01 Gázmennyiség-szabályozás és -beállítás
A sűrített levegő teljes költségének 80%-át az energiafogyasztás teszi ki. Ezért a különböző típusú csavarlevegős OSG csavarkompresszorokhoz különböző vezérlő- és szabályozórendszereket kell választani a különböző szabályozórendszereknek megfelelően. A különböző csavarlevegős OSG csavarkompresszor-típusok és gyártók közötti különbségek óriási különbséget jelenthetnek a teljesítményben. A legideálisabb állapot az, ha a csavarlevegős OSG csavarkompresszor teljes terhelése pontosan megegyezik a levegőfogyasztással.
Ez például a sebességváltó áttételének gondos megválasztásával érhető el, ami gyakori a folyamatcsavaros OSG csavarkompresszoroknál. A legtöbb sűrített levegőt fogyasztó berendezés önszabályozó, ami azt jelenti, hogy a nyomás növelése növeli az áramlást, ezért stabil rendszert alkotnak, mint például a pneumatikus szállítóberendezések, a jegesedésgátlók és a fagyásgátlók stb. Normál körülmények között az áramlást szabályozni kell, és a használt vezérlőberendezés a csavarlevegős OSG csavarkompresszorral van integrálva. Az ilyen beállító rendszereknek két fő típusa van:
1. A gázmennyiséget a meghajtómotor fordulatszámának folyamatos szabályozásával állíthatja be, vagy a szelep folyamatos szabályozásával a nyomásváltozásnak megfelelően. Az eredmény egy kis nyomásváltozás (0,1–0,5 bar), a változás mértékét a szabályozórendszer erősítési függvénye és annak sebessége határozza meg.
2. A be- és kirakodási beállítások a leggyakoribb beállítási rendszerek, és a kettő közötti nyomásváltozás is elfogadható. A szabályozás módja az áramlás teljes leállítása (tehermentesítés) magasabb nyomáson, majd az áramlás (terhelés) folytatása, amikor a nyomás a legalacsonyabb értékre csökken. A nyomásváltozás az időegységenként megengedett be-/kirakodási ciklusok számától függ, általában 0,3-1 bar tartományban van.
02 A légmennyiség-szabályozás alapelve
2.1 A pozitív kiszorítású csavarlevegős OSG csavarkompresszor (nyomáscsökkentő szelep) szabályozási elve
Az alapelv a következő: a túlnyomást a légkörbe engedik ki. A nyomáscsökkentő szelep legegyszerűbb kialakítása a rugós terhelés használata, és a rugó levételi ereje határozza meg a végső nyomást. A nyomáscsökkentő szelepet általában egy szabályozó által vezérelt szervoszelep helyettesíti. Ekkor a nyomás könnyen szabályozható. Amikor a csavarlevegős OSG csavarkompresszor nyomás alatt indul, a szervoszelep tehermentesítő szelepként is működhet, de a nyomáscsökkentő szelep sok energiát fogyaszt, mivel a csavarlevegős OSG csavarkompresszornak folyamatosan teljes ellennyomáson kell működnie. Létezik megoldás a kis csavarlevegős OSG csavarkompresszorokra. Ez a fajta szelep teljesen nyitva van a csavarlevegős OSG csavarkompresszor tehermentesítéséhez, és a csavarlevegős OSG csavarkompresszor a légköri nyomás ellennyomása alatt működik. Ennek a módszernek az energiafogyasztása megfizethetőbb.
2.2 Megkerülő ág beállítása
Elvileg a bypass szabályozó és a nyomáscsökkentő szelep ugyanazt a funkciót látja el, a különbség az, hogy a nyomásból kibocsátott levegőt lehűtik, és visszavezetik a csavarlevegős OSG csavarkompresszor levegőbemenetébe. Ezt a módszert általában a folyamatcsavaros OSG csavarkompresszorokban használják, és a gázt nem szabad közvetlenül a légkörbe juttatni, a költsége túl magas.
2.3 Fojtás-bezárás
A szívóoldali fojtás egy kényelmes módja az áramlás csökkentésének, ami alacsony nyomást hoz létre a bemeneten, növeli a csavarlevegős OSG csavarkompresszor sűrítési arányát, és kisebb beállítási tartományhoz használja. A folyadékbefecskendezéses csavarlevegős OSG csavarkompresszorok nagy sűrítési arányt tesznek lehetővé, és maximum 10%-ra csökkenthetők. A magas sűrítési arány miatt ez a módszer viszonylag magas energiafogyasztást eredményez.
