Funktionsprinzip des Luftkompressors

Funktionsprinzip des Schraubenluftkompressors und eingehende-Analyse jedes Systems

一. Gesamtarbeits-Logikrahmen

Schraubenkompressoren sind Rotationskompressoren mit positiver Verdrängung. Ihr Kernprinzip beruht auf dem Ineinandergreifen männlicher und weiblicher Rotoren, um eine Gaskompression zu erreichen. Sie sind mit vier aufeinander abgestimmten Systemen ausgestattet: dem Host-/Motorsystem zur Stromversorgung, dem Kühl-/Trennsystem zur Aufrechterhaltung der Betriebstemperatur und der Medienreinheit, dem Gaskreislauf-Regulierungssystem zur Druck- und Durchflussregelung und dem Steuerkreissystem für automatisierten Betrieb und Sicherheitsschutz. Diese vier Systeme arbeiten zusammen, um den gesamten Prozess „Luftfiltration → Kompression → Öl-Gastrennung → Kühlung → stabile Druckausgabe“ abzuschließen.

2, Haupteinheit/Motorsystem: Leistungskern und Kompressionsausführung

(1) Zusammensetzung der Kernstruktur

Gastgeberversammlung

Bestehend aus einem ∞--förmigen Gehäuse, männlichen und weiblichen Rotoren, Ansaug-/Auslass-Endkappen und Lagern. Das Gehäuse bietet eine abgedichtete Arbeitskammer, wobei der stirnseitige Sauganschluss genau auf den Drehwinkel des Rotors abgestimmt ist. Die Ansaug-/Auslass-Endkappen dichten nicht nur das Gehäuse ab, sondern sorgen auch für die Montage und Positionierung der Rotoren und Lager.

Rotorgruppe: Der männliche Rotor (konvexe Zähne, Antrieb) und der weibliche Rotor (konkave Zähne, angetrieben) nehmen ein einseitiges asymmetrisches Zykloiden-Bogenprofil an und arbeiten über zwei Übertragungsmethoden:

① Der männliche Rotor ist direkt mit dem Motor verbunden, um den weiblichen Rotor anzutreiben.

② Beide Rotoren kämmen über angetriebene Zahnräder mit dem Antriebsrad des Motors.

Lagersystem: Rollenlager am Motorende sorgen für radiale Unterstützung, während Kegelrollenlager am anderen Ende sowohl Axialschub als auch Radialkraft entgegenwirken und so eine stabile Hochgeschwindigkeitsrotation der Rotoren gewährleisten.

Motor und Getriebe

Nimmt eine starre Verbindung an und überträgt das Motordrehmoment über ein Zahnradgetriebe auf die Rotoren. Einige Modelle bieten optional einen Riemenantrieb zur Anpassung an unterschiedliche Geschwindigkeitsanforderungen.

(2)Komprimierungsmechanismus mit drei -Stufenprozessen

Saugvorgang: Wenn sich die Rotoren drehen, lösen sich die Zähne des männlichen Rotors aus den Zahnnuten des weiblichen Rotors, wodurch das Zwischenzahnvolumen erweitert und mit der Saugöffnung verbunden wird. Es wird Luft angesaugt, bis das Volumen sein Maximum erreicht, dann wird das Volumen verschlossen. Zu diesem Zeitpunkt sind die Zwischenzahnvolumina des männlichen und weiblichen Rotors nicht miteinander verbunden.

Kompressionsprozess: Während sich die Rotoren weiter drehen, dringen die Zähne des weiblichen Rotors zur vorläufigen Kompression in das Zwischenzahnvolumen des männlichen Rotors ein. Anschließend entsteht ein „V“-förmiges Elementarvolumen, das sich beim Eingriff der Zähne allmählich verkleinert und so einen Druckanstieg bewirkt.

Abgasprozess: Das Elementarvolumen schrumpft, bis es mit der Abgasöffnung verbunden ist, und Hochdruckgas wird ausgestoßen, bis das Volumen sein Minimum erreicht, wodurch das Abgas vervollständigt wird und ein kontinuierlicher Zyklus entsteht.

