Cómo realizar un ajuste continuo del volumen de aire en un compresor de tornillo
1. Características del compresor de tornillo
Los compresores de tornillo se componen de un par de tornillos macho y hembra paralelos entrelazados.Se utilizan ampliamente en sistemas de refrigeración medianos y grandes o compresores de gas de proceso en plantas químicas y de refinación.La compresión de tornillos se divide en dos tipos: tornillo simple y tornillo doble.El compresor de tornillo generalmente se refiere al compresor de doble tornillo.Los compresores de tornillo tienen las siguientes características:
(1) El compresor de tornillo tiene una estructura simple y una pequeña cantidad de piezas.No hay piezas de desgaste como válvulas, aros de pistón, rotores, cojinetes, etc., y su resistencia al desgaste es relativamente alta.
(2) El compresor de tornillo tiene las características de transmisión forzada de gas, es decir, el volumen de escape casi no se ve afectado por la presión de escape, no se produce ningún aumento repentino cuando el volumen de escape es pequeño y aún puede mantener la presión en un amplio rango. de las condiciones de trabajo.Mayor eficiencia.
(3) El compresor de tornillo no es muy sensible al golpe de ariete y puede enfriarse mediante inyección de aceite.Por lo tanto, bajo la misma relación de presión, la temperatura de descarga es mucho menor que la del tipo pistón, por lo que la relación de presión de una sola etapa es alta.
(4) El ajuste de la válvula deslizante se adopta para realizar un ajuste continuo de la energía.
2. Principio de ajuste de la válvula deslizante del compresor de tornillo.
La válvula deslizante se utiliza para un control continuo de la capacidad.Durante el inicio normal, este componente no se carga.La válvula deslizante es controlada por el micropanel de control a través de la presión del aceite, lo que finalmente cambia la capacidad de trabajo del compresor.
La válvula deslizante de ajuste de capacidad es un componente estructural que se utiliza para ajustar el flujo volumétrico en un compresor de tornillo.Aunque existen muchos métodos para ajustar el flujo volumétrico de un compresor de tornillo, el método de ajuste mediante una válvula deslizante se ha utilizado ampliamente, especialmente en el moldeo por inyección.Los compresores de proceso y refrigeración de tornillo de aceite son particularmente populares.Como se muestra en la Figura 1, este método de ajuste consiste en instalar una válvula deslizante de ajuste en el cuerpo del compresor de tornillo y convertirse en parte del cuerpo del compresor.Está situado en la intersección de los dos círculos interiores en el lado de alta presión del cuerpo y puede moverse hacia adelante y hacia atrás en dirección paralela al eje del cilindro.
El principio de la válvula deslizante para ajustar el caudal volumétrico del compresor de tornillo se basa en las características del proceso de trabajo del compresor de tornillo.En un compresor de tornillo, a medida que gira el rotor, la presión del gas comprimido aumenta gradualmente a lo largo del eje del rotor.En términos de posición espacial, se mueve gradualmente desde el extremo de succión del compresor hasta el extremo de descarga.Después de que se abre el lado de alta presión del cuerpo, cuando los dos rotores comienzan a engranar e intentan aumentar la presión del gas, parte del gas pasará por la abertura.Obviamente, la cantidad de gas desviado está relacionada con la longitud de la abertura.Cuando la línea de contacto se mueve hasta el final de la abertura, el gas restante queda completamente encerrado y el proceso de compresión interna comienza en este punto.El trabajo realizado por el compresor de tornillo sobre el gas de derivación procedente de la abertura sólo se utiliza para descargarlo.Por lo tanto, el consumo de energía del compresor es principalmente la suma del trabajo realizado para comprimir el gas finalmente descargado y el trabajo de fricción mecánica.Por lo tanto, cuando se utiliza la válvula deslizante de ajuste de capacidad para ajustar el caudal volumétrico del compresor de tornillo, el compresor puede mantener una alta eficiencia bajo las condiciones de ajuste.
En los compresores reales, generalmente no se trata de un agujero en la carcasa, sino de una estructura porosa.La válvula deslizante se mueve en una ranura debajo del rotor y permite un ajuste continuo del tamaño de la abertura.El gas descargado por la abertura regresará al puerto de succión del compresor.Dado que el compresor en realidad no trabaja con esta parte del gas, su temperatura no aumenta, por lo que no es necesario enfriarlo antes de que llegue al gas principal en el puerto de succión..
La válvula deslizante puede moverse en cualquier dirección según los requisitos del sistema de control.Hay muchas maneras de conducirlo.El método más común es utilizar un cilindro hidráulico, y el propio sistema de aceite del compresor de tornillo proporciona la presión de aceite requerida.En algunas máquinas, la válvula de corredera es accionada por un motor reducido.
