Principiul important de funcționare al compresorului cu surub

Componentele principale ale unui compresor cu surub constau într-un cuplu de rotoare elicoidale, masculin și feminin, angrenate în interiorul cilindrului. Ambele rotoare au mai multe canale concave pentru dinți și se rotesc la viteze mari în direcții opuse în timpul funcționării. Jocul dintre rotoare și între rotoare și peretele interior al carcasei este de doar 5 până la 10 miimi de inch (0.05 până la 0.10 milimetri), asigurând etanșeitatea procesului de comprimare a gazului.

În ceea ce privește sistemul de acționare, rotorul principal (cunoscut și ca rotor mascul sau convex) este antrenat în mod obișnuit de un motor electric (deși există configurații acționate de motor termic în unele aplicații). Transmisia puterii către rotorul secundar (cunoscut și ca rotor femelă sau concav) se realizează în principal prin două metode: antrenare flexibilă printr-un film de ulei format prin injecția de ulei, sau transmisie rigidă printr-o angrenaj sincron la capetele ambelor rotoare. Ambele metode de antrenare asigură lipsa contactului direct metal-metal în timpul funcționării rotoarelor (în teorie), reducând astfel uzura și îmbunătățind stabilitatea operațională.

Volumul de refulare (debitul) și presiunea de refulare ale compresorului sunt determinate în principal de parametrii structurali ai rotorului: rotoarele mai lungi îmbunătățesc capacitatea de creare a presiunii în timpul cursei de compresie, rezultând o presiune de refulare mai mare; diametrele mai mari ale rotorului măresc volumul de gaz pe ciclu de admisie, ducând la un volum de refulare mai mare.

Ciclul de funcționare urmează secvența „admisie – comprimare – evacuare”, descrisă în detaliu astfel: Atunci când camera dințată a rotorului elicoidal se rotește în poziția orificiului de admisie, volumul acesteia se extinde treptat. Gazul ambiental este aspirat datorită diferenței de presiune și umple cavitatea. Pe măsură ce rotorul continuă să se rotească, camera umplută cu gaz este etanșată de peretele carcasei, formând o cameră independentă de comprimare. În acest moment, uleiul de ungere este injectat în cameră la presiune ridicată, îndeplinind simultan cele trei funcții de etanșare, răcire și ungere. Rotirea continuă a rotorului determină reducerea treptată a volumului camerei de comprimare, comprimând progresiv amestecul ulei-gaz (un amestec de ulei de ungere și gaz) din interiorul camerei, ceea ce duce la o creștere constantă a presiunii. Atunci când camera de comprimare se rotește până se aliniază cu orificiul de evacuare, amestecul de ulei-gaz la presiune ridicată este expulzat din compresor sub presiune, finalizând un ciclu complet de lucru.

Funcționarea stabilă a rotorilor este susținută de un sistem de rulmenți cu frecare redusă: rulmenții sunt fixați și poziționați prin capace finale în apropierea extremităților arborelui. La capătul de admisie se utilizează de obicei rulmenți cu role, care preiau în principal sarcinile radiale; la capătul de refulare se află o pereche de rulmenți conici opuși. Acești rulmenți au o funcție dublă: acționează ca rulmenți axiali pentru a contracara forța axială generată de funcționarea rotorilor, precum și preiau sarcinile radiale. În același timp, asigură jocul axial minim necesar pentru mișcarea rotorilor, garantând o funcționare precisă în limitele specificate.

Remarcabil, pe măsură ce rotorul se rotește continuu, fiecare pereche de canale dentare angrenate repetă în mod secvențial procesul „admisie—comprimare—evacuare”. Ciclurile de funcționare ale mai multor canale dentare se îmbină și alternează în mod continuu, permițând compresorului să livreze un debit de gaz constant și stabil.