Como realizar o ajuste contínuo do volume de ar no compressor de parafuso
1. Características do compressor de parafuso
Os compressores de parafuso são compostos por um par de parafusos fêmea e macho paralelos e entrelaçados.Eles são amplamente utilizados em sistemas de refrigeração de médio e grande porte ou em compressores de gás de processo em plantas de refino e química.A compressão do parafuso é dividida em dois tipos: parafuso simples e parafuso duplo.O compressor de parafuso geralmente se refere ao compressor de parafuso duplo.Os compressores de parafuso possuem as seguintes características:
(1) O compressor parafuso possui uma estrutura simples e um pequeno número de peças.Não há peças de desgaste, como válvulas, anéis de pistão, rotores, rolamentos, etc., e sua resistência e resistência ao desgaste são relativamente altas.
(2) O compressor parafuso possui características de transmissão forçada de gás, ou seja, o volume de exaustão quase não é afetado pela pressão de exaustão, nenhum surto ocorre quando o volume de exaustão é pequeno e ainda pode manter a pressão em uma ampla faixa das condições de trabalho.Maior eficiência.
(3) O compressor de parafuso não é muito sensível ao golpe de aríete e pode ser resfriado por injeção de óleo.Portanto, sob a mesma relação de pressão, a temperatura de descarga é muito mais baixa do que a do tipo pistão, de modo que a relação de pressão de estágio único é alta.
(4) O ajuste da válvula deslizante é adotado para realizar o ajuste contínuo da energia.
2. Princípio de ajuste da válvula deslizante do compressor de parafuso
A válvula deslizante é usada para controle contínuo da capacidade.Durante a inicialização normal, este componente não é carregado.A válvula deslizante é controlada pelo micropainel de controle através da pressão do óleo, alterando em última análise a capacidade de trabalho do compressor.
A válvula deslizante de ajuste de capacidade é um componente estrutural usado para ajustar o fluxo de volume em um compressor de parafuso.Embora existam muitos métodos para ajustar o fluxo volumétrico de um compressor de parafuso, o método de ajuste usando uma válvula deslizante tem sido amplamente utilizado, especialmente em moldagem por injeção.A refrigeração de parafuso a óleo e os compressores de processo são particularmente populares.Conforme mostrado na Figura 1, este método de ajuste consiste em instalar uma válvula deslizante de ajuste no corpo do compressor de parafuso e tornar-se parte do corpo do compressor.Ele está localizado na intersecção dos dois círculos internos no lado de alta pressão do corpo e pode se mover para frente e para trás em uma direção paralela ao eixo do cilindro.
O princípio da válvula deslizante para ajustar a vazão volumétrica do compressor de parafuso é baseado nas características do processo de trabalho do compressor de parafuso.Num compressor de parafuso, à medida que o rotor gira, a pressão do gás comprimido aumenta gradualmente ao longo do eixo do rotor.Em termos de posição espacial, move-se gradualmente da extremidade de sucção do compressor até a extremidade de descarga.Depois que o lado de alta pressão do corpo se abre, quando os dois rotores começam a se engrenar e tentam aumentar a pressão do gás, parte do gás irá desviar pela abertura.Obviamente, a quantidade de gás desviado está relacionada com o comprimento da abertura.Quando a linha de contato se move até o final da abertura, o gás restante fica completamente encerrado e o processo de compressão interna começa neste ponto.O trabalho realizado pelo compressor de parafuso sobre o gás de bypass da abertura é utilizado apenas para descarregá-lo.Portanto, o consumo de energia do compressor é principalmente a soma do trabalho realizado para comprimir o gás finalmente descarregado e o trabalho de atrito mecânico.Portanto, quando a válvula deslizante de ajuste de capacidade é usada para ajustar a vazão volumétrica do compressor de parafuso, o compressor pode manter uma alta eficiência sob a condição de ajuste.
Nos compressores reais, geralmente não é um furo na carcaça, mas uma estrutura porosa.A válvula deslizante se move em uma ranhura sob o rotor e permite o ajuste contínuo do tamanho da abertura.O gás descarregado pela abertura retornará para a porta de sucção do compressor.Como o compressor não realiza nenhum trabalho nesta parte do gás, sua temperatura não aumenta, portanto não precisa ser resfriado antes de atingir o gás principal na porta de sucção..
