نحوه تحقق تنظیم حجم هوای بدون پله در کمپرسور اسکرو
1. مشخصات کمپرسور اسکرو
کمپرسورهای اسکرو از یک جفت پیچ مادگی و نر موازی و بهم پیوسته تشکیل شده اند.آنها به طور گسترده در سیستم های تبرید متوسط و بزرگ یا کمپرسورهای گاز فرآیندی در پالایشگاه ها و کارخانه های شیمیایی استفاده می شوند.فشرده سازی پیچ به دو نوع تک پیچ و پیچ دوقلو تقسیم می شود.کمپرسور اسکرو معمولاً به کمپرسور دو مارپیچ اشاره دارد.کمپرسورهای اسکرو دارای مشخصات زیر هستند:
(1) کمپرسور اسکرو دارای ساختار ساده و تعداد کمی قطعات است.قطعات سایشی مانند سوپاپ، رینگ پیستون، روتور، بلبرینگ و غیره وجود ندارد و استحکام و مقاومت سایشی آن نسبتاً بالاست.
(2) کمپرسور پیچ دارای ویژگی های انتقال گاز اجباری است، یعنی حجم اگزوز تقریبا تحت تأثیر فشار اگزوز قرار نمی گیرد، هنگامی که حجم اگزوز کوچک است هیچ موجی رخ نمی دهد و همچنان می تواند فشار را در محدوده وسیعی حفظ کند. از شرایط کارراندمان بالاتر.
(3) کمپرسور اسکرو به چکش مایع خیلی حساس نیست و می توان آن را با تزریق روغن خنک کرد.بنابراین، در نسبت فشار یکسان، دمای تخلیه بسیار کمتر از نوع پیستونی است، بنابراین نسبت فشار تک مرحله‌ای بالا است.
(4) تنظیم سوپاپ اسلاید برای تحقق تنظیم انرژی بدون گام اتخاذ شده است.
2. اصل تنظیم شیر کشویی کمپرسور اسکرو
شیر کشویی برای کنترل بدون پله ظرفیت استفاده می شود.در طول راه اندازی عادی، این مؤلفه بارگذاری نمی شود.شیر کشویی توسط پنل میکرو کنترل از طریق فشار روغن کنترل می شود و در نهایت ظرفیت کار کمپرسور را تغییر می دهد.
شیر کشویی تنظیم ظرفیت یک جزء ساختاری است که برای تنظیم جریان حجم در کمپرسور اسکرو استفاده می شود.اگرچه روش های زیادی برای تنظیم جریان حجمی کمپرسور پیچی وجود دارد، روش تنظیم با استفاده از شیر کشویی به ویژه در قالب گیری تزریقی بسیار مورد استفاده قرار گرفته است.کمپرسورهای تبرید اسکرو روغن و کمپرسورهای فرآیندی محبوبیت خاصی دارند.همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است، این روش تنظیم به این صورت است که یک شیر کشویی تنظیم روی بدنه کمپرسور پیچی نصب می شود و به بخشی از بدنه کمپرسور تبدیل می شود.در محل تقاطع دو دایره داخلی در سمت پرفشار بدنه قرار دارد و می تواند در جهتی موازی با محور سیلندر به جلو و عقب حرکت کند.
اصل شیر کشویی برای تنظیم دبی حجمی کمپرسور اسکرو بر اساس ویژگی های فرآیند کار کمپرسور اسکرو است.در کمپرسور اسکرو، با چرخش روتور، فشار گاز فشرده شده به تدریج در امتداد محور روتور افزایش می یابد.از نظر موقعیت مکانی به تدریج از انتهای مکش کمپرسور به سمت انتهای تخلیه حرکت می کند.پس از باز شدن قسمت پرفشار بدنه، هنگامی که دو روتور شروع به مشبک شدن می کنند و سعی می کنند فشار گاز را افزایش دهند، مقداری از گاز از دهانه عبور می کند.بدیهی است که مقدار گاز بای پس به طول دهانه مربوط می شود.هنگامی که خط تماس به انتهای دهانه حرکت می کند، گاز باقی مانده کاملاً محصور می شود و فرآیند فشرده سازی داخلی در این نقطه آغاز می شود.کار انجام شده توسط کمپرسور اسکرو روی گاز بای پس از دهانه فقط برای تخلیه آن استفاده می شود.بنابراین، توان مصرفی کمپرسور عمدتاً مجموع کار انجام شده برای فشرده سازی گاز تخلیه شده نهایی و کار اصطکاک مکانیکی است.بنابراین، هنگامی که از شیر کشویی تنظیم ظرفیت برای تنظیم نرخ جریان حجمی کمپرسور اسکرو استفاده می شود، کمپرسور می تواند راندمان بالایی را در شرایط تنظیم حفظ کند.