En teoría, el carrete debería tener la misma longitud que el rotor.De manera similar, la distancia requerida para que la válvula deslizante se mueva de carga completa a carga vacía debe ser la misma que la del rotor, y el cilindro hidráulico también debe tener la misma longitud.Sin embargo, la práctica ha demostrado que incluso si la longitud de la válvula de corredera es ligeramente más corta, se pueden conseguir buenas características de regulación.Esto se debe a que cuando la abertura de derivación se abre por primera vez cerca de la cara del extremo de succión, su área es muy pequeña, la presión del gas es muy pequeña en este momento y el tiempo que tardan los dientes de engrane del rotor en barrer a través de la abertura también es muy corto, por lo que sólo habrá una pequeña cantidad de gas.Por lo tanto, la longitud real de la válvula de corredera se puede reducir a aproximadamente el 70% de la longitud de la sección de trabajo del rotor, y la parte restante se fija, reduciendo así el tamaño total del compresor.
Las características de la válvula deslizante de ajuste de capacidad variarán según el diámetro del rotor.Esto se debe a que el área del puerto de derivación causada por el movimiento de la válvula deslizante es proporcional al cuadrado del diámetro del rotor, mientras que el volumen del gas en la cámara de compresión es proporcional al diámetro del rotor.Proporcional al cubo de .Vale la pena señalar que cuando el compresor comprime el gas, también aumenta la presión del aceite inyectado y finalmente lo descarga junto con el gas.Para que el aceite se descargue de forma continua, se debe reservar un volumen de escape determinado.De lo contrario, en condiciones completamente sin carga, el aceite se acumulará en la cámara de compresión, lo que provocará que el compresor de aire no pueda continuar funcionando.Para que el petróleo se descargue de forma continua, normalmente se requiere un caudal volumétrico de al menos aproximadamente el 10%.En algunos casos, el caudal volumétrico del compresor debe ser cero.En este momento, normalmente se dispone un tubo de derivación entre la succión y el escape.Cuando se requiere una carga cero completa, se abre el tubo de derivación para conectar la succión y el escape..
Cuando se utiliza una válvula deslizante de ajuste de capacidad para ajustar el flujo volumétrico de un compresor de tornillo, la situación ideal es mantener la relación de presión interna igual que a plena carga durante el proceso de ajuste.Sin embargo, es obvio que cuando la válvula deslizante se mueve y el caudal volumétrico del compresor se reduce, la longitud de trabajo efectiva del tornillo se reduce y el tiempo del proceso de compresión interna también se reduce, por lo que la relación de presión interna debe ser reducido.
En el diseño actual, la válvula de corredera está equipada con un orificio de escape radial, que se mueve axialmente con la válvula de corredera.De esta manera, por un lado, se reduce la longitud efectiva del rotor de la máquina de tornillo y, por otro lado, también se reduce el orificio de escape radial, para prolongar el tiempo del proceso de compresión interna y aumentar la relación de compresión interna.Cuando el orificio de escape radial en la válvula deslizante y el orificio de escape axial en la tapa del extremo se hacen en diferentes relaciones de presión interna, la relación de presión interna se puede mantener igual que la de carga completa durante el proceso de ajuste dentro de un cierto rango. .Mismo.
Cuando la válvula deslizante de ajuste de volumen se utiliza para cambiar simultáneamente el tamaño del orificio de escape radial de la máquina de tornillo y la longitud efectiva de la sección de trabajo del rotor, la relación entre el consumo de energía de la máquina de tornillo y el caudal volumétrico está dentro del flujo volumétrico. rango de ajuste de 100-50%.La potencia consumida disminuye casi en proporción a la disminución del flujo volumétrico, lo que indica una buena economía de regulación de la válvula deslizante.Vale la pena señalar que en la etapa posterior del movimiento de la válvula deslizante, la relación de presión interna continuará disminuyendo hasta que se reduzca a 1. Esto hace que el consumo de energía y la curva de flujo volumétrico en este momento se desvíen en cierta medida en comparación con el situación ideal.La magnitud de la desviación depende de la relación de presión externa de la máquina de tornillo.Si la presión externa determinada por las condiciones de movimiento es relativamente pequeña, el consumo de energía sin carga de la máquina de tornillo puede ser sólo el 20% del de carga completa, mientras que cuando la presión externa es relativamente grande, puede alcanzar el 35%.Se puede ver desde aquí que una ventaja significativa de usar una válvula deslizante de capacidad es que la potencia de arranque de la máquina de tornillo es muy pequeña.
