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Chapitre 2, Principes de construction et de fonctionnement

1, Architecture et fonctionnement du système

1.1, Construction de machines (omis)

1.2, Flux du système : système d'air principal, système d'air de commande, système d'huile

1.2.1, Système principal de voies aériennes

Le système de circuit d'air principal se compose d'un filtre à air, d'une vanne d'entrée d'air, d'une vis principale, d'un séparateur huile-air (y compris le noyau du séparateur d'huile), d'une vanne de pression minimale, etc. L'air extérieur passe par le filtre à air pour filtrer la poussière et les impuretés, puis par la vanne d'entrée d'air dans la chambre d'aspiration de la vis, et dans le processus de compression et d'injection de l'huile de lubrification, il est mélangé. Après compression, le mélange huile-air est déchargé dans le séparateur primaire huile-air (baril huile-air), plus de 99% de l'huile est séparée, puis après une séparation supplémentaire par le séparateur secondaire huile-air (noyau du séparateur d'huile), l'air comprimé propre passe par la soupape de pression minimale et entre dans le système d'utilisation.
A. Filtre à air
Le filtre à air est un filtre en papier sec dont la taille des pores est d'environ 10um. Sa fonction principale est de filtrer la poussière dans l'air.
B. Soupape d'admission d'air
La soupape d'admission d'air est de type à disque. Grâce au degré d'ouverture, de semi-ouverture et de fermeture du disque, il est possible de régler l'admission d'air (c'est-à-dire le volume d'échappement) afin de réaliser des économies d'énergie.
C. Hôte à vis
Avec la rotation du rotor, la taille de l'espace de la rainure de la dent formée par les rotors négatif et positif change, complétant l'inhalation, la compression et l'évacuation de l'air. En même temps que la compression, l'huile lubrifiante est également pulvérisée dans la chambre de compression en raison de la différence de pression et mélangée à l'air, puis évacuée vers le séparateur d'huile et de gaz.
D. Séparateur huile-air
Afin de réduire la teneur en huile des gaz d'échappement (c'est-à-dire de réduire la consommation d'huile) et de recycler l'huile de lubrification dans l'unité, il est nécessaire d'utiliser le séparateur huile-air. À partir de l'hôte du mélange d'huile et de gaz dans le séparateur primaire d'huile et de gaz (baril d'huile et de gaz), l'utilisation de la méthode de collision mécanique, la séparation de la grande majorité de l'huile lubrifiante ; puis, la teneur en huile a été considérablement réduite mélange d'huile et de gaz à un débit inférieur dans le séparateur secondaire d'huile et de gaz (sous-cœur d'huile), l'utilisation de la méthode d'agglomération d'affinité, et la séparation supplémentaire des lubrifiants résiduels.
E. Soupape de pression minimale
L'air comprimé propre après la séparation est introduit dans le système par la soupape de pression minimale. La pression d'ouverture de la soupape de pression minimale est fixée à environ 0,45Mpa, ce qui a principalement les fonctions suivantes:
(1). La priorité est donnée à l'établissement de la pression de circulation nécessaire à l'huile de graissage lors du démarrage pour assurer la lubrification de la machine.
(2). Lorsque la pression de gaz du réservoir d'huile et d'air dépasse 0,45 Mpa, la vanne ne s'ouvre qu'après l'ouverture du réservoir d'huile et d'air, ce qui permet de réduire la vitesse d'écoulement de l'air dans le noyau du séparateur d'huile, de garantir l'effet de séparation du noyau du séparateur d'huile et d'éviter que le noyau du séparateur d'huile ne soit endommagé en raison d'une grande différence de pression.
(3). Fonction de contrôle : Lorsque la pression dans le baril de pétrole et de gaz chute après l'arrêt de la machine, elle peut empêcher l'air comprimé dans le pipeline de refluer.

