스크류 압축기의 무단계 풍량 조정을 실현하는 방법
1. 스크류 압축기의 특성
스크류 압축기는 한 쌍의 평행한 맞물림 암나사 및 수나사로 구성됩니다.이는 중대형 냉동 시스템이나 정유 및 화학 공장의 공정 가스 압축기에 널리 사용됩니다.스크류 압축은 단일 스크류와 트윈 스크류의 두 가지 유형으로 구분됩니다.스크류 압축기는 일반적으로 트윈 스크류 압축기를 의미합니다.스크류 압축기는 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.
(1) 스크류 압축기는 구조가 간단하고 부품 수가 적습니다.밸브, 피스톤 링, 로터, 베어링 등과 같은 마모 부품이 없으며 강도와 내마모성이 상대적으로 높습니다.
(2) 스크류 압축기는 강제 가스 전달 특성을 가지고 있습니다. 즉 배기량이 배기 압력의 영향을 거의받지 않으며 배기량이 작을 때 서지가 발생하지 않으며 여전히 넓은 범위의 압력을 유지할 수 있습니다. 근무 조건의.더 높은 효율성.
(3) 스크류 압축기는 액해머에 그다지 민감하지 않으며 오일 주입으로 냉각할 수 있습니다.따라서 동일한 압력비에서 토출온도가 피스톤형에 비해 훨씬 낮으므로 단일단 압력비가 높다.
(4) 슬라이드 밸브 조정을 채택하여 에너지의 무단계 조정을 실현합니다.
2. 스크류 압축기의 슬라이드 밸브 조정 원리
슬라이드 밸브는 용량의 무단계 제어에 사용됩니다.정상적인 시작 중에는 이 구성 요소가 로드되지 않습니다.슬라이드 밸브는 오일 압력을 통해 마이크로 제어판에 의해 제어되어 궁극적으로 압축기의 작동 용량을 변경합니다.
용량 조정 슬라이드 밸브는 스크류 압축기의 체적 유량을 조정하는 데 사용되는 구조적 구성 요소입니다.스크류 압축기의 체적유량을 조절하는 방법은 여러 가지가 있으나 특히 사출성형에서는 슬라이드 밸브를 이용한 조절방법이 널리 사용되고 있다.오일 스크류 냉동 및 공정 압축기가 특히 인기가 있습니다.이 조정 방법은 그림 1과 같이 스크류 압축기 본체에 조정 슬라이드 밸브를 설치하여 압축기 본체의 일부가 되는 것입니다.몸체의 고압측에 있는 두 내부 원의 교차점에 위치하며 실린더 축과 평행한 방향으로 앞뒤로 움직일 수 있습니다.
스크류 압축기의 체적 유량을 조절하는 슬라이드 밸브의 원리는 스크류 압축기의 작업 공정 특성에 기초합니다.스크류 압축기에서는 로터가 회전함에 따라 압축 가스의 압력이 로터 축을 따라 점차 증가합니다.공간적 위치 측면에서 보면 압축기의 흡입단에서 토출단으로 점차 이동합니다.본체의 고압측이 열린 후 두 로터가 서로 맞물리기 시작하여 가스 압력을 높이려고 하면 일부 가스가 개구부를 통해 우회하게 됩니다.분명히 우회된 가스의 양은 개구부의 길이와 관련이 있습니다.접촉선이 개구부 끝으로 이동하면 남은 기체는 완전히 밀폐되고 이 지점에서 내부 압축 과정이 시작된다.개구부의 바이패스 가스에 대해 스크류 압축기가 수행한 작업은 이를 배출하는 데에만 사용됩니다.따라서 압축기의 소비동력은 주로 최종 배출가스를 압축하는 일과 기계적 마찰일의 합이 된다.따라서 용량조절 슬라이드 밸브를 사용하여 스크류 압축기의 체적유량을 조절하면 압축기는 조절조건 하에서 높은 효율을 유지할 수 있다.
실제 압축기에서는 일반적으로 케이싱에 구멍이 뚫린 것이 아니라 다공성 구조로 되어 있습니다.슬라이드 밸브는 로터 아래의 홈에서 움직이며 개구부 크기를 지속적으로 조정할 수 있습니다.개구부에서 배출된 가스는 압축기의 흡입구로 되돌아갑니다.압축기는 가스의 이 부분에 대해 실제로 작동하지 않기 때문에 온도가 상승하지 않으므로 흡입구에서 주류 가스에 도달하기 전에 냉각할 필요가 없습니다..
