Charakterystyka i zastosowanie sprężarek śrubowych

Instalacje pneumatyczne są rozwiązaniem często stosowanym w różnych przedsiębiorstwach. Systemy składające się z wydajnego kompresora, zbiornika o odpowiedniej do potrzeb pojemności oraz systemu przewodów wraz z zaworami i złączkami umożliwiającymi podłączanie narzędzi lub urządzeń są jednym z podstawowych elementów wyposażenia wielu firm. Zalety korzystania ze sprężonego powietrza są liczne i przekładają się na poziom kosztów i osiągane zyski.

Używanie sprężonego powietrza w zastosowaniach przemysłowych

Korzystanie ze sprężonego powietrza jest jednym ze szczególnie szeroko rozpowszechnionych sposobów na magazynowanie, przesyłanie oraz wykorzystywanie energii. Dzięki zwiększeniu lub zmniejszeniu ciśnienia powietrza atmosferycznego można uzyskiwać dużą ilość skondensowanej pracy, którą stosunkowo łatwo spożytkować na wiele sposobów – do przemieszczania innych substancji stosując podwyższone lub obniżone ciśnienie i efekt ssania, napędzania silników pneumatycznych lub siłowników, a także chłodzenia, suszenia czy rozdzielnia rozmaitych materiałów. Wielką zaletą systemów pneumatycznych jest możliwość przekazywania zgromadzonej energii na dość duże odległości przy niewielkiej wadze wykorzystywanej instalacji – zwłaszcza w porównaniu z rozwiązaniami mechanicznymi np. przekładniami składającymi się z wałków i kół zębatych czy nawet cięgien. W przypadku przesyłania powietrza nie ma problemów z tym, że odbiornik jest umieszczony na innym poziomie, w oddzielnym pomieszczeniu, czy też na ruchomym przegubie lub ramieniu. Do mocnych stron układów pneumatycznych należy także szybkie reagowanie na zmiany ciśnienia, duża prędkość przepływu czy wreszcie niewielka bezwładność całego systemu, a zatem znikome opóźnienia działania – podkreśla przedstawiciel firmy AirService-Install, specjalizującej się w serwisie i naprawie sprężarek, a także budowie sprężarkowni i montażu przemysłowych instalacji pneumatycznych.

Korzystanie z układów pneumatycznych poza obniżeniem masy urządzeń oznacza także możliwość przekazywania dużych sił, a przy tym wiąże się z wysoką dostępnością używanego czynnika, który poza filtracją nie wymaga żadnych dodatkowych zabiegów. Instalacje sprężonego powietrza mają także tę zaletę, że w ich przypadku nie grozi wyciek stosowanego czynnika, pociągający za sobą poważne zanieczyszczenie środowiska czy wykorzystywanych materiałów, jak może to się zdarzyć przy instalacjach hydraulicznych. O wiele łatwiejsze jest także podłączanie i odłączanie poszczególnych elementów czy zasilanych powietrzem pod ciśnieniem narzędzi. Instalacje pneumatyczne są ciche, zwłaszcza gdy do ich obsługi wykorzystuje się kompresory zasilane energią elektryczną lub urządzenia znajdują się w wydzielonym pomieszczeniu kompresorowni. Zasilanie pneumatyczne sprawdza się też bardzo dobrze w strefach zagrożonych wybuchem oraz w kontakcie z materiałami łatwopalnymi.

Plusem jest dostępność różnych typów sprężarek – w zależności od planowanego zastosowania i potrzeb. Wśród najbardziej popularnych znajdują się kompresory tłokowe, w których za uzyskiwanie odpowiedniego poziomu sprężania odpowiedzialne są poruszające się w cylindrach tłoki. Urządzenia tego rodzaju mogą działać dwustronnie. Zaletą sprężarek tłokowych jest niezbyt wygórowany koszt zakupu, problemy może jednak sprawiać niezbyt wysoka trwałość. Innym możliwym rozwiązaniem jest użycie sprężarki odśrodkowej. W tym przypadku podniesienie ciśnienia jest możliwe za sprawą zwiększenie prędkości przepływu. Za jego wymuszanie odpowiada wirnik, który jest wyposażony w łopatki. Obracając się z dużą prędkością, powodują one zassanie powietrza i jego przyspieszenie, za pośrednictwem dyfuzora zmniejszającego przekrój przewodów przekształcane w podwyższone ciśnienie. W zastosowaniach przemysłowych najpopularniejsze są jednak kompresory śrubowe, wyróżniające się wysoką trwałością i możliwością uzyskiwania wysokiego sprężu.