1.2.2, Systèmes de contrôle des voies respiratoires

Le système de contrôle de l'air se compose d'une vanne de commutation de charge et de décharge (électrovanne), d'une vanne proportionnelle, d'une vanne de purge, d'une vanne d'entrée d'air, d'un servocylindre et d'une vanne de sécurité.
A. Vanne de commutation de charge et de décharge (électrovanne)
La vanne de commutation de chargement et de déchargement est une électrovanne commandée par un interrupteur manuel pour la commutation de chargement/déchargement. Réduction de la charge au démarrage et avant l'arrêt, chargement pendant les heures de travail, la machine s'appuie sur la vanne proportionnelle pour réguler le fonctionnement de manière entièrement automatique.
B. Vanne proportionnelle
La vanne proportionnelle est le régulateur, l'élément clé du contrôle de la pression, elle convertit la pression de travail (pression d'entrée) en pression de contrôle (pression de sortie), la pression de sortie détermine l'expansion et la contraction des deux servocylindres.
C. Servocylindre de la vanne d'admission
Le servocylindre est l'actionneur. Le servocylindre de la soupape d'admission contrôle l'ouverture du disque de la soupape d'admission en fonction du niveau de la pression de sortie de la soupape proportionnelle, contrôlant ainsi le volume d'admission.
D. Soupape de purge
La soupape de purge est installée dans la soupape de pression minimale après l'utilisation de la tuyauterie du système, elle est également soumise au contrôle de la pression de sortie de la soupape proportionnelle, au moment approprié pour que l'atmosphère se décharge, réduisant ainsi la pression excessive du système.
E. Soupape de purge
La soupape de dégagement d'air est installée après le noyau du séparateur d'huile et avant la soupape de pression minimale. Elle est également contrôlée par la pression de sortie de la soupape proportionnelle et sera libérée dans l'atmosphère au moment opportun pour réduire progressivement la pression dans les réservoirs d'huile et de gaz.
F. Soupape de sécurité
La soupape de sécurité a pour but d'assurer la sécurité de fonctionnement des pièces de la machine, dans des conditions de fonctionnement normales. Si la soupape de sécurité continue d'agir, il convient de vérifier rapidement les raisons (telles que la défaillance de la régulation de l'entrée d'air, la défaillance de la régulation de l'accélérateur du moteur diesel, etc.) Pour les compresseurs de grande cylindrée, si la consommation de gaz du système est soudainement réduite à zéro, la pression peut augmenter plus rapidement que la vitesse de réaction du réglage pneumatique, de sorte que la soupape de sécurité s'ouvre pour relâcher la pression.
La soupape de sécurité a été réglée en usine.
La méthode de vérification de la soupape de sécurité consiste à tirer doucement sur le levier de libération d'air de la soupape de sécurité lorsque le compresseur fonctionne à pleine capacité ; si la soupape de sécurité peut évacuer l'air vers l'extérieur à ce moment-là, elle sera considérée comme normale.

