عناصر ضاغط الهواء اللولبي (أطراف الهواء)

دعنا نتحدث عن بعض المعرفة الفنية والاحتياطات حول المحرك الرئيسي لضاغط الهواء

العنصر اللولبي هو أهم جزء في أي ضاغط من النوع اللولبي.

إنه ذلك الجزء من الجهاز حيث يتم الضغط الفعلي.

إنه قلب ضاغط الهواء اللولبي الدوار.

في كثير من الأحيان ، يسمى عنصر لولب الضاغط أيضًا بنهاية الهواء.

هم تدفق ثابت (حجم) مع ضواغط ضغط متغير. مما يعني أنه عند سرعة معينة (rpm) ، فإنها تزود دائمًا نفس كمية الهواء (باللتر في الثانية على سبيل المثال) ، ولكن يمكنها القيام بذلك عند ضغوط مختلفة.

لماذا هم مشهورون جدا؟ نظرًا لأنها عملية مستمرة (على عكس ضواغط المكبس الترددية) فإنها توفر تدفق هواء ثابتًا غير نابض ، مع أدنى اهتزازات وصيانة وأقصى عمر.

يمكنهم العمل على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع ، 365 يومًا في السنة. يبلغ العمر الافتراضي للعنصر اللولبي حوالي 40.000 ساعة تشغيل ، قبل أن يلزم إجراء إصلاح شامل.

عنصر المسمار الدوار

اسمحوا لي أن أشرح كيف يتم بناء عنصر المسمار الدوار. انظر إلى هذه الصورة النموذجية لعنصر برغي خالي من الزيت.

عنصر الضاغط (نوع خالي من الزيت).
الصورة: طرف هواء الضاغط

بالطبع ، نرى الدواران (الدوار الذكر في الأسفل ، الدوار الأنثوي في الأعلى) والمبيت (الجزء الرمادي).

كما نرى الدوارات لها أنواع مختلفة من المحامل على كلا الجانبين بحيث تعمل بسلاسة لسنوات دون أي صيانة.

يوجد عادة زوجان من المحامل على كلا الجانبين ؛ محامل للأحمال الشعاعية (الأحمال بسبب دوران الدوارات) والمحامل المحورية.

نظرًا لأن "الدفع" اللولبي يقع في جانب واحد (جانب الضغط العالي) ، فإن الدوارات تريد التحرك إلى الاتجاه المعاكس. تتحمل المحامل المحورية هذا الحمل.

يمكننا أيضًا أن نرى أن الدوار الذكر به محور يبرز مع ترس عليه. هذا هو ترس القيادة.

أحيانًا تكون بكرة. يتم توصيل الدوّارين أيضًا ببعضهما البعض بواسطة التروس (على الجانب الأيسر من الصورة) هذه هي تروس التزامن.

يتم تبريد العنصر بالماء ، ولهذا الغرض توجد جيوب تبريد مائي في مبيت العنصر. يتم تشحيم التروس بالزيت ، كما هو موضح بالأجزاء الصفراء / البنية. لا تحتوي العناصر اللولبية المحقونة بالزيت على هذا ، حيث يتم تبريدها بالزيت المحقون.

يوجد مانع تسرب بين الزيت ومقصورات الهواء المضغوط ، لمنع أي زيت من تلويث الهواء المضغوط (خاصة بعناصر الضاغط الخالية من الزيت).

يمكن تفكيك السكن للصيانة.

شكل عنصر البرغي

تأتي أطراف الهواء بأحجام مختلفة ، لكنها تبدو جميعها متشابهة.

هذه بعض الصور لعناصر ضاغط الهواء.

عنصر ضواغط الهواء. هذا واحد على ضاغط جديد تمامًا ، حيث لا يزال نظيفًا ولامعًا.

عنصر ضاغط الهواء على ضاغط متغير السرعة. هذا ما يبدو عليه الضاغط عادةً: متسخ!

كيف يعمل

كيف يعمل؟ يوجد داخل عنصر الضاغط برغيان (يسمىان "دوارات") يدوران في الاتجاه المعاكس.

الضاغط اللولبي الدوار هو ضاغط "إزاحة موجبة". مما يعني ببساطة أن الهواء مضغوط جسديًا معًا بواسطة قوة خارجية (مثل ضواغط المكبس واللفائف ، والتي تعد أيضًا ضواغط إزاحة موجبة).

