Il compressore a vite è un apparecchio di tipo industriale che esegue una compressione dell’aria tramite una coppia di viti. È ampliamente utilizzato nell’industria quando è necessario fornire senza interruzioni aria compressa ai sistemi pneumatici. I compressori a vite sono apparecchi moderni che prevedono un consumo di energia elettrica limitato, sono apprezzati per la loro semplicità e longevità.
Il compressore a vite è dotato di un sistema di refrigerazione ad aria, a liquidi o a olio. Conseguentemente l’aria lavorata può contenere gocce d’olio, particelle solide e vapori che provocano l’usura dell’apparecchio. Quindi nei casi in cui sia necessario mantenere degli alti standard di purezza dell’aria, si prediligono i sistemi di refrigerazione ad aria o a liquidi. Esistono anche dei modelli di compressore dotati di serbatoio e deumidificatore che permettono l’eliminazione delle impurità dall’aria e ne garantiscono un flusso regolare, oltre a un risparmio dell’energia elettrica. Questi modelli sono la soluzione ideale per le piccole industrie.
Gli impianti per la compressione a vite sono avviati tramite un motore elettrico. Una determinata quantità di refrigerante (gas) si muove in modo che sia possibile controllare in modo preciso il processo di refrigerazione del compressore. La valvola di distribuzione a cassetto garantisce una riduzione dell’afflusso del gas e della potenza.
Questi compressori hanno il regime di funzionamento in folle che permette di diminuire di cinque volte il consumo energetico e di ridurre l’usura dei dettagli in quanto il motore non viene acceso quando non necessario.
Il compressore a vite, differentemente da quello a pistoni, non elimina l’aria superflua. Inoltre produce aria compressa di temperatura moderata.
I compressori di questo tipo hanno ricevuto la prima licenza negli anni 30. Essendo dei validi concorrenti degli altri compressori volumetrici, hanno subito visto crescere la propria popolarità e le sfere di utilizzo. Ora i compressori a vite sono attivi nei più diversi settori industriali e sono dotati di caratteristiche tecniche comparabili a quelle degli apparecchi a pistoni di classe industriale. I compressori a vite sono utili per le imprese nelle quali è necessario il funzionamento costante, senza interruzioni.
Gli impianti di compressione a vite sono dotati di due viti, una con la superficie concava e una convessa.
Lo spazio tra le viti e il corpo di contenimento del compressore è la camera di compressione. Durante la rotazione delle viti il volume della camera cresce, le protuberanze dei rotori si allontanano dalle relative concavità, provocando l’aspirazione dell’aria. Quando la camera raggiunge il suo volume massimo il processo di aspirazione si arresta e la camera resta isolata dalle bocchette. Successivamente nella cavità del rotore principale entra la sporgenza del rotore secondario. Grazie al movimento di questi due elementi il volume tra di loro diminuisce gradualmente, dando luogo alla compressione dell’aria.
Normalmente l’olio non viene a contatto con la camera di compressione. Le viti si trovano dentro al corpo di contenimento, che è dotato di una o più superfici di separazione, alesature, giunti e camere di aspirazione e compressione. Per via dell’alta frequenza dei movimenti di rotazione eseguiti dalle viti, si utilizzano dei cuscinetti di scorrimento.
Grazie all’utilizzo di un apposito gas di bloccaggio si evita che l’olio dei cuscinetti venga a contatto con il gas compresso. Il gas di bloccaggio è erogato nei giunti, che sono un gruppo di anelli tra le viti e i cuscinetti.
Descrizione schematica di un compressore a vite standard
La struttura di questi compressori più comune e più semplice prevede che l’aria o il gas vengano introdotti attraverso una valvola di aspirazione e un filtro apposito (1) con dei sensori in grado di stabilire la presenza di impurità. L’aria raggiunge quindi il “cuore” del compressore, la coppia di viti (2), a contatto delle quali si mescola all’olio, preventivamente depurato. L’aria, mescolata all’olio, passa quindi attraverso il blocco delle viti al sistema pneumatico. Il compressore è dotato di un separatore nel quale l’olio e l’aria vengono divisi. L’aria passa poi attraverso l’impianto di raffreddamento per proseguire verso l’uscita. L’olio invece torna indietro verso le viti. In base alla sua temperatura, l’olio può compiere un percorso breve oppure, se è necessario raffreddarlo, compiere un percorso più lungo per passare attraverso il radiatore. La temperatura è misurata da un termostato (7) che regola il passaggio dell’olio nel radiatore (8). L’olio viene quindi diretto attraverso una bocchetta (10) in direzione delle viti, che vengono avviate grazie al motore elettrico. Il compressore si accende e si spegne automaticamente grazie a un controller o un relè di pressione. Nello schema sottostante è illustrata in modo dettagliato la struttura di un compressore a vite standard.