1.2.3, Système d'huile

Le système de circuit d'huile sans pompe à huile, l'huile lubrifiante dépend de la différence de pression entre l'orifice de décharge du compresseur et l'orifice d'injection d'huile de l'hôte pour maintenir le flux dans le circuit. Lorsque la machine est en marche, l'huile lubrifiante contenue dans le baril d'huile et de gaz est soumise à la pression différentielle, passe par la vanne de contrôle de la température pour entrer dans le refroidisseur d'huile, est refroidie, puis passe par le filtre à huile pour éliminer les particules d'impuretés, la majeure partie de l'huile lubrifiante est pulvérisée dans la chambre de compression du compresseur, et le reste de l'huile lubrifiante passe dans les roulements, les joints d'arbre, etc. Enfin, toute l'huile lubrifiante et le gaz comprimé sont déversés dans le baril de pétrole et de gaz, ce qui permet de séparer la grande majorité de l'huile lubrifiante pour la recycler. La petite quantité d'huile lubrifiante séparée du noyau du séparateur d'huile est également renvoyée vers l'orifice d'aspiration du compresseur et d'autres endroits à basse pression.
A. Refroidisseur d'huile
Le refroidisseur d'huile refroidit l'huile de lubrification en circulation. Les ailettes du refroidisseur d'huile sont facilement recouvertes de poussière, ce qui affecte l'effet de refroidissement et peut entraîner une température élevée des gaz d'échappement et un arrêt du moteur.
B. Filtre à huile
Le filtre à huile est un filtre en papier dont la fonction est d'éliminer les impuretés de l'huile, telles que les particules métalliques, la détérioration de l'huile, etc. afin de protéger les roulements et le fonctionnement normal du rotor. Sa précision de filtration est comprise entre 10μ~15μ. Le filtre à huile est un consommable jetable, si le filtre à huile est obstrué et n'est pas remplacé à temps, cela peut entraîner une admission insuffisante d'huile, une augmentation de la température d'échappement de la tête, ce qui entraîne l'arrêt ; en même temps, l'insuffisance d'huile affectera également la durée de vie du roulement hôte.
C. Tambour à huile et à gaz
Le baril de pétrole et de gaz est également appelé séparateur primaire de pétrole et de gaz, qui utilise la méthode de collision mécanique pour séparer l'huile du mélange de pétrole et de gaz. Le côté du fût est équipé d'un indicateur de niveau d'huile. Le baril de pétrole et de gaz est équipé d'un robinet à boisseau sphérique d'eaux usées situé en dessous afin d'exclure le condensat du baril de pétrole et de gaz (l'eau étant plus lourde que l'huile, elle se précipite dans la partie inférieure). Un trou de ravitaillement se trouve sur le fût pour le ravitaillement en carburant.
D. Noyau de séparation de l'huile
Le noyau séparateur d'huile est également appelé séparateur secondaire d'huile et de gaz. Il utilise la méthode d'agrégation par affinité pour séparer davantage l'huile lubrifiante résiduelle. Le noyau séparateur d'huile est constitué de fibres de verre fines multicouches, l'air comprimé contenu dans le brouillard d'huile à travers le noyau séparateur d'huile peut être presque entièrement filtré, la taille des particules d'huile peut être contrôlée dans les 0,1um suivants, la teneur en huile peut être inférieure à 5PPm. Par la séparation du noyau séparateur d'huile d'une petite quantité d'huile lubrifiante, concentrée dans la rainure au fond du noyau séparateur d'huile, à travers le clapet anti-retour d'huile est renvoyée à l'orifice d'aspiration du compresseur, tel qu'un endroit à basse pression. En fonctionnement normal, le noyau séparateur d'huile peut être utilisé pendant environ 500-1000 heures de travail, mais l'huile lubrifiante et le degré de pollution du milieu environnant ont un impact important sur sa durée de vie. Si la pollution de l'environnement est très importante, il convient d'envisager l'installation d'un pré-filtre. En ce qui concerne le choix de l'huile lubrifiante, il faut suivre les recommandations de l'entreprise en matière d'huile pour compresseurs à vis. Évitez de mélanger différentes qualités d'huile de lubrification et d'utiliser de l'huile de contrefaçon.
D'une manière générale, les méthodes suivantes permettent de déterminer si le noyau du séparateur d'huile est endommagé:
A. Vérifier la différence de pression avant et après le noyau du séparateur d'huile avec la vanne de commutation, si elle dépasse 0,1Mpa;
B. Vérifier si la teneur en huile dans l'oléoduc augmente.
C. Vanne de régulation de la température
La machine est équipée d'une vanne de contrôle de la température devant le refroidisseur d'huile, dont la fonction est de maintenir la température d'échappement de la tête au-dessus de la température du point de rosée sous pression afin d'éviter la condensation de la vapeur d'eau dans l'air du baril de pétrole et de gaz et l'émulsification de l'huile lubrifiante. Lorsque la machine vient d'être mise en marche, la température de l'huile de lubrification est basse, à ce moment-là, le circuit de dérivation de la vanne de régulation de la température est ouvert, le circuit principal est fermé, et l'huile ne passe pas par le refroidisseur d'huile, mais directement dans le corps. Si la température de l'huile atteint 83 ℃ ou plus, la vanne de régulation de la température s'ouvre progressivement au circuit du refroidisseur d'huile, généralement jusqu'à 94 ℃ lorsqu'elle est complètement ouverte, à ce moment-là, l'huile sera entièrement refroidie par le refroidisseur d'huile et entrera ensuite dans le corps.