슬라이드 밸브는 제어 시스템의 요구 사항에 따라 어떤 방향으로든 움직일 수 있습니다.운전하는 방법에는 여러 가지가 있습니다.가장 일반적인 방법은 유압 실린더를 사용하는 것이며, 스크류 압축기의 오일 시스템 자체가 필요한 유압을 제공합니다.일부 기계에서는 슬라이드 밸브가 감소된 모터로 구동됩니다.
이론적으로 스풀은 로터의 길이와 같아야 합니다.마찬가지로 슬라이드 밸브가 최대 부하에서 빈 부하까지 이동하는 데 필요한 거리는 로터와 동일해야 하며, 유압 실린더도 동일한 길이를 가져야 합니다.그러나 실제로는 슬라이드 밸브의 길이가 약간 더 짧더라도 여전히 우수한 조절 특성을 얻을 수 있다는 것이 입증되었습니다.이는 바이패스 개구부가 흡입 단면 근처에서 처음 열릴 때 그 면적이 매우 작고 이때 가스의 압력도 매우 작으며 로터 맞물림 톱니가 개구부를 통과하는 데 걸리는 시간도 크기 때문입니다. 매우 짧으므로 소량의 가스만 배출됩니다.따라서 슬라이드 밸브의 실제 길이를 로터 작동구간 길이의 약 70% 정도로 줄일 수 있고, 나머지 부분은 고정시켜 압축기 전체의 크기를 줄일 수 있다.
용량 조정 슬라이드 밸브의 특성은 로터의 직경에 따라 달라집니다.이는 슬라이드 밸브의 움직임으로 인해 발생하는 바이패스 포트의 면적은 로터 직경의 2승에 비례하고, 압축실의 가스 부피는 로터 직경에 비례하기 때문입니다.의 큐브에 비례합니다.압축기가 가스를 압축할 때 주입된 오일의 압력도 증가하여 결국 가스와 함께 배출된다는 점은 주목할 가치가 있습니다.오일이 지속적으로 배출되기 위해서는 일정한 배기량을 확보해야 합니다.그렇지 않으면 완전 무부하 조건에서 오일이 압축실에 축적되어 공기 압축기가 계속 작동할 수 없게 됩니다.오일이 연속적으로 배출되기 위해서는 일반적으로 적어도 약 10%의 체적유량이 필요합니다.어떤 경우에는 압축기의 체적 유량이 0이어야 합니다.이때 일반적으로 흡입과 배기 사이에 바이패스관을 배치한다.완전한 제로 부하가 필요할 때 바이패스 파이프가 열려 흡입과 배기를 연결합니다..
스크류 압축기의 체적 유량을 조정하기 위해 용량 조정 슬라이드 밸브를 사용할 때 이상적인 상황은 조정 과정에서 내부 압력 비율을 최대 부하 시와 동일하게 유지하는 것입니다.그러나 슬라이드 밸브가 움직여 압축기의 체적유량이 작아지면 스크류의 유효 작동 길이도 작아지고 내부 압축 과정의 시간도 작아지므로 내부 압력비는 다음과 같아야 함은 당연하다. 줄인.
실제 설계에서 슬라이드 밸브에는 슬라이드 밸브와 함께 축 방향으로 움직이는 방사형 배기 구멍이 장착되어 있습니다.이러한 방식으로, 한편으로는 스크류 기계 로터의 유효 길이가 줄어들고 다른 한편으로는 반경 방향 배기 오리피스도 줄어들어 내부 압축 프로세스 시간이 연장되고 내부 압축률이 높아집니다.슬라이드 밸브의 방사형 배기 오리피스와 엔드 커버의 축형 배기 오리피스를 서로 다른 내부 압력비로 만들면 특정 범위 내에서 조정 과정에서 내부 압력비가 최대 부하와 동일하게 유지될 수 있습니다. .같은.
볼륨 조정 슬라이드 밸브를 사용하여 스크류 기계의 방사형 배기 오리피스 크기와 로터의 유효 작업 섹션 길이를 동시에 변경하는 경우 스크류 기계의 전력 소비와 체적 유량 사이의 관계는 체적 유량 내에 있습니다. 조정 범위는 100-50%입니다.소비되는 전력은 체적 유량의 감소에 거의 비례하여 감소하며 이는 슬라이드 밸브 조절의 경제성이 우수함을 나타냅니다.슬라이드 밸브 이동의 후기 단계에서는 내부 압력비가 1로 줄어들 때까지 계속해서 감소한다는 점에 주목할 필요가 있습니다. 이로 인해 이때의 전력 소비 및 체적 흐름 곡선이 이전 단계와 비교하여 어느 정도 벗어나게 됩니다. 이상적인 상황.편차의 크기는 스크류 기계의 외부 압력 비율에 따라 달라집니다.이동 조건에 따라 결정되는 외부 압력이 상대적으로 작은 경우 스크류 기계의 무부하 전력 소비는 최대 부하 시의 전력 소비의 20%에 불과할 수 있지만 외부 압력이 상대적으로 큰 경우에는 35%에 도달할 수 있습니다.여기에서 용량 슬라이드 밸브 사용의 중요한 장점은 스크류 기계의 시동 동력이 매우 작다는 점을 알 수 있습니다.
