Verschiedene Arten von Verdrängungskompressoren verstehen

Eine allgemeine Faustregel besagt, dass Verdrängungskompressoren am besten für Grundlastanforderungen geeignet sind. Wie funktionieren sie? Verdrängungskompressoren saugen Luft in eine oder mehrere ihrer Kompressionskammern. Wenn das Volumen jeder Kammer durch die Verschiebung eines oder mehrerer beweglicher Teile abnimmt, steigt der Druck.

Heute werfen wir einen Blick auf verschiedene Arten von Kompressoren, die eine positive Verdrängungskompression verwenden.

Kolbenkompressoren

Der Kolbenkompressor ist die älteste und am weitesten verbreitete Art von Industriekompressoren. Es ist in einfachwirkender oder doppeltwirkender, ölgeschmierter oder ölfreier Ausführung mit unterschiedlicher Anzahl von Zylindern in unterschiedlichen Konfigurationen erhältlich.

Ölfreie Kolbenkompressoren haben Kolbenringe aus Polytetrafluorethylen (PTFE) oder Kohlenstoff. Alternativ können Kolben und Zylinderwand wie bei Labyrinthkompressoren profiliert werden. Größere Maschinen sind mit einem Kreuzkopf und Dichtungen an den Kolbenbolzen sowie einem belüfteten Zwischenstück ausgestattet, um zu verhindern, dass Öl vom Kurbelgehäuse in den Verdichtungsraum gelangt. Kleinere Kompressoren haben oft ein Kurbelgehäuse mit dauerhaft abgedichteten Lagern.

Schraubenkompressoren

In den 1930er Jahren entwickelte rotierende Verdrängungskompressoren in Doppelschraubenform bestehen aus zwei Hauptteilen – dem männlichen und dem weiblichen Rotor, die sich in entgegengesetzte Richtungen drehen, während das Volumen zwischen ihnen und dem Gehäuse abnimmt. Jedes Schneckenelement hat ein festes, eingebautes Druckverhältnis, das von seiner Länge, der Steigung der Schnecke und der Form der Drucköffnung abhängt. Um die maximale Effizienz zu erreichen, muss das eingebaute Druckverhältnis dem erforderlichen Arbeitsdruck angepasst werden.

Moderne ölfreie Schraubenkompressoren haben asymmetrische Schraubenprofile, die interne Leckagen reduzieren und die Energieeffizienz verbessern. Ihre Außenzahnräder werden am häufigsten verwendet, um die Position der gegenläufigen Rotoren zu synchronisieren. Da sich die Rotoren nie berühren, ist keine Schmierung im Verdichtungsraum erforderlich und die erzeugte Druckluft ist absolut ölfrei.

Flüssigkeitseingespritzte Schraubenkompressoren verwenden eine Flüssigkeitsschmierung in ihrer Kompressionskammer und oft auch in ihren Kompressorlagern. Die Flüssigkeit kühlt und schmiert die beweglichen Teile des Kompressorelements, wodurch die zu komprimierende Luft gekühlt und die Rücklaufleckage zum Einlass reduziert wird. Heute ist Öl aufgrund seiner guten Schmier- und Dichteigenschaften die am häufigsten verwendete Flüssigkeit. Andere verwendete Flüssigkeiten umfassen Wasser.

Zahnkompressoren

Zahnkompressoren enthalten zwei Rotoren, die sich in einer Kompressionskammer gegenläufig drehen. Sein Verdichtungsprozess besteht aus Ansaug-, Verdichtungs- und Auslassphase. Während der Ansaugphase wird Luft in den Verdichtungsraum gesaugt, bis die Rotoren den Einlass blockieren. Die Luft wird dann in der Kompressionskammer komprimiert, die kleiner wird, wenn sich die Rotoren während der Kompressionsphase drehen. In seiner Endphase wird die Auslassöffnung während der Kompression durch einen der Rotoren blockiert, während der Einlass offen ist, um neue Luft in den gegenüberliegenden Abschnitt der Kompressionskammer einzusaugen.

Scroll-Kompressoren

Ein Scrollkompressor ist normalerweise eine Art ölfreier, umlaufender Verdrängungskompressor, der eine bestimmte Luftmenge auf ein kontinuierlich abnehmendes Volumen komprimiert. Das Verdichterelement besteht aus einer in einem Gehäuse befestigten Statorspirale und einer motorisch angetriebenen, exzentrisch umlaufenden Spirale. Die Spiralen sind mit 180° Phasenverschiebung montiert, um Lufteinschlüsse mit allmählich variierendem Volumen zu bilden, was den Spiralelementen radiale Stabilität verleiht. Wenn sich die umlaufende Spirale bewegt, wird Luft angesaugt und in einer der Lufttaschen gefangen, wo sie allmählich komprimiert wird, während sie sich zum Zentrum bewegt.

Flügelzellenkompressoren

Die meisten Flügelzellenkompressoren sind ölgeschmiert und arbeiten nach dem gleichen Prinzip wie viele Druckluft-Expansionsmotoren. Ein Rotor mit radial beweglichen schaufelförmigen Flügeln ist exzentrisch in einem Statorgehäuse gelagert. Bei der Rotation werden die Leitschaufeln durch die Zentrifugalkraft gegen die Statorwände gedrückt. Luft wird angesaugt, während der Abstand zwischen Rotor und Stator zunimmt. Die Luft wird in den verschiedenen Verdichtertaschen eingefangen und nimmt mit der Drehung an Volumen ab und wird später ausgestoßen, wenn die Leitschaufeln die Auslassöffnung passieren.

Wurzelbläser

Ein Roots-Gebläse ist ein ventilloser Verdrängungskompressor ohne interne Verdichtung. Wenn der Verdichtungsraum mit der Auslassöffnung in Kontakt kommt, strömt Druckluft von der Druckseite zurück in das Gehäuse. Anschließend erfolgt eine weitere Verdichtung, wenn das Volumen der Verdichtungskammer bei fortgesetzter Drehung weiter abnimmt. Dementsprechend erfolgt die Verdichtung gegen vollen Gegendruck, was zu einem geringen Wirkungsgrad und einem hohen Geräuschpegel führt. Wälzkolbengebläse werden häufig als Vakuumpumpen und zur pneumatischen Förderung in Niederdruckanwendungen eingesetzt.

Es kann kompliziert sein, den richtigen Verdrängungskompressor für Ihre Anforderungen zu finden, aber Atlas Copco hilft Ihnen gerne weiter. Senden Sie uns einfach eine Nachricht auf unserer Kontaktseite, und ein Experte weist Sie in die richtige Richtung.