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螺杆式空气压缩机完整指南

2022年03月29日 12:47:04   分类: 空压机

考虑购买螺杆式空气压缩机?首先阅读本文,了解螺杆式空气压缩机的工作原理、用途以及维护方式。另外,在确定螺杆式空气压缩机是否适合您时要问的五个重要问题。

什么是螺杆式空气压缩机?

旋转螺杆空气压缩机(有时称为“双螺杆压缩机”)是一种空气压缩机,它使用一对啮合的螺旋螺杆来压缩空气。随着螺丝的转动,空气不断被压缩。螺杆式空气压缩机广泛用于需要高 CFM(每分钟空气立方英尺)和连续使用的应用。这是重工业应用中最常用的空气压缩技术,例如为气动生产线和输送系统提供动力。

它们可以与往复式空气压缩机形成对比,往复式空气压缩机使用由曲轴驱动的活塞来压缩空气。阅读更多:往复式与旋转式螺杆空气压缩机:有什么区别?

螺杆式空气压缩机是如何工作的?

旋转螺杆式空气压缩机的工作原理是迫使空气通过一对旋转的螺旋螺杆(或转子)。两个转子在转动时互锁,形成一系列腔室。当空气被迫通过转子时,它被挤压成更小的体积。当空气移动腔室时,体积的减少会压缩空气。螺杆式空气压缩机是容积式压缩机的一种形式。

  1. 两个啮合的螺旋螺杆或转子在空气压缩机电机的驱动下快速转动。

  2. 螺钉的旋转迫使空气通过腔室。这会产生真空,从而通过空气压缩机进气口将更多空气吸入腔室。

  3. 当空气通过成对转子的连续腔室时,它被挤压成更小的体积,从而产生空气压缩。

  4. 压缩空气离开螺杆单元,在那里可以被捕获、干燥、过滤、使用或储存。

螺杆式空气压缩机的类型:喷油与无油

螺杆式空气压缩机有两种基本类型:喷油式和无油式。

  • 喷油(或浸油)螺杆式空气压缩机使用油润滑螺杆单元并确保其平稳运行。该油还有助于冷却压缩空气并防止设备过热。压缩空气后,使用油分离器去除油。压缩空气中可能残留少量油(油残留),可使用在线过滤进一步减少。喷油压缩机是最常见的螺杆式空气压缩机类型,适用于大多数应用。

  • 无油(或无油)螺杆式空气压缩机采用两级压缩过程。空气通过压缩级之间的中间冷却器以降低温度并防止过热。无油螺杆式空气压缩机消除了任何油的残留,产生非常干净的空气。但是,它们往往比注油的表亲更昂贵、维护更复杂且噪音更大。

螺杆式空压机组件

这些是旋转螺杆式空气压缩机的基本部件。

空气端(泵)

主机是螺杆式空压机内部空气压缩做功的地方。主机由几个组成部分组成。

进气阀

大气进入空气端进行压缩的地方。

转子/螺丝/滚子

一对快速旋转以压缩空气的互锁螺旋螺钉。

压缩缸

包含转子的外壳。螺杆式空气压缩机可以具有单个压缩气缸或用于多级压缩的多个气缸。气缸通常由铸铁或钢制成。无油压缩机在压缩气缸之间也有一个中间冷却器。

排放阀

压缩空气离开空气端的地方。空气可以从排放阀进入储气罐或直接进入空气使用过程。

轴承

转子两端的轴承有助于转子保持在原位并平稳快速地转动。轴承通常是抗摩擦和耐腐蚀的。

其他核心压缩机组件

一台螺杆式空压机除了主机外还必须有其他几个部件。

空压机电机

压缩机电机为转子的旋转提供动力。电机可以是定速或变速的。

空压机控制系统

空压机控制系统控制电机,监控系统运行和输出,为操作人员提供一种监控系统的方法。

空气压缩机过滤器

过滤器将污染物排除在空气供应之外。用于旋转螺杆空气压缩机的过滤器可能包括:

  • 进气过滤器可在大气进入空气端之前去除空气中的污染物。

  • 在线过滤器可去除压缩空气中的微粒和油。

  • 滤油器,用于去除油润滑旋转螺杆空气压缩机中液体油中的颗粒物。

阅读更多:您的空气压缩机需要什么类型的过滤?

