หลักการทำงานของเครื่องอัดอากาศแบบสกรูสองขั้นตอน

เครื่องอัดอากาศแบบสกรูเป็นเครื่องอัดอากาศแบบปริมาตรคงที่ ซึ่งทำหน้าที่อัดก๊าซโดยการลดปริมาตรการทำงานลงทีละน้อย

ปริมาตรการทำงานของเครื่องอัดอากาศแบบสกรูประกอบด้วยเฟืองโรเตอร์สองคู่ที่วางขนานกันและขบกัน และตัวเครื่องที่รองรับเฟืองโรเตอร์ทั้งสอง เมื่อเครื่องทำงาน ฟันของเฟืองโรเตอร์ทั้งสองจะขบกัน และเมื่อโรเตอร์หมุน ฟันที่ขบกันจะเคลื่อนไปยังปลายด้านไอเสีย ทำให้ปริมาตรที่ล้อมรอบด้วยฟันของอีกด้านค่อยๆ ลดลง และความดันค่อยๆ เพิ่มขึ้นจนถึงความดันที่ต้องการ เมื่อความดันถึงระดับที่ต้องการแล้ว เฟืองจะเชื่อมต่อกับช่องไอเสียเพื่อระบายอากาศออก

หลังจากที่ฟันของโรเตอร์อีกตัวหนึ่งเข้าไปในช่องดูดแล้ว จะเกิดช่องว่างสองช่องที่คั่นด้วยฟัน ช่องดูดที่อยู่ใกล้ปลายด้านดูดจะเป็นปริมาตรของอากาศดูด และช่องดูดที่อยู่ใกล้ปลายด้านปล่อยจะเป็นปริมาตรของก๊าซอัด เมื่อคอมเพรสเซอร์ทำงาน ฟันของโรเตอร์อีกตัวที่เสียบเข้าไปในช่องดูดจะเคลื่อนที่ไปยังปลายด้านปล่อย ทำให้ปริมาตรของอากาศดูดขยายตัวอย่างต่อเนื่อง และปริมาตรของก๊าซอัดหดตัวอย่างต่อเนื่อง จึงทำให้เกิดกระบวนการดูดและอัดในแต่ละช่องดูด เมื่อความดันของก๊าซอัดในช่องดูดถึงความดันที่ต้องการ ช่องดูดก็จะเชื่อมต่อกับช่องระบายอากาศ และกระบวนการปล่อยไอเสียก็จะเริ่มต้นขึ้น การเปลี่ยนแปลงของปริมาตรดูดและปริมาตรอัดที่แบ่งในช่องดูดโดยฟันของโรเตอร์อีกตัวจะเกิดขึ้นซ้ำๆ ทำให้คอมเพรสเซอร์สามารถดูด อัด และปล่อยไอเสียได้อย่างต่อเนื่อง

หลักการทำงานและโครงสร้างของคอมเพรสเซอร์แบบสกรู:

1. กระบวนการดูด: ช่องดูดด้านทางเข้าของเครื่องอัดอากาศแบบสกรูต้องได้รับการออกแบบเพื่อให้สามารถดูดอากาศเข้าไปในห้องอัดได้อย่างเต็มที่ เครื่องอัดอากาศแบบสกรูไม่มีชุดวาล์วดูดและวาล์วระบายอากาศ การดูดอากาศจะถูกปรับโดยการเปิดและปิดวาล์วควบคุมเท่านั้น เมื่อโรเตอร์หมุน ช่องว่างร่องฟันของโรเตอร์หลักและโรเตอร์เสริมจะถูกส่งไปยังช่องเปิดผนังด้านทางเข้าของอากาศ ช่องว่าง z* จะมีขนาดใหญ่ ในขณะนี้ ช่องว่างร่องฟันของโรเตอร์จะเชื่อมต่อกับอากาศอิสระของทางเข้าอากาศ เนื่องจากอากาศทั้งหมดในร่องฟันจะถูกระบายออกไปในระหว่างการระบายอากาศ และร่องฟันจะอยู่ในสภาวะสุญญากาศเมื่อสิ้นสุดการระบายอากาศ เมื่อถูกส่งไปยังทางเข้าของอากาศ ช่องว่าง z* จะมีขนาดใหญ่ ในขณะนี้ ช่องว่างร่องฟันของโรเตอร์จะเชื่อมต่อกับอากาศอิสระของทางเข้าอากาศ เนื่องจากอากาศทั้งหมดในร่องฟันจะถูกระบายออกไปในระหว่างการระบายอากาศ เมื่อสิ้นสุดการระบายอากาศ ร่องฟันจะอยู่ในสภาวะสุญญากาศ เมื่ออากาศถูกส่งไปยังช่องรับอากาศ อากาศภายนอกจะถูกดูดเข้าไปและไหลตามแนวแกนเข้าไปในร่องฟันของโรเตอร์หลักและโรเตอร์เสริม การบำรุงรักษาเครื่องอัดอากาศแบบสกรูนั้นสำคัญมาก เพราะเมื่ออากาศเต็มร่องฟันแล้ว ปลายด้านช่องรับอากาศของโรเตอร์จะหันออกจากช่องรับอากาศของตัวเครื่อง และอากาศระหว่างร่องฟันจะถูกปิด

