Principe de fonctionnement du compresseur d'air

Principe de fonctionnement du compresseur d'air à vis et analyse approfondie-de chaque système

一. Cadre logique global du travail

Les compresseurs d'air à vis sont des compresseurs rotatifs volumétriques. Leur principe de base repose sur l’engrènement de rotors mâles et femelles pour réaliser la compression des gaz. Ils sont équipés de quatre systèmes coordonnés : le système hôte/moteur pour l'alimentation électrique, le système de refroidissement/séparation pour maintenir la température de fonctionnement et la propreté du fluide, le système de régulation du circuit de gaz pour le contrôle de la pression et du débit, et le système de circuit de contrôle pour le fonctionnement automatisé et la protection de sécurité. Ces quatre systèmes fonctionnent ensemble pour compléter le processus complet de « filtration de l'air → compression → séparation du pétrole-gaz → refroidissement → sortie de pression stable ».

2, unité principale/système moteur : noyau de puissance et exécution de compression

(1) Composition de la structure de base

Assemblée hôte

Composé d'un boîtier en forme de ∞-, de rotors mâles et femelles, d'embouts d'aspiration/d'échappement et de roulements. Le boîtier fournit une chambre de travail étanche, avec l'orifice d'aspiration de la face d'extrémité-précisément adapté à l'angle de rotation du rotor ; les capuchons d'extrémité d'aspiration/d'échappement scellent non seulement le corps mais assurent également l'assemblage et le positionnement des rotors et des roulements.

Groupe de rotors : le rotor mâle (dents convexes, entraînantes) et le rotor femelle (dents concaves, entraînées) adoptent un profil d'arc cycloïde asymétrique sur un seul côté-, fonctionnant via deux méthodes de transmission :

① Le rotor mâle est directement connecté au moteur pour entraîner le rotor femelle ;

② Les deux rotors s'engrènent avec l'engrenage menant du moteur via des engrenages menés.

Système de roulement : les roulements à rouleaux à l'extrémité du moteur fournissent un support radial, tandis que les roulements à rouleaux coniques à l'autre extrémité neutralisent à la fois la poussée axiale et la force radiale, garantissant ainsi une rotation stable à grande vitesse-des rotors.

Moteur et transmission

Adopte une connexion rigide, transmettant le couple du moteur aux rotors via une transmission à engrenages. Certains modèles proposent en option une transmission par courroie pour s'adapter aux différentes exigences de vitesse.

(2)Mécanisme de processus de compression en trois étapes-

Processus d'aspiration : lorsque les rotors tournent, les dents du rotor mâle se désengagent des rainures dentées du rotor femelle, élargissant ainsi le volume inter-dentaire et le connectant à l'orifice d'aspiration. L'air est aspiré jusqu'à ce que le volume atteigne son maximum, puis le volume est scellé. À ce stade, les volumes inter-dentaires des rotors mâles et femelles ne sont pas connectés les uns aux autres.

Processus de compression : à mesure que les rotors continuent de tourner, les dents du rotor femelle s'introduisent dans le volume inter-dentaire du rotor mâle pour une compression préliminaire. Par la suite, un volume élémentaire en forme de "V"- se forme, qui se rétrécit progressivement au fur et à mesure que les dents s'engagent, entraînant une augmentation de la pression.

Processus d'échappement : le volume élémentaire rétrécit jusqu'à ce qu'il se connecte à l'orifice d'échappement, et le gaz à haute -pression est évacué jusqu'à ce que le volume atteigne son minimum, complétant l'échappement et formant un cycle continu.

(3) Comparaison des méthodes de lubrification

3, système de refroidissement/séparation : contrôle de la température et purification moyenne

(一)Système refroidi par air-

Structure : un refroidisseur d'huile à ailettes en plaque d'aluminium (refroidisseur avant) et un refroidisseur d'air (refroidisseur final) sont connectés en parallèle, avec un moteur de ventilateur séparé entraînant le ventilateur pour un échange thermique forcé.

Régulation intelligente : une vanne de contrôle de la température permet un contrôle adaptatif de la température de l'huile -lorsque la température est inférieure à 40 degrés, l'huile s'écoule directement vers l'hôte ; au-dessus de 55 degrés, toute l'huile pénètre dans le refroidisseur pour réduire la température.

Points d'entretien : La température ambiante doit être inférieure ou égale à 40 degrés ; soufflez régulièrement la poussière des surfaces des ailettes avec de l'air comprimé pour éviter une efficacité réduite de l'échange thermique.

Système-refroidi à l'eau

Structure : Un refroidisseur à calandre-et-à tubes est divisé en deux circuits. L'eau de refroidissement circule à l'intérieur des tubes en cuivre, tandis que l'huile chaude ou l'air chaud s'écoulent à l'extérieur des tubes, et la chaleur est évacuée par échange thermique.

Paramètres de fonctionnement : l'eau de refroidissement doit répondre aux exigences d'une pression d'eau de 0,2 à 0,5 MPa et d'une température d'eau d'entrée inférieure ou égale à 32 degrés. Des adoucisseurs d’eau et des filtres doivent être installés dans les zones où l’eau est dure.

(2) Processus de fonctionnement du système de séparation d'huile

Mécanisme de séparation en trois -étapes

Séparation primaire : le mélange pétrole-gazeux entre dans le cylindre de séparation. Grâce à l'impact, à la séparation cyclonique et à la vitesse d'écoulement réduite, les grosses gouttelettes d'huile sont séparées et déposées au fond.