Cuando se utiliza la estructura de válvula de corredera reguladora, la superficie superior de la válvula de corredera actúa como parte del cilindro del compresor de tornillo.Hay un orificio de escape en la válvula deslizante y su parte inferior también sirve como guía para el movimiento axial, por lo que los requisitos de precisión del mecanizado son muy altos., lo que conducirá a mayores costos de fabricación.Especialmente en compresores de tornillo pequeños, el costo de procesamiento de la válvula de corredera representará una gran proporción.Además, para garantizar el funcionamiento confiable de la máquina de tornillo, el espacio entre la válvula deslizante y el rotor suele ser mayor que el espacio entre el orificio del cilindro y el rotor.En máquinas de tornillo pequeñas, este mayor espacio también afectará el rendimiento del compresor.Grave descenso.Para superar las deficiencias anteriores, en el diseño de máquinas de tornillo pequeñas, también se pueden utilizar varias válvulas de corredera reguladoras simples y de bajo costo.
Un diseño de válvula de carrete simple con orificios de derivación en la pared del cilindro que corresponden a la forma helicoidal del rotor, lo que permite que el gas escape de estos orificios cuando no están cubiertos.La válvula de corredera utilizada es una “válvula rotativa” con un cuerpo de válvula en espiral.Cuando gira, puede cubrir o abrir el orificio de derivación conectado a la cámara de compresión.Dado que la válvula deslizante solo necesita girar en este momento, la longitud total del compresor se puede reducir mucho.Este esquema de diseño puede proporcionar efectivamente un ajuste continuo de la capacidad.Sin embargo, dado que el tamaño del orificio de escape permanece sin cambios, la relación de presión interna disminuirá cuando comience la descarga.Al mismo tiempo, debido a la existencia del orificio de derivación en la pared del cilindro, se forma una cierta cantidad de “volumen libre”.El gas dentro de este volumen sufrirá repetidamente procesos de compresión y expansión, lo que dará como resultado una eficiencia volumétrica y adiabática reducida del compresor.
3. El proceso de ajuste de la válvula deslizante del compresor de tornillo.
Al mover la válvula deslizante hacia la izquierda y hacia la derecha, el volumen de compresión efectivo aumenta o disminuye y se ajusta el volumen de suministro de gas.Al cargar: el pistón se mueve hacia la izquierda y la válvula deslizante se mueve hacia la izquierda y el volumen de suministro de gas aumenta;al descargar: el pistón se mueve hacia la derecha y la válvula deslizante se mueve hacia la derecha y el volumen de suministro de gas disminuye.
4. Perspectivas de aplicación del ajuste de la válvula deslizante del compresor de tornillo
Generalmente, los compresores de tornillo sin aceite no utilizan un dispositivo de ajuste de capacidad para ajustar la válvula deslizante.Esto se debe a que la cámara de compresión de este tipo de compresor no sólo está libre de aceite sino que también está a alta temperatura.Esto dificulta técnicamente el uso de dispositivos de válvula de corredera de regulación.
En los compresores de aire de tornillo con inyección de aceite, dado que el medio comprimido permanece sin cambios y las condiciones de funcionamiento son fijas, generalmente no se utiliza el dispositivo de ajuste de capacidad de la válvula deslizante.Se suele utilizar un motor de frecuencia variable para simplificar al máximo la estructura del compresor y adaptarla a las necesidades de la producción en masa..
Vale la pena señalar que gracias al dispositivo de ajuste de capacidad que ajusta la válvula deslizante, el compresor puede mantener una alta eficiencia en condiciones de funcionamiento ajustadas.En los últimos años, también se han utilizado dispositivos de ajuste de capacidad en compresores de tornillo sin aceite y compresores de aire de tornillo con inyección de aceite.Ajusta la tendencia de la válvula deslizante.
En los compresores de proceso y refrigeración de tornillo con inyección de aceite, las válvulas deslizantes de ajuste de capacidad se utilizan comúnmente para ajustar el caudal volumétrico del compresor de tornillo.Aunque este método de ajuste del volumen de escape es relativamente complejo, puede ajustar el volumen de escape de forma continua y continua, y la eficiencia también es alta.
Declaración: Este artículo se reproduce de Internet.El contenido del artículo es únicamente para fines de aprendizaje y comunicación.Air Compressor Network se mantiene neutral con respecto a las opiniones contenidas en el artículo.Los derechos de autor del artículo pertenecen al autor original y a la plataforma.Si hay alguna infracción, contáctenos para eliminarla.