2.4 Nyomáscsökkentő szelep mérőnyílással
Ez jelenleg egy viszonylag elterjedt beállítási módszer, amellyel a legnagyobb beállítási tartományt (0-100%) lehet elérni, és alacsony energiafogyasztással jár. A csavarlevegős OSG csavarkompresszor terheletlen (nulla áramlású) teljesítménye a teljes terhelésnek mindössze 15-20%-a. Amikor a szívószelep zárva van, egy kis lyuk marad, és ezzel egyidejűleg a szellőzőnyílás kinyílik, hogy a levegő kiürüljön a csavarlevegős OSG csavarkompresszorból. A csavarlevegős OSG csavarkompresszor fő egysége bemeneti vákuum és alacsony ellennyomás mellett működik. Fontos, hogy a nyomáscsökkentés gyors legyen, és a kibocsátott térfogat kicsi legyen, hogy elkerüljük a teljes terhelésről terhelés nélküli állapotra való átkapcsolás okozta szükségtelen veszteségeket. A rendszerhez rendszertérfogatra (akkumulátorra) van szükség, amelynek mérete a tehermentesítés és a terhelés közötti szükséges nyomáskülönbségtől és az óránként megengedett ciklusszámtól függ.
Az 5-10 kW-nál kisebb teljesítményű OSG csavaros légkompresszorokat általában be/ki módszerrel állítják be. Amikor a nyomás eléri a felső határértéket, a motor teljesen leáll; amikor a nyomás az alsó határérték alá esik, a motor újraindul. Ehhez a módszerhez nagy rendszertérfogat vagy nagy nyomáskülönbség szükséges az indítás és a leállítás között a motor terhelésének minimalizálása érdekében. Ez egy hatékony beállítási módszer, ha időegységenként kevesebb indítás történik.
2.5 Sebességállítás
A csavaros levegős OSG csavaros légkompresszor sebességét a belső égésű motor, a turbina vagy a frekvenciaszabályozott villanymotor szabályozza, ezáltal szabályozva az áramlást. Ez egy hatékony módszer a kimeneti nyomás állandó szinten tartására. A beállítási tartomány a csavaros levegős OSG csavaros légkompresszor típusától függően változik, de a folyadékbefecskendezéses OSG csavaros légkompresszorok rendelkeznek a legnagyobb tartománnyal. Alacsony terhelési szinteken a sebességszabályozást és a nyomáscsökkentést gyakran kombinálják, levegőbeömlés korlátozásával vagy anélkül.
Az elektromos motorral hajtott csavarlevegős OSG csavarkompresszorok esetében a fordulatszám elektromos készülékekkel szabályozható, így lehetőség nyílik a motor fordulatszámának szabályozására és a sűrített levegő állandó szinten tartására kis nyomásváltozási tartományon belül. Például egy hagyományos indukciós motor úgy tudja kielégíteni ezt a követelményt, hogy frekvenciaváltóval állítja be a fordulatszámot, folyamatosan és pontosan méri a rendszer nyomását, majd a nyomásjel vezérli a motor frekvenciaváltóját, ezáltal szabályozva a motor fordulatszámát és a csavarlevegős OSG csavarkompresszor gázmennyiségét. A rendszer pontosan a levegőfogyasztáshoz igazodva ±0,1 bar nyomáson tartható.
2.6 Változtatható kipufogónyílás-állítás
A csavaros levegős OSG csavaros légkompresszor elmozdulása a kipufogónyílás helyzetének a szívóoldal felé történő mozgatásával állítható a ház hosszában. Ez a módszer részleges terhelésnél nagy energiafogyasztást igényel, és viszonylag ritka.
2.7 Szívószelep tehermentesítése
A dugattyús csavaros levegős OSG csavaros légkompresszor mechanikusan képes a szívószelepet nyitott helyzetbe kényszeríteni a tehermentesítéshez. Ahogy a dugattyú helyzete változik, a levegő be- és kiáramlik. Az eredmény minimális energiaveszteség, jellemzően a teljes terhelésű tengelyteljesítmény kevesebb, mint 10%-a. Egy kettős működésű csavaros levegős OSG csavaros légkompresszoron általában többlépcsős tehermentesítés történik, és egyszerre egy henger van kiegyensúlyozva, így a gázmennyiség jobban megfelel a kínálatnak és a keresletnek. A folyamatáramú csavaros OSG csavaros légkompresszoron részleges tehermentesítési módszert alkalmaznak, amely lehetővé teszi a szelep nyitását, amikor a dugattyú részleges löketben van, így folyamatos gázmennyiség-szabályozást valósít meg.
