Jak zrealizować bezstopniową regulację objętości powietrza w sprężarce śrubowej
1. Charakterystyka sprężarki śrubowej
Sprężarki śrubowe składają się z pary równoległych, zazębiających się śrub żeńskich i męskich.Znajdują szerokie zastosowanie w średnich i dużych układach chłodniczych czy sprężarkach gazów procesowych w zakładach rafineryjnych i chemicznych.Kompresja śrubowa dzieli się na dwa typy: pojedynczą i podwójną śrubę.Sprężarka śrubowa zwykle odnosi się do sprężarki dwuślimakowej.Sprężarki śrubowe charakteryzują się następującymi cechami:
(1) Sprężarka śrubowa ma prostą konstrukcję i niewielką liczbę części.Nie ma części zużywających się, takich jak zawory, pierścienie tłokowe, wirniki, łożyska itp., A jego wytrzymałość i odporność na zużycie są stosunkowo wysokie.
(2) Sprężarka śrubowa charakteryzuje się wymuszonym przenoszeniem gazu, co oznacza, że ciśnienie spalin prawie nie ma wpływu na objętość spalin, przy małej objętości spalin nie występuje gwałtowny wzrost i nadal może utrzymać ciśnienie w szerokim zakresie warunków pracy.Wyższa wydajność.
(3) Sprężarka śrubowa nie jest bardzo wrażliwa na uderzenia cieczy i może być chłodzona poprzez wtrysk oleju.Dlatego przy tym samym stosunku ciśnień temperatura tłoczenia jest znacznie niższa niż w przypadku typu tłokowego, więc jednostopniowy stosunek ciśnień jest wysoki.
(4) Regulacja zaworu suwakowego umożliwia bezstopniową regulację energii.
2. Zasada regulacji suwaka sprężarki śrubowej
Zawór suwakowy służy do bezstopniowej regulacji wydajności.Podczas normalnego uruchamiania ten komponent nie jest ładowany.Zawór suwakowy jest sterowany przez mikropanel sterowania poprzez ciśnienie oleju, co ostatecznie zmienia wydajność roboczą sprężarki.
Zawór suwakowy do regulacji wydajności jest elementem konstrukcyjnym służącym do regulacji przepływu objętościowego w sprężarce śrubowej.Chociaż istnieje wiele metod regulacji strumienia objętości sprężarki śrubowej, szeroko stosowana jest metoda regulacji za pomocą zaworu suwakowego, zwłaszcza przy formowaniu wtryskowym.Szczególnie popularne są sprężarki śrubowe chłodnicze i procesowe.Jak pokazano na rysunku 1, ta metoda regulacji polega na zainstalowaniu regulacyjnego zaworu suwakowego na korpusie sprężarki śrubowej i stanie się częścią korpusu sprężarki.Znajduje się na przecięciu dwóch wewnętrznych okręgów po stronie wysokiego ciśnienia korpusu i może poruszać się tam i z powrotem w kierunku równoległym do osi cylindra.
Zasada działania zaworu suwakowego służącego do regulacji objętościowego natężenia przepływu sprężarki śrubowej opiera się na charakterystyce procesu roboczego sprężarki śrubowej.W sprężarce śrubowej, gdy wirnik się obraca, ciśnienie sprężonego gazu stopniowo wzrasta wzdłuż osi wirnika.Pod względem położenia przestrzennego stopniowo przemieszcza się od końca ssawnego sprężarki do końca tłocznego.Po otwarciu strony wysokociśnieniowej korpusu, gdy dwa wirniki zaczną się zazębiać i będą próbowały zwiększyć ciśnienie gazu, część gazu przejdzie przez otwór.Oczywiście ilość ominiętego gazu jest powiązana z długością otworu.Kiedy linia styku przesuwa się do końca otworu, pozostały gaz zostaje całkowicie zamknięty i w tym miejscu rozpoczyna się proces wewnętrznej kompresji.Praca wykonana przez sprężarkę śrubową na gazie obejściowym z otworu służy jedynie do jego rozładowania.Dlatego pobór mocy sprężarki jest głównie sumą pracy wykonanej w celu sprężenia ostatecznie wypuszczonego gazu i pracy tarcia mechanicznego.Dlatego też, gdy zawór suwakowy do regulacji wydajności jest używany do regulacji objętościowego natężenia przepływu sprężarki śrubowej, sprężarka może utrzymać wysoką wydajność w warunkach regulacji.
