01 Gasvolymkontroll och justering
80 % av den totala kostnaden för tryckluft återspeglas i energiförbrukningen. Därför bör olika styr- och reglersystem väljas för olika typer av skruvluftkompressorer av typen OSG. Skillnader mellan olika typer och tillverkare av skruvluftkompressorer av typen OSG kan göra en enorm skillnad i prestanda. Det mest ideala tillståndet är att göra den fulla belastningen på skruvluftkompressorn av typen OSG exakt densamma som luftförbrukningen.
Detta kan uppnås genom att till exempel noggrant välja utväxlingsförhållandet för växellådan, vilket är vanligt i processskruvluftkompressorer av typen OSG. De flesta utrustningar som förbrukar tryckluft är självreglerande, vilket innebär att ökning av trycket ökar flödet, vilket är anledningen till att de bildar ett stabilt system, såsom pneumatisk transport, anti-isbildning och frysning etc. Under normala omständigheter måste flödet kontrolleras, och den styrutrustning som används är integrerad med skruvluftkompressorn av typen OSG. Det finns två huvudtyper av sådana justeringssystem:
1. Justera gasmängden genom att kontinuerligt styra drivmotorns hastighet, eller styr ventilen kontinuerligt enligt tryckförändringen för att uppnå kontinuerlig justering av gasmängden. Resultatet är en liten tryckförändring (0,1 till 0,5 bar), storleken på förändringen bestäms av reglersystemets förstärkningsfunktion och dess hastighet.
2. Justering av lastning och lossning är de vanligaste justeringssystemen, och tryckförändringar mellan de två är också acceptabla. Regleringsmetoden är att helt stänga av flödet (avlastningen) vid högre tryck och återuppta flödet (belastningen) när trycket sjunker till det lägsta värdet. Tryckförändringen beror på det tillåtna antalet lastnings-/lossningscykler per tidsenhet, vanligtvis i intervallet 0,3 till 1 bar.
02 Grundprincip för luftmängdsjustering
2.1 Reglerprincip för positiv deplacementskruvluftkompressor OSG (tryckavlastningsventil)
Grundprincipen för metoden är: släpp ut övertrycket till atmosfären. Den enklaste utformningen av en tryckavlastningsventil är att använda fjäderbelastning, och fjäderns uttagskraft bestämmer sluttrycket. Tryckavlastningsventilen ersätts vanligtvis av en servoventil som styrs av en regulator. Vid detta tillfälle kan trycket enkelt kontrolleras. När skruvluftkompressorn OSG startas under tryck kan servoventilen också fungera som en avlastningsventil, men tryckavlastningsventilen orsakar mycket energiförbrukning eftersom skruvluftkompressorn OSG måste arbeta kontinuerligt med fullt mottryck. Det finns en lösning för små skruvluftkompressorer OSG. Denna typ av ventil öppnas helt för att avlasta skruvluftkompressorn OSG, och skruvluftkompressorn OSG arbetar under mottrycket av atmosfärstrycket. Strömförbrukningen med denna metod är mer överkomlig.
2.2 Bypassjustering
I princip har bypassjusteringen och tryckavlastningsventilen samma funktion, skillnaden är att luften som frigörs från trycket kyls och återförs till luftinloppet på OSG-skruvluftkompressorn. Denna metod används vanligtvis i processskruvluftkompressorer, och gasen bör inte släppas ut direkt i atmosfären, vilket gör kostnaden för hög.
2.3 Strypning
Inloppsstrypning är ett bekvämt sätt att minska flödet, vilket innebär att generera lågt tryck vid inloppet, öka kompressionsförhållandet för skruvluftkompressorn OSG och använda den för ett mindre justeringsområde. Vätskeinsprutade skruvluftkompressorer OSG tillåter stora kompressionsförhållanden och kan justeras ner till maximalt 10 %. På grund av det höga kompressionsförhållandet resulterar denna metod i relativt hög energiförbrukning.
2.4 Övertrycksventil med mätinlopp
Detta är en relativt vanlig justeringsmetod för närvarande, som kan uppnå det största justeringsområdet (0 till 100 %) och har låg energiförbrukning. Den obelastade effekten (nollflöde) hos skruvluftkompressorn OSG är endast 15 till 20 % av full belastning. När insugningsventilen är stängd lämnas ett litet hål, och samtidigt öppnas ventilen för att släppa ut luften från skruvluftkompressorn OSG. Huvudenheten i skruvluftkompressorn OSG arbetar under förhållanden av inloppsvakuum och lågt mottryck. Det är viktigt att tryckavlastningen ska vara snabb och den frigjorda volymen ska vara liten, för att undvika onödiga förluster orsakade av att växla från full belastning till ingen belastning. Systemet kräver en systemvolym (ackumulator), vars storlek beror på den erforderliga tryckskillnaden mellan avlastning och lastning, och det tillåtna antalet cykler per timme.
Skruvlufts-OSG-skruvluftkompressorer på mindre än 5–10 kW justeras vanligtvis med på/av-metoden. När trycket når den övre gränsen stannar motorn helt; när trycket är lägre än den nedre gränsen startar motorn om. Denna metod kräver en stor systemvolym eller en stor tryckskillnad mellan start och stopp för att minimera belastningen på motorn. Detta är en effektiv justeringsmetod när det är färre starter per tidsenhet.
