Os compressores de ar de parafuso são compressores de deslocamento positivo, que atingem o objetivo de comprimir o gás através da redução gradual do volume de trabalho.
O volume útil de um compressor de ar de parafuso é composto por um par de rotores com dentes paralelos e engrenados entre si, e um chassi que acomoda esse par de rotores. Quando a máquina está em funcionamento, os dentes dos dois rotores se encaixam um no outro e, à medida que o rotor gira, os dentes que se encaixam nos dentes do outro rotor movem-se em direção à saída, de modo que o volume delimitado pelos dentes do outro rotor diminui gradualmente e a pressão aumenta gradualmente até atingir a pressão desejada. Quando a pressão é atingida, os dentes dos rotores se comunicam com a porta de exaustão para liberar o ar.
Após a inserção de um alvéolo pelos dentes do rotor adversário, formam-se dois espaços separados por esses dentes. O alvéolo próximo à extremidade de sucção corresponde ao volume de sucção, enquanto o próximo à extremidade de exaustão contém o volume de gás comprimido. Com o funcionamento do compressor, os dentes do rotor adversário, inseridos na ranhura, movem-se em direção à extremidade de exaustão, de modo que o volume de sucção continua a expandir e o volume de gás comprimido continua a contrair, realizando assim o processo de sucção e compressão em cada ranhura. Quando a pressão do gás comprimido na ranhura atinge a pressão de exaustão necessária, a ranhura se comunica com a saída de ar e o processo de exaustão se inicia. As variações no volume de sucção e no volume de compressão, divididos na ranhura pelos dentes do rotor adversário, repetem-se, permitindo que o compressor continue a inalar, comprimir e expelir ar.
Princípio de funcionamento e estrutura do compressor de parafuso：
1. Processo de sucção: A porta de sucção no lado de entrada do compressor de parafuso deve ser projetada de forma que a câmara de compressão possa ser totalmente preenchida. O compressor de ar de parafuso não possui um conjunto de válvulas de admissão e escape. A admissão é ajustada apenas pela abertura e fechamento de uma válvula reguladora. Quando o rotor gira, o espaço entre os dentes dos rotores principal e auxiliar é transferido para a abertura da parede da extremidade de entrada de ar. O espaço z* é grande e, nesse momento, o espaço entre os dentes do rotor se comunica com o ar livre da entrada de ar. Como todo o ar nos dentes é expelido durante a exaustão, os dentes ficam em estado de vácuo ao final da exaustão. Ao ser transferido para a entrada de ar, o ar externo é aspirado e flui axialmente para a ranhura dos dentes dos rotores principal e auxiliar. A manutenção do compressor de ar de parafuso lembra que, quando o ar preenche completamente a ranhura dos dentes, a face da extremidade do rotor no lado da entrada de ar se afasta da entrada de ar do chassi, e o fluxo de ar entre as ranhuras dos dentes é interrompido.
2. Processo de vedação e transporte: Ao final da sucção dos rotores principal e auxiliar, as ranhuras dos dentes dos rotores principal e auxiliar se fecham junto ao chassi. Nesse momento, o ar fica retido nas ranhuras dos dentes e não escapa mais, ou seja, [processo de vedação]. Os dois rotores continuam girando, e seus picos e ranhuras dos dentes coincidem na extremidade de sucção, e a superfície de anastomose se move gradualmente em direção à extremidade de exaustão.
3. Processo de compressão e injeção de óleo: Durante o processo de transporte, a superfície de contato move-se gradualmente em direção à extremidade de exaustão, ou seja, o sulco entre a superfície de contato e a porta de exaustão diminui gradualmente, e o gás no sulco é comprimido gradualmente, aumentando a pressão. Este é o processo de compressão. Simultaneamente à compressão, o óleo lubrificante também é pulverizado na câmara de compressão e se mistura com o gás da câmara devido à diferença de pressão.
4. Processo de exaustão: Quando a face de contato do rotor de manutenção do compressor de ar de parafuso se comunica com a saída de exaustão do chassi (neste momento, a pressão do gás comprimido é z*alta), o gás comprimido começa a ser expelido até que a superfície de contato entre o pico do dente e a ranhura do dente se mova em direção à face de saída de exaustão. Nesse momento, o espaço entre a ranhura do dente e a superfície de contato dos dois rotores, e a porta de exaustão do chassi, é zero, ou seja, o processo de exaustão está completo. Ao mesmo tempo, o comprimento da ranhura do dente entre a superfície de contato do rotor e a entrada de ar do chassi atinge z*longo, e o processo de sucção está em andamento.
