Comment réaliser un réglage continu du volume d'air dans un compresseur à vis
1. Caractéristiques du compresseur à vis
Les compresseurs à vis sont composés d’une paire de vis femelles et mâles parallèles et s’engrenant.Ils sont largement utilisés dans les systèmes de réfrigération de moyenne et grande taille ou dans les compresseurs de gaz de traitement des usines de raffinage et chimiques.La compression par vis est divisée en deux types : monovis et double vis.Le compresseur à vis fait généralement référence au compresseur à double vis.Les compresseurs à vis ont les caractéristiques suivantes :
(1) Le compresseur à vis a une structure simple et un petit nombre de pièces.Il n'y a pas de pièces d'usure telles que des soupapes, des segments de piston, des rotors, des roulements, etc., et sa résistance et sa résistance à l'usure sont relativement élevées.
(2) Le compresseur à vis a les caractéristiques de transmission forcée des gaz, c'est-à-dire que le volume d'échappement n'est presque pas affecté par la pression d'échappement, aucune surtension ne se produit lorsque le volume d'échappement est petit et il peut toujours maintenir la pression dans une large plage. des conditions de travail.Une plus grande efficacité.
(3) Le compresseur à vis est peu sensible aux coups de bélier et peut être refroidi par injection d'huile.Par conséquent, sous le même rapport de pression, la température de refoulement est bien inférieure à celle du type à piston, de sorte que le rapport de pression à un étage est élevé.
(4) Le réglage du tiroir est adopté pour réaliser un réglage continu de l'énergie.
2. Principe de réglage du tiroir du compresseur à vis
La vanne coulissante est utilisée pour un contrôle continu de la capacité.Lors d'un démarrage normal, ce composant n'est pas chargé.La vanne coulissante est contrôlée par le micro-panneau de commande via la pression d'huile, modifiant finalement la capacité de travail du compresseur.
La vanne coulissante de réglage de la capacité est un composant structurel utilisé pour régler le débit volumique dans un compresseur à vis.Bien qu'il existe de nombreuses méthodes pour régler le débit volumique d'un compresseur à vis, la méthode de réglage utilisant une vanne coulissante a été largement utilisée, notamment dans le moulage par injection.Les compresseurs de réfrigération et de process à vis à huile sont particulièrement populaires.Comme le montre la figure 1, cette méthode de réglage consiste à installer un tiroir de réglage sur le corps du compresseur à vis et à devenir une partie du corps du compresseur.Il est situé à l'intersection des deux cercles intérieurs du côté haute pression du corps et peut se déplacer d'avant en arrière dans une direction parallèle à l'axe du cylindre.
Le principe du tiroir permettant de régler le débit volumétrique du compresseur à vis est basé sur les caractéristiques du processus de fonctionnement du compresseur à vis.Dans un compresseur à vis, à mesure que le rotor tourne, la pression du gaz comprimé augmente progressivement le long de l'axe du rotor.En termes de position spatiale, il se déplace progressivement de l’extrémité aspiration du compresseur vers l’extrémité refoulement.Une fois le côté haute pression du corps ouvert, lorsque les deux rotors commencent à s'engrener et tentent d'augmenter la pression du gaz, une partie du gaz contournera par l'ouverture.Évidemment, la quantité de gaz contournée est liée à la longueur de l’ouverture.Lorsque la ligne de contact se déplace jusqu'à l'extrémité de l'ouverture, le gaz restant est complètement enfermé et le processus de compression interne commence à ce stade.Le travail effectué par le compresseur à vis sur le gaz de dérivation de l'ouverture sert uniquement à l'évacuer.Par conséquent, la consommation électrique du compresseur est principalement la somme du travail effectué pour comprimer le gaz finalement évacué et du travail de friction mécanique.Par conséquent, lorsque le tiroir de réglage de capacité est utilisé pour régler le débit volumétrique du compresseur à vis, le compresseur peut maintenir un rendement élevé dans les conditions de réglage.
Dans les compresseurs actuels, il ne s’agit généralement pas d’un trou dans le boîtier, mais d’une structure poreuse.Le tiroir se déplace dans une rainure sous le rotor et permet un réglage continu de la taille de l'ouverture.Le gaz évacué par l'ouverture retournera vers l'orifice d'aspiration du compresseur.Étant donné que le compresseur ne travaille pas sur cette partie du gaz, sa température n'augmente pas et il n'est donc pas nécessaire de le refroidir avant d'atteindre le gaz principal au niveau de l'orifice d'aspiration..
