Grasso 10 - nowe spojrzenie na niezawodność

Całkowicie nowa konstrukcja sprężarki to rzadkość na rynku przemysłowych urządzeń chłodniczych. Tylko dzięki ogromnemu doświadczeniu Grasso w konstruowaniu spawanych sprężarek tłokowych oraz najnowocześniejszym metodom trójwymiarowego projektowania CAD mogła powstać tak nowatorska konstrukcja.

Rys. 1 Grasso 10
Cel
Głównym kryterium konstrukcyjnym w przygotowaniu nowego
typoszeregu były:
• niezawodność i wysoka efektywność;
• niski poziom hałasu i drgań;
• długa żywotność.
Spawany korpus sprężarki
Unikalny spawany korpus sprężarek tłokowych zapewnia
Grasso od wielu lat szczególną pozycję na rynku. Grasso 10 jest
również taką sprężarką. Dzięki naturalnemu odprowadzeniu
ciepła do otoczenia ze stalowego korpusu i kolektorów, temperatury
tłoczenia i oleju utrzymywane są w dopuszczalnych granicach
bez dodatkowego systemu chłodzenia cylindrów i oleju.
Zakres typoszeregu Grasso 10
Typoszereg sprężarek Grasso 10 obejmuje dziewięć nowych
otwartych sprężarek tłokowych, w tym 5 modeli jednostopniowych
(145 m3/h do 580 m3/h) i 4 modele dwustopniowe
(145 m3/h do 435 m3/h). Grasso 10 może pracować z maksymalną prędkością obrotową 1500 obr/min dla zastosowań
z amoniakiem, oraz z czynnikami fluoro- i węglowodoropochodnymi.
Minimalna prędkość obrotowa sprężarki to 600 obr/min.
Niezawodność i wysoka efektywność
Konstrukcja głównych elementów sprężarki Grasso 10,
takich jak system smarowania i ułożyskowania,
mechanizm regulacji wydajności, tłok, tuleja
cylindrowa i zawór decyduje o jej
szczególnej niezawodności i wysokiej
sprawności. Rysunek 3 pokazuje
szczegóły budowy sprężarki.

Rys. 2 Agregat sprężarkowy typ Grasso 610
System smarowania i ułożyskowania
W pełni zintegrowany system smarowania zapobiega wyciekowi
oleju i zapewnia skuteczność wewnętrznego chłodzenia uszczelnienia
wału (1). Także doskonale funkcjonuje zasilanie olejem
łożyska (2) sprężarki. Ciśnienie oleju smarowania, jak również
ciśnienie oleju w systemie hydraulicznego mechanizmu sterowania
wydajnością, jest indywidualnie nastawiane z zewnątrz za
pomocą regulatora ciśnienia oleju.
Pompa zębata jest napędzana bezpośrednio od wału korbowego
i wyposażona w toczne łożysko wałeczkowe oraz w łożysko
skośne (poprzeczno-wzdłużne). Umożliwia to bezobsługowe
działanie pompy olejowej przez wiele lat. Wymienne elementy
filtra oleju posiadają dużą powierzchnię filtrowania i wysoką
wartość współczynnika filtracji. Dzięki temu doskonale chronią
one łożyska i inne elementy ruchome oraz uszczelnienie wału
przed wcześniejszym zużyciem. Taka ochrona pozwala również
na ograniczenie obsługi do minimum.

