Предупреждение Для обеспечения высокого уровня обслуживания на этом сайте используются куки (cookies). Продолжая его использование, вы соглашаетесь с тем, что куки (cookies) будут сохраняться на вашем компьютере: Принять

         В связи с нестабильным курсом рубля цены на оборудование необходимо уточнять у менеджеров.      

Спиральные компрессоры. Маслозаполненные и безмасляные компрессоры спирального типа

21.12.2020
схема спирального компрессора

Содержание:
1. История создания спирального компрессора
2. Устройство и принцип действия 
3. Разновидности спиральных компрессоров
4. Маслозаполненные и безмасляные компрессоры спирального типа
5. Преимущества и недостатки
6. Область применения.

История создания спирального компрессора

Спиральные компрессоры появились на мировом рынке компрессорного оборудования относительно недавно, а точнее в середине ХХ века. Связано это с тем, что для их производства требуются высококачественные конструкционные материалы, высокая точность изготовления и сборки рабочих узлов и отдельных деталей. Именно поэтому освоить выпуск компрессоров спирального типа удалось только высокоразвитым странам, располагающих прогрессивной наукой, передовым станочным парком и совершенными технологиями. Первооткрывателем в данной области можно считать японскую фирму Hitachi, которая начала установку спиральных компрессоров в системах кондиционирования. У истоков создания компрессоров спирального типа стояла и американская фирма Copeland Corp., продукция которой под брендом Copeland Scroll™ широко представлена на российском рынке (серии ZR, ZF и др).

В нашей стране также велись научные разработки в сегменте компрессорной техники спирального типа, несмотря на то, что в отечественном действующем ГОСТе 28567-90 этот термин отсутствует. Был даже изготовлен опытный образец, но до серийного производства дело не дошло: догнать западных конкурентов не удалось (а может, и большого стремления к этому не было).

Что же отличает эти агрегаты от привычных и хорошо зарекомендовавших себя поршневых компрессоров? В первую очередь тем, что сжатие рабочей среды (воздуха, газа, хладагента) достигается не путём перемещения поршня в цилиндре, а за счёт образования герметичных рабочих полостей в процессе эксцентрического движения спиралеобразных форм относительно друг друга. Иными словами, роль цилиндра выполняет спиральная полость, а роль поршня – подвижная спираль. Спиральные компрессоры относят к машинам объёмного сжатия небольшой производительности (до 1,5 куб.м/мин.).     

 

Устройство и принцип действия

В корпусе компрессора располагается рабочий блок, состоящий из двух спиралей. Первая –  неподвижная, она  закреплена на корпусе агрегата. Вторая – подвижная, она как бы «вписана» в первую и совершает колебательные движения, вызванные эксцентриситетом (несовпадением оси вращения с геометрической осью приводного вала). За счёт этого происходит перенос рабочей среды из полости всасывания в полость нагнетания. В центре неподвижной спирали имеется напорное отверстие, через которое сжатый воздух (газ) подаётся в отводящую магистраль. Вал подвижной спирали соединяется с приводным механизмом (электромотором или двигателем внутреннего сгорания) посредством муфты либо ремённой передачи.

Во время работы между неподвижной и подвижной спиралью (её ещё называют орбитальной) возникают серповидные герметичные полости, объём которых становится всё меньше по мере приближения к центру рабочей камеры. Давление воздуха (хладагента) при этом нарастает.                                                                                                     

Спиральный компрессор работает по циклическому алгоритму:

  • всасывание;
  • предварительное сжатие;
  • дополнительное сжатие;
  • нагнетание.  

Процесс всасывания происходит на внешней стороне спиралей, а процесс сжатия – на внутренней. При этом оба процесса протекают одновременно. Наличия всасывающего клапана не требуется – его функцию выполняет подвижная спираль, отсекающая рабочую камеру от канала всасывания. В нагнетательной линии иногда устанавливают динамический клапан, блокирующий обратный воздушный поток при остановке двигателя. Поскольку заполненные воздухом полости в один и тот же момент испытывают разное давление, компрессор работает плавно и тихо.

  

Принципиальная схема компрессора спирального типа показана на рис.1 и 2. Также можно узнать об устройстве спирального компрессора, посмотрев следующее видео: 

 

Разновидности спиральных компрессоров

Рассмотренное выше конструктивное решение с одной стационарной и одной подвижной спиралью – не единственное. Есть варианты, где обе спирали – подвижные, совершающие вращательные движения относительно разных осей. Скорость вала можно изменять при помощи частотного преобразователя – это позволяет управлять производительностью агрегата. Ещё один способ регулировки подачи – варьирование взаимным расположением спиралей, что приводит к увеличению или уменьшению замкнутых зон сжатия.

Особняком стоит компрессор, где жёсткий элемент, имеющий форму спирали Архимеда, давит на спиральный шланг компрессора. Такие агрегаты работают по принципу перистальтического (шлангового) насоса и заполняются маслом для уменьшения износа шланга и отвода избыточного тепла. 

Существуют и другие модификации спиральных компрессоров, отличающихся не только числом спиралей, но и их геометрией, показателем эксцентриситета, взаимным расположением рабочих органов и узлов, материалами и другими особенностями. По компоновке такие агрегаты бывают вертикального или горизонтального размещения. Чаще всего они оснащаются электродвигателем. В то же время на рынке присутствуют модели с бензиновыми и дизельными ДВС. Не исключается подключение к внешнему приводу – для некоторых пользователей этот вариант может оказаться наиболее экономичным.

