Compressore d'aria a compressione orizzontale a doppio stadio a vite elettrica

18 aprile 2025

Come funzionano i componenti principali di un compressore d'aria orizzontale a doppio stadio a vite elettrica per ottenere la compressione del gas?

Il compressore d'aria a vite elettrico orizzontale a doppio stadio di compressione è caratterizzato da due serie di rotori maschio e femmina intersecanti disposti orizzontalmente, che fungono da componenti centrali. I rotori del primo stadio comprimono inizialmente l'aria, portandola a un certo livello di pressione. L'aria compressa entra quindi in un raffreddatore intermedio, dove la sua temperatura diminuisce grazie allo scambio di calore, riducendo l'energia necessaria per la successiva compressione. Successivamente, l'aria entra nei rotori del secondo stadio per un'ulteriore compressione. Gli ingranaggi sincroni garantiscono la rotazione coordinata di ciascun gruppo di rotori. L'olio di lubrificazione circola continuamente, lubrificando i rotori, sigillando gli spazi tra i componenti e dissipando il calore, consentendo a tutti i componenti di lavorare in armonia e di completare in modo efficiente il processo di compressione del gas a due stadi.

Come fa il motore elettrico a convertire l'energia elettrica in energia meccanica per azionare il processo di compressione in questo tipo di compressore d'aria?

Il motore elettrico funge da motore del compressore d'aria. Una volta collegato all'alimentazione, una corrente elettrica attraversa l'avvolgimento dello statore, generando un potente campo magnetico rotante. In base al principio dell'induzione elettromagnetica, questo campo magnetico induce una corrente elettrica nell'avvolgimento del rotore, costringendo quest'ultimo a ruotare sotto l'influenza della forza elettromagnetica, convertendo così l'energia elettrica in energia meccanica. L'albero di uscita del motore è collegato all'albero motore principale del compressore tramite giunti o cinghie. Questo albero di trasmissione, a sua volta, trasferisce la potenza di rotazione ai rotori del primo e del secondo stadio attraverso un sistema di trasmissione. Grazie alla calibrazione precisa della velocità di rotazione e della coppia del motore e all'ottimizzazione del meccanismo di trasmissione, i rotori possono mantenere un funzionamento stabile alla velocità e alla potenza appropriate, azionando continuamente il processo di compressione del gas a doppio stadio.

Quali sono le principali fasi di compressione e i cambiamenti di stato che il gas subisce nel principio di funzionamento di questo compressore d'aria?

Il gas nel compressore d'aria orizzontale a doppio stadio a vite elettrica subisce una serie di fasi distinte. Nella fase di aspirazione del primo stadio, le scanalature dei denti dei rotori del primo stadio si aprono verso l'ingresso dell'aria e l'aria entra negli spazi chiusi formati dai rotori e dall'involucro a pressione atmosferica. Quando i rotori ruotano, il volume di questi spazi diminuisce, comprimendo l'aria e provocando un aumento significativo della pressione e della temperatura. Dopo il primo stadio di compressione, l'aria calda ad alta pressione fluisce nel raffreddatore intermedio. Qui il calore viene dissipato nell'ambiente circostante, riducendo la temperatura dell'aria e mantenendo l'aumento di pressione. Poi, nel secondo stadio di compressione, l'aria raffreddata entra nei rotori del secondo stadio. Mentre i rotori continuano a ruotare, l'aria viene nuovamente compressa, aumentando ulteriormente la sua pressione. Infine, nella fase di scarico, l'aria altamente compressa viene scaricata dall'uscita nel serbatoio dell'aria o nel sistema di utilizzo del gas. Durante il processo di scarico, a causa del trasferimento di calore nelle tubazioni e nelle apparecchiature, la pressione e la temperatura dell'aria subiscono un leggero calo.

Rispetto ad altri tipi di compressori d'aria, quali vantaggi unici presenta il principio di funzionamento di questo compressore d'aria in termini di miglioramento dell'efficienza?

Rispetto ai compressori d'aria monostadio e ad altri tipi tradizionali, il compressore d'aria orizzontale a doppio stadio a vite elettrica presenta notevoli vantaggi in termini di efficienza. La compressione a doppio stadio con raffreddamento intermedio riduce significativamente il lavoro di compressione complessivo. Raffreddando l'aria tra gli stadi, riduce al minimo l'impatto dell'aumento di temperatura durante la compressione, avvicinandosi a un processo di compressione isotermico, più efficiente dal punto di vista energetico rispetto alla compressione adiabatica. Inoltre, il funzionamento continuo e regolare dei rotori a vite riduce l'attrito meccanico e le perdite inerziali rispetto ai compressori alternativi. I profili ottimizzati dei denti dei rotori garantiscono un processo di compressione del gas più stabile ed efficiente. Inoltre, i sistemi di controllo avanzati possono regolare la velocità del motore in base all'effettiva richiesta d'aria, ottenendo un funzionamento a cilindrata variabile ed evitando sprechi di energia nei periodi di bassa domanda, migliorando così notevolmente l'efficienza operativa complessiva e rendendolo una scelta eccellente per le applicazioni industriali che richiedono un'alimentazione d'aria ad alta pressione e in grandi volumi.

Conclusione

Il compressore d'aria orizzontale a doppio stadio a vite elettrica dipende da due serie di rotori disposti orizzontalmente e dalla trasmissione di potenza del motore elettrico per eseguire il processo di compressione del gas a doppio stadio. Con l'ausilio di un raffreddatore intermedio e dell'olio lubrificante, tutti i componenti operano in stretta collaborazione per garantire un funzionamento stabile del compressore. L'esclusivo principio di compressione a doppio stadio, unito a tecnologie avanzate di raffreddamento e controllo, offre vantaggi significativi in termini di efficienza energetica e prestazioni di compressione rispetto ad altri compressori d'aria. Ciò lo rende particolarmente adatto a vari scenari industriali che richiedono fonti d'aria ad alta pressione, stabili ed efficienti, svolgendo un ruolo sempre più importante nella moderna produzione industriale.