در کمپرسورهای واقعی، به طور کلی یک سوراخ در پوشش نیست، بلکه یک ساختار متخلخل است.شیر کشویی در یک شیار زیر روتور حرکت می کند و امکان تنظیم مداوم اندازه دهانه را فراهم می کند.گاز تخلیه شده از دهانه به درگاه مکش کمپرسور باز می گردد.از آنجایی که کمپرسور عملاً روی این قسمت از گاز کار نمی کند، دمای آن افزایش نمی یابد، بنابراین قبل از رسیدن به گاز اصلی در درگاه مکش، نیازی به خنک شدن ندارد..
شیر کشویی با توجه به نیازهای سیستم کنترل می تواند در هر جهت حرکت کند.راه های زیادی برای رانندگی آن وجود دارد.رایج ترین روش استفاده از سیلندر هیدرولیک است و سیستم روغن کمپرسور اسکرو خود فشار روغن مورد نیاز را تامین می کند.در تعداد کمی از ماشین ها، شیر کشویی توسط یک موتور کاهش یافته به حرکت در می آید.
از نظر تئوری، قرقره باید به اندازه طول روتور باشد.به همین ترتیب، فاصله مورد نیاز برای حرکت شیر کشویی از بار کامل به بار خالی باید با روتور یکسان باشد و سیلندر هیدرولیک نیز باید همان طول داشته باشد.با این حال، عمل ثابت کرده است که حتی اگر طول شیر کشویی کمی کوتاهتر باشد، باز هم می توان به ویژگی های تنظیم کننده خوبی دست یافت.این به این دلیل است که وقتی دهانه بای پس برای اولین بار در نزدیکی صفحه انتهایی مکش باز می شود، مساحت آن بسیار کوچک است، فشار گاز در این زمان بسیار کم است و مدت زمانی که طول می کشد تا دندانه های مشبک روتور از دهانه عبور کند نیز می باشد. بسیار کوتاه است، بنابراین تنها مقدار کمی از گاز تخلیه می شود.بنابراین، طول واقعی شیر کشویی را می توان تا حدود 70 درصد از طول بخش کار روتور کاهش داد و قسمت باقیمانده را ثابت کرد، در نتیجه اندازه کلی کمپرسور کاهش می یابد.
ویژگی های شیر کشویی تنظیم ظرفیت با قطر روتور متفاوت است.این به این دلیل است که مساحت درگاه بای پس ناشی از حرکت شیر کشویی با مربع قطر روتور متناسب است، در حالی که حجم گاز در محفظه تراکم متناسب با قطر روتور است.متناسب با مکعب .شایان ذکر است هنگامی که کمپرسور گاز را فشرده می کند، فشار روغن تزریق شده را نیز افزایش می دهد و در نهایت آن را همراه با گاز تخلیه می کند.برای اینکه روغن به طور مداوم تخلیه شود، باید حجم مشخصی از اگزوز رزرو شود.در غیر این صورت، در شرایط کاملاً بدون بار، روغن در محفظه تراکم جمع می شود و باعث می شود که کمپرسور هوا نتواند به کار خود ادامه دهد.برای اینکه روغن به طور مداوم تخلیه شود، معمولاً جریان حجمی حداقل حدود 10٪ مورد نیاز است.در برخی موارد، دبی حجمی کمپرسور باید صفر باشد.در این زمان معمولاً یک لوله بای پس بین مکش و اگزوز قرار می گیرد.هنگامی که نیاز به بار صفر کامل باشد، لوله بای پس برای اتصال مکش و اگزوز باز می شود..