Ещё одна градация компрессорной техники –  масляные и безмасляные агрегаты

Маслозаполненные и безмасляные компрессоры спирального типа

Главное преимущество маслозаполненного компрессора – существенное уменьшение силы трения между взаимодействующими деталями. В результате увеличивается рабочий ресурс и обеспечивается оптимальный температурный режим. Однако нередко возникают ситуации, когда присутствие даже минимального количества масляных паров недопустимо. В частности, это касается таких сфер как проведение научно-исследовательских экспериментов, производство лекарственных препаратов, обеспечение работы стоматологического инструмента. В этой связи большим спросом пользуется спиральный безмасляный компрессор, купить который можно в нашем интернет-магазине.

Чтобы обеспечить достаточную герметичность рабочей полости, в маслозаполненных агрегатах используются уплотнительные элементы. В безмасляных спиральных компрессорах для этой цели требуется высокая точность изготовления деталей. Более того, необходимо предусмотреть эффективный теплоотвод, так как рабочий процесс в таких компрессорах сопровождается активным обменом тепла между стенками спирали и рабочей средой. Компенсацией указанных издержек в какой-то степени служит сокращение эксплуатационных расходов за счёт отказа от фильтров и снижение затрат на проведение ТО (нет необходимости решать проблему утилизации масляного конденсата).  

Какому компрессору отдать предпочтение, зависит от решаемой задачи. Для промышленного предприятия, где на первый план выступает производительность и ремонтопригодность агрегата, скорее всего, подойдёт маслозаполненный компрессор. Если же требуется получить воздух с высокой степенью очистки, например, для проведения лабораторных исследований, безмасляная модель может оказаться более рациональной.

 

Преимущества и недостатки

Как уже отмечалось выше, применение компрессоров спирального типа ограничено их малой мощностью по сравнению с поршневыми или винтовыми собратьями, а также высокими требованиями к качеству материалов и точности обработки деталей. Тем не менее, агрегаты данного типа востребованы на мировом рынке компрессоров, а их выпуск растёт год от года. Объясняется это рядом достоинств, которые при определённых условиях становятся решающими критериями выбора. К бесспорным преимуществам спиральных компрессоров относятся:

  1. Стабильная равномерная подача, то есть отсутствие биений и пульсаций в выходящем воздушном (газовом) потоке. Это может оказаться важным условием для плавной работы пневмоинструмента.
  2. Тихая работа с показателем фонового шума 20-40 дБ (на уровне шепота), что немаловажно для оборудования, работающего в медицинских учреждениях или офисах.
  3. Почти полное отсутствие потерь рабочей газообразной массы в течение одного цикла. Это существенно для разнообразных дозаторов, используемых в аппаратах для приготовления газовых смесей с контролируемым составом.
  4. Исключение гидравлических потерь у безмасляных моделей ввиду отсутствия редукторов и масляных фильтров. В результате энергия тратится, главным образом, на сжатие воздуха (газа) при любом режиме эксплуатации, обеспечивая высокий КПД (на 20-25% выше, чем у поршневых установок).
  5. Наличие штатной системы очистки, из-за чего содержание примесей в воздухе составляет всего 1-3 мг/м3. Более того, температура воздуха на выходе находится в пределах +7-13 0С, в то время как у поршневых компрессоров она редко бывает ниже +80 0С.
  6. Небольшое количество соприкасающихся друг с другом деталей способствует повышению надёжности, увеличению срока эксплуатации и укрощению сервисного обслуживания.
  7. Небольшие габаритные размеры и вес, что снижает нагрузку на приводной механизм.

Конечно же, спиральные компрессоры имеют и слабые стороны, иначе они бы вытеснили с рынка другие типы компрессоров. Пока ещё агрегаты этого типа не способны обеспечить высокую производительность, которая остаётся решающим фактором для большинства отраслей промышленности. Кроме того, у перекачиваемого газа должна быть высокая степень очистки (в первую очередь от твёрдых включений), иначе возникает риск заедания подвижной спирали.

 

Область применения

Компрессор спирального типа нашел применение, прежде всего там, где не требуется большая производительность, но предъявляются повышенные требования к качеству воздуха и звуковому давлению. К таким сферам относятся:

  • подача хладагента в холодильные установки и охлаждающие машины (чиллеры);
  • кондиционирование воздуха в помещениях коммерческого и бытового назначения (пищевые предприятия, склады, супермаркеты, офисы и др.);
  • охлаждение пищевых продуктов на прилавках и витринах;
  • криогенная техника;
  • тепловые насосы;
  • оснащение медицинских учреждений и научно-исследовательских лабораторий.

Компактные размеры, тихая работа и экономичность делают спиральные компрессоры привлекательными для оснащения систем кондиционирования на общественном транспорте. Некоторые автопроизводители (в частности Volkswagen) экспериментируют с установкой данных агрегатов для турбонаддува бензиновых и дизельных двигателей.

В нашем интернет-магазине можно спиральный компрессор купить по конкурентной цене. Консультанты помогут выбрать подходящую модель и быстро оформить заказ. Звоните!