空压机冷却系统

螺杆式空气压缩机在压缩过程中会产生大量热量。这种热量必须通过冷却系统消散,以防止过热。冷却系统选项包括:

  • 闭环干式冷却,通过一系列将热量从空气压缩机带走的盘管循环冷却液。

  • 开环蒸发冷却,它使用淡水和流动空气的组合来冷却压缩机。

垫片和密封件

整个系统必须保持气密性以保持压力。垫圈和密封件可防止空气逸出并保持系统压力。

螺杆式空压机喷油系统

喷油(或注油)螺杆式空气压缩机将具有附加组件作为喷油系统的一部分。

油底壳

储存油以供压缩系统使用的油箱。

机油滤清器

油过滤器在液体油循环时从液体油中去除颗粒。

油水分离器

油/水分离器将液态水(在空气压缩过程中产生)从供油中分离出来。阅读更多:压缩空气系统的油/水分离器——完整指南

油冷却器

油冷却器允许热润滑剂(通过压缩过程加热)在再循环之前冷却。恒温旁通阀监控油温并将过热的油输送到油冷却器。

螺杆式空压机配件

除了空气压缩机本身,一个完整的压缩空气系统还包括许多其他组件。

压缩空气干燥机

从空气压缩机出来的热压缩空气会含有过多的水分。对于大多数应用,需要从压缩空气中去除水分,以确保为工业过程提供清洁、干燥的空气。压缩空气干燥机有两种基本类型。

  • 冷冻式空气干燥机的工作原理是冷却压缩空气,使多余的水分凝结成液态水,然后排出。冷冻式压缩空气干燥机可以将压缩空气的露点降低至约 38°F,这对于大多数应用来说已经足够了。这是与旋转螺杆空气压缩机一起使用的最常见的空气干燥器类型。

  • 干燥剂空气干燥器使用吸附材料去除空气中的水蒸气。干燥剂空气干燥机比冷冻式干燥机更昂贵,但它们可以使空气更干燥——低至 -40°F 至 -100°F 的露点。它们用于需要超干燥空气的应用。

螺杆式空气压缩机的优缺点

旋转螺杆式空气压缩机是工业应用中最流行的空气压缩机类型 - 这是有充分理由的。这些空气压缩机是行业的主力军:可靠、安静、节能且功能强大。它们是需要连续供气的大容量应用的绝佳选择。

螺杆式空气压缩机的优点

每马力更高的 CFM

与往复式或活塞式空气压缩机相比,螺杆式空气压缩机每马力可以产生更多的压缩空气(以立方英尺每分钟或 CFM 为单位)。螺杆式空气压缩机每 HP 提供 4-5 CFM,而往复式空气压缩机每 HP 提供 3-4 CFM。换句话说,如果将 20HP 往复式压缩机与 20HP 螺杆式空气压缩机进行比较,螺杆式空气压缩机将多产生 20-25% 的空气。这意味着他们使用更少的能源来生产相同体积的压缩空气。

连续使用和一致的气流

螺杆式空气压缩机可以连续生产大量压缩空气——事实上,这就是它们的设计目的。旋转螺杆空气压缩机在 100% 占空比下运行最佳。由于它们可以连续以高 CFM 生产空气,因此它们是 24/7 生产操作的绝佳选择。根据您的应用,您可以跳过接收罐,直接从空气压缩机供电操作。您还可以依靠旋转螺杆式空气压缩机来获得高度一致的气流,因此您可以根据最大使用场景调整空气压缩机的尺寸。

