Спиральный компрессор (СК) – это разновидность приборов для получения сжатого воздуха или технических газов. Особенности их конструкции позволяют получать равномерный поток газа под высоким давлением.
Устройство спирального компрессора
Основными элементами нагнетателя спирального типа являются две пластинчатые спирали:
- одна неподвижна;
- вторая вращается на валу, приводимым в движение электродвигателем.
Ротор и статор расположены на минимальном расстоянии друг от друга. Это позволяет избежать физического соприкосновения между ними. При вращении ротора вокруг оси статора их витки образуют серповидные камеры, объем которых уменьшается по мере приближения к оси вала устройства. За счет уменьшения объема камеры возрастает давление находящегося в ней газа.
Входной патрубок нагнетателя располагается на внешнем крае подвижной спирали, где расстояние между ее витками максимально. Выходной патрубок – в центральной зоне, где давление достигает максимального значения.
За счет того, что движение газа происходит непрерывно, впускные клапаны на всасывающий входной патрубок устанавливаются редко. Выпускные клапаны на выходном патрубке присутствуют почти во всех моделях СК. Это необходимо для исключения влияния давления в принимающей магистрали на работу компрессорной установки.
Расстояние между спиралями в некоторых моделях СК может регулироваться. Такая возможность усложняет конструкцию и увеличивает стоимость установки, но воздушный компрессор с регулируемым зазором позволяет плавно регулировать его производительность.
Существует разделение на масляные и безмасляные типы СК. В масляных агрегатах пространство между ротором и статором заполнено маслом. Это снижает требования к качеству изготовления спиралей, положительно влияет на эффективность охлаждения агрегата. Недостаток такой конструкции – попадание частиц масла в поток газа высокого давления.
Безмасляные аппараты способны работать без смазки. Это позволяет избежать загрязнения газообразных сред маслом. Однако чтобы не происходило соприкосновения ротора и статора, их приходится изготавливать с прецизионной точностью.
Сферы применения спиральных компрессоров
Воздушные и газовые спиральные компрессоры находят применение в следующих сферах:
- производство холодильной техники, систем кондиционирования. Малошумность, небольшое выделение тепла при работе позволяет использовать спиральные нагнетатели не только в промышленном оборудовании, но и в бытовых холодильниках кондиционерах;
- медицина – стоматология, интенсивная терапия, хирургия, анестезиология. Нагнетатели, применяемые в медицинских целях, сертифицируются по международным стандартам качества медицинских газов ISO 8573-1, ISO7396, HTM02-01;
- пищевая промышленность – изготовление газированных напитков, вакуумная упаковка продуктов;
- полиграфия – очистка и осушение воздуха в помещениях типографий, ламинирование печатной продукции;
- химическая промышленность – в составе технологического оборудования для выпуска полимеров, аммиака, искусственного каучука, спиртов;
- машиностроение, строительство – для окрашивания металлоконструкций, кузовных элементов автомобилей, корпусов воздушных, морских судов и т.п.
Преимущества нагнетателей спирального типа
К основным достоинствам относят:
- равномерная, без пульсаций давления подача газообразной среды потребителям. Это снижает нагрузку на электрический двигатель, что увеличивает его ресурс;
- высокая производительность за счет отсутствия мертвых зон в рабочей камере. Сжатие происходит непрерывно по всему объему пространства между витками спиралей;
- небольшое количество подвижных частей агрегата. За счет этого увеличивается его ресурс, снижается тепловыделение;
- экономичность, достигаемая применением частотных преобразователей для регулирования скорости вращение вала двигателя;
- высокий КПД (в сравнении с винтовыми и поршневыми нагнетателями).
Критерии выбора компрессоров спирального типа
Важными характеристиками и конструктивными особенностями являются:
- производительность. Ее должно хватать для нужд потребителей с запасом в 10-20%. Это позволит продолжить работу при возникновении небольших утечек в газовых магистралях высокого давления;
- тип привода. Клиноременные передачи малошумны, но вытягиваются при длительной эксплуатации, способны проскальзывать под нагрузкой. Зубчатые ремни не вытягиваются, не проскальзывают. Их недостаток – без точной настройки быстро изнашиваются. Шестеренчатые приводы являются наиболее долговечными, но они имеют большую массу, создают шум и вибрации при работе;
- наличие входных фильтров. Мелкие твердые частицы, пыль из окружающего воздуха ускоряют износ антифрикционных уплотнителей спиралей. Наличие фильтра на входе в компрессор решает проблему. Но стоит учесть, что фильтрующие элементы требуют их периодической очистки или замены, а также снижают производительность компрессорной установки.