W rzeczywistych sprężarkach nie jest to na ogół dziura w obudowie, ale porowata struktura.Zawór suwakowy porusza się w rowku pod rotorem i umożliwia płynną regulację wielkości otworu.Gaz wypływający z otworu powróci do króćca ssawnego sprężarki.Ponieważ sprężarka w rzeczywistości nie pracuje na tę część gazu, jego temperatura nie wzrasta, więc nie ma potrzeby jego schładzania, zanim dotrze do głównego nurtu gazu na króćcu ssawnym..
Zawór suwakowy może poruszać się w dowolnym kierunku, zgodnie z wymaganiami układu sterowania.Można nim jeździć na wiele sposobów.Najpopularniejszą metodą jest zastosowanie cylindra hydraulicznego, a układ olejowy samej sprężarki śrubowej zapewnia wymagane ciśnienie oleju.W kilku maszynach zawór suwakowy napędzany jest silnikiem o zredukowanej mocy.
Teoretycznie szpula powinna mieć tę samą długość co rotor.Podobnie odległość wymagana do przejścia zaworu suwakowego od pełnego obciążenia do pustego ładunku musi być taka sama jak odległość wirnika, a cylinder hydrauliczny również powinien mieć tę samą długość.Praktyka pokazuje jednak, że nawet jeśli długość zaworu suwakowego jest nieco krótsza, nadal można uzyskać dobre właściwości regulacyjne.Dzieje się tak dlatego, że gdy otwór obejściowy otwiera się po raz pierwszy w pobliżu powierzchni końcowej ssącej, jego powierzchnia jest bardzo mała, ciśnienie gazu jest w tym momencie bardzo małe, a czas potrzebny na przebycie przez otwór zazębiających się zębów wirnika jest również bardzo krótki, więc będzie tylko niewielka ilość. Część gazu jest odprowadzana.W związku z tym rzeczywistą długość suwaka można zmniejszyć do około 70% długości sekcji roboczej wirnika, a pozostałą część wykonać na stałe, zmniejszając w ten sposób całkowite wymiary sprężarki.
Charakterystyka zaworu suwakowego do regulacji wydajności będzie się różnić w zależności od średnicy wirnika.Dzieje się tak dlatego, że powierzchnia otworu obejściowego spowodowana ruchem suwaka jest proporcjonalna do kwadratu średnicy wirnika, natomiast objętość gazu w komorze sprężania jest proporcjonalna do średnicy wirnika.Proporcjonalne do sześcianu.Warto zaznaczyć, że kompresor sprężając gaz zwiększa jednocześnie ciśnienie wtryskiwanego oleju, by ostatecznie wyładować go wraz z gazem.Aby olej mógł być odprowadzany w sposób ciągły, należy zarezerwować pewną objętość spalin.W przeciwnym razie, przy całkowitym braku obciążenia, olej będzie gromadził się w komorze sprężania, co spowoduje, że sprężarka powietrza nie będzie w stanie kontynuować pracy.Aby olej był odprowadzany w sposób ciągły, zwykle wymagane jest objętościowe natężenie przepływu wynoszące co najmniej około 10%.W niektórych przypadkach objętość przepływu sprężarki musi wynosić zero.W tym momencie rura obejściowa jest zwykle umieszczona między ssaniem a wydechem.Gdy wymagane jest całkowite zerowe obciążenie, rura obejściowa jest otwierana, aby połączyć ssanie i wydech..