Rys. 3 Przekrój sprężarki Grasso 10
Mechanizm regulacji wydajności
Wszystkie cylindry są wyposażone w mechanizm (3) regulacji
wydajności o indywidualnym działaniu. Umożliwia on w pełni
odciążony rozruch sprężarki, co prowadzi do zmniejszenia
zarówno prądu rozruchowego jak i obciążenia łożyska w czasie
jej rozruchu.
W przypadku sprężarek dwustopniowych cylindry działające
indywidualnie dają możliwość zastosowania specjalnego
szybkiego (typu „fast pull-down”) sterowania wydajnością.
Taki sposób regulacji wydajnością pozwala na szybsze niż standardowe
obniżanie ciśnienia ssania sprężarki. Ma to zastosowanie
w tunelach wymagających krótkiego czasu zamrażania.
Tłok i tuleja cylindrowa
Dobór materiału oraz wykończenie powierzchni tulei cylindrowej
(4) i pierścieni tłokowych (5) decydują o ich trwałości. Grasso
stosuje specjalnie dobrany kształt narzędzia przy dogładzaniu
tulei cylindrowych. Tak przygotowana powierzchnia zapewnia
lepsze smarowanie na styku z pierścieniami tłokowymi w momencie
rozruchu sprężarki. Zapewnia to małe zużycie i bardzo
długi okres eksploatacji bez konieczności wymiany.
Zawory
Konstrukcja zaworu stosowanego w Grasso 10 jest zupełnie
nowa. Zawory (6) z materiałów kompozytowych są stosowane
w połączeniu z pomysłowo rozwiązanym systemem redukcji
prędkości uderzenia zaworu. Dobór materiału z jakiego jest
wykonany zawór i prędkości z jaką pierścień zaworu i sprężyna
uderzają w ogranicznik skoku decydują o trwałości zaworu.
• Materiał kompozytowy:
Pierścienie zaworu w Grasso 10 są wykonane z polimeru
wzmocnionego włóknem szklanym o nazwie PEEK.
W porównaniu do stalowych pierścieni zaworowych
maksymalna dopuszczalna prędkość uderzenia dla tego
materiału zaworu jest wyższa o 60%.
• Ograniczenie prędkości uderzenia zaworu:
Ograniczenie prędkości uderzenia zaworu jest realizowane za
pomocą tłumienia gazowego. Sprężyny zaworów ssawnego
i tłocznego są ściśle dopasowane do wnęki ogranicznika skoku
tworząc wypełnione gazowym czynnikiem komory. Kiedy
zawór otwiera się, ciśnienie rośnie w komorach dzięki zatrzymaniu
gazu w pułapce. Powoduje to tłumienie i zmniejszenie
prędkości zaworu prawie do zera w ostatnim momencie przed
Rys. 4 pokazuje różnicę prędkości uderzenia przy zastosowaniu
tłumienia gazowego w porównaniu do konstrukcji konwencjonalnej.
Tłumienie gazowe daje w rezultacie zmniejszenie prędkości
uderzenia przynajmniej o 30%. W zależności od warunków
pracy i czynnika chłodniczego możliwe jest uzyskanie zmniejszenia
prędkości uderzenia nawet o 50%. Dzięki temu zmęczenie
udarowe zredukowane jest do minimum.

Rys. 4 Prędkość wzniosu płytki zaworowej
Niski poziom drgań
Aby osiągnąć bardzo niski poziom drgań sprężarki zwrócono
szczególną uwagę na układ cylindrów sprężarki i częstotliwość
drgań własnych stalowego spawanego korpusu sprężarki. Dla
modeli o 4 do 8 cylindrach wybrany został układ V. Zapewniło
to optymalny rozkład sił pochodzących od sprężania gazu. Dla
mniejszych modeli z 2 i 3 cylindrami zastosowano układ liniowy.
Dla zoptymalizowania rozkładu sił sprężania gazu modele te
mają dwa wykorbienia na wale.
Częstotliwość drgań własnych korpusu sprężarki określona jest
jako krotność wartości maksymalnej prędkości obrotowej
sprężarki. Mówiąc w prosty sposób, oznacza to, że jakikolwiek
ruch wewnątrz sprężarki z tego typu korpusem, nie spowoduje
jej drgań.
Długi okres życia
Praktyka jest jedynym sposobem udowodnienia niezawodności
i długiego okresu życia dla nowo opracowanej sprężarki. Próby
laboratoryjne są oczywiście bardzo przydatne, ale nie dają wystarczającej informacji o tym jak sprężarka będzie się zachowywać
w praktyce po wielu godzinach pracy. Dlatego Grasso przeprowadziło liczne próby terenowe przed wprowadzeniem tej
sprężarki na rynek. Sprężarki Grasso 10 zostały zamontowane
w instalacjach przeznaczonych do chłodzenia i zamrażania, aby
sprawdzić ich zachowanie w różnych warunkach pracy. Próby te
udowodniły wyjątkową pewność pracy sprężarki Grasso 10.
Jest to dobra wiadomość dla tych, którzy jak Grasso, stawiają na
niezawodność jako najwyższe kryterium oceny.


Średnica cylindra ø= 110mm, Skok 85mm,
Prędkości: maksymalna 1500 obr/min, minimalna 600 obr/min.
Źródło: materiały firmy Grasso Sp. z o.o.