Gli impianti di compressione a vite sono dotati di una coppia di viti (due rotori con insenature). Una delle viti ha la superfice concava, l’altra convessa. La compressione dell’aria avviene durante la rotazione delle viti in direzioni opposte. Quando la compressione raggiunge il livello limite, l’aria passa attraverso il foro di mandata collocato sulla parete frontale.
La versione classica di questo tipo di compressori presenta due viti, ma esistono modelli con una vite, il cui azionamento è garantito dal motore elettrico.
Gli elementi principali della costruzione di queste macchine sono il corpo del compressore, il motore elettrico, il ventilatore, il blocco contenente le viti, i filtri (dell’olio e di aspirazione), i dispositivi per il raffreddamento e per la separazione dell’olio, l’impianto di raffreddamento per l’aria, il sistema di gestione e controllo, i canali di collegamento (per l’aria e l’olio). Gli elementi secondari comprendono il relè di pressione, il termostato, la valvola di protezione ecc.
Il compressore a vite, come quello a pistoni, può essere dotato di un serbatoio (o un collettore d’aria) che permette la stabilizzazione del regime di funzionamento, l’aumento della qualità e il raffreddamento dell’aria compressa. La regolazione della trasmissione in generale facilita un aumento dell’efficacia del compressore. I sistemi elettronici di comando basati su i più moderni microprocessori permettono di gestire i parametri principali.
Il modello classico di questo tipo di compressori è dotato di due viti (una con la superficie concava, una convessa), ma esistono anche modelli con una sola vite. Nel primo caso, le due viti ruotano in direzioni opposte, provocando così la compressione del gas. Quando la vite è una, invece, il movimento è causato dal motore elettrico.
I compressori a vite sono inoltre classificati in base al tipo di trasmissione: a cinghia o a trazione diretta.
Nei compressori con trasmissione a cinghia vi sono due pulegge (una direttamente sul motore, l’altra sulla coppia di viti) che trasmettono il movimento ai rotori. Più alta è la velocità della rotazione, più alto è il livello di produttività, ma più basso è il livello di pressione prodotta. Nei macchinari con trasmissione a trazione diretta, invece, è presente un riduttore o un sistema di trasmissione diretta attraverso manicotti.
Inoltre i compressori si classificano in base alla presenza o meno di olio nel blocco dove sono collocate le viti e dove di fatto avviene la compressione. Questa ulteriore classificazione è descritta nel dettaglio nei prossimi paragrafi.
Compressori a vite con olio lubrificante
Si tratta di un tipo di compressore molto diffuso. Il rotore portante trasmette la rotazione al secondo rotore. L’olio permette di ridurre il calore che si produce durante la compressione dell’aria e viene successivamente eliminato dal separatore, che garantisce quindi la purificazione dell’aria in uscita. Il 99,9% dell’olio è quindi diviso dall’aria e rimesso in circolo nel compressore. Tuttavia la piccola parte restante dell’olio resiste al filtraggio del separatore e viene espulso dal compressore insieme all’aria. Per questa ragione questo tipo di compressore non può essere utilizzato nel caso in cui si esiga un prodotto completamente puro senza alcun residuo di lubrificante.
Nonostante ciò va ricordato che per la maggior parte delle fabbriche, delle industrie e degli impianti metalmeccanici la presenza di una piccola quantità d’olio non ha significativa importanza. L’olio aiuta anzi a contrastare la formazione della ruggine all’interno del sistema di compressione e permette al macchinario un funzionamento regolare.
