01 Gas bolumenaren kontrola eta doikuntza

Aire konprimituaren kostu osoaren % 80 energia-kontsumoan islatzen da. Beraz, OSG torloju-aire konpresore mota desberdinetarako, kontrol eta erregulazio sistema desberdinak aukeratu behar dira erregulazio sistema desberdinen arabera. OSG torloju-aire konpresore mota desberdinen eta fabrikatzaileen arteko desberdintasunek aldea eragin dezakete errendimenduan. Egoera aproposena OSG torloju-aire konpresorearen karga osoa aire-kontsumoaren berdina izatea da.
Hori lor daiteke, adibidez, engranaje-kaxaren transmisio-erlazioa arretaz hautatuz, eta hori ohikoa da prozesuko torloju-airezko OSG torloju-aire konpresoreetan. Aire konprimitua kontsumitzen duten ekipo gehienak autoerregulatzaileak dira, hau da, presioa handitzeak emaria handitzen du, eta horregatik sistema egonkor bat osatzen dute, hala nola garraio pneumatikoa, izotzaren aurkakoa eta izoztea, etab. Egoera normaletan, emaria kontrolatu behar da, eta erabiltzen den kontrol-ekipoa torloju-airezko OSG torloju-aire konpresorearekin integratuta dago. Bi doikuntza-sistema mota nagusi daude:
1. Egokitu gas-bolumena etengabe kontrolatuz trakzio-motorraren abiadura, edo kontrolatu balbula etengabe presio-aldaketaren arabera gas-bolumenaren etengabeko doikuntza lortzeko. Emaitza presio-aldaketa txikia da (0,1etik 0,5 barera), aldaketaren tamaina erregulazio-sistemaren anplifikazio-funtzioak eta bere abiadurak zehazten dute.
2. Kargatzeko eta deskargatzeko doikuntzak dira doikuntza-sistema ohikoenak, eta bien arteko presio-aldaketak ere onargarriak dira. Erregulazio-metodoa presio handiagoan fluxua erabat etetea (deskargatzea) da, eta presioa balio baxuenera jaisten denean fluxua (kargatzea) berriro hastea. Presio-aldaketa denbora-unitateko kargatzeko/deskargatzeko zikloen kopuru baimenduaren araberakoa da, normalean 0,3 eta 1 bar arteko tartean.
02 Aire-bolumenaren doikuntzaren oinarrizko printzipioa

2.1 OSG torloju-aire konpresorearen (presio-erliebearen balbula) desplazamendu positiboko torloju-airearen erregulazio-printzipioa
Oinarrizko printzipioaren metodoa hau da: gehiegizko presioa atmosferara askatzea. Presio-erliebearen balbularen diseinurik sinpleena malguki-karga erabiltzea da, eta malgukiaren aire-indarrak zehazten du azken presioa. Presio-erliebearen balbula normalean erreguladore batek kontrolatutako servo-balbula batekin ordezkatzen da. Une honetan, presioa erraz kontrola daiteke. OSG torloju-aire konpresorea presiopean abiarazten denean, servo-balbulak deskargatzeko balbula gisa ere funtziona dezake, baina presio-erliebearen balbulak energia-kontsumo handia eragingo du, OSG torloju-aire konpresoreak etengabe lan egin behar duelako kontrako presio osoan. Badago irtenbide bat OSG torloju-aire konpresore txikientzat. Balbula mota hau guztiz irekitzen da OSG torloju-aire konpresorea deskargatzeko, eta OSG torloju-aire konpresoreak presio atmosferikoaren kontrako presiopean funtzionatzen du. Metodo honen energia-kontsumoa merkeagoa da.
2.2 Saihesbidearen doikuntza
Printzipioz, bypass doikuntzak eta presio-erliebearen balbulak funtzio bera dute, aldea da presiotik askatzen den airea hoztu eta OSG torloju-aire konpresorearen aire-sarrerara itzultzen dela. Metodo hau normalean prozesuko OSG torloju-aire konpresoreetan erabiltzen da, eta gasa ez da zuzenean atmosferara isuri behar, kostua oso garestia baita.