2.5 Hastighetsjustering
Hastigheten på skruvluftkompressorn OSG styrs av förbränningsmotorn, turbinen eller den frekvensreglerade elmotorn, vilket styr flödet. Det är en effektiv metod för att upprätthålla ett konstant utloppstryck. Justeringsområdet varierar beroende på typ av skruvluftkompressor, men vätskeinsprutade skruvluftkompressorer har det största området. Vid låga belastningsnivåer kombineras ofta hastighetsreglering och tryckavlastning, med eller utan luftintagsbegränsning.
För skruvluftkompressorer av typen OSG som drivs av elmotorer kan hastigheten styras av elektriska apparater, vilket ger möjlighet att kontrollera motorns hastighet och hålla tryckluften konstant inom ett litet område av tryckförändringar. Till exempel kan en vanlig induktionsmotor uppfylla detta krav genom att justera hastigheten med en frekvensomvandlare, kontinuerligt och noggrant mäta systemets tryck och sedan låta trycksignalen styra motorns frekvensomvandlare, varigenom motorns hastighet styrs och gasvolymen i skruvluftkompressorn av typen OSG anpassas exakt till luftförbrukningen, vilket gör att systemet kan hållas vid ±0,1 bar.
2.6 Variabel justering av avgasporten
Skruvluftkompressorns slagvolym kan justeras genom att flytta avgasportens position mot insugningsänden längs höljets längd. Denna metod kräver hög strömförbrukning vid dellast och är relativt ovanlig.
2.7 Avlastning av sugventil
Skruvluftkompressorn OSG med kolv kan mekaniskt tvinga sugventilen att vara i öppet läge för avlastning. När kolvens position ändras rör sig luft in och ut. Resultatet är minimal energiförlust, vanligtvis mindre än 10 % av full axeleffekt. På en dubbelverkande skruvluftkompressor OSG är det generellt flerstegsavlastning, och en cylinder balanseras åt gången, så att gasvolymen bättre kan möta utbud och efterfrågan. En partiell avlastningsmetod används på processflödesskruvluftkompressorn OSG, vilket gör att ventilen kan öppnas när kolven är i ett delslag, vilket realiserar kontinuerlig gasvolymkontroll.
2.8 Utförsäljningsvolym
Genom att ändra spaltvolymen på OSG-skruvluftkompressorn med kolvskruv minskas cylinderns fyllningsgrad, vilket minskar gasvolymen, och spaltvolymen kan också ändras med hjälp av en externt ansluten volym.
2.9 Lastning-lossning-avstängning
För skruvluftkompressorer av typen OSG med en effekt större än 5 kW är detta den vanligaste metoden, med ett stort justeringsområde och låga förluster. Det är faktiskt en kombination av på/av-justering och olika avlastningssystem. För skruvluftkompressorer av typen OSG med positiv förskjutning är den vanligaste reglerprincipen "producerad luft"/"ingen luft producerad" (lastning/avlastning). När luft behövs skickas en signal till en magnetventil, som i sin tur styr insugningsventilen på skruvluftkompressorn av typen OSG till helt öppet läge. Insugningsventilen är antingen helt öppen (belastad) eller helt stängd (avlastad), utan mellanlägen.
Den traditionella styrmetoden är att installera en tryckbrytare i tryckluftssystemet. Brytaren har två inställbara värden, ett är minimitrycket (belastning) och det andra är maximitrycket (avlastning). Skruvlufts-OSG-skruvluftkompressorn arbetar inom börvärdesgränserna, t.ex. 0,5 bar. Om luftbehovet är litet eller inte alls behövs, kommer skruvlufts-OSG-skruvluftkompressorn att gå utan belastning (tomgång), och tomgångsperiodens längd ställs in av ett tidsrelä (till exempel inställt på 20 minuter). Efter den inställda tiden stannar skruvlufts-OSG-skruvluftkompressorn och startar inte igen förrän trycket sjunker till ett minimivärde. Detta är den traditionella metoden för tillförlitlig och trygg kontroll och används numera oftast i små skruvlufts-OSG-skruvluftkompressorer.
Detta traditionella system vidareutvecklades för att ersätta tryckbrytaren med en analog tryckgivare och ett snabbt elektroniskt justeringssystem. Tillsammans med reglersystemet känner tryckgivaren av tryckförändringarna i systemet när som helst. Systemet startar motorn i tid och styr öppningen och stängningen av insugningsventilen. Snabb och finreglering kan uppnås inom ±0,2 bar. Om ingen luft används förblir trycket konstant och skruvluftkompressorn OSG går tom (på tomgång). Tomgångscykelns längd kan bestämmas utifrån antalet starter och stopp som motorn klarar utan att överhettas, och ekonomin under drift. Det senare beror på att systemet kan bestämma om det ska stoppas eller fortsätta tomgången utifrån luftförbrukningens trend.
03 Sammanfattning
Kort sagt används tryckluft i olika applikationer och under olika luftförbrukningsförhållanden. Varje skruvluftkompressor av typen OSG har en annan luftvolymmetod, men den är baserad på användarens luftvolym. Skruvluftkompressorenheten av typen OSG förlitar sig på sin egen luftvolymkontroll och justeringsmetoder för att uppnå oavbruten och kontinuerlig luftvolymtillförsel. Olika tillverkare av skruvluftkompressorer av typen OSG använder också olika justeringsprinciper för att förbättra prestandan hos sina egna märkes-skruvluftkompressorer av typen OSG. Detta för att maximera energieffektiviteten och möta kundernas krav. Detta med hög noggrannhet, lågt underhåll och möjligheten att mäta parametrar som tryck och flöde, för att möta tillämpningarna för olika tillfällen för skruvluftkompressorn av typen OSG.
Publiceringstid: 8 september 2023