W przypadku stosowania zaworu suwakowego do regulacji wydajności do regulacji przepływu objętościowego sprężarki śrubowej, idealną sytuacją jest utrzymanie podczas procesu regulacji stosunku ciśnień wewnętrznych na takim samym poziomie, jak przy pełnym obciążeniu.Jednakże oczywiste jest, że w miarę przesuwania się suwaka i zmniejszania się objętościowego natężenia przepływu sprężarki, zmniejsza się efektywna długość robocza ślimaka i skraca się także czas procesu wewnętrznego sprężania, dlatego też stosunek ciśnień wewnętrznych musi wynosić zredukowany.
W rzeczywistej konstrukcji zasuwa jest wyposażona w promieniowy otwór wylotowy, który porusza się osiowo wraz z zasuwą.W ten sposób z jednej strony zmniejsza się efektywna długość wirnika maszyny śrubowej, z drugiej strony zmniejsza się także promieniowa kryza wylotowa, co wydłuża czas procesu sprężania wewnętrznego i zwiększa stopień sprężania wewnętrznego.Jeżeli promieniowa kryza wylotowa na zaworze suwakowym i osiowa kryza wylotowa na pokrywie końcowej mają różne stosunki ciśnień wewnętrznych, stosunek ciśnień wewnętrznych może być utrzymany na takim samym poziomie jak przy pełnym obciążeniu podczas procesu regulacji w pewnym zakresie .To samo.
Gdy zawór suwakowy do regulacji objętości jest używany do jednoczesnej zmiany promieniowej średnicy otworu wylotowego maszyny śrubowej i efektywnej długości sekcji roboczej wirnika, zależność pomiędzy poborem mocy maszyny śrubowej a strumieniem objętości powietrza mieści się w zakresie przepływu objętościowego zakres regulacji 100-50%.Pobierana moc maleje niemal proporcjonalnie do spadku przepływu objętościowego, co wskazuje na dobrą ekonomikę regulacji suwaka.Warto zaznaczyć, że w dalszej fazie ruchu suwaka stosunek ciśnień wewnętrznych będzie się nadal zmniejszał, aż do zredukowania do 1. Sprawia to, że krzywa poboru mocy i objętości strumienia objętości w tym momencie odbiega w pewnym stopniu w porównaniu do idealna sytuacja.Wielkość odchylenia zależy od stosunku ciśnienia zewnętrznego maszyny śrubowej.Jeżeli ciśnienie zewnętrzne określone warunkami ruchu jest stosunkowo małe, pobór mocy maszyny śrubowej bez obciążenia może wynosić tylko 20% tego przy pełnym obciążeniu, natomiast przy stosunkowo dużym ciśnieniu zewnętrznym może osiągnąć 35%.Widać stąd, że znaczącą zaletą stosowania suwaka wydajnościowego jest to, że moc rozruchowa maszyny śrubowej jest bardzo mała.
Gdy stosowana jest konstrukcja regulacyjnego zaworu suwakowego, górna powierzchnia zaworu suwakowego działa jako część cylindra sprężarki śrubowej.Na suwaku znajduje się otwór wylotowy, a jego dolna część służy również jako prowadnica ruchu osiowego, dlatego wymagania dotyczące dokładności obróbki są bardzo wysokie., co będzie prowadzić do wzrostu kosztów produkcji.Zwłaszcza w małych sprężarkach śrubowych koszt obróbki zaworu suwakowego będzie miał duży udział.Ponadto, aby zapewnić niezawodną pracę maszyny śrubowej, szczelina pomiędzy suwakiem a wirnikiem jest zwykle większa niż szczelina pomiędzy otworem cylindra a wirnikiem.W małych maszynach śrubowych ta zwiększona szczelina będzie miała również wpływ na wydajność sprężarki.Poważny spadek.Aby przezwyciężyć powyższe niedociągnięcia, przy projektowaniu małych maszyn śrubowych można również zastosować kilka prostych i tanich regulacyjnych zaworów suwakowych.