2. กระบวนการปิดผนึกและลำเลียง: เมื่อสิ้นสุดการดูดของโรเตอร์หลักและโรเตอร์เสริม ร่องฟันของโรเตอร์หลักและโรเตอร์เสริมกับตัวเครื่องจะปิดสนิท ในขณะนี้ อากาศจะถูกปิดอยู่ในร่องฟันและไม่ไหลออกอีกต่อไป นั่นคือ [กระบวนการปิดผนึก] โรเตอร์ทั้งสองจะหมุนต่อไป และยอดฟันและร่องฟันของพวกมันจะตรงกันที่ปลายด้านดูด และพื้นผิวที่เชื่อมต่อกันจะค่อยๆ เคลื่อนไปยังปลายด้านระบาย

3. กระบวนการอัดและฉีดน้ำมันหล่อลื่น: ในระหว่างกระบวนการลำเลียง พื้นผิวที่ประกบกันจะค่อยๆ เคลื่อนไปยังปลายด้านไอเสีย นั่นคือ ร่องฟันระหว่างพื้นผิวที่ประกบกันและช่องไอเสียจะค่อยๆ ลดลง และก๊าซในร่องฟันจะถูกอัดและแรงดันจะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ นี่คือ [กระบวนการอัด] ในขณะเดียวกันกับการอัด น้ำมันหล่อลื่นก็จะถูกฉีดเข้าไปในห้องอัดและผสมกับก๊าซในห้องเนื่องจากความแตกต่างของแรงดัน

4. กระบวนการระบายอากาศ: เมื่อหน้าสัมผัสของโรเตอร์เครื่องอัดอากาศแบบสกรูเคลื่อนไปสัมผัสกับช่องระบายอากาศของตัวเครื่อง (ในขณะนี้ความดันของก๊าซอัดมีค่า z*สูง) ก๊าซอัดจะเริ่มระบายออกจนกระทั่งหน้าสัมผัสของฟันและร่องฟันเคลื่อนไปสัมผัสกับหน้าสัมผัสของช่องระบายอากาศ ในขณะนี้ ช่องว่างระหว่างร่องฟันของหน้าสัมผัสของโรเตอร์ทั้งสองกับช่องระบายอากาศของตัวเครื่องเป็นศูนย์ นั่นคือ กระบวนการระบายอากาศเสร็จสมบูรณ์ ในขณะเดียวกัน ความยาวของร่องฟันระหว่างหน้าสัมผัสของโรเตอร์กับช่องอากาศเข้าของตัวเครื่องจะถึงค่า z*ยาว และกระบวนการดูดอากาศกำลังดำเนินอยู่

เครื่องอัดอากาศแบบสกรูแบ่งออกเป็น: แบบเปิด, แบบกึ่งปิด และแบบปิดสนิท

1. คอมเพรสเซอร์แบบสกรูชนิดปิดสนิท: ตัวเครื่องทำจากเหล็กหล่อคุณภาพสูง มีรูพรุนต่ำ และเสียรูปจากความร้อนน้อย ตัวเครื่องมีโครงสร้างแบบผนังสองชั้นพร้อมช่องระบายอากาศ มีความแข็งแรงสูงและลดเสียงรบกวนได้ดี แรงภายในและภายนอกของตัวเครื่องมีความสมดุลกันโดยพื้นฐาน และไม่มีความเสี่ยงจากแรงดันสูงแบบเปิดและแบบกึ่งปิด เปลือกเป็นโครงสร้างเหล็กที่มีความแข็งแรงสูง รูปลักษณ์สวยงาม และน้ำหนักเบา ใช้โครงสร้างแนวตั้ง ทำให้คอมเพรสเซอร์ใช้พื้นที่น้อย ซึ่งเอื้อต่อการจัดวางหัวทำความเย็นหลายหัว ตลับลูกปืนด้านล่างแช่อยู่ในถังน้ำมัน ทำให้ตลับลูกปืนได้รับการหล่อลื่นอย่างดี แรงตามแนวแกนของโรเตอร์ลดลง 50% เมื่อเทียบกับแบบกึ่งปิดและแบบเปิด (ผลการปรับสมดุลของเพลามอเตอร์ด้านระบายอากาศ) ไม่มีความเสี่ยงจากการยื่นของมอเตอร์ในแนวนอน มีความน่าเชื่อถือสูง หลีกเลี่ยงผลกระทบของน้ำหนักของโรเตอร์สกรู วาล์วสปูล และโรเตอร์มอเตอร์ต่อความแม่นยำในการจับคู่ และเพิ่มความน่าเชื่อถือ ข้อดี: กระบวนการประกอบที่ดี การออกแบบสกรูแนวตั้งโดยไม่ต้องใช้ปั๊มน้ำมันช่วยให้คอมเพรสเซอร์ทำงานหรือหยุดได้โดยไม่ขาดแคลนน้ำมัน ตลับลูกปืนด้านล่างจุ่มอยู่ในถังน้ำมันทั้งหมด ในขณะที่ตลับลูกปืนด้านบนใช้แรงดันแตกต่างในการจ่ายน้ำมัน ความต้องการแรงดันแตกต่างของระบบจึงต่ำ ในกรณีฉุกเฉิน ฟังก์ชันป้องกันการหล่อลื่นของตลับลูกปืนจะช่วยป้องกันการขาดน้ำมันหล่อลื่นของตลับลูกปืน ซึ่งเอื้อต่อการเปิดใช้งานเครื่องในช่วงเปลี่ยนฤดู ข้อเสีย: การใช้ระบบระบายความร้อนด้วยไอเสีย มอเตอร์อยู่ที่ช่องไอเสีย ซึ่งอาจทำให้ขดลวดมอเตอร์ไหม้ได้ง่าย นอกจากนี้ยังไม่สามารถตัดความเป็นไปได้ที่จะเกิดความเสียหายได้ทันท่วงที