A válvula deslizante pode se mover em qualquer direção de acordo com os requisitos do sistema de controle.Existem muitas maneiras de dirigi-lo.O método mais comum é usar um cilindro hidráulico, e o próprio sistema de óleo do compressor de parafuso fornece a pressão de óleo necessária.Em algumas máquinas, a válvula deslizante é acionada por um motor reduzido.
Teoricamente, o carretel deve ter o mesmo comprimento que o rotor.Da mesma forma, a distância necessária para a válvula deslizante se mover da carga total para a carga vazia precisa ser a mesma do rotor, e o cilindro hidráulico também deve ter o mesmo comprimento.No entanto, a prática provou que mesmo que o comprimento da válvula deslizante seja ligeiramente mais curto, ainda podem ser alcançadas boas características de regulação.Isso ocorre porque quando a abertura de desvio abre pela primeira vez perto da face da extremidade de sucção, sua área é muito pequena, a pressão do gás é muito pequena neste momento e o tempo que leva para os dentes engrenados do rotor passarem pela abertura também é muito curto, então haverá apenas uma pequena quantidade de Parte do gás sendo descarregada.Portanto, o comprimento real da válvula deslizante pode ser reduzido para cerca de 70% do comprimento da seção de trabalho do rotor, e a parte restante é fixada, reduzindo assim o tamanho geral do compressor.
As características da válvula deslizante de ajuste de capacidade variam de acordo com o diâmetro do rotor.Isso ocorre porque a área da porta de desvio causada pelo movimento da válvula deslizante é proporcional ao quadrado do diâmetro do rotor, enquanto o volume do gás na câmara de compressão é proporcional ao diâmetro do rotor.Proporcional ao cubo de .Vale ressaltar que quando o compressor comprime o gás, ele também aumenta a pressão do óleo injetado, e eventualmente o descarrega junto com o gás.Para que o óleo seja descarregado continuamente, um determinado volume de exaustão deve ser reservado.Caso contrário, em condições completamente sem carga, o óleo acumular-se-á na câmara de compressão, fazendo com que o compressor de ar não consiga continuar a funcionar.Para que o óleo seja descarregado continuamente, geralmente é necessária uma vazão volumétrica de pelo menos cerca de 10%.Em alguns casos, a vazão volumétrica do compressor deve ser zero.Neste momento, um tubo de desvio geralmente é colocado entre a sucção e a exaustão.Quando é necessária uma carga zero completa, o tubo de desvio é aberto para conectar a sucção e a exaustão..
Ao usar uma válvula deslizante de ajuste de capacidade para ajustar o fluxo volumétrico de um compressor de parafuso, a situação ideal é manter a relação de pressão interna igual à de plena carga durante o processo de ajuste.No entanto, é óbvio que quando a válvula corrediça se move e a vazão volumétrica do compressor se torna menor, o comprimento efetivo de trabalho do parafuso se torna menor e o tempo do processo de compressão interna também se torna menor, então a relação de pressão interna deve ser reduzido.
No projeto real, a válvula deslizante é equipada com um orifício de exaustão radial, que se move axialmente com a válvula deslizante.Desta forma, por um lado, o comprimento efetivo do rotor da máquina de parafuso é reduzido e, por outro lado, o orifício de exaustão radial também é reduzido, de modo a prolongar o tempo do processo de compressão interna e aumentar a taxa de compressão interna.Quando o orifício de exaustão radial na válvula deslizante e o orifício de exaustão axial na tampa da extremidade são feitos em diferentes taxas de pressão interna, a taxa de pressão interna pode ser mantida igual à de carga total durante o processo de ajuste dentro de uma determinada faixa .Mesmo.
Quando a válvula deslizante de ajuste de volume é usada para alterar simultaneamente o tamanho do orifício de exaustão radial da máquina de parafuso e o comprimento efetivo da seção de trabalho do rotor, a relação entre o consumo de energia da máquina de parafuso e a taxa de fluxo de volume está dentro do fluxo de volume faixa de ajuste de 100-50%.A potência consumida diminui quase proporcionalmente à diminuição da vazão volumétrica, indicando boa economia na regulação da válvula deslizante.É importante notar que no estágio posterior do movimento da válvula deslizante, a relação de pressão interna continuará a diminuir até ser reduzida para 1. Isso faz com que o consumo de energia e a curva de fluxo de volume neste momento se desviem até certo ponto em comparação com o situação ideal.A magnitude do desvio depende da relação de pressão externa da parafusadeira.Se a pressão externa determinada pelas condições de movimento for relativamente pequena, o consumo de energia sem carga da parafusadeira pode ser apenas 20% daquele em plena carga, enquanto quando a pressão externa é relativamente grande, pode chegar a 35%.Pode-se ver aqui que uma vantagem significativa de usar uma válvula deslizante de capacidade é que a potência inicial da parafusadeira é muito pequena.