降低总拥有成本

螺杆式空气压缩机的前期成本更高,但从长远来看会省钱。除了由于较高的 CFM 输出而降低能源成本外,螺杆式空气压缩机的使用寿命也比往复式或活塞式空气压缩机长。在需要重建之前,旋转螺杆式压缩机可以使用 60,000 至 80,000 小时——大约是往复式空气压缩机的 6-8 倍。

更清洁的空气

旋转螺杆式空气压缩机提供非常干净的空气,油含量低。喷油螺杆式压缩机的油携带量约为 3 ppm。当然,无油压缩机没有油残留。

安静的操作

螺杆式空气压缩机安静吗?与替代方案相比,是的。旋转螺杆的动作比移动活塞的动作更安静。旋转螺杆式空气压缩机也可以具有隔音罩。典型的螺杆式空气压缩机将在 65-75 分贝下运行,或者介于汽车发动机和真空吸尘器的噪音水平之间。旋转螺杆式空气压缩机也将产生较小的振动。

较冷的温度

旋转螺杆式空气压缩机的典型内部工作温度约为 80-99°F。相比之下,活塞式或往复式空气压缩机在约 150-200°F 的内部温度下运行。较低的温度可以减少冷却器和空气干燥器的工作量,从而进一步节省能源成本。

节省空间

与具有相似 CFM 输出的往复式空气压缩机相比,螺杆式空气压缩机占用的占地面积更少。在占地面积非常宝贵的制造设施中,这可能是一个巨大的优势。

螺杆式空气压缩机的缺点

较高的初始资本投资

与具有类似 CFM 输出的活塞式空气压缩机相比,旋转螺杆式空气压缩机需要更高的初始资本投资。然而,由于其能效和寿命长,旋转螺杆式压缩机的总寿命成本较低。

需要熟练的维护

螺杆式空气压缩机的维护更复杂,需要熟练且训练有素的维护人员。

需要清洁的操作环境

进入螺杆式空气压缩机的空气应尽可能干净。如果您在非常脏的环境中运行或将空气压缩机放置在室外,往复式空气压缩机可能是另一种选择。如果您在户外或多尘的设施中使用旋转螺杆,进气过滤器可以帮助减少进入压缩机的颗粒量。

不应用于间歇性应用

螺杆式空气压缩机专为连续运行和 100% 占空比而设计。如果您的压缩空气需求是间歇性的并且需要频繁地打开和关闭压缩机,这不是最佳选择。如果您的空气需求是可变的,但没有降至零,变速驱动电机将根据您的需要帮助压缩机增加和减少空气产量。

什么是旋转螺杆空气压缩机用于?

螺杆式空气压缩机最适合需要连续使用(100% 占空比)和高 CFM 的应用。对于需要非常清洁空气的应用,它们也是一个不错的选择。典型应用包括:

  • 机器人制造

  • 气动输送系统

  • 画线

  • 食品加工

  • 包装线

选择螺杆式空气压缩机前要问的五个问题

在选择螺杆式空气压缩机之前,请确保它是您应用的正确选择。以下是您在做出决定时要问的五个重要问题。

1、你的需求有多大?

螺杆式空气压缩机特别耐用,能够长时间处理大量需求。即使在较小尺寸的情况下,它们仍比活塞式压缩机更高效、更耐用,但在满足更大的需求(即 15 HP 或更多)时,效率优势最为明显。螺杆式空气压缩机设计为日复一日地以 100% 的占空比运行。

2. 终身成本对您来说重要吗?

虽然旋转螺杆式压缩机可能具有较高的空气压缩机维护成本和/或初始资本成本,但其预期寿命远大于活塞式空气压缩机。在需要重建之前,活塞式(往复式)压缩机通常持续大约 10,000 小时。另一方面,旋转螺杆式压缩机将持续 60,000 至 80,000 小时。旋转螺杆式压缩机以其可靠性和使用寿命着称。

3. 您的机器是否在您的生产人员附近运行?

