Sprężarka śrubowa – budowa i zasada działania

Jedną z najbardziej efektywnych technologii sprężania gazów jest bez wątpienia metoda z wykorzystaniem sprężarek śrubowych. Warto podkreślić także nowoczesność tego rozwiązania. Dokonajmy zatem szczegółowej analizy budowy oraz zasady działania sprężarek śrubowych.

Zasada działania oraz budowa
W pierwszej kolejności warto wyjaśnić zasadę działania samego urządzenia. Otóż w sprężarce śrubowej proces sprężania gazu jest spowodowany zmniejszeniem wolnej przestrzeni między obracającymi się śrubami. W zależności od konstrukcji sprężarki różna może być także wartość kompresji. Warto podkreślić również duże znaczenie szczelności pomiędzy śrubami oraz pomiędzy śrubami a obudową. Ma ona wpływ na sprawność elementu sprężającego.

Ideą konstrukcji sprężarek śrubowych jest osiągnięcie możliwie zwartych rozmiarów, a także rozruchu bez wibracji oraz dużych „pików” prądowych. Sprężarki śrubowe nie wymuszają zastosowania dodatkowych amortyzatorów sprężynowych. W przypadku tych urządzeń nie musimy także stosować betonowych postumentów oraz innych zabezpieczeń antywibracyjnych. Z drugiej strony wiele sprężarek jest wyposażonych w specjalne tłumiki wibracji o wysokich częstotliwościach.

Zastosowanie
Po omówieniu budowy i zasady działania warto skupić się teraz na wykorzystaniu tego typu urządzeń. Powszechne jest używanie stacjonarnych sprężarek śrubowych w instalacjach przemysłowych. Służą one jako urządzenia podające sprężone powietrze do instalacji. Z kolei sprężarki śrubowe o charakterze przenośnym, zasilane silnikiem wysokoprężnym lub elektrycznym, wykorzystywane są na placach budowy. Są także używane wszędzie tam, gdzie nie ma możliwości instalacji urządzenia stacjonarnego.

Podział
Omawiając sprężarki śrubowe warto podzielić je na dwie grupy. Chodzi oczywiście o urządzenia olejowe i bezolejowe.

Sprężarki bezolejowe charakteryzują się procesem sprężania pozbawionym uszczelnienia w postaci filtru olejowego. Warto zwrócić uwagę na maksymalną wartość ciśnienia na zaworze wylotowy w obu typach sprężarek. W przypadku jednostopniowych sprężarek bezolejowych jest ono niższe aniżeli w urządzeniach olejowych. Właśnie z tego powodu sprężarki olejowe posiadają zazwyczaj kilka śrubowych elementów sprężających. Dzięki takiej konstrukcji możliwe jest osiągnięcie ciśnienia na poziomie 10 bar. Sprężarki bezolejowe z wtryskiem wody mogą osiągać ciśnienie o wartości 13 bar. Jeśli chodzi o zastosowanie omawianego typu sprężarek, to wykorzystywane są one w aplikacjach, w których niedopuszczalna jest najmniejsza nawet zawartość oleju w sprężonym powietrzu. Sprężarka bezolejowa stosowana jest także w medycynie, produkcji farmaceutycznej, przemyśle papierniczym oraz przy produkcji półprzewodników.

Jeżeli chodzi o sprężarki olejowe to w ich przypadku do komory sprężania wtryskiwany jest olej. Ma on zapewnić szczelność przestrzeni między śrubami. Jego dodatkowym zadaniem jest chłodzenie elementu sprężającego. Podczas pracy następuje najpierw separacja oleju ze strumienia sprężonego powietrza, a następnie dochodzi do jego schładzania oraz filtrowania. Na końcu olej kierowany jest z powrotem do komory sprężania. W przypadku sprężarek olejowych konieczny jest także proces tzw. separacji cyklonowej oraz filtracji sprężonego powietrza w filtrach. Ma ona za zadanie usunięcie cząstek stałych, cząstek oleju oraz wody zawartych w powietrzu, na wylocie z elementu sprężającego. Ich obecność może niekorzystnie wpływać na jakość oraz wydatek powietrza na wylocie. Mieszanina wody oraz oleju (kondensat końcowy), gromadząca się w chłodnicy końcowej lub zbiorniku buforowym za sprężarką, jest odprowadzana dzięki elektrolitycznym spustom kondensatu. Mieszanina kierowana jest do urządzeń dokonujących separacji oleju od wody. Na końcu tego procesu uzdatniona woda może być odprowadzona do kanalizacji. Sprężarka olejowa umożliwia osiągnięcie wartości ciśnienia roboczego na poziomie 13 bar.