2, Principe de fonctionnement des compresseurs à vis à injection d'huile

2.1, Processus d'aspiration:

L'admission d'air d'un compresseur à vis n'est régulée que par l'ouverture et la fermeture d'un papillon d'admission. Lorsque l'espace entre la rainure des dents du rotor yin et yang et l'ouverture de la paroi d'entrée du boîtier est le plus grand, à ce moment-là, le rotor se trouve sous l'espace de la rainure des dents et l'entrée de l'air libre passe, parce que l'air d'échappement dans la rainure des dents de l'air a été entièrement déchargé, l'échappement est terminé, la rainure des dents est dans un état de vide, lorsque le tour à l'entrée d'air, l'air du monde extérieur qui est aspiré, et le long du flux axial dans la rainure des dents du rotor yin et yang. Lorsque l'air remplit toute la rainure des dents, le côté entrée d'air du rotor est détourné de l'entrée d'air du boîtier, et l'air entre les rainures des dents est fermé, ce qui constitue le "processus d'entrée d'air".

2.2, Processus de fermeture et de transport:

À la fin de l'aspiration, les crêtes des dents du rotor yin et yang et le boîtier se ferment, l'air dans la rainure de la dent ne s'écoule plus, c'est le "processus fermé". Les deux rotors continuent de tourner, le sommet des dents et la rainure des dents dans l'extrémité d'aspiration de l'anastomose, la surface de l'anastomose se déplace progressivement vers l'extrémité d'échappement, c'est le "processus de convoyage".

2.3, Processus de compression et d'injection:

Au cours du processus de transport, la surface d'engrènement se déplace progressivement vers l'extrémité d'échappement, c'est-à-dire que l'espace de la rainure de la dent entre la surface d'engrènement et l'orifice d'échappement est progressivement réduit, et l'air dans la rainure de la dent est progressivement comprimé, et la pression augmente progressivement, ce que l'on appelle le "processus de compression". En même temps que la compression, le lubrifiant est également pulvérisé dans la chambre de compression et mélangé à l'air en raison de la différence de pression.
L'injection d'huile joue quatre rôles principaux:
A, lubrification : le lubrifiant peut former un film d'huile entre les rotors, évitant le contact entre les rotors et réduisant la friction;
B, effet de refroidissement : comme le lubrifiant absorbe une grande quantité de chaleur de compression, le processus de compression est proche de la compression isotherme, ce qui réduit la puissance spécifique du compresseur;
C, effet d'étanchéité : le film d'huile produit par le lubrifiant peut jouer un rôle d'étanchéité sur l'air comprimé, améliorant ainsi l'efficacité volumétrique du compresseur;
D, réduction du bruit : réduction du bruit généré par la compression à haute fréquence.

2.4, Processus d'échappement:

Lorsque la face frontale de l'orifice d'échappement du rotor et le carter sont connectés (à ce moment-là, la pression du gaz comprimé est la plus élevée), le gaz comprimé commence à se décharger, jusqu'à ce que les crêtes dentaires et les rainures de la surface d'engrènement atteignent le carter de l'orifice d'échappement de la face frontale, à ce moment-là, les deux surfaces d'engrènement du rotor et le carter de l'orifice d'échappement de la rainure entre l'espace de zéro, ce qui correspond à l'achèvement du "processus d'épuisement". Au même moment, la longueur de la rainure entre la surface d'engrènement des rotors et l'entrée d'air du carter atteint sa plus grande longueur, ce qui marque le début d'un nouveau cycle de compression.