I vantaggi:
Gli svantaggi:
Compressori a vite senza olio lubrificante
Questi compressori si distinguono dai precedenti per la mancanza dell’olio lubrificante. La compressione avviene in due fasi per evitare un eccessivo aumento di temperatura: infatti eseguendo la compressione, per esempio, da 1 a 7 bar in una sola fase, l’aria può raggiungere un elevato livello di calore.
Durante la prima fase l’aria viene compressa fino a un certo livello, per esempio fino al raggiungimento di 2,5 bar. Dopodiché l’aria, che ha subito un aumento di temperatura, passa attraverso un dispositivo per il raffreddamento prima di intraprendere la seconda fase, durante la quale viene raggiunta la pressione finale desiderata, per esempio 7 bar.
Generalmente le due fasi sono collegate a un riduttore con un motore elettrico che mette in funzione contemporaneamente.
Nel caso in cui sia necessario ottenere aria pura priva di residui d’olio al 100%, il compressore a vite senza lubrificante è la soluzione ideale. Il prezzo è certamente più elevato, ma la purezza dell’aria è garantita.
I vantaggi:
Gli svantaggi rispetto al modello con lubrificante:
I compressori senza lubrificante sono utilizzati in diverse sfere, come nell’industria alimentare, chimica, farmaceutica, radioelettrica e per la produzione di semiconduttori.
I compressori a vite senza lubrificante a olio si dividono a loro volta nei compressori a secco e in quelli con iniezione d’acqua nella camera di compressione.
Compressori a vite con iniezione d’acqua nella camera di compressione
I compressori a vite con iniezione d’acqua sono gli unici compressori con una potenza più bassa di 55 kW in grado di raggiungere una pressione di 13 bar. Indipendentemente dal livello di pressione con un giusto dosaggio d’acqua la temperatura dell’aria non supera i 12°. Il calore che viene a contatto con gli elementi del macchinario non ha quindi valori significativi, il che determina la longevità di questi compressori, la loro affidabilità e sicurezza. Grazie a questo meccanismo, le ottime qualità dell’acqua vengono utilizzate per garantire la riduzione del calore.
Lo strato d’acqua separa i profili delle due viti anche se uno dei due rotori mette in movimento l’altro.
Questo tipo di compressori può essere molto conveniente per l’utente poiché apporta i seguenti vantaggi:
I gas tipicamente lavorati con l’ausilio dei compressosi a vite a iniezione d’acqua includono i gas di riciclo, l’ossido di etilene, il gas di carbone e gas molto specifici come per esempio quelli contenenti cloro.
Per la compressione e la conseguente espulsione dell’aria o del gas compresso si usano diversi tipi di compressori o impianti di compressione. I compressori a vite sono un sottotipo dei compressori a rotori, nei quali la compressione avviene grazie alla rotazione di due rotori disposti a ingranaggio e dotati di un’apposita dentatura.
I compressori a vite appartengono alla classe dei compressori rotativi di tipo volumetrico, nei quali la compressione avviene grazie alla riduzione dello spazio. L’aria compressa può essere poi utilizzata come energia per diversi meccanismi esecutivi, o per la realizzazione di processi tecnologici.
L’industria moderna necessita di apparecchiature di qualità con un alto livello di produttività e un impiego economico delle risorse, tra cui impianti di compressione, e questa necessità è in continua crescita.
Compressori a una o due viti
Al giorno d’oggi sono prodotti diversi tipi di compressori a vite, che possiamo riunire in due gruppi:
La struttura dei compressori a una vite presuppone l’utilizzo di un rotore centrale che svolge il ruolo di vite. Da entrambe le parti del rotore sono collocate una o due ruote dentate. La vite centrale causa la rotazione degli altri rotori che provocano la compressione dell’aria o del gas introdotti nel compressore attraverso un foro di ingresso.
I compressori a due viti sono dotati di due rotori: quello principale o portante e quello secondario o ausiliario. I compressori a vite non hanno valvole per l’entrata e l’uscita del gas. La sostanza, per esempio il refrigerante, viene aspirata nel compressore da una parte ed espulso dall’altra parte. Il rotore principale provoca la rotazione del rotore secondario. Rotando in direzioni opposte, i rotori causano a loro volta la compressione del gas refrigerante. La forma dei rotori è alla base della denominazione del compressore: “a vite”.
