Princípio de funcionamento do compressor de ar

Princípio de funcionamento do compressor de ar de parafuso e análise-profundada de cada sistema

一. Quadro Lógico Geral de Trabalho

Os compressores de ar de parafuso são compressores rotativos de deslocamento positivo. Seu princípio fundamental baseia-se no engrenamento de rotores macho e fêmea para obter compressão de gás. Eles são equipados com quatro sistemas coordenados: o sistema host/motor para alimentação de energia, o sistema de resfriamento/separação para manter a temperatura operacional e a limpeza do meio, o sistema de regulação do circuito de gás para controle de pressão e fluxo e o sistema de circuito de controle para operação automatizada e proteção de segurança. Esses quatro sistemas trabalham juntos para completar o processo completo de "filtração de ar → compressão → separação de óleo-gás → resfriamento → saída de pressão estável".

2, unidade principal/sistema motor: núcleo de potência e execução de compressão

(1) Composição da Estrutura Central

Conjunto anfitrião

Composto por uma carcaça em formato ∞-, rotores macho e fêmea, tampas de sucção/exaustão e rolamentos. A carcaça fornece uma câmara de trabalho selada, com a porta de sucção da face final-combinada precisamente com o ângulo de rotação do rotor; as tampas das extremidades de sucção/exaustão não apenas vedam o corpo, mas também fornecem montagem e posicionamento para os rotores e rolamentos.

Grupo de rotores: o rotor macho (dentes convexos, acionadores) e o rotor fêmea (dentes côncavos, acionados) adotam um perfil de arco-ciclóide assimétrico-de um lado, operando por meio de dois métodos de transmissão:

① O rotor macho está conectado diretamente ao motor para acionar o rotor fêmea;

② Ambos os rotores engrenam com a engrenagem motriz do motor através de engrenagens acionadas.

Sistema de rolamento: os rolamentos de rolos na extremidade do motor fornecem suporte radial, enquanto os rolamentos de rolos cônicos na outra extremidade neutralizam o empuxo axial e a força radial, garantindo rotação estável em alta-velocidade dos rotores.

Motor e Transmissão

Adota uma conexão rígida, transmitindo o torque do motor aos rotores por meio de transmissão por engrenagens. Alguns modelos oferecem transmissão opcional por correia para se adaptar a diferentes requisitos de velocidade.

(2)Mecanismo de processo de compressão de três{1}}estágios

Processo de sucção: quando os rotores giram, os dentes do rotor macho se desengatam das ranhuras dos dentes do rotor fêmea, expandindo o volume entre-dentes e conectando-o à porta de sucção. O ar é aspirado até que o volume atinja o máximo e então o volume é selado. Neste ponto, os volumes entre-dentes dos rotores macho e fêmea não estão conectados entre si.

Processo de compressão: À medida que os rotores continuam a girar, os dentes do rotor fêmea penetram no volume entre-dentes do rotor macho para compressão preliminar. Posteriormente, forma-se um volume elementar em forma de “V”-, que diminui gradativamente à medida que os dentes se encaixam, conseguindo um aumento de pressão.

Processo de exaustão: o volume elementar encolhe até se conectar à porta de exaustão, e o gás de alta-pressão é descarregado até o volume atingir o mínimo, completando a exaustão e formando um ciclo contínuo.

(3)Comparação de métodos de lubrificação

3,Sistema de resfriamento/separação: controle de temperatura e purificação média

(一)Sistema-refrigerado a ar

Estrutura: Um resfriador de óleo com aletas de placa de alumínio ({0}}(resfriador frontal) e um resfriador de ar (pós-resfriador) são conectados em paralelo, com um motor de ventilador separado acionando o ventilador para troca forçada de calor.

Regulação inteligente: uma válvula de controle de temperatura permite o controle adaptativo da temperatura do óleo-quando a temperatura está abaixo de 40 graus, o óleo flui diretamente para o hospedeiro; quando acima de 55 graus, todo o óleo entra no refrigerador para redução de temperatura.

Pontos de manutenção: A temperatura ambiente deve ser menor ou igual a 40 graus; sopre regularmente a poeira das superfícies das aletas com ar comprimido para evitar a redução da eficiência da troca de calor.

Sistema-resfriado a água

Estrutura: Um resfriador de-e{1}}tubo é dividido em dois circuitos. A água de resfriamento flui dentro dos tubos de cobre, enquanto o óleo quente ou o ar quente flui para fora dos tubos, e o calor é removido por meio da troca de calor.

Parâmetros operacionais: A água de resfriamento deve atender aos requisitos de pressão de água de 0,2-0,5 MPa e temperatura da água de entrada menor ou igual a 32 graus. Dispositivos e filtros de amaciamento de água devem ser instalados em áreas com água dura.

(2) Processo de operação do sistema de separação de óleo

Mecanismo de separação-de três estágios

Separação primária: a mistura de óleo-gás entra no cilindro de separação. Através do impacto, da separação ciclônica e da redução da velocidade do fluxo, grandes gotas de óleo são separadas e depositadas no fundo.

