Principio de funcionamiento del compresor de aire

Principio de funcionamiento del compresor de aire de tornillo y análisis en profundidad-de cada sistema

一. Marco Lógico General de Trabajo

Los compresores de aire de tornillo son compresores rotativos de desplazamiento positivo. Su principio básico se basa en el acoplamiento de rotores macho y hembra para lograr la compresión del gas. Están equipados con cuatro sistemas coordinados: el sistema host/motor para suministro de energía, el sistema de enfriamiento/separación para mantener la temperatura de funcionamiento y la limpieza del medio, el sistema de regulación del circuito de gas para control de presión y flujo, y el sistema de circuito de control para operación automatizada y protección de seguridad. Estos cuatro sistemas trabajan juntos para completar el proceso completo de "filtración de aire → compresión → separación de aceite-gas → enfriamiento → salida de presión estable".

2, unidad principal/sistema de motor: núcleo de potencia y ejecución de compresión

(1) Composición de la estructura central

Asamblea Anfitriona

Compuesto por una carcasa en forma de ∞-, rotores macho y hembra, tapas de extremo de succión/escape y cojinetes. La carcasa proporciona una cámara de trabajo sellada, con el puerto de succión de la cara del extremo-que coincide con precisión con el ángulo de rotación del rotor; Las tapas de los extremos de succión/escape no solo sellan el cuerpo sino que también proporcionan ensamblaje y posicionamiento para los rotores y cojinetes.

Grupo de rotor: el rotor macho (dientes convexos, impulsor) y el rotor hembra (dientes cóncavos, impulsado) adoptan un perfil de arco cicloide-asimétrico de un solo-lado, que funciona mediante dos métodos de transmisión:

① El rotor macho está conectado directamente al motor para accionar el rotor hembra;

② Ambos rotores engranan con el engranaje impulsor del motor a través de engranajes impulsados.

Sistema de rodamientos: los rodamientos de rodillos en el extremo del motor brindan soporte radial, mientras que los rodamientos de rodillos cónicos en el otro extremo contrarrestan tanto el empuje axial como la fuerza radial, lo que garantiza una rotación estable de alta-velocidad de los rotores.

Motor y transmisión

Adopta una conexión rígida, transmitiendo el par del motor a los rotores a través de una transmisión de engranajes. Algunos modelos ofrecen transmisión por correa opcional para adaptarse a diferentes requisitos de velocidad.

(2)Mecanismo de proceso de tres etapas de compresión-

Proceso de succión: cuando los rotores giran, los dientes del rotor macho se desprenden de las ranuras de los dientes del rotor hembra, expandiendo el volumen entre-dientes y conectándolo al puerto de succión. Se aspira aire hasta que el volumen alcanza su máximo y luego se sella el volumen. En este punto, los volúmenes entre dientes de los rotores macho y hembra no están conectados entre sí.

Proceso de compresión: a medida que los rotores continúan girando, los dientes del rotor hembra se introducen en el volumen entre-dientes del rotor macho para una compresión preliminar. Posteriormente se forma un volumen elemental en forma de "V"-, que se contrae gradualmente a medida que los dientes encajan, logrando aumentar la presión.

Proceso de escape: el volumen elemental se contrae hasta que se conecta al puerto de escape y se descarga gas a alta-presión hasta que el volumen alcanza su mínimo, completando el escape y formando un ciclo continuo.

(3) Comparación de métodos de lubricación

3,Sistema de refrigeración/separación: control de temperatura y purificación del medio

(一)Sistema-refrigerado por aire

Estructura: un enfriador de aceite con aletas-de placa de aluminio (enfriador frontal) y un enfriador de aire (postenfriador) están conectados en paralelo, con un motor de ventilador independiente que impulsa el ventilador para un intercambio de calor forzado.

Regulación inteligente: una válvula de control de temperatura permite el control adaptativo de la temperatura del aceite-cuando la temperatura es inferior a 40 grados, el aceite fluye directamente al host; cuando está por encima de los 55 grados, todo el aceite ingresa al enfriador para reducir la temperatura.

Puntos de mantenimiento: la temperatura ambiente debe ser inferior o igual a 40 grados; Quite regularmente el polvo de las superficies de las aletas con aire comprimido para evitar una reducción de la eficiencia del intercambio de calor.

Sistema-enfriado por agua

Estructura: un refrigerador-y-tubo se divide en dos circuitos. El agua de refrigeración fluye dentro de los tubos de cobre, mientras que el aceite caliente o el aire caliente fluyen fuera de los tubos y el calor se elimina mediante el intercambio de calor.

Parámetros de funcionamiento: El agua de refrigeración debe cumplir con los requisitos de una presión de agua de 0,2 a 0,5 MPa y una temperatura del agua de entrada inferior o igual a 32 grados. En áreas con agua dura se deben instalar filtros y dispositivos para ablandar el agua.

(2) Proceso de operación del sistema de separación de aceite

Mecanismo de separación de tres-etapas

Separación primaria: la mezcla de petróleo-gas ingresa al cilindro de separación. A través del impacto, la separación ciclónica y la velocidad de flujo reducida, las grandes gotas de petróleo se separan y depositan en el fondo.