Budowa, działanie i najczęstsze zastosowania sprężarek śrubowych

Budowa sprężarki śrubowej jest stosunkowo prosta. Urządzenie składa się z dwóch obracających się przeciwbieżnie wałków z uzwojeniem ślimakowym, które ściśle do siebie przylegają. Jest to możliwe, ponieważ oba zazębiające się uzwojenia są w stosunku do siebie przesunięte o odpowiednią odległość, i jednocześnie pochylone pod kątem. Efekt wyporu jest w kompresorze śrubowym uzyskiwany dzięki temu, że zasysane powietrze jest wciągane przez puste przestrzenie znajdujące się w obu śrubach, a następnie z uwagi na zmniejszającą się przestrzeń, systematycznie sprężane. Stopień kompresji jest uzależniony od prędkości obrotowej oraz długości uzwojenia ślimaków. Napęd jest przekazywany na wirnik główny, który obracając się, powoduje ruch wirnika biernego, generując jednocześnie przepływ powietrza. Po osiągnięciu odpowiedniego stopnia sprężenia powietrze przechodzi do kroćca wylotowego.

Nieskomplikowana budowa sprężarki śrubowej sprawia, że jest ona odporna na zużycie i może uzyskiwać stosunkowo wysoką ilość godzin bezawaryjnej pracy, będąc pod tym względem bezkonkurencyjna w stosunku do sprężarek tłokowych czy odśrodkowych. Kompresory śrubowe bardzo dobrze sprawdzają się w pracy ciągłej, można je zestawiać w układach jedno- i wielostopniowych. Oferuje się je w wersjach bezolejowych i olejowych, w których poza funkcją smarowania olej pomaga także w odprowadzaniu ciepła. W przypadku takich konstrukcji powietrze opuszczające krociec wylotowy trafia do separatora, który umożliwia oddzielenie cząsteczek powietrza od oleju, a jednocześnie jego przefiltrowanie i usunięcie zanieczyszczeń.

Sprężarki śrubowe oferują bardzo dobre parametry użytkowe oraz wysoki poziom czystości powietrza. Charakterystyczna jest dla nich nie tylko niska awaryjność, ale także stosunkowo niewielki generowany hałas przy znakomitej wydajności. Kompresory śrubowe są jednak droższe w zakupie niż urządzenia tłokowe, co w dużej mierze wynika z wymagań materiałowych oraz niezbędnego stopnia dokładności wykonania i spasowania poszczególnych elementów. Zalety sprężarek tego rodzaju – przede wszystkim związane z wysoką żywotnością – sprawiają, że są one szczególnie chętnie wybierane do zastosowań przemysłowych, a użytkownicy cenią je za wysoką jakość i niskie koszty eksploatacji w porównaniu z osiąganymi efektami.

Kompresory śrubowe są wykorzystywane przede wszystkim w zastosowaniach przemysłowych, w których powietrze jest używane w procesach technologicznych lub pomocniczych, do napędu poszczególnych podzespołów czy elementów linii technologicznych. Są przydatne również w przedsiębiorstwach produkcyjnych, które na liniach montażowych wykorzystują narzędzia pneumatyczne czy też urządzenia transportu bliskiego lub roboty przemysłowe wykorzystujące sprężone powietrze do transportu. Nic nie stoi na przeszkodzie, żeby sprężarek tego rodzaju używać także w warsztatach, przy chłodzeniu, suszeniu oraz czyszczeniu różnych powierzchni.