Principio di Funzionamento del Compressore a Vite Importante

I componenti principali di un compressore a vite sono costituiti da una coppia di rotori maschio e femmina elicoidali accoppiati all'interno del cilindro. Entrambi i rotori presentano diverse scanalature concave e ruotano a velocità elevate in direzioni opposte durante il funzionamento. L'interstizio tra i rotori e tra i rotori e la parete interna della carcassa è soltanto di 5 ai 10 millesimi di pollice (0,05 ai 0,10 millimetri), garantendo l'integrità della tenuta nel processo di compressione del gas.

Per quanto riguarda il sistema di trasmissione, il rotore principale (noto anche come rotore maschio o convesso) è tipicamente azionato da un motore elettrico (anche se esistono configurazioni azionate da motore in alcune applicazioni). La trasmissione della potenza al rotore secondario (noto anche come rotore femmina o concavo) avviene principalmente attraverso due metodi: trasmissione flessibile tramite un film d'olio formato dall'iniezione di olio, oppure trasmissione rigida tramite ingranaggi sincroni posizionati alle estremità di entrambi i rotori. Entrambi i metodi di trasmissione garantiscono l'assenza di contatto diretto metallo-metello durante il funzionamento dei rotori (in teoria), riducendo efficacemente l'usura e migliorando la stabilità operativa.

Il volume in mandata (portata) e la pressione in mandata del compressore sono determinati principalmente dai parametri strutturali dei rotori: rotori più lunghi incrementano la capacità di generazione della pressione durante la corsa di compressione, producendo una pressione in mandata più elevata; diametri di rotore maggiori aumentano il volume di gas per ogni ciclo di aspirazione, portando a un volume in mandata maggiore.

Il ciclo operativo segue la sequenza "aspirazione – compressione – scarico", descritta come segue: quando la cavità del dente del rotore a vite ruota in corrispondenza della posizione della presa di aspirazione, il suo volume aumenta gradualmente. Il gas ambiente viene aspirato dalla differenza di pressione e riempie la cavità. Proseguendo la rotazione del rotore, la cavità piena di gas viene sigillata dalla parete della carcassa, formando una camera di compressione indipendente. A questo punto, l'olio lubrificante viene iniettato nella camera ad alta pressione, svolgendo contemporaneamente le tre funzioni di tenuta, raffreddamento e lubrificazione. La rotazione continua del rotore fa diminuire costantemente il volume della camera di compressione, comprimendo progressivamente la miscela olio-gas (una combinazione di olio lubrificante e gas) all'interno della camera, con conseguente aumento continuo della pressione. Quando la camera di compressione ruota fino a allinearsi con la presa di scarico, la miscela olio-gas ad alta pressione viene espulsa dal compressore sotto pressione, completando così un intero ciclo di lavoro.

Il funzionamento stabile dei rotori è garantito da un sistema di cuscinetti a bassa frizione: i cuscinetti sono fissati e posizionati mediante tappi terminali vicino alle estremità dell'albero. L'estremità di aspirazione utilizza tipicamente cuscinetti a rulli, destinati principalmente a sopportare carichi radiali; l'estremità di scarico è dotata di una coppia di cuscinetti conici contrapposti. Questi cuscinetti svolgono una doppia funzione: agiscono come cuscinetti assiali per contrastare la spinta assiale generata dal funzionamento dei rotori e, al contempo, sopportano carichi radiali. Contemporaneamente, garantiscono il gioco assiale minimo necessario per il movimento dei rotori, assicurando un funzionamento preciso entro limiti specificati.

In particolare, mentre i rotori ruotano continuamente, ogni coppia di scanalature dentate in presa ripete sequenzialmente il processo "aspirazione—compressione—scarico". I cicli di lavoro delle diverse scanalature si incastrano e si alternano in modo continuo, consentendo al compressore di erogare un flusso di gas costante e stabile.