2. คอมเพรสเซอร์แบบสกรูชนิดกึ่งปิด

มอเตอร์ระบายความร้อนด้วยการพ่นละอองน้ำ มีอุณหภูมิการทำงานต่ำ อายุการใช้งานยาวนาน คอมเพรสเซอร์แบบเปิดใช้ลมในการระบายความร้อน ทำให้อุณหภูมิการทำงานของมอเตอร์สูงขึ้น ซึ่งส่งผลต่ออายุการใช้งานของมอเตอร์ และสภาพแวดล้อมการทำงานในห้องคอมพิวเตอร์ก็ไม่ดี การใช้ไอเสียในการระบายความร้อน ทำให้อุณหภูมิการทำงานของมอเตอร์สูงมาก อายุการใช้งานของมอเตอร์สั้น โดยทั่วไปแล้ว คอมเพรสเซอร์แบบใช้น้ำมันภายนอกจะมีขนาดใหญ่กว่า แต่ประสิทธิภาพสูงมาก คอมเพรสเซอร์แบบใช้น้ำมันภายในจะรวมกับคอมเพรสเซอร์ มีขนาดเล็ก ดังนั้นประสิทธิภาพจึงค่อนข้างต่ำ ประสิทธิภาพการแยกน้ำมันรองสามารถสูงถึง 99.999% ซึ่งสามารถรับประกันการหล่อลื่นที่ดีของคอมเพรสเซอร์ภายใต้สภาวะการทำงานต่างๆ อย่างไรก็ตาม คอมเพรสเซอร์แบบสกรูแบบกึ่งปิดที่มีลูกสูบนั้นขับเคลื่อนด้วยเกียร์เพื่อเพิ่มความเร็ว ความเร็วสูง (ประมาณ 12,000 รอบต่อนาที) การสึกหรอมาก และความน่าเชื่อถือต่ำ

สาม คอมเพรสเซอร์แบบสกรูเปิด

ข้อดีของเครื่องปรับอากาศแบบเปิด ได้แก่: 1) คอมเพรสเซอร์แยกจากมอเตอร์ ทำให้คอมเพรสเซอร์สามารถใช้งานได้หลากหลายมากขึ้น; 2) คอมเพรสเซอร์ตัวเดียวกันสามารถใช้กับสารทำความเย็นได้ต่างกัน นอกจากสารทำความเย็นไฮโดรคาร์บอนที่มีฮาโลเจนแล้ว ยังสามารถใช้แอมโมเนียเป็นสารทำความเย็นได้ด้วยการเปลี่ยนวัสดุของบางส่วน; 3) สามารถใช้มอเตอร์ที่มีกำลังการทำความเย็นต่างกันได้ตามสารทำความเย็นและสภาวะการทำงานที่แตกต่างกัน ข้อเสียหลักของเครื่องปรับอากาศแบบเปิด ได้แก่: (1) ซีลเพลารั่วได้ง่าย ซึ่งเป็นสาเหตุที่ผู้ใช้ต้องบำรุงรักษาบ่อย; (2) มอเตอร์ที่ติดตั้งหมุนด้วยความเร็วสูง ทำให้เกิดเสียงดังจากการไหลของอากาศ และเสียงของคอมเพรสเซอร์เองก็ดังมาก ส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม; (3) จำเป็นต้องติดตั้งตัวแยกน้ำมัน ตัวระบายความร้อนน้ำมัน และส่วนประกอบระบบน้ำมันที่ซับซ้อนอื่นๆ เพิ่มเติม ทำให้เครื่องมีขนาดใหญ่ ใช้งานและบำรุงรักษาไม่สะดวก