Относительно не давно на рынке компрессорного оборудования начали набирать популярность компрессоры безмасляного типа, с впрыском воды в камеру сжатия. В данной заметке опишем принцип работы данного типа оборудования, его преимущества и недостатки.
Основное применение безмасляные компрессоры находят в промышленности, где к качеству сжатого воздуха, применяемому в технологических процессах, предъявляют высокие требования. Это прежде всего фармацевтика, электроника, химия и нефтехимия. Не смотря на высокую стоимость начальных инвестиций, потери, в данных сферах, от нарушения технологического процесса несравнимо выше.
Принцип работы безмасляного компрессора с впрыском воды.
В основе работы данного типа оборудования лежит давно известный способ сжатия атмосферного воздуха между двумя роторами (в винтовом блоке). Воздух, через входной фильтр и клапан поступает на роторы, в процессе вращения уменьшается полость между ведомым и ведущим роторами, за счет уменьшения объема полости и происходит сжатие атмосферного воздуха.
Однако, если в маслосмазываемом компрессоре, роль смазки, отвода тепла и уплотнения осуществляет компрессорное масло (мелкодисперсное распыление образует воздушно-масляную смесь), то в случае с впрыском воды, обычная вода выполняет вышеперечисленные функции. Использование воды в процессе сжатия позволяет полностью исключить наличие масла в сжатом воздухе.
В остальном, кроме винтового блока, и дополнительного контура воды, компоновка ни чем не отличается от стандартной, включает электродвигатель, шкаф управления и автоматики, контур охлаждения, корпус.
Функции воды.
Основной ролью воды при сжатии является отвод тепла и уплотнение полостей, и зазоров между корпусом блока и винтами. При сжатии атмосферного воздуха выделяется много тепла (сухие компрессоры работают при температурах около 200оС), впрыск воды позволяет снизить рабочую температуру до 70-80оС (в зависимости от условий работы). Снижение температур, и возможность уплотнений, позволяют получить максимальное давления в 13 бар (изб.) одноступенчатым сжатием.
А как же подшипники?
Любая винтовая пара содержит подшипники, которые необходимо обеспечить смазкой и охлаждением. Скорость вращения электромотора, и соответственно винтового блока (при прямой передаче), достигает 6000 - 7000 об./мин. Для предотвращения загрязнения полости сжатия масляными примесями, подшипники располагаются в отдельной масляной ванне, отделены от полости.
Например: в немецких компрессорах "OF Kompressoren" моделей WSF применяются лабиринтные сальники, с камерой отвода масла. Так например если первый лабиринтный сальник потеряет свою герметичность, масло будет отведено за пределы блока. Данный способ гарантирует защиту при нештатных ситуациях, позволяя обеспечить отсутствие масла при поломке.
Источник:
Требования к воде безмасляного компрессора.
Если использовать обычную водопроводную воду, высокой жесткости и с механическими примесями, срок службы винтовой пары будет короткий. В зависимости от производителя оборудования устанавливаются или требования к питающей воде или собственная система водоподготовки (как в компрессорах "OF Kompressoren").
Контроль качества воды осуществляется, как правило, по значению электропроводности. На которое оказывают влияние содержание химических элементов (щелочи, соли и т.д.), которые могут оказать влияние на покрытие винтов и корпус блока.
Различные производители применяют разные решения, это может быть обратный осмос или ионообменная смола в купе с фильтрами механической очистки. Но в любом случае от качества воды значительно зависит срок службы.
Безопасность компрессоров с впрыском воды.
Учитывая область применения данного вида техники, производители большое внимание уделяют надежной и безопасной эксплуатации оборудования. Контроль (на примере моделей WSF) ведется по следующим параметрам: качество воды, температура, давление в блоке, давление воды, температура воды и т.д.
Дополнительной задачей производителей является не допустить попадание масла в камеру сжатия, для этого применяются специальные сальники, дополнительные фильтры. При малейшем подозрении на аварийную ситуацию (контроль по параметрам) происходит аварийная остановка оборудования, так как очистить магистраль от масляных загрязнений не представляется возможным, и попадание в сжатый воздух может привести к печальным последствиям.