Quando a estrutura da válvula deslizante reguladora é usada, a superfície superior da válvula deslizante atua como parte do cilindro do compressor de parafuso.Existe um orifício de exaustão na válvula deslizante, e sua parte inferior também serve como guia para o movimento axial, portanto os requisitos de precisão de usinagem são muito elevados., o que levará ao aumento dos custos de fabricação.Especialmente em pequenos compressores de parafuso, o custo de processamento da válvula deslizante será responsável por uma grande proporção.Além disso, para garantir a operação confiável da máquina de parafuso, a folga entre a válvula deslizante e o rotor é geralmente maior do que a folga entre o orifício do cilindro e o rotor.Em máquinas de parafuso pequenas, esta folga aumentada também afetará o desempenho do compressor.Declínio severo.A fim de superar as deficiências acima, no projeto de pequenas máquinas de parafuso, também podem ser utilizadas várias válvulas reguladoras simples e de baixo custo.
Um projeto simples de válvula de carretel com orifícios de derivação na parede do cilindro que correspondem ao formato helicoidal do rotor, permitindo que o gás escape desses orifícios quando eles não estão cobertos.A válvula deslizante utilizada é uma “válvula rotativa” com corpo de válvula em espiral.Quando gira, pode cobrir ou abrir o orifício de derivação conectado à câmara de compressão.Como a válvula deslizante só precisa girar neste momento, o comprimento total do compressor pode ser bastante reduzido.Este esquema de design pode efetivamente fornecer ajuste contínuo de capacidade.No entanto, como o tamanho do orifício de exaustão permanece inalterado, a relação de pressão interna cairá quando o descarregamento começar.Ao mesmo tempo, devido à existência do orifício de desvio na parede do cilindro, forma-se uma certa quantidade de “volume de folga”.O gás dentro deste volume sofrerá repetidamente processos de compressão e expansão, resultando na redução da eficiência volumétrica e adiabática do compressor.
3. O processo de ajuste da válvula deslizante do compressor de parafuso
Ao mover a válvula deslizante para a esquerda e para a direita, o volume de compressão efetivo é aumentado ou diminuído e o volume de fornecimento de gás é ajustado.Ao carregar: o pistão se move para a esquerda e a válvula deslizante se move para a esquerda e o volume de fornecimento de gás aumenta;ao descarregar: o pistão se move para a direita e a válvula deslizante se move para a direita e o volume de fornecimento de gás diminui.
4. Perspectivas de aplicação do ajuste da válvula deslizante do compressor de parafuso
Geralmente, os compressores de parafuso isentos de óleo não usam um dispositivo de ajuste de capacidade para ajustar a válvula deslizante.Isso ocorre porque a câmara de compressão deste tipo de compressor não só é isenta de óleo, mas também está em alta temperatura.Isto torna tecnicamente difícil o uso de dispositivos de válvula deslizante reguladora.
Em compressores de ar de parafuso com injeção de óleo, como o meio comprimido permanece inalterado e as condições de operação são fixas, o dispositivo de ajuste de capacidade da válvula deslizante geralmente não é utilizado.Um motor de frequência variável é normalmente usado para tornar a estrutura do compressor o mais simples possível e se adaptar às necessidades da produção em massa..
Vale ressaltar que devido ao dispositivo de ajuste de capacidade que ajusta a válvula deslizante, o compressor pode manter alta eficiência sob condições de operação ajustadas.Nos últimos anos, dispositivos de ajuste de capacidade também têm sido usados em compressores de parafuso isentos de óleo e em compressores de ar de parafuso com injeção de óleo.Ajusta a tendência da válvula deslizante.
Em compressores de processo e refrigeração de parafuso com injeção de óleo, válvulas deslizantes de ajuste de capacidade são comumente usadas para ajustar a vazão volumétrica do compressor de parafuso.Embora este método de ajuste do volume de escape seja relativamente complexo, ele pode ajustar o volume de escape de forma contínua e contínua, e a eficiência também é alta.
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