Separação de precisão: o óleo passa por um elemento de separação de óleo feito de fibra de vidro multi-camadas micron-, reduzindo o teor de óleo para menos de 3 ppm.

Ciclo de retorno de óleo: o óleo lubrificante separado é descarregado para a extremidade-de baixa pressão do hospedeiro através do tubo de retorno de óleo,-participando novamente na lubrificação e no resfriamento.

Funções dos componentes principais

Válvula Solenóide-de Corte de Óleo: Conduz o circuito de óleo para fornecer óleo quando a unidade dá partida; corta o circuito de óleo ao desligar para evitar que o óleo transborde da porta de sucção.

Válvula de retenção: Impede a rotação reversa da unidade e o refluxo do óleo lubrificante para o hospedeiro ao desligar.

Filtro de Óleo: Precisão de filtragem menor ou igual a 15μm, protegendo mancais e rotores. Um indicador de pressão diferencial sinaliza entupimento. Substitua pela primeira vez após 150 horas e, posteriormente, a cada 2.000 horas.

4, sistema de regulação do caminho de gás: estabilização de pressão e controle de fluxo

(1) Componentes principais de controle

Dois tipos de válvulas de admissão

Tipo de válvula borboleta: Ao carregar, a válvula solenóide aciona o servocilindro para abrir a placa da válvula. Durante a regulação da capacidade, a válvula proporcional-integral ajusta a pressão de controle para manter a placa da válvula semiaberta-, equilibrando o fornecimento e o consumo de ar.

Tipo de válvula de pistão: controla a abertura e o fechamento da porta da válvula por meio do movimento do pistão, realizando comutação sem-carga/carga total-. Ele se conecta à válvula-de purga para liberar pressão durante a descarga.

Válvulas principais de controle de pressão

Válvula de pressão mínima: definida para abrir em 0,4-0,45 MPa, garantindo pressão estável do elemento de separação de óleo, evitando o refluxo da pressão da rede de dutos e fornecendo energia para a circulação de óleo lubrificante.

Válvula integral-proporcional: quanto maior a pressão do sistema, menor a pressão de controle de saída. Consegue uma regulação contínua do volume de ar ajustando a abertura da válvula de admissão, com o valor definido inferior à pressão de descarga.

Válvula de segurança: Abre automaticamente para liberar pressão quando a pressão excede o valor nominal em 10%. Calibrado antes da entrega; puxe manualmente regularmente para testar a eficácia.

(2)Processo completo do caminho do gás

Ar → Filtro de ar (remoção de poeira) → Válvula de admissão → Compressão hospedeira → Mistura de óleo-gás → Cilindro de separação (separação primária) → Elemento de separação de óleo (separação de precisão) → Válvula de pressão mínima → Pós-resfriador (70% de separação de água) → Válvula de saída → Rede de tubulação de fornecimento de ar.

5, sistema de circuito de controle: operação inteligente e proteção de segurança

(1) Controle de loop-fechado de carga/descarga

Lógica central: Com base nos sinais do sensor de pressão, o controlador compara os limites de pressão de carga (limite inferior) e descarga (limite superior) para obter comutação automática. Por exemplo, definir a carga em 0,6 MPa e a descarga em 0,8 MPa para manter a pressão do sistema estável.

Processo de Trabalho

Carregamento: Pressão abaixo do limite inferior → O controlador instrui a válvula solenóide de carregamento a agir → A válvula de admissão abre totalmente → O ar é comprimido e sai → A válvula de pressão mínima abre para fornecimento de ar.

Descarga: Pressão acima do limite superior → A válvula solenóide é des{0}}energizada → A válvula de admissão fecha → A válvula de purga-se abre para liberar a pressão → A unidade fica inativa e desliga automaticamente após o tempo limite (por exemplo, 10 minutos).

(2)Sistema de proteção de segurança-de quatro níveis

(3) Atualização do controle de conversão de frequência (opcional)

Os modelos equipados-com inversor ajustam a velocidade do motor por meio de um inversor, substituindo o controle liga/desliga da válvula de admissão tradicional: quando a pressão se aproxima do limite superior, a velocidade diminui para reduzir o volume de exaustão, evitando cargas e descargas frequentes. O consumo de energia em modo inativo cai para zero e a eficiência energética aumenta em mais de 30%.

6,Principais pontos de manutenção e operação

Substituição regular de componentes: Substitua o elemento de separação de óleo a cada 2 anos, o líquido refrigerante a cada 8.000 horas ou 2 anos e o filtro de óleo a cada 2.000 horas após a primeira substituição às 150 horas.

Itens de inspeção diária: Limpe as aletas do resfriador, inspecione regularmente as válvulas de segurança, calibre os sensores de pressão e monitore o nível e a qualidade do óleo lubrificante.

Fault Warning Focus: Pay attention to signals such as abnormal oil temperature (>95℃), excessive exhaust oil content (>3ppm) e grandes flutuações de pressão. Solucione problemas em tempo hábil, como travamento da válvula solenóide e entupimento do elemento de separação.