(3)Vergleich der Schmiermethoden

3, Kühl-/Trennsystem: Temperaturkontrolle und mittlere Reinigung

(一)Luft-gekühltes System

Struktur: Ein Aluminiumplatten-Rippenölkühler (Frontkühler) und ein Luftkühler (Nachkühler) sind parallel geschaltet, wobei ein separater Lüftermotor den Lüfter für einen erzwungenen Wärmeaustausch antreibt.

Intelligente Regelung: Ein Temperaturregelventil ermöglicht eine adaptive Öltemperaturregelung. -Wenn die Temperatur unter 40 Grad liegt, fließt das Öl direkt zum Host. Bei Temperaturen über 55 Grad gelangt das gesamte Öl zur Temperatursenkung in den Kühler.

Wartungspunkte: Die Umgebungstemperatur sollte höchstens 40 Grad betragen. Blasen Sie Staub regelmäßig mit Druckluft von den Lamellenoberflächen, um eine verminderte Wärmeaustauscheffizienz zu vermeiden.

Wasser-gekühltes System

Aufbau: Ein Rohrbündelkühler ist in zwei Kreisläufe unterteilt. Innerhalb der Kupferrohre strömt Kühlwasser, außerhalb der Rohre strömt heißes Öl oder heiße Luft, und durch Wärmeaustausch wird Wärme abgeführt.

Betriebsparameter: Das Kühlwasser muss die Anforderungen eines Wasserdrucks von 0,2 bis 0,5 MPa und einer Einlasswassertemperatur von höchstens 32 Grad erfüllen. In Gebieten mit hartem Wasser sollten Wasserenthärtungsgeräte und Filter installiert werden.

(2) Betriebsprozess des Ölabscheidesystems

Drei-stufiger Trennmechanismus

Primäre Trennung: Das Öl-Gasgemisch gelangt in den Trennzylinder. Durch Aufprall, Zyklonabscheidung und reduzierte Strömungsgeschwindigkeit werden große Öltröpfchen abgeschieden und am Boden abgelagert.

Präzisionstrennung: Das Öl durchläuft ein Öltrennelement aus mehrschichtigen Glasfasern im Mikrometerbereich-, wodurch der Ölgehalt auf unter 3 ppm reduziert wird.

Ölrücklaufzyklus: Das abgetrennte Schmieröl wird über die Ölrücklaufleitung zum Niederdruckende des Hosts abgeführt und ist dort wieder an der Schmierung und Kühlung beteiligt.

Kernkomponentenfunktionen

Ölabschalt-Magnetventil: Leitet den Ölkreislauf, um Öl zu liefern, wenn das Gerät startet; Unterbricht beim Abschalten den Ölkreislauf, um ein Überlaufen des Öls aus dem Sauganschluss zu verhindern.

Rückschlagventil: Verhindert die Rückwärtsdrehung des Geräts und den Rückfluss von Schmieröl in den Host beim Herunterfahren.

Ölfilter: Filtrationsgenauigkeit kleiner oder gleich 15 μm, schützt Lager und Rotoren. Eine Differenzdruckanzeige signalisiert eine Verstopfung. Zum ersten Mal nach 150 Stunden austauschen, anschließend alle 2000 Stunden.

4, Gaspfad-Regulierungssystem: Druckstabilisierung und Durchflusskontrolle

(1) Kernsteuerungskomponenten

Zwei Arten von Einlassventilen

Absperrklappentyp: Beim Laden treibt das Magnetventil den Servozylinder an, um die Ventilplatte zu öffnen. Bei der Leistungsregulierung passt das Proportional-{1}Integralventil den Steuerdruck an, um die Ventilplatte halb-offen zu halten und so Luftzufuhr und -verbrauch auszugleichen.

Kolbenventiltyp: Steuert das Öffnen und Schließen des Ventilanschlusses durch Kolbenbewegung und ermöglicht so eine Umschaltung zwischen Leer-{0}}Last und Volllast. Es ist mit dem Abblasventil verbunden, um beim Entladen den Druck abzulassen.

