Широкое распространение винтовых компрессоров предопределили их габаритные размеры, малая металлоёмкость, большая производительность по сравнению с поршневыми компрессорами, а так же высокая надёжность в работе и эффективность.
Компрессор имеет два винтовых ротора (ведущий и ведомый), которые приводятся в движение от электродвигателя через ременную передачу или посредством прямого соединения через муфту.
Винтовой компрессор не оснащён клапанами, в нем отсутствуют механические силы, вызывающие разбалансировку. Это означает, что он может работать при высокой скорости вращения вала, не опасаясь дисбаланса в работе подвижных частей. Конструкция позволяет получить высокую величину потока при малых габаритных размерах. Осевое усилие воспринимается подшипниками (парой подшипников шариковые-роликовые) и зависит от разности давлений между входом и выходом (всасыванием и нагнетанием) воздуха. Изначально винт был симметричным, но в дальнейшем видоизменялся и приобрёл совершено разные ассиметричные и даже геликоидальные (спиральные) профили).
Глобально винтовые компрессоры можно разделить на 2 типа:
+Масляные
+Безмасляные
Ничего сложного, но существует ряд нюансов, определяющих области применения, режимы работы и условия работы компрессорного агрегата.
Масляные винтовые компрессоры.
Пожалуй, самый распространённый вид компрессоров. Такие компрессоры охлаждаются и смазываются маслом, нагнетаемым в камеру сжатия (рабочую полость). Зачастую масло подается и в подшипники винтового блока. Кроме того, масло снижает "перетечки" воздуха через треугольную щель из области нагнетания в область всасывания, позволяя улучшить производительность и уровень давления.
Безмасляные винтовые компрессоры.
Так называемый "классический" тип винтовых компрессоров. Ассиметричный профиль винта был внедрён в конце 1960-х годов прошлого века. Этот новый профиль, благодаря уменьшению внтуренних "перетечек" газа, позволил значительно повысить КПД винтовых компрессоров, хоть и предъявлял более жёсткие требования к качеству винтовой пары. Вообще, вся потеря мощности в винтовой паре роторного компрессора обусловлена "перетечками" газа через треугольную щель, но об этом - в другой статье.
В винтовых компрессорах сухого сжатия, для синхронизации роторов, вращающихся навстречу друг другу, применяется внешняя зубчатая передача, так называемая "синхронизирующая пара" или "синхронизирующая пара шестерен".
Поскольку роторы не соприкасаются ни друг с другом, ни с корпусом компрессора, потребность в смазывающем материале отсутствует. Это существенно расширяет области применения безмасляных (сухих) винтовых компрессоров, позволяя использоваться их даже для наполнения БВД (баллонов высокого давления) воздухом, предназначенных для использования аквалангистами.
Для обеспечения низкого уровня "перетечек" воздуха, а так же во избежание физического контакта винтовой пары, роторы изготавливаются с высокой точностью.
Стоит отметить, что в "сухих" винтовых компрессорах уровень "перетечек" газа выше, что определяет максимальную степень сжатия винтового компрессора.
Степень сжатия винтового компрессора - отношение давления на нагнетании к давлению на всасывании. Во сколько раз компрессор поввышает давление по сравнению с тем, что имеет на всасывании. Например, степень сжатия 7 означает, что на нагнетании компрессор дает в 7 раз большее давление, чем на всасывании. Учитывая то, что на всасывании компрессора, как правило, давление равно 1 атмосфере (атмосферному давлению), получается, что на выходе компрессор выдает давление, в 7 раз превышающее атмосферное.
При расчете винтового компрессора, степень сжатия задается конструктором и технологическими потребностями, после чего делается вывод, какой именно компрессор проектировать: масляный или сухой. Степень сжатия (степень повышения давления) <7 позволяет уверенно выбрать сухой винтовой компрессор, однако, если нужно, что-то более 7.5, то правильным выбрать компрессор с подачей масла в рабочую полость.