Separación de precisión: el aceite pasa a través de un elemento de separación de aceite hecho de fibra de vidrio de grado multi-micrónico-, lo que reduce el contenido de aceite a menos de 3 ppm.

Ciclo de retorno de aceite: el aceite lubricante separado se descarga al extremo de baja-presión del host a través de la tubería de retorno de aceite, re-participando en la lubricación y el enfriamiento.

Funciones de los componentes principales

Válvula solenoide de corte-de aceite: conduce el circuito de aceite para suministrar aceite cuando arranca la unidad; corta el circuito de aceite cuando se apaga para evitar que el aceite se desborde del puerto de succión.

Válvula de retención: evita la rotación inversa de la unidad y el reflujo del aceite lubricante hacia el host cuando se apaga.

Filtro de Aceite: Precisión de filtración Menor o igual a 15μm, protegiendo rodamientos y rotores. Un indicador de presión diferencial indica obstrucción. Reemplazar por primera vez después de 150 horas y posteriormente cada 2000 horas.

4, sistema de regulación de la ruta del gas: estabilización de presión y control de flujo

(1) Componentes de control principales

Dos tipos de válvulas de admisión

Tipo de válvula de mariposa: durante la carga, la válvula solenoide impulsa el servocilindro para abrir la placa de la válvula. Durante la regulación de capacidad, la válvula integral-proporcional ajusta la presión de control para mantener la placa de la válvula medio-abierta, equilibrando el suministro y el consumo de aire.

Tipo de válvula de pistón: controla la apertura y el cierre del puerto de la válvula a través del movimiento del pistón, realizando una conmutación sin-carga/carga completa-. Se vincula con la válvula de descarga-para liberar presión durante la descarga.

Válvulas de control de presión clave

Válvula de presión mínima: configurada para abrirse a 0,4-0,45 MPa, lo que garantiza una presión estable del elemento de separación de aceite, evita el reflujo de la presión de la red de tuberías y proporciona energía para la circulación del aceite lubricante.

Válvula integral-proporcional: cuanto mayor sea la presión del sistema, menor será la presión de control de salida. Logra una regulación continua del volumen de aire ajustando la apertura de la válvula de admisión, con el valor establecido por debajo de la presión de descarga.

Válvula de seguridad: se abre automáticamente para liberar la presión cuando la presión excede el valor nominal en un 10%. Calibrado antes de la entrega; tire manualmente con regularidad para probar la eficacia.

(2) Proceso completo de la ruta del gas

Aire → Filtro de aire (eliminación de polvo) → Válvula de admisión → Compresión del host → Aceite-Mezcla de gas → Cilindro de separación (separación primaria) → Elemento de separación de aceite (separación de precisión) → Válvula de presión mínima → Postenfriador (separación de agua del 70 %) → Válvula de salida → Red de tuberías de suministro de aire.

5, sistema de circuito de control: operación inteligente y protección de seguridad

(1) Control de bucle cerrado-de carga/descarga

Lógica central: basándose en las señales del sensor de presión, el controlador compara los umbrales de presión de carga (límite inferior) y descarga (límite superior) para lograr la conmutación automática. Por ejemplo, configurar la carga en 0,6 MPa y la descarga en 0,8 MPa para mantener la presión estable del sistema.

Proceso de trabajo

Carga: Presión por debajo del límite inferior → El controlador indica a la válvula solenoide de carga que actúe → La válvula de entrada se abre completamente → El aire se comprime y sale → La válvula de presión mínima se abre para el suministro de aire.

Descarga: Presión por encima del límite superior → La válvula solenoide se desactiva → La válvula de admisión se cierra → La válvula de soplado- se abre para liberar presión → La unidad está inactiva y se apaga automáticamente después del tiempo de espera (por ejemplo, 10 minutos).

(2)Sistema de protección de seguridad de cuatro-niveles

(3) Actualización del control de conversión de frecuencia (opcional)

Los modelos equipados con inversor- ajustan la velocidad del motor a través de un inversor, reemplazando el control de encendido-de la válvula de admisión tradicional: cuando la presión se acerca al límite superior, la velocidad disminuye para reducir el volumen de escape, evitando cargas y descargas frecuentes. El consumo de energía en reposo cae a cero y la eficiencia energética aumenta en más del 30%.

6, puntos clave de mantenimiento y operación

Reemplazo regular de componentes: Reemplace el elemento de separación de aceite cada 2 años, el refrigerante cada 8000 horas o 2 años y el filtro de aceite cada 2000 horas después del primer reemplazo a las 150 horas.

Elementos de inspección diaria: limpie las aletas del enfriador, inspeccione periódicamente las válvulas de seguridad, calibre los sensores de presión y controle el nivel y la calidad del aceite lubricante.

Fault Warning Focus: Pay attention to signals such as abnormal oil temperature (>95℃), excessive exhaust oil content (>3 ppm) y grandes fluctuaciones de presión. Solucione oportunamente problemas como el atasco de la válvula solenoide y la obstrucción del elemento de separación.