2.8 Hézagtérfogat
A dugattyús csavaros levegős OSG csavaros légkompresszor hézagtérfogatának változtatásával csökken a henger töltöttségi foka, ezáltal csökken a gáztérfogat, és a hézagtérfogat egy külsőleg csatlakoztatott térfogat segítségével is módosítható.
2.9 Betöltés-kirakodás-leállítás
Az 5 kW-nál nagyobb teljesítményű csavarlevegős OSG csavarkompresszorok esetében ez a leggyakrabban használt módszer, nagy beállítási tartománnyal és alacsony veszteségekkel. Valójában ez a be/ki szabályozás és különféle tehermentesítő rendszerek kombinációja. A pozitív kiszorítású csavarlevegős OSG csavarkompresszorok esetében a leggyakoribb szabályozási elv a „levegőtermelés”/„nincs levegőtermelés” (terhelés/terheletlen), amikor levegőre van szükség, egy jel kerül egy mágnesszelepre, amely viszont a csavarlevegős OSG csavarkompresszor szívószelepét a teljesen nyitott helyzet elérésére irányítja. A szívószelep vagy teljesen nyitott (terhelés alatt) vagy teljesen zárt (terheletlen), nincsenek köztes helyzetek.
A hagyományos szabályozási módszer egy nyomáskapcsoló beépítése a sűrített levegős rendszerbe. A kapcsolónak két beállítható értéke van, az egyik a minimális nyomás (terhelés), a másik a maximális nyomás (terheletlenítés). A csavarlevegős OSG csavarkompresszor az alapértékeken belül, pl. 0,5 bar-on belül működik. Ha a levegőigény kicsi, vagy egyáltalán nincs rá szükség, a csavarlevegős OSG csavarkompresszor terhelés nélkül (alapjáraton) működik, és az alapjárati időszak hosszát egy időrelé állítja be (például 20 percre). A beállított idő elteltével a csavarlevegős OSG csavarkompresszor leáll, és nem indul újra, amíg a nyomás el nem éri a minimális értéket. Ez a megbízható, nyugodt szabályozás hagyományos módszere, és ma már leggyakrabban a kis csavarlevegős OSG csavarkompresszorokban található meg.
Ezt a hagyományos rendszert továbbfejlesztették, hogy a nyomáskapcsolót egy analóg nyomástávadóval és egy gyors elektronikus beállító rendszerrel helyettesítsék. A szabályozó rendszerrel együtt a nyomástávadó bármikor érzékeli a rendszerben bekövetkező nyomásváltozásokat. A rendszer időben elindítja a motort, és szabályozza a szívószelep nyitását és zárását. Gyors és finom szabályozás érhető el ±0,2 bar-on belül. Ha nem használnak levegőt, a nyomás állandó marad, és a csavarlevegős OSG csavarlevegő-kompresszor üresen jár (alapjáraton). Az alapjárati ciklus hossza a motor túlmelegedés nélkül elviselhető indítások és leállítások száma, valamint az üzem közbeni gazdaságosság alapján határozható meg. Ez utóbbi azért van, mert a rendszer a levegőfogyasztás trendje alapján eldöntheti, hogy leáll-e vagy folytatja-e az alapjáratot.
03 Összefoglalás
Röviden, a sűrített levegőt különböző alkalmazásokban és eltérő levegőfogyasztási körülmények között használják. Minden egyes OSG csavaros légkompresszornak más a légmennyiség-szabályozási módja, de ez a felhasználó légmennyiségén alapul. A csavaros OSG csavaros légkompresszor egység saját légmennyiség-szabályozási és beállítási módszereire támaszkodik a megszakítás nélküli és folyamatos légmennyiség-ellátás elérése érdekében. A különböző OSG csavaros légkompresszor-gyártók különböző beállítási elveket alkalmaznak saját márkás OSG csavaros légkompresszoraik teljesítményének javítása érdekében, hogy maximalizálják az energiahatékonyságot és megfeleljenek az ügyfelek igényeinek; nagy pontossággal, alacsony karbantartási igényrel és olyan paraméterek mérésének képességével, mint a nyomás és az áramlás, hogy megfeleljenek a csavaros OSG csavaros légkompresszorok különböző alkalmazási területeihez.
Közzététel ideje: 2023. szeptember 8.