Prosta konstrukcja zaworu suwakowego z otworami obejściowymi w ściance cylindra, które odpowiadają spiralnemu kształtowi wirnika, umożliwiając ulatnianie się gazu z tych otworów, gdy nie są one zakryte.Zastosowany zawór suwakowy to „zawór obrotowy” ze spiralnym korpusem.Kiedy się obraca, może zakryć lub otworzyć otwór obejściowy podłączony do komory sprężania.Ponieważ w tym momencie zawór suwakowy musi się jedynie obracać, całkowitą długość sprężarki można znacznie zmniejszyć.Ten schemat projektowy może skutecznie zapewnić ciągłą regulację wydajności.Ponieważ jednak rozmiar otworu wylotowego pozostaje niezmieniony, stosunek ciśnień wewnętrznych spadnie po rozpoczęciu rozładunku.Jednocześnie, ze względu na istnienie otworu obejściowego na ściance cylindra, powstaje pewna ilość „objętości prześwitu”.Gaz w tej objętości będzie wielokrotnie poddawany procesom sprężania i rozprężania, co skutkuje zmniejszeniem wydajności objętościowej i adiabatycznej sprężarki.
3. Proces regulacji suwaka sprężarki śrubowej
Poruszając suwakiem w lewo i w prawo, zwiększa się lub zmniejsza efektywną objętość sprężania i reguluje się objętość dostarczanego gazu.Podczas ładowania: tłok przesuwa się w lewo, a zawór suwakowy przesuwa się w lewo i zwiększa się objętość dostarczanego gazu;podczas rozładunku: tłok przesuwa się w prawo, a zasuwa przesuwa się w prawo i zmniejsza się objętość podawanego gazu.
4. Perspektywy zastosowań regulacji suwaka sprężarki śrubowej
Ogólnie rzecz biorąc, bezolejowe sprężarki śrubowe nie wykorzystują urządzenia do regulacji wydajności do regulacji zaworu suwakowego.Dzieje się tak dlatego, że komora sprężania tego typu sprężarek jest nie tylko wolna od oleju, ale także ma wysoką temperaturę.Utrudnia to technicznie stosowanie regulacyjnych urządzeń suwakowych.
W śrubowych sprężarkach powietrza z wtryskiem oleju, ponieważ sprężone medium pozostaje niezmienione, a warunki pracy są stałe, zwykle nie stosuje się urządzenia do regulacji wydajności zaworu suwakowego.Aby maksymalnie uprościć konstrukcję sprężarki i dostosować ją do potrzeb produkcji masowej, zwykle stosuje się silnik o zmiennej częstotliwości..
Warto podkreślić, że dzięki urządzeniu do regulacji wydajności, które reguluje zawór suwakowy, sprężarka może utrzymać wysoką wydajność w ustawionych warunkach pracy.W ostatnich latach urządzenia do regulacji wydajności zastosowano także w bezolejowych sprężarkach śrubowych i śrubowych sprężarkach powietrza z wtryskiem oleju.Reguluje tendencję zaworu suwakowego.
W sprężarkach chłodniczych i procesowych z wtryskiem oleju powszechnie stosuje się zawory suwakowe do regulacji wydajności w celu regulacji objętościowego natężenia przepływu sprężarki śrubowej.Chociaż ta metoda regulacji objętości spalin jest stosunkowo złożona, może regulować objętość spalin w sposób ciągły i bezstopniowy, a wydajność jest również wysoka.
Oświadczenie: Ten artykuł został skopiowany z Internetu.Treść artykułu służy wyłącznie do celów edukacyjnych i komunikacyjnych.Air Compressor Network pozostaje neutralna w stosunku do opinii zawartych w artykule.Prawa autorskie do artykułu należą do pierwotnego autora i platformy.Jeśli doszło do naruszenia, skontaktuj się z nami, aby je usunąć.