Séparation de précision : l'huile passe à travers un élément de séparation d'huile en fibre de verre multi-micronique-, réduisant la teneur en huile à moins de 3 ppm.

Cycle de retour d'huile : l'huile lubrifiante séparée est évacuée vers l'extrémité basse-pression de l'hôte via le tuyau de retour d'huile,-participant à la lubrification et au refroidissement.

Fonctions des composants de base

Électrovanne de coupure d'huile- : conduit le circuit d'huile pour fournir de l'huile lorsque l'unité démarre ; coupe le circuit d'huile lors de l'arrêt pour éviter que l'huile ne déborde de l'orifice d'aspiration.

Clapet anti-retour : empêche la rotation inverse de l'unité et le reflux de l'huile lubrifiante dans l'hôte lors de l'arrêt.

Filtre à huile : Précision de filtration inférieure ou égale à 15 μm, protégeant les roulements et les rotors. Un indicateur de pression différentielle signale un colmatage. Remplacez-le une première fois après 150 heures, puis toutes les 2 000 heures.

4, système de régulation du chemin de gaz : stabilisation de la pression et contrôle du débit

(1) Composants de contrôle de base

Deux types de soupapes d'admission

Type de vanne papillon : lors du chargement, l'électrovanne entraîne le servo-cylindre pour ouvrir la plaque de vanne. Pendant la régulation de la capacité, la vanne proportionnelle-intégrée ajuste la pression de contrôle pour maintenir la plaque de vanne à moitié ouverte-, équilibrant ainsi l'alimentation et la consommation d'air.

Type de vanne à piston : contrôle l'ouverture et la fermeture de l'orifice de la vanne via le mouvement du piston, réalisant ainsi une commutation sans-charge/pleine charge-charge. Il est relié à la valve de décharge-pour relâcher la pression pendant le déchargement.

Principales vannes de régulation de pression

Soupape de pression minimale : réglée pour s'ouvrir à 0,4-0,45 MPa, assurant une pression stable de l'élément de séparation d'huile, empêchant le reflux de la pression du réseau de canalisations et fournissant de l'énergie pour la circulation de l'huile lubrifiante.

Vanne proportionnelle-intégrale : plus la pression du système est élevée, plus la pression de contrôle de sortie est faible. Il permet une régulation continue du volume d'air en ajustant l'ouverture de la soupape d'admission, avec une valeur réglée inférieure à la pression de décharge.

Soupape de sécurité : s'ouvre automatiquement pour relâcher la pression lorsque la pression dépasse la valeur nominale de 10 %. Calibré avant la livraison ; tirez régulièrement manuellement pour tester l’efficacité.

(2) Processus complet du chemin de gaz

Air → Filtre à air (dépoussiérage) → Soupape d'admission → Compression hôte → Huile-Mélange de gaz → Cylindre de séparation (séparation primaire) → Élément de séparation d'huile (séparation de précision) → Soupape de pression minimale → Refroidisseur final (séparation d'eau à 70 %) → Soupape de sortie → Réseau de canalisations d'alimentation en air.

5, système de circuit de contrôle : fonctionnement intelligent et protection de sécurité

(1) Chargement/Déchargement Contrôle en boucle fermée-

Logique de base : sur la base des signaux du capteur de pression, le contrôleur compare les seuils de pression de chargement (limite inférieure) et de déchargement (limite supérieure) pour obtenir une commutation automatique. Par exemple, régler le chargement à 0,6 MPa et le déchargement à 0,8 MPa pour maintenir une pression stable du système.

Processus de travail

Chargement : pression inférieure à la limite inférieure → Le contrôleur demande à l'électrovanne de chargement d'agir → La soupape d'admission s'ouvre complètement → L'air est comprimé et sort → La soupape de pression minimale s'ouvre pour l'alimentation en air.

Déchargement : pression supérieure à la limite supérieure → L'électrovanne se désactive -se met sous tension → La soupape d'admission se ferme → La soupape de décharge-s'ouvre pour relâcher la pression → L'unité tourne au ralenti et s'arrête automatiquement après un délai d'attente (par exemple, 10 minutes).

(2) Système de protection de sécurité à quatre -niveaux

(3) mise à niveau du contrôle de conversion de fréquence (en option)

Les modèles équipés d'un inverseur-ajustent la vitesse du moteur via un inverseur, remplaçant ainsi la commande marche-arrêt-de la soupape d'admission traditionnelle : lorsque la pression approche de la limite supérieure, la vitesse diminue pour réduire le volume d'échappement, évitant ainsi des chargements et déchargements fréquents. La consommation d'énergie au ralenti tombe à zéro et l'efficacité énergétique augmente de plus de 30 %.

6, points clés de maintenance et d'exploitation

Remplacement régulier des composants : remplacez l'élément de séparation d'huile tous les 2 ans, le liquide de refroidissement toutes les 8 000 heures ou 2 ans et le filtre à huile toutes les 2 000 heures après le premier remplacement à 150 heures.

Éléments d'inspection quotidienne : nettoyer les ailettes du refroidisseur, inspecter régulièrement les soupapes de sécurité, calibrer les capteurs de pression et surveiller le niveau et la qualité de l'huile de lubrification.

Fault Warning Focus: Pay attention to signals such as abnormal oil temperature (>95℃), excessive exhaust oil content (>3 ppm) et de grandes fluctuations de pression. Résolvez en temps opportun les problèmes tels que le blocage de l'électrovanne et le colmatage des éléments de séparation.