Il refrigerante, entrando attraverso il foro d’ingresso del compressore, raffredda il motore elettrico e successivamente passa per gli appositi canali che portano alla cavità della zona esterna. Qui si trovano le ruote dentate del rotore. Il foro d’uscita, dotato di valvola, espelle il refrigerante dal compressore.
La compressione dell’aria, del gas di diversi tipi o del refrigerante avviene secondo lo stesso principio del compressore a una vite.
Classificazione dei compressori a vite in base al tipo di trasmissione
Nell’esecuzione strutturale dei compressori a vite sono previsti 4 tipi di trasmissione: a cinghia, a ruota dentata, a trazione diretta e a trazione diretta con controllo di frequenza.
Tra i diversi tipi di compressori a vite possiamo distinguere quelli a diesel e quelli a rotazione.
I compressori a vite a diesel sono utilizzati, per lo più, in zone aperte senza accesso all’energia elettrica. L’alimentazione del compressore è infatti effettuata grazie al carburante diesel. Dal punto di vista strutturale questi apparecchi sono piuttosto compatti, facili da maneggiare e da trasportare, utilizzabili in situazioni climatiche estreme (temperatura, umidità e presenza di polveri più alte del normale). Sono inoltre affidabili e caratterizzati da alti indicatori di qualità. Grazie alle loro qualità i compressori a diesel sono ora ampiamente richiesti sul mercato.
I compressori rotativi a vite sono stati creati negli anni ’30 del XX secolo e, pertanto, sono da tempo utilizzati in diverse sfere industriali. Sono inoltre molto richiesti grazie alle numerose qualità. Le caratteristiche di questi compressori sono le seguenti:
Gli impianti di compressione sono famosi per la varietà dei numerosi tipi, diversi per struttura, produttività, principio di funzionamento ecc. Si distinguono infatti i seguenti tipi di compressori a vite:
In base alla posizione dei cilindri i compressori a vite si distinguono in verticali e angolari.
In base al tipo di fluido refrigerante si distinguono in compressori a freon, ad ammoniaca, a cloruro di metile e ad anidride solforosa. Tra questi i più diffusi oggi sono i compressori a freon.
In base alle condizioni di utilizzo i compressori possono essere di tipo comune, cioè utilizzabili in condizioni normali, e speciali, cioè realizzati per condizioni climatiche tropicali.
In base alla temperatura di bollizione del fluido refrigerante i compressori possono essere a bassa, media e alta temperatura.
In base al sistema di raffreddamento i compressori si dividono in quelli raffreddati ad acqua e in quelli raffreddati ad aria.
In base alla funzione e alla sostanza lavorata possiamo distinguere i seguenti tipi di compressori:
I compressori a vite sono apparecchiature molto competitive sul mercato grazie ali loro parametri tecnici:
Gli impianti per la compressione a vite sono apparecchiature tecniche complesse caratterizzate da un prezzo più alto di quello dei compressori di altri tipo, che è però giustificato da una serie di importanti qualità:
Elenchiamo quindi i principali pregi dei compressori a vite:
Un pregio molto importante è rappresentato dalle dimensioni dei compressori a vite, piuttosto ridotte. Questi macchinari sono utilizzati in piccole industrie che necessitano di piccole quantità di aria compressa. I compressori a vite a bassa potenza hanno un prezzo decisamente economico, pur offrendo un’ottima affidabilità ed essendo semplici da trattare.
Oggi sul mercato troviamo dei modelli di compressore a vite del tutto corrispondenti per indice di produttività e potenza ai macchinati centrifughi o a pistoni.
Tra gli svantaggi dei compressori a vite possiamo riscontrare le seguenti caratteristiche:
Grazie alle eccezionali caratteristiche tecniche gli impianti di compressione a vite sono utilizzati in sfere industriali tra loro molto diverse:
I compressori a vite possono lavorare quasi tutti i tipi di gas:
Di seguito illustriamo alcuni esempi di utilizzo del compressore a vite in diversi settori dell’industria.
L’industria cementiera:
L’aria compressa è utilizzata in diversi settori dell’industria cementiera (collettori di polveri, coltelli ad aria compressa, manicotti pneumatici, comandi pneumatici e sistemi di filtraggio per polveri).
