Когтевые компрессоры

Внутри корпуса на двух параллельных валах стоят роторы с выступами-«когтями». Валы связаны синхронизирующими шестернями, поэтому роторы вращаются строго согласованно и с постоянным зазором в доли миллиметра.

Цикл выглядит так:

1. Ротор открывает впускное окно, и воздух заполняет полость между когтями и корпусом.
2. Когти отсекают эту порцию от входа.
3. При вращении объём полости уменьшается, воздух сжимается.
4. Когда давление дошло до расчётного, открывается окно нагнетания и воздух уходит в линию.

Главное отличие от воздуходувки Рутса − сжатие внутреннее, воздух сжимается ещё до выхода из камеры. Поэтому когтевой компрессор эффективнее работает на 1–2 бар, где воздуходувке уже тяжело.

Когти не касаются друг друга, но зазоры между ними не нулевые: часть воздуха перетекает обратно. Отсюда потолок по давлению − около 2 бар на одну ступень.

Устройство интересное:

• Рабочая камера — корпус и два ротора. Смазки внутри нет, производитель её прямо запрещает.
• Редуктор синхронизации — шестерни, которые держат роторы в фазе. В нём есть масло, но оно отделено от камеры уплотнениями и в воздух не попадает.
• Входной фильтр и сетка — защищают камеру от пыли и мусора. При таких зазорах любая твёрдая частица опасна.
• Обратный клапан на входе — не даёт роторам раскрутиться в обратную сторону после остановки.
• Предохранительный клапан — защищает сам компрессор от перегрузки. Давление в системе он не регулирует: для этого ставят отдельный клапан или автоматику.
• Охлаждение воздушное: крыльчатки на валу двигателя и компрессора плюс рёбра корпуса. Поверхность нагревается выше +70 °C.
• Глушители и шумозащитный кожух — у когтевых компрессоров громкий узкополосный шум.

• Пневмотранспорт сыпучих материалов: муки, сахара, зерна, пластиковых гранул, цемента. Давление до 2 бар позволяет гнать продукт по длинным трассам и в плотной фазе.
• Аэрация на очистных сооружениях — особенно в глубоких аэротенках, где воздуходувке не хватает давления.
• Рыбоводство: аэрация бассейнов и установок замкнутого водоснабжения.
• Пищевые и фармацевтические производства, где воздух контактирует с продуктом и масло в нём недопустимо.
• Технологический воздух: продувка, перемешивание в ёмкостях, подача воздуха в процессы. 

• Воздух без масла. Камера сухая, отдельный отделитель масла и фильтры тонкой очистки для этого не нужны.
• Нет трущихся деталей в камере. Роторы не изнашиваются, производительность не падает со временем.
• Круглосуточная работа.
• Редкое обслуживание. Раз в месяц — осмотр фильтра, раз в квартал — уровень масла в редукторе, замена масла — раз в 20 000 часов (у Busch Mink).
• Эффективнее воздуходувки на давлении 1–2 бар за счёт внутреннего сжатия.

• Давление — не выше 2,2 бар. Для пневмосети цеха (6–10 бар) нужен винтовой или поршневой компрессор.
• Громко. 71–85 дБ в зависимости от модели. Без кожуха или отдельного помещения персоналу рядом нужны наушники.
• Горячий воздух на выходе. Напорная линия у Busch Mink должна выдерживать до 250 °C — пластиковые трубы не подойдут.
• Только сухой чистый воздух. Стандартные исполнения не рассчитаны на пары, жидкость, агрессивные и взрывоопасные газы. Для водяного пара у Busch есть версия Aqua, взрывозащищённые версии (ATEX).
• Обратное вращение опасно. При неправильном подключении фаз компрессор может выйти из строя за минуты, направление проверяют до пуска.
• Ремонт только в сервисе. Зазоры выставлены на заводе, после самостоятельной разборки их не восстановить.

 

Чем когтевой компрессор отличается от винтового?

Винтовой маслозаполненный даёт 7–13 бар, но в воздухе остаётся масло, и его приходится отделять. Когтевой — сухой, воздух без масла, но давление не выше 2,2 бар. Это компрессоры для разных задач.

В воздухе точно нет масла?

Масло есть только в редукторе синхронизации. От рабочей камеры оно отделено уплотнениями, а смазка самой камеры не нужна и не допускается.

Можно ли поставить компрессор в цеху?

Можно, но в шумозащитном кожухе или за перегородкой: шум 71–85 дБ. До стен нужно оставить не меньше метра для охлаждения, в помещении — нормальная вентиляция.

Нужен ли отдельный предохранительный клапан?

Да. Встроенный клапан защищает только компрессор и не предназначен для частого срабатывания. Давление в системе ограничивают отдельным клапаном или автоматикой.

Можно ли сжимать не воздух?

Стандартные исполнения рассчитаны на сухой воздух и неагрессивные, нетоксичные, невзрывоопасные газы. Для влажных газов есть исполнение Busch Aqua.