هنگام استفاده از شیر کشویی تنظیم ظرفیت برای تنظیم جریان حجمی کمپرسور اسکرو، وضعیت ایده‌آل این است که نسبت فشار داخلی را مانند بار کامل در طول فرآیند تنظیم نگه دارید.اما بدیهی است که وقتی شیر کشویی حرکت می‌کند و دبی حجمی کمپرسور کوچک‌تر می‌شود، طول کار موثر پیچ کوچک‌تر و زمان فرآیند فشرده‌سازی داخلی نیز کوچک‌تر می‌شود، بنابراین نسبت فشار داخلی باید باشد. کاهش.
در طراحی واقعی، شیر کشویی مجهز به یک سوراخ اگزوز شعاعی است که به صورت محوری با دریچه کشویی حرکت می کند.به این ترتیب از یک طرف طول موثر روتور ماشین پیچ کاهش می یابد و از طرف دیگر دهانه اگزوز شعاعی نیز کاهش می یابد تا زمان فرآیند فشرده سازی داخلی طولانی شود و نسبت تراکم داخلی افزایش یابد.هنگامی که دهانه اگزوز شعاعی روی دریچه کشویی و دهانه اگزوز محوری روی درپوش انتهایی به نسبت‌های فشار داخلی متفاوتی تبدیل می‌شوند، نسبت فشار داخلی را می‌توان به اندازه بار کامل در طول فرآیند تنظیم در یک محدوده خاص حفظ کرد. .یکسان.
هنگامی که از شیر کشویی تنظیم حجم برای تغییر همزمان اندازه دهانه اگزوز شعاعی دستگاه پیچ و طول بخش کار موثر روتور استفاده می شود، رابطه بین توان مصرفی دستگاه پیچ و سرعت جریان حجمی در محدوده جریان حجمی است. محدوده تنظیم 100-50٪.توان مصرفی تقریباً متناسب با کاهش جریان حجمی کاهش می‌یابد که نشان‌دهنده صرفه‌جویی مناسب در تنظیم شیر کشویی است.شایان ذکر است که در مرحله بعدی حرکت شیر کشویی، نسبت فشار داخلی تا زمانی که به 1 کاهش یابد، به کاهش ادامه خواهد داد. وضعیت ایده آلبزرگی انحراف به نسبت فشار خارجی دستگاه پیچ بستگی دارد.اگر فشار خارجی تعیین شده توسط شرایط حرکت نسبتاً کم باشد، مصرف برق بدون بار دستگاه پیچ ممکن است تنها 20٪ از آن در بار کامل باشد، در حالی که وقتی فشار خارجی نسبتاً زیاد است، ممکن است به 35٪ برسد.از اینجا می توان دریافت که مزیت قابل توجه استفاده از شیر کشویی ظرفیت این است که قدرت راه اندازی دستگاه پیچ بسیار کم است.
هنگامی که ساختار شیر کشویی تنظیم کننده استفاده می شود، سطح بالایی شیر کشویی به عنوان بخشی از سیلندر کمپرسور اسکرو عمل می کند.یک دهانه اگزوز روی دریچه کشویی وجود دارد و قسمت پایین آن نیز به عنوان راهنمای حرکت محوری عمل می کند، بنابراین الزامات برای دقت ماشینکاری بسیار بالا است.که منجر به افزایش هزینه های ساخت می شود.به خصوص در کمپرسورهای اسکرو کوچک، هزینه پردازش شیر کشویی سهم زیادی را به خود اختصاص می دهد.علاوه بر این، به منظور اطمینان از عملکرد قابل اعتماد دستگاه پیچ، شکاف بین شیر کشویی و روتور معمولا بزرگتر از شکاف بین سوراخ سیلندر و روتور است.در ماشین های پیچ کوچک، این شکاف افزایش یافته بر عملکرد کمپرسور نیز تاثیر می گذارد.کاهش شدید.برای رفع نواقص فوق می توان در طراحی ماشین های پیچ کوچک از چندین شیر کشویی تنظیم کننده ساده و کم هزینه نیز استفاده کرد.