الهواء المحبوس بين الدوارات

في حالة اللولب الدوار ، يتم احتجاز الهواء بين الدوارين. تتميز الدوارات بتصميم خاص لتحقيق الكفاءة والأداء الأمثل.

أحد الدوار يسمى "الذكر""الدوار ، والآخر يسمى الدوار" الأنثوي ".

كما يتضح في الصورة: يتم امتصاص الهواء من جانب واحد (بارد ، ضغط منخفض) ، يتم محاصرته بين الدوارات ، ويتم تفريغه على الجانب الآخر (ساخن ، ضغط مرتفع).

يتطلب هذا الضغط طاقة يتم توفيرها عادةً بواسطة محرك كهربائي كبير.

أنواع عناصر ضاغط البرغي

هناك نوعان أساسيان من الضاغط اللولبي: محقون بالزيت وخالي من الزيت.

الضواغط اللولبية الدوارة المحقونة بالزيت هي الأكثر شيوعًا ، لأنها أرخص من النوعين.

تُستخدم الضواغط اللولبية الخالية من الزيت فقط في التطبيقات التي يجب أن يكون فيها الهواء المضغوط خاليًا من الزيت بنسبة 100٪ (عادةً في مصانع معالجة الأغذية ، والمصانع الكيماوية ، إلخ).

سأشرح لاحقًا لماذا يكون النوع الخالي من الزيت أكثر تكلفة.

الدوارات / البراغي الحلزونية

الدوارات لها شكل ما يسمى & quot؛ برغي حلزوني & quot ؛. نعم ، يبدو وكأنه المسمار. يوجد دوار ذكر وأنثى.

دوارات حلزونية من الذكور والإناث.

العضو الدوار الذكر هو "السميك" ، وله فصوص. العضو الدوار الأنثوي هو "النحيف" وله أخاديد أو "مزامير".

يتم احتجاز الهواء بين العضو الدوار الذكر والأنثى ويتم نقله إلى جانب العادم الخاص بالعنصر في "الجيوب الهوائية" ، وهي جيوب من الهواء محاصرة بين الدوارات.

في الغالب ، يحتوي العضو الدوار الذكري على 4 فصوص ، بينما يحتوي الدوار الأنثوي على 6 أخاديد. لكن هذا ليس حجرًا.

يسعى المصنعون دائمًا إلى تحسين تصميم البرغي. يبحثون عن التصميم الذي يعطي أفضل كفاءة. بمعنى آخر: كيفية ضخ أكبر قدر ممكن من الطاقة بأقل قدر ممكن.

يعد التصميم الدقيق وتصنيع اللولب أحد أكثر الأسرار التي يتم الاحتفاظ بها في أي شركة مصنعة لضاغط الهواء. إنها منطقة محظورة / لا توجد بها صور فوتوغرافية للمصنع.

محرك رمح وتروس التزامن

يتم تشغيل العضو الدوار الأنثوي بواسطة تروس من عمود الدوار الذكري. عندما يتحول العضو الدوار للذكور مرة واحدة ، فإن الدوار الأنثوي يدور بالضبط 1.5 مرة. هي متزامنة. تسمى التروس التي تدفع الدوار الأنثوي تروس التزامن.

يتم تشغيل الدوار الذكر بواسطة محرك كهربائي أو في بعض الأحيان محرك ديزل (وهذا هو الحال مع الضواغط المحمولة). تعمل في أي مكان بين 1000 و 6000 دورة في الدقيقة.

نسبة الضغط

بسبب الضغط ، يسخن الهواء. سوف يعمل الهواء الساخن أيضًا على تسخين الدوارات والغلاف المعدني لعنصر الضاغط.

هذه مشكلة ، لأن المعدن الساخن يتمدد ، يصبح أكبر. عندما يتمدد بشكل كبير ، سوف يلمس الدواران بعضهما البعض و / أو الهيكل ... سينتج عن ذلك عادة عنصر لولبي معطوب تمامًا (مكلف!).

لهذا السبب ، لا يمكننا ممارسة ضغط مرتفع غير محدود بهذه الطريقة ؛ سيكون ببساطة شديد السخونة.

يسمى الحد الأقصى للضغط الذي يمكن أن يخلقه عنصر لولبي بنسبة الضغط. هذا هو الحد الأقصى لضغط الإخراج مقسومًا على ضغط الإدخال.

