Все особенности винтовых компрессоров

Винтовые или роторные компрессоры – современный тип оборудования, вытесняющий поршневые, спиральные и другие аналогичные устройства из ряда отраслей промышленности. Несмотря на более высокую цену, такая техника имеет множество преимуществ, а недостатки практически отсутствуют. Чтобы понять, почему эти приборы лучше своих конкурентов, нужно рассмотреть их принцип действия, узнать существующие виды винтовых компрессоров, а также выяснить типичные неполадки и возможность их самостоятельного устранения.

Определение и сферы использования

Винтовые компрессоры входят в разряд ротационной техники. Их принцип работы основывается на вращении пары роторов (иначе – винтов). Такое конструкторское исполнение позволяет повысить производительность и ресурс службы маломощных двигателей, при этом снизив практически на 50% потребление электроэнергии. Поэтому роторные компрессоры долговечны, надежны, имеют небольшие размеры и малый вес. Они способны в течение продолжительного времени функционировать автономно без постоянного обслуживания. Такие устройства легко монтируются, вибрация во время работы незначительная, а шум минимальный.

Винтовой компрессор

Для управления большая часть техники этого класса имеет цифровую плату, благодаря чему можно менять давление и потребление электроэнергии, а также программировать таймер, даже удаленно. Самые современные компрессоры имеют инверторное управление, позволяющее достичь еще большей эффективности оборудования.

Важно! Еще один важный момент, которым компрессоры винтовые отличаются от поршневых, — это расход масла. Роторные устройства потребляют его гораздо меньше, поэтому воздушный поток существенно чище, и для него не требуется дополнительная фильтрация.

Винтовые компрессоры используются в пищевой, стекольной, химической отрасли, на передвижных станциях, в рефрижераторных системах судов и во множестве других сфер.

Винтовой компрессор

Конструктивное исполнение и принципиальная схема работы

Стандартные компрессоры винтовой группы состоят из множества узлов и деталей, заключенных в корпусе из металла.

Конструктивный элемент	Назначение
Фильтр	Очищает поступающий в устройство воздух.
Всасывающий клапан	Позволяет избежать выброса воздуха и компрессорного масла при остановке техники.
Винтовой блок	Это главный рабочий узел с винтовой парой, установленной на подшипники или втулки. Возле его выходного патрубка монтируется термозащитный датчик, отключающий мотор, если температура выходящего воздуха превышает 105°С.
Ременной привод	Передает вращение от мотора к роторам. В его состав входят два шкива: один — на валу мотора, второй — на ведущем валу винтового блока.
Шкивы	Соединяются приводным ремнем. Их габариты влияют на быстроту вращения пары роторов.
Мотор	Передает вращательное движение на винты через ременной привод.
Масляный фильтр	Используется для очистки масла, вернувшегося в роторный блок.
Первичный маслоотделитель	В этом блоке масло выделяется из воздушного потока с помощью центробежной силы.
Маслоотделительный фильтр	Обеспечивает вторичную, более качественную очистку воздуха от оставшегося масла.
Предохранительный клапан	Включается при превышении давления в маслоотделителе и сбрасывает его до нормативных значений.
Термостат	Необходим для поддержания подходящей температуры масла.
Маслоохладитель	Охлаждает отделенный от воздушной струи разогретый масляный состав до оптимальной температуры.
Воздухоохладитель	Установлен для охлаждения воздуха перед выводом на подключенный прибор до температуры, ниже на 15-20°С чем в помещении.
Вентилятор	Охлаждает комплектующие прибора.
Электропневматический клапан холостого хода	Предназначен для регулировки работы всасывающего клапана.
Датчик давления	Управляет компрессором в автоматическом режиме. В новом оборудовании вместо реле давления используется электронное управление.
Манометр	Отображает данные о давлении внутри системы.
Выходной патрубок	Используется для вывода воздушного потока на подключенную технику.
	Устройство для визуального контроля за возвратом масла.
Клапан минимального давления	Он закрыт, пока уровень давления не превышает 4 бар. Данный клапан отделяет от компрессора пневматическую линию и работает как обратник при отключении прибора или запуске холостого режима.

Схемы винтовых компрессоров разных производителей практически идентичны, отличия — минимальны. Подробно ознакомиться с устройством конкретного прибора можно на сайте производителя или в руководстве пользователя.

Винтовой компрессор устройство

Принципиальная схема работы компрессоров винтовой группы следующая. Ведущий ротор вращает ведомый. От этого движения в систему через входной фильтр всасывается воздух. Поток очищается, смешивается с масляной жидкостью, охлаждается и направляется в систему под винтовой тягой. Далее из воздушно-масляного потока отделяется масло, а очищенная воздушная струя отправляется в подключенное оборудование.

Режимы работы

Любой винтовой компрессор, даже самый простой, имеет пять рабочих режимов.