Le centrali elettriche:
Le centrali elettriche sono in funzione 24 ore su 24, per cui è fondamentale avere una fornitura di aria compressa continua per garantire un corretto funzionamento.
L’industria automobilistica:
L’aria, pura e senza particelle d’olio, è utilizzata nel processo produttivo (lavorazione a getto di sabbia, strumenti pneumatici, rimozione della vernice, delle polveri, gonfiaggio delle gomme ecc.).
L’industria della lavorazione dell’acciaio:
L’aria è fornita al forno per il riscaldamento dell’acciaio e per il raffreddamento dei coil (erogazione dell’aria nel bruciatore, raffreddamento della fusione per la lavorazione a getto di sabbia ecc.).
L’industria chimica:
La pressione dell’aria è utilizzata per trasportare i liquidi e i serbatoi sotto pressione, oltre che nei serbatoi per l’aerazione, il raffreddamento a punti, la sintesi dell’ammoniaca, nei sistemi di controllo automatizzati ecc.
L’industria alimentare:
I compressori a vite sono utilizzati nei processi produttivi (mescolamento dei composti, trasporto dei liquidi sotto pressione, essiccamento della produzione, raffreddamento delle polveri, processo di imballaggio ecc.).
L’industria meccanica
L’aria viene utilizzata per il raffreddamento delle macchine, la robotica, la rimozione di elementi o polveri metalliche, per il funzionamento degli strumenti pneumatici ecc.
L’industria farmaceutica:
L’aria viene utilizzata per la produzione dei medicinali, nei bacini di aerazione e per l’imballaggio dei farmaci.
Il settore delle costruzioni:
L’aria compressa è utilizzata per le trivelle e per gli strumenti pneumatici (trapani e martelli pneumatici, avvitatrici), per la verniciatura, il trasporto di acque sotterranee e di scarico sotto pressione, la costruzione di palafitte ecc.
L’industria mineraria:
L’aria è utilizzata per le scavatrici, il trasporto di carbone e minerali, il pompaggio di ossigeno nelle miniere, i sistemi di filtraggio per polveri.
L’industria cartaria:
L’aria, pura e senza particelle d’olio, è utilizzata in molti cicli produttivi della carta, come quelli di mescolamento, nebulizzazione delle polveri, essicazione dei prodotti.
Nonostante i compressori a vite ad oggi siano un prodotto ben elaborato e sviluppato, grazie al grande contributo delle scienze tecniche (in particolar modo alla modellazione digitale e l’analisi matematica) sono ancora possibili ulteriori miglioramenti, sia dal punto di vista di un aumento del coefficiente di efficacia energetica, sia dal punto di vista della riduzione delle dimensioni e dei consumi. Si prevedono cambiamenti anche nelle industrie chimica e del gas. I compressori a vite hanno dimostrato di detenere un’importanza centrale in molti sistemi e si sono guadagnati la reputazione di apparecchiature affidabili, efficaci, flessibili dal punto di vista dell’utilizzo ed economiche per quanto riguarda la manutenzione.
Compressori e ventilatori
Diventando il vostro distributore ufficiale di compressori a vite, l’azienda Intech GmbH LLC individuerà gli acquirenti dei vostri prodotti sul mercato russo e svolgerà con i clienti le trattative tecnico-commerciali al fine di stipulare i contratti per la fornitura dei vostri macchinari.
Nel caso dello svolgimento di gare di appalto l’azienda raccoglie elabora tutti i documenti necessari per la partecipazione, stipula i contratti per la fornitura dei vostri macchinari provvede alla registrazione del contratto di fornitura e allo sdoganamento dei compressori, registra presso le banche russe la documentazione prevista dal controllo valutario e necessario per poter effettuare i pagamenti in valuta estera.
All'occorrenza la nostra azienda è disposta a sviluppare anche i progetti per integrare il vostro macchinario con gli impianti già esistenti o con quelli in fase di realizzazione.
Siamo sicuri che la nostra azienda Intech GmbH LLC potrà diventare il vostro partner e il vostro distributore in Russia affidabile, valido e qualificato.
Siamo sempre aperti alla collaborazione: continuiamo a crescere insieme!