Le tiroir peut se déplacer dans n'importe quelle direction selon les exigences du système de contrôle.Il existe de nombreuses façons de le conduire.La méthode la plus courante consiste à utiliser un vérin hydraulique, et le système d'huile du compresseur à vis lui-même fournit la pression d'huile requise.Dans quelques machines, le tiroir est entraîné par un moteur réduit.
Théoriquement, la bobine doit avoir la même longueur que le rotor.De même, la distance requise pour que le tiroir passe de la pleine charge à la charge vide doit être la même que celle du rotor, et le vérin hydraulique doit également avoir la même longueur.Cependant, la pratique a prouvé que même si la longueur du tiroir est légèrement plus courte, de bonnes caractéristiques de régulation peuvent toujours être obtenues.En effet, lorsque l'ouverture de dérivation s'ouvre pour la première fois près de la face d'extrémité d'aspiration, sa surface est très petite, la pression du gaz est très faible à ce moment-là et le temps nécessaire aux dents en prise du rotor pour balayer l'ouverture est également très court, il n'y aura donc qu'une petite quantité de gaz. Une partie du gaz est déchargée.Par conséquent, la longueur réelle du tiroir peut être réduite à environ 70 % de la longueur de la section de travail du rotor, et la partie restante est rendue fixe, réduisant ainsi la taille globale du compresseur.
Les caractéristiques du tiroir de réglage de la capacité varient en fonction du diamètre du rotor.En effet, la surface de l'orifice de dérivation provoquée par le mouvement du tiroir est proportionnelle au carré du diamètre du rotor, tandis que le volume de gaz dans la chambre de compression est proportionnel au diamètre du rotor.Proportionnel au cube de .Il convient de noter que lorsque le compresseur comprime le gaz, il augmente également la pression de l'huile injectée et finit par la refouler avec le gaz.Pour que l'huile soit évacuée en continu, un certain volume d'échappement doit être réservé.Sinon, dans des conditions totalement à vide, de l'huile s'accumulera dans la chambre de compression, empêchant le compresseur d'air de continuer à fonctionner.Pour que l'huile soit évacuée en continu, un débit volumique d'au moins environ 10 % est généralement requis.Dans certains cas, le débit volumétrique du compresseur doit être nul.A cette époque, un tuyau de dérivation est généralement disposé entre l'aspiration et l'échappement.Lorsqu'une charge nulle complète est requise, le tuyau de dérivation est ouvert pour connecter l'aspiration et l'échappement..
Lorsque vous utilisez un tiroir de réglage de capacité pour régler le débit volumétrique d'un compresseur à vis, la situation idéale est de maintenir le rapport de pression interne le même qu'à pleine charge pendant le processus de réglage.Cependant, il est évident que lorsque le tiroir se déplace et que le débit volumétrique du compresseur devient plus petit, la longueur utile effective de la vis devient plus petite et le temps du processus de compression interne devient également plus petit, de sorte que le rapport de pression interne doit être réduit.
Dans la conception actuelle, le tiroir est équipé d'un trou d'échappement radial, qui se déplace axialement avec le tiroir.De cette manière, d'une part, la longueur efficace du rotor de la machine à vis est réduite, et d'autre part, l'orifice d'échappement radial est également réduit, de manière à prolonger la durée du processus de compression interne et à augmenter le taux de compression interne.Lorsque l'orifice d'échappement radial sur le tiroir et l'orifice d'échappement axial sur le couvercle d'extrémité sont transformés en différents rapports de pression interne, le rapport de pression interne peut être maintenu pour être le même que celui de pleine charge pendant le processus de réglage dans une certaine plage. .Même.
Lorsque le tiroir de réglage du volume est utilisé pour modifier simultanément la taille de l'orifice d'échappement radial de la machine à vis et la longueur effective de la section de travail du rotor, la relation entre la consommation électrique de la machine à vis et le débit volumique se situe dans le débit volumique. plage de réglage de 100 à 50 %.La puissance consommée diminue presque proportionnellement à la diminution du débit volumétrique, ce qui indique une bonne économie de régulation du tiroir.Il convient de noter que dans la phase ultérieure du mouvement du tiroir, le rapport de pression interne continuera à diminuer jusqu'à ce qu'il soit réduit à 1. Cela fait que la consommation d'énergie et la courbe de débit volumique à ce moment s'écartent dans une certaine mesure par rapport au situation idéale.L'ampleur de l'écart dépend du rapport de pression externe de la machine à vis.Si la pression externe déterminée par les conditions de mouvement est relativement faible, la consommation électrique à vide de la machine à vis peut n'être que de 20 % de celle à pleine charge, tandis que lorsque la pression externe est relativement importante, elle peut atteindre 35 %.On peut voir ici qu'un avantage significatif de l'utilisation d'un tiroir de capacité est que la puissance de démarrage de la machine à vis est très faible.
