Tärkeä ruuvipuristimen toimintaperiaate

Ruuvisovittimen keskeiset toimintakomponentit koostuvat lieriössä olevista toisiinsa purkautuvista kierretyistä kiertokappaleista, joista toinen on miessukupuolinen ja toinen naaraansukupuolinen. Molemmilla kiertokappaleilla on useita koveria hammasurvia, ja ne pyörivät korkealla nopeudella vastakkaisiin suuntiin käytön aikana. Välit kiertokappaleiden välillä sekä kiertokappaleiden ja kotelon sisäseinämän välillä ovat vain 5–10 tuhannesosatuumaa (0,05–0,10 millimetriä), mikä takaa tiivisteyden kaasun puristusprosessissa.

Käyttöjärjestelmään liittyen pääroottori (jota kutsutaan myös mieheksi tai kuperaksi roottoriksi) on tyypillisesti sähkömoottorin käyttämä (vaikka joissakin sovelluksissa on olemassa moottorikäyttöisiä ratkaisuja). Voiman siirto toissijaiseen roottoriin (jota kutsutaan myös naiseksi tai koveraksi roottoriksi) tapahtuu pääasiassa kahdella tavalla: joustava siirto öljykalvon kautta, joka muodostuu öljyn ruiskutuksen seurauksena, tai jäykkä siirto synkronihampaiden kautta molempien roottoreiden päissä. Molemmat käyttötavat takaavat, että roottorien toiminnan aikana ei ole suoraa metalli-metalliin kosketusta (teoriassa), mikä vähentää tehokkaasti kulumista ja parantaa käyttövakaavuutta.

Puristimen paineilmamäärä (virtausnopeus) ja puristuspaine määräytyvät pääasiassa roottorin rakenteellisten parametrien perusteella: pidemmät roottorit parantavat paineenmuodostuskykyä puristusiskun aikana, mikä johtaa korkeampaan puristuspaineeseen; suuremmat roottorihalkaisijat lisäävät kaasutilavuutta jokaisella imusuhteella, mikä johtaa suurempaan paineilmamäärään.

Toimintasykli noudattaa "imun – puristuksen – poistumisen" järjestystä, kuvattuna yksityiskohtaisesti seuraavasti: Kun ruuvin roottorin hammasontelon pyöriessä saavuttaa imuaukon kohdan, sen tilavuus laajenee asteittain. Ympäröivä kaasu imetään paine-erolla sisään ja täyttää ontelon. Kun roottori jatkaa pyörimistään, kaasulla täytetty hammasontelo sulkeutuu koteloseinämän toimesta, muodostaen itsenäisen puristuskammion. Tähän kohtaan korkeapaineinen voiteluöljy ruiskutetaan kammioon, suorittaen samanaikaisesti kolme tehtävää: tiivistystä, jäähdytystä ja voitelua. Roottorin jatkuva pyöriminen saa puristuskammion tilavuuden vähentyä tasaisesti, jolloin öljy-kaasuseos (seos voiteluöljystä ja kaasusta) kammiossa puristuu asteittain, mikä johtaa paineen jatkuvaan nousuun. Kun puristuskammio pyörii vastakkain purkausaukon kanssa, korkeapaineinen öljy-kaasuseos poistuu kompressorista painettaen ulos, ja täten täydentyy yksi kokonainen työsykli.

Roottorien vakaa toiminta tuetaan kitkaa vähentävällä laakerijärjestelmällä: laakerit on kiinnitetty ja sijoitettu akselin päihin lähellä olevien päätykantten avulla. Tuloaukon päässä käytetään tyypillisesti rullalaakereita, jotka kantavat ensisijaisesti säteittäisiä kuormia; poistopäässä on pari vastakkaisia karttolaakereita. Nämä laakerit täyttävät kaksinkertaisen tehtävän: ne toimivat työntölaakereina roottorien toiminnasta syntyvää aksiaalista työntövoimaa vastaan samalla kun ne kantavat säteittäisiä kuormia. Samanaikaisesti ne tarjoavat roottorin liikkeelle tarvittavan vähimmäis aksiaalirajan, varmistaen tarkan toiminnan määritettyjen rajojen sisällä.

Erityisesti huomionarvoista on, että kun roottori pyörii jatkuvasti, jokainen keskenään hampaiden väliin sijoittuva hammassarja toistaa vuorotellen 'imeytyminen—puristus—pako' -prosessin. Useiden hammassarjojen työsyklit lukkiutuvat yhteen ja vaihtuvat jatkuvasti, mikä mahdollistaa kompressorin toimittaa tasainen ja stabiili kaasun ulostulo.