Постепенное сужение пространства приводит к сжатию газообразной среды. И как только она достигает выходного отверстия, газообразная среда уже сжата до необходимых значений давления.

Поступление атмосферного воздуха в рабочую часть винтового блока

Процесс сжатия атмосферного воздуха внутри винтового блока

Особенности винтовой пары.

     Винтовая пара обеспечивает сжатие воздуха благодаря принципу уменьшения пространства между роторами. Воздух проходит по специальным полостям-канавкам. Но необходимо отметить, что внутри винтовой камеры всегда присутствует небольшое количество технической масляной жидкости. Это связано сразу с несколькими моментами:

1. Роторы делаются из металла, а его сложно подогнать так, чтобы не оставалось зазоров между двумя полостями. Поэтому масло служит герметиком. Техническая жидкость тонким слоем покрывает металлическую поверхность, образуя пленку.
2. В процессе сжатия любая газообразная среда испытывает резкий рост температуры. И требуется это тепло как-то отводить. Для безопасного охлаждения также используется техническая жидкость. Она варьируется в зависимости от газообразной среды. Чаще всего это масло или вода.
3. Роторы неизбежно трутся друг о друга. Это вызывает преждевременный износ рабочих элементов. Избежать этого увеличением зазоров нельзя, потому что так не будет нагнетаться необходимое давление. Поэтому используется смазка.

     Именно из-за наличия масляной технической жидкости компрессора, где установлена винтовая пара в качестве главного рабочего узла, часто бывают именно масляные.

Виды работы винтовой пары

У пары роторов есть несколько режимов работы:

1. После нажатия кнопки старта происходит запуск электрического двигателя, приводящего в движение оба ротора. Это можно назвать предварительным режимом.
2. Нагнетание – в этом режиме внутрь камеры происходит закачивание газообразной среды. Газ попадает внутрь через фильтр, соединяющийся с внешней средой или резервуаром хранения. Проходя через фильтр и клапан, она очищается и попадает в винтовой блок.
3. Холостой ход – воздух больше не поступает внутрь рабочей камеры, винты вращаются, но сжатия не происходит. Этот режим необходим для поддержания работы электрического двигателя.

Капитальный ремонт винтового блока.

     Ремонт винтовой пары начинается с визуального осмотра. Чаще всего, из-за испытываемых нагрузок, на роторах появляются трещины или сколы. Также нередко происходит расширение зазоров между винтовой парой из-за постепенно стачивания материала от трения. В этом случае ремонтники применяют специальный состав. Он наносится на заранее подготовленную поверхность и заполняет любые неровности, трещинки и сколы. После его применения зазор сужается, а поверхность приобретает первоначальную гладкость.

     Также распространенными причинами сбоев в работе, из-за которых может потребоваться капитальный ремонт винтовой пары, является коррозия и налет. Несмотря на установленные фильтры, в винтовой камере все равно постепенно скапливаются загрязнения: сколы с рабочих деталей, проскочившие внутрь пылинки, ржавчина. Эта проблема решается просто – необходимо удалить скопившийся налет и нанести защитный состав, который будет «отталкивать» загрязнения от рабочей поверхности.

Примеры коррозии и налета на винтовых блоках

     Не последнюю роль в капитальном ремонте играет замена масла. Слишком густая техническая жидкость может спровоцировать заклиниванием винтовой пары. Поэтому так важно обращать внимание на рекомендации производителей во время подбора смазки. Менее распространенными причинами проведения ремонта винтового блока служат:

• выход из строя подшипников;
• проблемы с приводом – обрыв ремня, ослабление натяжения.

     Винтовой блок сжатия – сложный механизм, требующий пристального внимания и регулярного профилактического ухода. Если его правильно обслуживать, то он будет обеспечивать эффективное сжатие газообразной среды. Именно винтовые компрессоры обладают рядом преимуществ, из-за которых их ценят потребители. Среди которых низкий уровень шума, простая эксплуатация, увеличенный рабочий ресурс и возможность работать без перерывов.