Lorsque la structure de vanne coulissante de régulation est utilisée, la surface supérieure de la vanne coulissante fait partie du cylindre du compresseur à vis.Il y a un orifice d'échappement sur le tiroir et sa partie inférieure sert également de guide pour le mouvement axial, les exigences en matière de précision d'usinage sont donc très élevées., ce qui entraînera une augmentation des coûts de fabrication.Surtout dans les petits compresseurs à vis, le coût de traitement du tiroir représentera une proportion importante.De plus, afin de garantir le fonctionnement fiable de la machine à vis, l'espace entre le tiroir et le rotor est généralement plus grand que l'espace entre le trou du cylindre et le rotor.Dans les petites machines à vis, cet écart accru affectera également les performances du compresseur.Fort déclin.Afin de surmonter les inconvénients ci-dessus, dans la conception de petites machines à vis, plusieurs vannes à tiroir de régulation simples et peu coûteuses peuvent également être utilisées.
Une conception simple de distributeur à tiroir avec des trous de dérivation dans la paroi du cylindre qui correspondent à la forme hélicoïdale du rotor, permettant au gaz de s'échapper de ces trous lorsqu'ils ne sont pas recouverts.Le tiroir utilisé est une « vanne rotative » avec un corps de vanne en spirale.Lorsqu'il tourne, il peut recouvrir ou ouvrir le trou de dérivation relié à la chambre de compression.Comme le tiroir n'a besoin que de tourner à ce moment-là, la longueur totale du compresseur peut être considérablement réduite.Ce schéma de conception peut efficacement fournir un ajustement continu de la capacité.Cependant, étant donné que la taille du trou d'échappement reste inchangée, le rapport de pression interne diminuera lorsque le déchargement commencera.Dans le même temps, en raison de l’existence du trou de dérivation sur la paroi du cylindre, un certain « volume libre » se forme.Le gaz contenu dans ce volume subira à plusieurs reprises des processus de compression et d’expansion, entraînant une réduction de l’efficacité volumétrique et adiabatique du compresseur.
3. Le processus de réglage du tiroir du compresseur à vis
En déplaçant le tiroir vers la gauche et la droite, le volume de compression effectif est augmenté ou diminué et le volume de distribution de gaz est ajusté.Lors du chargement : le piston se déplace vers la gauche et le tiroir se déplace vers la gauche et le volume de gaz délivré augmente ;lors du déchargement : le piston se déplace vers la droite et le tiroir se déplace vers la droite et le volume de gaz délivré diminue.
4. Perspectives d'application du réglage des vannes coulissantes du compresseur à vis
Généralement, les compresseurs à vis sans huile n'utilisent pas de dispositif de réglage de la capacité pour régler le tiroir.En effet, la chambre de compression de ce type de compresseur est non seulement sans huile mais également à haute température.Cela rend techniquement difficile l'utilisation de dispositifs de régulation à tiroir.
Dans les compresseurs d'air à vis à injection d'huile, étant donné que le fluide comprimé reste inchangé et que les conditions de fonctionnement sont fixes, le dispositif de réglage de la capacité du tiroir n'est généralement pas utilisé.Un moteur à fréquence variable est généralement utilisé pour rendre la structure du compresseur aussi simple que possible et s'adapter aux besoins de la production de masse..
Il convient de souligner que grâce au dispositif de réglage de la capacité qui ajuste le tiroir, le compresseur peut maintenir un rendement élevé dans des conditions de fonctionnement ajustées.Ces dernières années, des dispositifs de réglage de la capacité ont également été utilisés dans les compresseurs à vis sans huile et les compresseurs d'air à vis à injection d'huile.Ajuste la tendance de la vanne coulissante.
Dans les compresseurs de réfrigération et de processus à vis à injection d'huile, des vannes à tiroir de réglage de capacité sont couramment utilisées pour régler le débit volumétrique du compresseur à vis.Bien que cette méthode de réglage du volume d'échappement soit relativement complexe, elle peut ajuster le volume d'échappement en continu et en continu, et l'efficacité est également élevée.
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