Винтовые компрессоры с ременным приводом. Соединение винтовой части

Роторно-винтовые машины формируют постоянный поток сжатого воздуха за счет непрерывного уменьшения объема, а не прерывистых ходов. В винтовые компрессоры с ременным приводом электродвигатель расположен отдельно от сжимающего элемента, а набор ремней и шкивов передает вращательную силу через этот зазор. Такое расположение влияет как на механическое поведение, так и на практический рабочий диапазон устройства.

Взаимодействие роторов внутри компрессорной головки

Два винтовых ротора сцепляются внутри плотно прилегающего корпуса. Ведущий ротор имеет выпуклые лопасти, а женский ротор имеет соответствующие вогнутые канавки. По мере вращения пары открытые пространства на впускном конце заполняются окружающим воздухом. Продолжающееся вращение задерживает воздух и постепенно сжимает карман, образованный роторами и стенкой корпуса. Захваченный объем перемещается в осевом направлении к выпускному отверстию, где уменьшенное пространство повышает давление перед выходом воздуха.

Зазоры между роторами, а также между роторами и корпусом остаются очень небольшими. Масло, впрыскиваемое в камеру сжатия, герметизирует эти зазоры, отводит тепло и смазывает контактные поверхности. Позже масло отделяется от воздушного потока и возвращается в контур для повторного использования. Поскольку роторы никогда не соприкасаются металл с металлом, износ остается низким, а рабочий цикл может приближаться к непрерывной работе.

Передача мощности через ремни

В винтовых компрессорах с ременным приводом вал двигателя несет один шкив, а входной вал винтовой части — другой. Многоручьевые или синхронные ремни перекрывают расстояние между ними. Соотношение диаметров двух шкивов определяет скорость вращения роторов относительно двигателя. Изменение этого соотношения изменяет подачу воздуха и давление нагнетания без замены двигателя или самой компрессорной головки.

Устройства автоматического натяжения удерживают усилие ремня в пределах стабильного диапазона при растяжении ремней или изменении температуры. Физическое разделение также ограничивает передачу вибрации от двигателя на подшипники винтовой части и от винтовой части обратно в двигатель. Такая изоляция способствует более тихой работе и снижает циклическую нагрузку на несущую конструкцию.

Согласование производительности с потребностями системы

Поскольку передаточные числа шкивов можно выбрать на этапе проектирования или отрегулировать позже, винтовые компрессоры с ременным приводом легко адаптируются к различным требованиям к давлению на предприятии. Предприятие, которому требуется давление 8 бар вместо первоначальных 10 бар, часто может добиться изменения, поменяв диаметры шкивов, сохранив при этом тот же двигатель и винтовую часть. Пропускная способность изменяется пропорционально новой скорости ротора, что дает операторам практический способ точной настройки производительности.

Такое же разделение компонентов упрощает упаковку. Двигатель и винтовая часть не должны иметь общую линию вала, поэтому общая занимаемая площадь может оставаться компактной, даже если панели доступа и пути охлаждения занимают достаточно места. Точки обслуживания фильтров, сепараторов и охладителей остаются доступными без необходимости проведения обширной разборки трансмиссии.

Практические соображения по планировке

Винтовые компрессоры с ременным приводом обычно появляются в диапазоне мощности от низкой до средней, где гибкость выбора шкива перевешивает немного более высокие потери в передаче, присущие любой ременной системе. Устройство привода позволяет двигателю работать на предпочтительной синхронной скорости, в то время как винтовая часть работает на скорости, соответствующей желаемому соотношению давлений профиля ротора.

Сами профили ротора повторяют тщательно рассчитанные формы лепестков, которые максимизируют площадь потока, сохраняя при этом короткую линию уплотнения и небольшую площадь выхлопного отверстия. Этот геометрический выбор в сочетании с точной механической обработкой корпуса определяет, насколько эффективно сжимается захваченный объем и насколько мало происходит внутренних утечек.