Os compressores de ar de parafuso dividem-se em: tipo aberto, tipo semiaberto e tipo totalmente fechado.
1. Compressor de parafuso totalmente fechado: o corpo adota uma estrutura de ferro fundido de alta qualidade e baixa porosidade, com pequena deformação térmica; o corpo adota uma estrutura de parede dupla com passagem de exaustão, alta resistência e bom efeito de redução de ruído; as forças internas e externas do corpo são basicamente equilibradas e não há risco de alta pressão em compressores abertos ou semi-fechados; a carcaça é uma estrutura de aço de alta resistência, aparência elegante e leveza. A estrutura vertical é adotada e o compressor ocupa uma pequena área, o que é favorável ao arranjo de múltiplas unidades no chiller; o rolamento inferior é imerso no tanque de óleo e o rolamento é bem lubrificado; a força axial do rotor é reduzida em 50% em comparação com o tipo semi-fechado e aberto (efeito de balanceamento do eixo do motor no lado da exaustão); não há risco de balanço horizontal do motor, alta confiabilidade; evita o impacto do rotor de parafuso, da válvula de carretel e do peso do rotor do motor na precisão de acoplamento e melhora a confiabilidade; Bom processo de montagem. O design vertical do parafuso sem bomba de óleo permite que o compressor funcione ou pare sem falta de óleo. O rolamento inferior fica totalmente imerso no tanque de óleo, e o rolamento superior utiliza pressão diferencial para o fornecimento de óleo; os requisitos de pressão diferencial do sistema são baixos. Em caso de emergência, a função de proteção de lubrificação do rolamento evita a falta de lubrificação, o que facilita a abertura da unidade durante a transição entre estações. Desvantagens: O uso de resfriamento por exaustão coloca o motor na porta de exaustão, o que pode facilmente causar a queima da bobina do motor; além disso, a falha não pode ser descartada em tempo hábil.
2. Compressor de parafuso semi-fechado
Motor refrigerado por spray, baixa temperatura de operação e longa vida útil; compressores abertos utilizam ar para resfriar o motor, resultando em temperaturas de operação mais elevadas e afetando sua vida útil, além de serem mais adequados para ambientes de trabalho adversos, como salas de computadores; compressores que utilizam exaustão para resfriar o motor apresentam temperaturas de operação muito altas e vida útil reduzida. Geralmente, os reservatórios de óleo externos são maiores, porém com alta eficiência; já os reservatórios internos são menores e combinados com o óleo do compressor, resultando em eficiência relativamente baixa. A separação do óleo secundário pode atingir 99,999% de eficiência, garantindo boa lubrificação do compressor em diversas condições de operação. No entanto, compressores de parafuso semi-fechados com pistão utilizam engrenagens para aumentar a velocidade, atingindo rotações elevadas (cerca de 12.000 rpm), com maior desgaste e menor confiabilidade.
Três compressores de parafuso aberto
As vantagens das unidades do tipo aberto são: 1) O compressor é separado do motor, o que amplia a gama de aplicações do compressor; 2) O mesmo compressor pode ser utilizado com diferentes refrigerantes. Além dos refrigerantes de hidrocarbonetos halogenados, a amônia também pode ser usada como refrigerante, bastando alterar o material de algumas peças; 3) De acordo com os diferentes refrigerantes e condições de operação, podem ser utilizados motores de diferentes capacidades. As principais desvantagens das unidades do tipo aberto são: (1) A vedação do eixo é propensa a vazamentos, o que exige manutenção frequente por parte dos usuários; (2) O motor gira em alta velocidade, gerando ruído de fluxo de ar e ruído do próprio compressor, o que impacta o ambiente; (3) É necessário configurar um separador de óleo, resfriador de óleo e outros componentes complexos do sistema de óleo, tornando a unidade volumosa, de uso e manutenção inconvenientes.
Data da publicação: 05 de maio de 2023