Пуск. Чтобы исключить перегрузку в сети, напряжение на мотор поступает постепенно. Оборудование становится готово к работе только спустя десять-пятнадцать секунд после запуска.
Холостой ход. В этом режиме техника готовится к работе на полной мощности. Мотор приводит роторы в движение, после чего они на небольшой мощности начинают нагнетать воздух.
Рабочий ход. Устройство работает на полной мощности и выводит сжатый воздух.
Режим ожидания. Запускается после нагнетания определенного давления. Все элементы мотора замирают, пока давление не снижается до минимального уровня, после чего прибор снова запускается для работы. Эта функция удобна при использовании агрегата в течение целого дня — прибор не требуется обесточивать, он сам прерывает работу, если нет необходимости в его использовании.
Стоп. В этом режиме техника плавно завершает работу. Сначала запускается холостой ход, только потом прибор выключается. Так уменьшается вероятность повреждений и износа деталей из-за резкого снижения напряжения или падения давления.

Для более дорогих приборов предусмотрен шестой режим — Stop-Alarm, активирующийся при фиксации каких-либо сбоев в работе прибора, например, повышения давления или температуры до опасного порога. Обычно функция срабатывает автоматически, но есть возможность и ручного запуска.

Особенности разных видов

Винтовые компрессоры делятся на несколько разновидностей по рабочему веществу, типам привода и энергии, а также степени сжатия.

Безмасляные

Такое оборудование востребовано на пищевых, химических и фармацевтических предприятиях. Оно бывает двух видов: водозаполненным и сухого сжатия. Техника второго типа имеет два синхронных двигателя, вращаемых парой винтов. Для их работы не используется масло, поэтому тепло не отводится, и производительность низкая. Тогда как водозаполненные компрессоры более современны. У них выше эффективность и лучше экологические показатели. Для работы этих устройств используется вода, что делает их дешевле в обслуживании.

На заметку! В конструкции водозаполненных устройств присутствует внутреннее охлаждение для избегания перегрева. Поэтому продолжительность их службы дольше, и расходные материалы не требуются.

Безмасляный винтовой

Масляные

Данный тип компрессоров используется на производстве. В них задействованы два ротора: ведущий и ведомый. Такие приборы дороже в обслуживании. Кроме того, необходимо постоянно следить за вязкостью масла и другими его свойствам, чтобы техника работала эффективно и не ломалась.

Масяляный винтовой

По сжимаемому веществу

В зависимости от рабочего вещества, используемого для сжатия, компрессорное оборудование бывает:

газовым — для одного газа или смеси из нескольких;
воздушным — для воздуха;
многоцелевым или специальным — для поочередного сжатия разных видов газов;
многослужебным — одновременно организуют повышенное давление разнообразных газов;
циркуляционным — создают непрерывное движение воздуха в закрытом контуре.

По приводу

По типу привода компрессоры классифицируются на четыре группы.

Аппараты с ременным приводом (например, Tidy 30 от Dalgakiran) просты в работе и не требуют привлечения высококвалифицированных сотрудников. К недостаткам относятся низкий КПД и высокий шум.
Техника с шестеренчатым приводом работает тихо, КПД высокий. Однако у нее нет регулировки. Аппараты сложны в ремонте — необходимо привлекать квалифицированных техников.
У приборов с прямым приводом высочайший КПД (99,9%). Они не боятся пыли и частиц мусора, могут эксплуатироваться в сложных условиях. Ход привода плавный, мотор служит долго. Компрессор работает без капитальных ремонтов до нескольких десятилетий. Однако для таких приборов недоступна регулировка, а также не меняется наибольшее рабочее давление.
Компрессорное оборудование прямого привода с возможностью регулировать частоты является одними из самых совершенных. Его преимущества заключаются в высоком КПД, плавном ходе привода, регулировке давления и производительности, возможности эксплуатации в любых условиях. Недостаток — высокая стоимость.

По типу энергии

По типу используемой энергии выделяются дизельные и электрические приборы. Первые заправляются топливом, поэтому являются автономными и передвижными, в результате чего могут быть использованы в полевых условиях. Вторые работают от электросети.

По степени сжатия

Роторные компрессоры бывают с низкой (до 1 Мн/м²), средней (до 10 Мн/м²) и высокой (свыше 10Мн/м²) степенью сжатия воздуха.

Обслуживание винтовых компрессоров

Большинство промышленных предприятий отказывается от поршневых компрессоров в пользу винтовых, что объясняется надежностью последних, а также меньшими расходами на обслуживание.

На заметку! На этапе покупки винтовые приборы обойдутся дороже до 40%, но это цена с монтажом и доставкой. Тогда как поршневые приборы требуют установки фундамента, потому что имеют большие габариты и вес.

Обслуживание компрессоров

Экономия также связана с ремонтом и ТО. Винтовые приборы гораздо реже требуют техобслуживания и ухода, а также не имеют деталей, подверженных износу — поршней, клапанов и т.д. Еще один пункт экономии — расход электроэнергии. Роторные устройства потребляют меньше электричества, и обеспечивают большую производительность. Работая до 20 лет, они сокращают затраты на электроэнергию в несколько раз.