조절 슬라이드 밸브 구조를 사용하면 슬라이드 밸브의 상부 표면이 스크류 압축기 실린더의 일부로 작동합니다.슬라이드 밸브에는 배기 오리피스가 있고 그 하부도 축 이동을 위한 가이드 역할을 하므로 가공 정확도에 대한 요구 사항이 매우 높습니다., 이는 제조 비용의 증가로 이어질 것입니다.특히 소형 스크류 압축기의 경우 슬라이드 밸브의 처리 비용이 큰 비율을 차지합니다.또한 스크류 기계의 안정적인 작동을 보장하기 위해 슬라이드 밸브와 로터 사이의 간격은 일반적으로 실린더 구멍과 로터 사이의 간격보다 큽니다.소형 스크류 기계의 경우 이러한 간격 증가는 압축기 성능에도 영향을 미칩니다.심각한 쇠퇴.위의 단점을 극복하기 위해 소형 스크류 기계 설계에 간단하고 저렴한 여러 조절 슬라이드 밸브를 사용할 수도 있습니다.
로터의 나선형 모양에 해당하는 실린더 벽에 우회 구멍이 있는 간단한 스풀 밸브 설계로, 덮개가 없을 때 가스가 구멍에서 빠져 나갈 수 있습니다.사용되는 슬라이드 밸브는 나선형 밸브 본체를 갖춘 "로터리 밸브"입니다.회전하면 압축실과 연결된 바이패스 구멍을 덮거나 열 수 있습니다.이때 슬라이드 밸브만 회전하면 되므로 압축기의 전체 길이를 대폭 줄일 수 있다.이 설계 방식은 지속적인 용량 조정을 효과적으로 제공할 수 있습니다.그러나 배기 구멍의 크기는 변하지 않기 때문에 언로드가 시작되면 내부 압력비가 떨어집니다.동시에, 실린더 벽에 우회 구멍이 있기 때문에 일정량의 "틈새 볼륨"이 형성됩니다.이 부피 내의 가스는 반복적으로 압축 및 팽창 과정을 거치게 되어 압축기의 부피 및 단열 효율이 감소합니다.
3. 스크류 압축기의 슬라이드 밸브를 조정하는 과정
슬라이드 밸브를 좌우로 움직여 유효 압축량이 증가 또는 감소하고 가스 전달량이 조정됩니다.적재 시: 피스톤이 왼쪽으로 이동하고 슬라이드 밸브가 왼쪽으로 이동하며 가스 전달량이 증가합니다.하역 시: 피스톤이 오른쪽으로 이동하고 슬라이드 밸브가 오른쪽으로 이동하여 가스 전달량이 감소합니다.
4. 스크류 압축기 슬라이드 밸브 조정의 적용 전망
일반적으로 오일프리 스크류 압축기는 슬라이드 밸브를 조정하기 위해 용량 조정 장치를 사용하지 않습니다.이는 이러한 유형의 압축기의 압축실에는 오일이 없을 뿐만 아니라 온도도 높기 때문입니다.이는 슬라이드 밸브 장치 조절의 사용을 기술적으로 어렵게 만듭니다.
급유식 스크류 공기 압축기에서는 압축 매체가 변하지 않고 작동 조건이 고정되어 있으므로 슬라이드 밸브의 용량 조절 장치는 일반적으로 사용되지 않습니다.가변 주파수 모터는 일반적으로 압축기 구조를 최대한 단순하게 만들고 대량 생산 요구에 적응하는 데 사용됩니다..
슬라이드 밸브를 조절하는 용량 조절 장치로 인해 압축기는 조절된 작동 조건에서도 높은 효율을 유지할 수 있다는 점에 주목할 필요가 있습니다.최근에는 오일프리 스크류 압축기와 오일 주입식 스크류 공기 압축기에도 용량 조절 장치가 사용되었습니다.슬라이드 밸브의 경향을 조정합니다.
급유식 스크류 냉동 및 공정 압축기에서 용량 조정 슬라이드 밸브는 일반적으로 스크류 압축기의 체적 유량을 조정하는 데 사용됩니다.이러한 배기량 조정 방법은 상대적으로 복잡하지만 배기량을 연속적이고 무단계로 조정할 수 있어 효율성도 높습니다.
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