طراحی ساده دریچه قرقره ای با سوراخ های بای پس در دیواره سیلندر که مطابق با شکل مارپیچ روتور است و به گاز اجازه می دهد از این سوراخ ها در زمانی که پوشیده نیستند خارج شود.شیر کشویی مورد استفاده یک "شیر چرخشی" با بدنه شیر مارپیچ است.هنگامی که می چرخد، می تواند سوراخ بای پس متصل به محفظه فشرده سازی را بپوشاند یا باز کند.از آنجایی که شیر کشویی در این زمان فقط باید بچرخد، طول کلی کمپرسور را می توان بسیار کاهش داد.این طرح طراحی می تواند به طور موثر تنظیم ظرفیت مداوم را فراهم کند.با این حال، از آنجایی که اندازه سوراخ اگزوز بدون تغییر باقی می ماند، نسبت فشار داخلی با شروع تخلیه کاهش می یابد.در عین حال، به دلیل وجود سوراخ بای پس روی دیواره سیلندر، مقدار مشخصی "حجم خلاص" ایجاد می شود.گاز در این حجم به طور مکرر تحت فرآیندهای فشرده سازی و انبساط قرار می گیرد که منجر به کاهش راندمان حجمی و آدیاباتیک کمپرسور می شود.
3. فرآیند تنظیم شیر کشویی کمپرسور اسکرو
با حرکت سوپاپ کشویی به چپ و راست، حجم فشرده سازی موثر افزایش یا کاهش می یابد و حجم انتقال گاز تنظیم می شود.هنگام بارگذاری: پیستون به سمت چپ حرکت می کند و شیر کشویی به سمت چپ حرکت می کند و حجم انتقال گاز افزایش می یابد.هنگام تخلیه: پیستون به سمت راست حرکت می کند و شیر کشویی به سمت راست حرکت می کند و حجم انتقال گاز کاهش می یابد.
4. چشم انداز کاربرد تنظیم شیر کشویی کمپرسور پیچ
به طور کلی، کمپرسورهای اسکرو بدون روغن از دستگاه تنظیم ظرفیت برای تنظیم شیر کشویی استفاده نمی کنند.زیرا محفظه تراکم این نوع کمپرسورها نه تنها بدون روغن بلکه در دمای بالا نیز می باشد.این امر استفاده از دستگاه های شیر کشویی تنظیم کننده را از نظر فنی دشوار می کند.
در کمپرسورهای هوای پیچی تزریق روغن، از آنجایی که محیط فشرده بدون تغییر باقی می ماند و شرایط عملیاتی ثابت است، معمولاً از دستگاه تنظیم ظرفیت شیر کشویی استفاده نمی شود.معمولاً برای ساده ساختن ساختار کمپرسور و انطباق با نیازهای تولید انبوه از موتور فرکانس متغیر استفاده می شود..
شایان ذکر است که با توجه به دستگاه تنظیم ظرفیت که شیر کشویی را تنظیم می کند، کمپرسور می تواند راندمان بالایی را در شرایط کاری تنظیم شده حفظ کند.در سال های اخیر از دستگاه های تنظیم ظرفیت در کمپرسورهای پیچی بدون روغن و کمپرسورهای هوای پیچی تزریق روغن نیز استفاده شده است.تمایل شیر کشویی را تنظیم می کند.
در کمپرسورهای تبرید اسکرو تزریق شده با روغن، معمولاً از شیرهای کشویی تنظیم ظرفیت برای تنظیم دبی حجمی کمپرسور اسکرو استفاده می شود.اگرچه این روش تنظیم حجم اگزوز نسبتاً پیچیده است، اما می تواند به طور مداوم و بدون گام حجم اگزوز را تنظیم کند و راندمان نیز بالا است.
بیانیه: این مقاله از اینترنت تکثیر شده است.محتوای مقاله فقط برای اهداف آموزشی و ارتباطی است.شبکه کمپرسور هوا با توجه به نظرات موجود در مقاله بی طرف باقی می ماند.حق چاپ مقاله متعلق به نویسنده اصلی و پلتفرم است.در صورت وجود هرگونه تخلف، لطفا با ما تماس بگیرید تا آن را حذف کنیم.