螺杆式空气压缩机以其安静的运行而闻名。由于大多数螺杆式空气压缩机都标配有隔音罩,它们通常在 65 – 75 dBA 之间运行,与其他类型的压缩机相比要低得多。相比之下,往复式或活塞式空气压缩机可以在 80 – 85 dBA 左右运行。

4. 您的压缩空气需要清洁到何种程度?

旋转螺杆式空气压缩机的设计含油量不超过 3 PPM,而活塞式压缩机随着时间的流逝可以达到 10 PPM 或更多。更少的油携带意味着您不必经常更换滤芯,从而降低维护成本。

5. 您是否全天连续使用压缩空气?还是您的需求全天都在变化?

  • 旋转式压缩机因其效率和满足持续高需求的能力而变得越来越流行。许多旋转螺杆式压缩机24/7全天候使用。

  • 即使您没有持续的需求,旋转丝杠的可靠性和耐用性也可用于变速驱动版本。这将根据您在该给定点的需求加速和减速。如果您的需求发生变化,则绝对应该考虑使用此选项,因为与 VSD 的优势相比,过去的控制(包括在线/离线、调制甚至转向阀)已被证明成本高昂。

螺杆式空气压缩机的维护要求

螺杆式空压机需要进行哪些保养?螺杆式空气压缩机需要定期检查和维护才能以最佳性能运行并保护系统免受过度磨损。查看您的用户手册,了解您的螺杆式空气压缩机的品牌和型号的具体指南。维护任务可能包括:

  • 通过排水阀排出多余的水

  • 检查油

  • 更换和冲洗油

  • 更换机油滤清器

  • 更换进气口和在线过滤器

  • 更换油水分离器

  • 检查和更换皮带或传动系统零件

  • 润滑电机轴承

  • 检查和调整控制

  • 清洁和维护空气压缩机冷却器和热交换器

螺杆式空压机多久换一次油?

检查和更换机油是喷油螺杆空压机最重要的维护工作之一。根据您的压缩机型号和所用油的类型,您可以预期每 4,000 至 8,000 小时更换一次油。但是,如果您的螺杆式空气压缩机在肮脏的环境中运行,则可能需要更频繁地更换机油。至少每周检查油位并检查油是否有污染物。至少每年一次,油应完全排空和冲洗。冲洗后务必更换机油滤清器。

螺杆式空气压缩机的过滤器多久更换一次?

对于旋转螺杆式空气压缩机,空气压缩机过滤器(包括进气过滤器和在线过滤器)应至少每 2,000 小时更换一次。如果您的环境很脏,您可能需要更频繁地更换过滤器。

螺杆式空压机多久需要排水一次?

旋转螺杆式空气压缩机的水应至少每天排水一次,如果不是更频繁的话。为了减少维护时间,寻找自动排水阀。电动排水阀可设置为定时开启,定期排放冷凝水。零损耗排水阀使用浮动机制来激活排水,因此它仅在需要时打开。这可以减少压缩空气的损失。

旋转螺杆式空气压缩机的其他常见问题

您需要用于旋转螺杆式空气压缩机的水箱吗?

可以使用不带罐的螺杆式空气压缩机。螺杆式空气压缩机的无罐运行最适合连续使用空气的大型操作。在大型作业中,管道系统也可作为残余物储存。如果您的空气使用量变化较大或容易出现需求突然激增,仍然建议使用储气罐。

螺杆式空气压缩机的安静程度如何?

与活塞式(往复式)空气压缩机相比,螺杆式空气压缩机以运行安静而著称。旋转螺杆式压缩机的工作噪音约为 65-75 dBA,或者介于汽车发动机和真空吸尘器之间。

您如何确定旋转螺杆式空气压缩机的尺寸?

螺杆式空气压缩机的优点之一是它的尺寸可以安全地设置为略高于您的最大需求。与往复式空气压缩机不同,它们不需要很大的产能过剩。这是因为旋转螺杆可以以非常快速、可靠和一致的速度产生空气,以满足您的需求。


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