ТОП-3 лучших модели

При выборе винтовых компрессоров нужно учитывать размеры предприятия, степень загрязнения на производстве, а также особенности сферы применения. С учетом этих критериев стоит выбирать тот или иной тип устройства. А чтобы лучше ориентироваться в многообразии моделей, стоит изучить технические характеристики лидеров продаж, согласно рейтингам 2019 года.

Remeza BK20T-15-500. Это стационарный электрический безмасляный компрессор винтовой группы, мощность которого составляет 15кВт, а давление – 15Бар. Ему необходимо питание 380В. В аппарате есть манометр и ременной привод. Вес устройства — 575 кг, ресивер — горизонтальный, объем — 500 литров. Модель пользуется высоким спросом и имеет множество положительных отзывы потребителей.
Atlas Copco GA 15-7.5. Это винтовой масляный компрессор с электрическим двигателем и прямым приводом. Его мощность — 15 кВт, давление — 7,5 Бар, необходимое напряжение — 380В. В устройстве доступны регулировка давления, манометр, предохранительный клапан. Вес — 455 кг, уровень шума – 65 дБ.
BERG Compressors BK-110 10. Это винтовой стационарный компрессор с весом в 2800 кг. Он оснащен масляным электромотором мощностью 110 кВт и манометром. Другие характеристики: привод — прямой, давление — 10Бар, напряжение — 380В, уровень шума — 75 Дб.

Типичные поломки и ремонт своими руками

Как и другая техника, винтовые компрессоры периодически ломаются. При этом большинство типовых поломок допускает ремонт своими руками.

Плохо запускается

Если температура воздуха в помещении низкая, это приводит к тому, что компрессор плохо запускается. Для устранения проблемы нужно прогреть комнату.

Не перезапускается

Часто данная проблема заключается в том, что всасывающий клапан плохо закрывается. Для устранения поломки необходимо его прочистить, а если это не помогло – установить новую деталь.

Не сжимает воздух

Если на выходе из аппарата отсутствует поток сжатого воздуха, это означает, что регулятор может быть закрыт. Для устранения проблемы необходима диагностика датчика давления, подающего напряжение на электромагнитный клапан, который отвечает за работу регулятора.

Низкая производительность

Снижение производительности является следствием закрытого регулятора, вызванного появлением засора. Чтобы исправить ситуацию, необходимо вытащить всасывающий фильтр, открыть или вынуть регулятор и тщательно его вычистить.

Перерасход или утечка масла

Если расход масла выше заявленного, нужно проверить фильтр, расположенный в маслоотделителе — возможно, он сломан, или уплотнитель негерметичен. В данной ситуации нужна замена поврежденных деталей. Однако утечку может вызвать также частично закрытый регулятор или очень высокое давление. Чтобы найти первопричину в этом случае, нужно проверить целостность регулятора, электромагнитного клапана и манометра.

Открытие предохранительного клапана

Причиной проблемы является засор фильтра маслоотделителя. Для подтверждения этого нужна проверка разницы давления между трубопроводом со сжатым воздухом и резервуаром масляного сепаратора. Для устранения проблемы необходимо поменять фильтр.

Срабатывает термостат

Если роторный компрессор перестает работать из-за срабатывания термостата, причины могут быть следующие:

высокая температура в помещении — нужно обеспечить качественную вентиляцию, после чего выполнить перезагрузку устройства;
охладитель масла засорен — с помощью растворяющего средства следует выполнить чистку;
недостаток масла – требуется долить жидкость до необходимого значения;
термостат поврежден — нужна замена на новую деталь.

Отключается двигатель прерывателем сети

Если срабатывает прерыватель цепи, первое, что требуется проверить, — напряжение, которое может быть пониженным. Если же показатели электросети в норме, следует перезапустить прибор.

Еще одна причина неисправности — перегрев двигателя. Необходимо проверить теплоотвод и, если он не поврежден, перезагрузить технику. Если устройство не запускается, следует подождать от пяти до десяти минут и выполнить перезапуск заново.

Не функционирует роторный блок

Ремонт роторного блока возможен только при поломке подшипников. Если же заклинивают роторы, необходимо обратиться за помощью к профессионалам.

Повышенное давление

Если давление в системе повышено, нужно проверить регулятор, так как на него может не поступать сигнал на закрытие. Необходимо удостовериться, что он закрывается. В противном случае потребуется купить и установить новую деталь.

Преимущества и недостатки

В заключении следует отметить плюсы и минусы компрессоров винтовой группы. Их преимущества: сокращают потребление электроэнергии, имеют больший срок службы за счет отсутствия изнашивающихся деталей, компактны. Кроме того, они не требуют постоянного человеческого присутствия, самостоятельно отключаются при неполадках или сбоях. Электронное программирование позволяет настроить работу прибора на срок до нескольких недель. А к недостаткам относят высокую стоимость оборудования. Такие устройства также не предназначены для работы в сильно запыленных помещениях и при минусовых температурах.