3, Modèle KS3003 National III Système de contrôle de compression d'air à vis

3.1, Aperçu du produit

Le contrôleur de compresseur d'air diesel KS3003 (ci-après dénommé contrôleur) est un système de surveillance entièrement automatique de compresseur d'air mobile à vis diesel National III, conçu à partir d'une puce ARM 32 bits haute performance, combinée à une technologie de contrôle avancée et à une technologie de communication CAN. Il peut détecter avec précision le niveau de diesel, la pression d'alimentation en air et la température d'échappement, et par le biais de la communication CAN, il peut contrôler la vitesse du moteur en temps réel, lire la vitesse du moteur en temps réel, la pression de l'huile, la température de l'eau, la tension de la batterie, la pression d'entrée d'air du moteur, la température d'entrée d'air, la consommation instantanée de carburant, la défaillance du moteur et d'autres informations, qui sont affichées sur l'écran. En fonction des données définies par l'utilisateur, il surveille les paramètres du compresseur d'air, envoie les signaux de commande correspondants et peut émettre des alarmes et des messages à l'intention de l'utilisateur par le biais de signaux sonores et lumineux.
Facile à installer et à utiliser.
(1), forte capacité anti-interférence.
(2), Protection par mot de passe à plusieurs niveaux.
(3), Résistant aux vibrations, aux températures élevées et basses, à l'humidité, au brouillard salin et à d'autres environnements difficiles, le panneau de commande est conforme à la norme IP65.
(4), L'unité centrale adopte une puce ARM 32 bits à haute performance, d'une grande fiabilité.
(5) Détection en temps réel de la pression d'alimentation en air, de la température des gaz d'échappement, du niveau d'huile et d'autres informations.
(6), Possède 2 interfaces de communication CAN, CAN1 supporte le protocole J1939 et la communication directe avec l'ECU ; CAN2 est utilisé comme esclave pour communiquer avec des dispositifs externes.
(7), Intégration d'une variété de données de communication de l'ECU du moteur. Il est pratique pour les clients de sélectionner le moteur diesel.
(8), Lecture en temps réel des données de fonctionnement du moteur, des données d'avertissement de défaut et stockage dans le contrôleur.
(9) Écran couleur de 7 pouces, résolution de 800 * 480, opération clé, s'adapte à une variété de conditions de travail complexes.
(10), contrôle PID intégré, en fonction de la pression de détection, ajustement en temps réel de la vitesse du moteur, pour obtenir une pression constante d'alimentation en gaz.
(11), Avec le module de communication 485, il peut être utilisé comme esclave pour communiquer avec des équipements externes selon le protocole Modbus et modifier les paramètres à distance.
(12), La pression et la température peuvent être calibrées en temps réel, et la plage de pression peut être réglée jusqu'à 4,0 MPa (voir les paramètres de calibrage).
(13), Le type de capteur de température peut être sélectionné entre Cu50 et Pt100 pour un remplacement facile.
(14) Peut afficher des informations sur les défauts du moteur en temps réel et stocker des informations sur les défauts dans l'historique.

3.2, Principaux indicateurs techniques

3.2.1, Environnement de travail
(1), Température de l'environnement de travail : -30℃ à +70℃ ; humidité relative : ≤98% ; résistance aux vibrations>4g.
(2), vibration : 2 à 25Hz, amplitude 1,6mm ; 25 à 100Hz, accélération ±40m/S2.
3.2.2, Mesure de la pression
(1), plage de mesure : Pression d'échappement 0,00 à 4,00MPa.
(2), Précision de mesure : 0,5 niveau.
(3), Capteur : Capteur de pression HUBA haute température 4-20mA.
3.2.3, Mesure de la température des gaz d'échappement
(1), Plage de mesure : -40℃ à +150℃.
(2), Précision de la mesure : 0,5 niveau.
(3), Capteur : Cu50 capteur de résistance en cuivre ou PT100 résistance en platine.
3.2.4, Mesure du niveau de diesel
(1), Plage de mesure : (0 à 100)%.
(2), Précision de mesure : 1%.
(3), Capteur : 0 à 130Ω correspond à (0 à 100)%. Il peut également être étalonné pour d'autres valeurs de résistance.
3.2.5, Interface de communication CAN
Le contrôleur dispose de deux communications CAN, les deux CAN2.0B, vitesse de transmission 250Kb/s, CAN1 supporte le protocole J1939 et peut contrôler la vitesse du moteur.
3.2.6, Mode d'affichage
Écran couleur LCD 7 pouces, tachymètre analogique, baromètre et autres graphiques dynamiques.
3.2.7, Alimentation du système
DC24V.

3.3, Forme du contrôleur

(1), Arrêt d'urgence : en cas de situation inattendue, appuyez sur la touche et arrêtez immédiatement;
(2), arrêt : lorsqu'on appuie sur cette touche, la vitesse est réduite à la vitesse de ralenti, puis la machine est arrêtée;
(3), Démarrage : lorsqu'on appuie sur cette touche, la machine démarre et le relais de démarrage est automatiquement déconnecté lorsque la vitesse dépasse la vitesse de démarrage;
(4), charge/diminution : sélection de l'état de travail.

Chapitre 3, Principales performances et paramètres techniques

Pour les spécifications techniques, veuillez consulter les liens ci-dessous :
compresseur d'air portable à vis LGCY