Wichtige Druckregelventile

Mindestdruckventil: Auf eine Öffnung von 0,4 bis 0,45 MPa eingestellt, um einen stabilen Druck des Ölabscheideelements sicherzustellen, einen Rückfluss des Rohrleitungsnetzdrucks zu verhindern und Strom für die Schmierölzirkulation bereitzustellen.

Proportional-Integralventil: Je höher der Systemdruck, desto niedriger der Ausgangssteuerdruck. Es erreicht eine stufenlose Luftmengenregulierung durch Anpassung der Einlassventilöffnung, wobei der eingestellte Wert niedriger als der Entlastungsdruck ist.

Sicherheitsventil: Es öffnet sich automatisch, um den Druck abzulassen, wenn der Druck den Nennwert um 10 % überschreitet. Vor der Auslieferung kalibriert; regelmäßig manuell ziehen, um die Wirksamkeit zu testen.

(2) Gaspfad-Abschlussprozess

Luft → Luftfilter (Staubentfernung) → Einlassventil → Host-Kompression → Öl-Gasgemisch → Trennzylinder (primäre Trennung) → Öltrennelement (Präzisionstrennung) → Mindestdruckventil → Nachkühler (70 % Wasserabscheidung) → Auslassventil → Luftversorgungsleitungsnetz.

5, Steuerkreissystem: Intelligenter Betrieb und Sicherheitsschutz

(1) Laden/Entladen mit geschlossenem Regelkreis

Kernlogik: Basierend auf den Signalen des Drucksensors vergleicht die Steuerung die Lade- (Untergrenze) und Entladedruckschwellen (Obergrenze), um eine automatische Umschaltung zu erreichen. Stellen Sie beispielsweise die Belastung auf 0,6 MPa und die Entladung auf 0,8 MPa ein, um einen stabilen Systemdruck aufrechtzuerhalten.

Arbeitsprozess

Laden: Druck liegt unter dem unteren Grenzwert → Die Steuerung weist das Lademagnetventil an, zu arbeiten → Einlassventil öffnet sich vollständig → Luft wird komprimiert und ausgegeben → Mindestdruckventil öffnet sich für die Luftzufuhr.

Entladen: Druck über dem oberen Grenzwert → Magnetventil wird abgeschaltet → Einlassventil schließt → Abblasventil öffnet sich, um Druck abzulassen → Gerät läuft im Leerlauf und schaltet sich nach einer Zeitüberschreitung (z. B. 10 Minuten) automatisch ab.

(2)Vier-Sicherheitssystem

(3)Upgrade der Frequenzumwandlungssteuerung (optional)

Mit Inverter-ausgestattete Modelle passen die Motorgeschwindigkeit über einen Inverter an und ersetzen so die herkömmliche An-Ein-/Aus-Steuerung des Einlassventils: Wenn sich der Druck dem oberen Grenzwert nähert, verringert sich die Geschwindigkeit, um das Abgasvolumen zu reduzieren und so häufiges Be- und Entladen zu vermeiden. Der Energieverbrauch im Leerlauf sinkt auf Null und die Energieeffizienz steigt um mehr als 30 %.

6, wichtige Wartungs- und Betriebspunkte

Regelmäßiger Komponentenaustausch: Ersetzen Sie das Ölabscheideelement alle 2 Jahre, das Kühlmittel alle 8000 Stunden oder 2 Jahre und den Ölfilter alle 2000 Stunden nach dem ersten Austausch alle 150 Stunden.

Tägliche Inspektionsgegenstände: Kühlrippen reinigen, Sicherheitsventile regelmäßig überprüfen, Drucksensoren kalibrieren und Schmierölstand und -qualität überwachen.

Fault Warning Focus: Pay attention to signals such as abnormal oil temperature (>95℃), excessive exhaust oil content (>3 ppm) und große Druckschwankungen. Beheben Sie Probleme wie Blockierungen des Magnetventils und Verstopfungen des Trennelements rechtzeitig.