بالنسبة للأنواع المحقونة بالزيت ، تكون نسبة الضغط عادة بحد أقصى 13. بالنسبة للأنواع الخالية من الزيت ، تبلغ نسبة الضغط حوالي 3.5 كحد أقصى. سنرى لاحقا لماذا.

المزيد عن الضواغط اللولبية الخالية من الزيت والمحقنة بالزيت في الفقرات التالية.

حدود التصميم في إنشاء أفضل عنصر برغي

عنصر اللولب الدوار هو مثال على جزء عالي الهندسة ، مع آلاف الساعات من البحث فيه. هناك العديد من المتغيرات التي يجب التفكير فيها عند تصميم أفضل عنصر لولبي.

كما ذكرنا سابقًا ، تستخدم الضواغط اللولبية الخالية من الزيت مرحلتين ، مع مبرد داخلي للوصول إلى الضغط النهائي المطلوب. ولكن لماذا يكون من الصعب للغاية ، في عصر التصميم بمساعدة الكمبيوتر ، وآلات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي التي يتم التحكم فيها بواسطة الروبوت والنماذج الرياضية المعقدة ، إنشاء ضاغط هواء خالٍ من الزيت بمرحلة واحدة؟

المشكلة هي أن العديد من العوامل تؤثر على بعضها البعض.

تعني نسبة الضغط الأعلى المزيد من تسرب الهواء الداخلي (عند ضغط أعلى ، يتدفق المزيد من الهواء عبر نفس الفجوة). يقلل هذا التسرب العالي من الكفاءة الكلية للعنصر.

بسبب الكفاءة المنخفضة ، سوف تحتاج الدوارات للتشغيل بسرعة أعلى. هذا يعطي مشاكل إضافية مع الاهتزازات وفترة حياة الدوارات والمحامل.

ستؤدي نسبة الضغط المرتفعة إلى ارتفاع درجة حرارة العادم. لدى الفولاذ عادة سيئة تتمثل في التمدد عندما يصبح أكثر دفئًا. تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى تمدد حراري مرتفع للدوارات.

كل هذايضيف إلى مشكلة جعل الخلوص صغيرًا قدر الإمكان (صغير جدًا وسوف تلمس الدوارات بعضها البعض عند التسخين!).

خالية من الزيت مقابل محقونة بالزيت

ما هي الاختلافات بين العناصر اللولبية الدوارة الخالية من الزيت والمحقنة بالزيت؟ ولماذا يعتبر العنصر الخالي من الزيت أكثر تكلفة مقارنة بالعنصر المحقون بالزيت؟

يحتوي الزيت المحقون على عدة وظائف ؛ تتمثل إحدى هذه الوظائف في سد أي فجوات ومسافات بين الدوارات الذكور والإناث وبين الدوارات والمبيت.

تسمح الفجوات والتخليصات للهواء المضغوط بالتدفق مرة أخرى "بطريقة خاطئة". يقلل من كفاءة وأداء طرف الهواء.

نظرًا لأن الضواغط الخالية من الزيت لا تحتوي على أي زيت ، فإن الخلوص بين الدوارات والإسكان يجب أن يكون أصغر بكثير مقارنة بالعناصر اللولبية من النوع المحقون بالزيت. وبسبب هذا ، فإن سعر طرف الهواء الخالي من الزيت أعلى بكثير.

يعتمد الخلوص الأقصى المطلوب على قطر الدوار ويبلغ حوالي 1000 من القطر ، كحد أقصى. لذلك إذا كان قطر الدوار 200 مم ، فإن الخلوص سيكون 0.2 مم فقط ، وهو صغير جدًا لمثل هذا الشكل المعقد.

بالإضافة إلى ذلك ، تتطلب العناصر الخالية من الزيت جيوبًا وقنوات إضافية لتبريد المياه. يتم تبريد عنصر النوع المحقون بالزيت بواسطة الزيت المحقون ولا يحتاج إلى مياه تبريد إضافية.

من خلال فهم معرفة أداء مضيف هواء الضاغط أعلاه ، فإننا نعرف كيف يعمل مضيف نهاية هواء الضاغط بشكل فعال ، ونتعلم أيضًا كيفية صيانته بشكل معقول ، هل هو مناسب جدًا؟