В современной промышленности роль сжатого воздуха играет большую роль. По своей значимости он стоит на одном ряду с электроэнергией, природным газом и водой. Для его производства со второй половине XVIII века использовали поршневые компрессора конструкции Вилькинсона. На создание компрессора данной конструкции изобретателя натолкнуло устройство паровой машины, которая к тому времени уже более ста лет трудилась на благо человечества.
В марте 1878 года немец Генрих Кригар из Ганновера первым запатентовал идею винтовых компрессоров, но из-за производственных возможностей того времени, они не были разработаны.
Сжатие воздуха происходило в пространстве между витками винтовой пары и стенками внешнего корпуса. Сама камера была заполнена маслом, которое сводило к минимуму зазоры, перегоняло воздух и смазывало рабочие элементы. Данный принцип работы произвел революцию в компрессорной технике и по сей день без существенных изменений используется в современных винтовых компрессорах.
Для оценки значимости данного открытия проведем сравнение этих двух конструкций.
1. И начнем пожалуй с фундамента, который для поршневых машин, вследствие сильной вибрации требует сложного устройства и значительных материальных затрат, а для винтовых компрессоров… для винтовых - он просто не нужен, достаточно ровной горизонтальной площадки.
2. КПД – основной показатель эффективности машины. У поршневых компрессоров КПД лежит в диапазоне 55-66%, у винтовых маслозаполненных компрессоров этот показатель составляет 68-75%.
3. Энергоэффективность – В «мертвых зонах» поршневых компрессоров теряется как минимум 25 % уже сжатого воздуха, в данных машинах для получения такого же объема воздуха по сравнению с винтовыми компрессорами необходимо на четверть больше электроэнергии при одинаковой производительности.
4. Качество сжатого воздуха - Воздух, выходящий из поршневого компрессора, содержит в своем составе масло, продукты износа и пыль (10-15мг/м³ по маслу и твердые частицы до 10мкм). В конструкции винтового компрессора уже предусмотрено наличие встроенной системы очистки воздуха. (2-3мг/м³ по маслу и твердые частицы до 5мкм)
5. Обслуживание - Капитальный ремонт поршневых компрессоров проводится через 16 тысяч часов работы. Его стоимость составляет приблизительно 10–15 % от цены нового компрессора. Капитальный ремонт ступени сжатия винтового компрессора проводится через 24 тысячи часов наработки. Ремонт, как правило, включает в себя замену подшипников винтового блока, после которой компрессор будет эксплуатироваться следующие 24 тысячи часов.
6. Уровень шума поршневого компрессора до 100 дБ, винтового 65-75
7. Режим работы поршневого компрессора -60% работа, 40%простой. Это требует выбора производительности компрессора с большим запасом к потреблению. Винтовые компрессора работают непрерывно, что позволяет избежать энергозатратных пусковых токов в электросети и увеличить ресурс оборудования.