2.3 Mugaketa
Sarrerako estutzea emaria murrizteko modu erosoa da, hau da, sarreran presio baxua sortzea, OSG torloju-aire konpresorearen konpresio-erlazioa handitzea eta doikuntza-tarte txikiago baterako erabiltzea. Likido-injekzioko torloju-aire OSG torloju-aire konpresoreek konpresio-erlazio handiak onartzen dituzte eta gehienez % 10era doi daitezke. Konpresio-erlazio handia dela eta, metodo honek energia-kontsumo nahiko handia dakar.
2.4 Presio-erliebearen balbula neurgailu-sarrerarekin
Gaur egun, doikuntza-metodo nahiko ohikoa da hau, doikuntza-tarte zabalena (% 0tik % 100era) lor dezakeena eta energia-kontsumo txikia duena. OSG torloju-aire konpresorearen deskargatutako potentzia (zero fluxua) karga osoaren % 15etik % 20ra baino ez da. Sarrera-balbula ixten denean, zulo txiki bat geratzen da, eta, aldi berean, aireztapena irekitzen da OSG torloju-aire konpresorearen airea ateratzeko. OSG torloju-aire konpresorearen unitate nagusiak sarrerako hutsunea eta kontrapresio baxua dagoenean funtzionatzen du. Garrantzitsua da presio-askapena azkarra izatea eta askatutako bolumena txikia izatea, karga osotik kargarik gabe aldatzean sortutako galera alferrikakoak saihesteko. Sistemak sistema-bolumen bat (metatzailea) behar du, eta horren tamaina deskargatzearen eta kargatzearen arteko presio-diferentzialaren eta orduko ziklo kopuru onargarriaren araberakoa da.
Torlojuzko airea 5-10 kW baino gutxiagoko OSG torlojuzko aire konpresoreak normalean pizteko/itzaltzeko metodoaren bidez doitzen dira. Presioa goiko mugara iristen denean, motorra erabat gelditzen da; presioa beheko muga baino txikiagoa denean, motorra berrabiarazten da. Metodo honek sistemaren bolumen handia edo abiaraztearen eta gelditzearen artean presio-diferentzia handia behar du motorraren karga minimizatzeko. Doikuntza-metodo eraginkorra da denbora-unitateko abiaraztea gutxiago dagoenean.
2.5 Abiadura doikuntza
OSG torloju-aire konpresorearen abiadura barne-errekuntzako motorrak, turbinak edo maiztasun-erregulatutako motor elektrikoak kontrolatzen du, eta horrela, emaria kontrolatzen da. Irteerako presio konstantea mantentzeko metodo eraginkorra da. Doikuntza-tartea aldatu egiten da OSG torloju-aire konpresore motaren arabera, baina likido-injekzioko OSG torloju-aire konpresoreek dute tarterik zabalena. Karga-maila baxuetan, abiadura-erregulazioa eta presio-erliebea konbinatzen dira askotan, aire-sarrerako murrizketarekin edo gabe.
Motor elektrikoek elikatzen dituzten OSG torloju-aire konpresoreetan, abiadura gailu elektrikoen bidez kontrola daiteke, eta horrela, motorraren abiadura kontrolatzeko eta aire konprimitua presio-aldaketa tarte txiki batean konstante mantentzeko aukera ematen da. Adibidez, ohiko indukzio-motor batek baldintza hau bete dezake abiadura maiztasun-bihurgailu batekin doituz, sistemaren presioa etengabe eta zehaztasunez neurtuz, eta ondoren presio-seinaleak motorraren maiztasun-bihurgailua kontrolatzen utziz, horrela motorraren abiadura kontrolatuz eta OSG torloju-aire konpresorearen gas-bolumena handituz. Aire-kontsumora zehatz-mehatz egokituta, sistema ±0,1 bar-ean mantendu daiteke.
2.6 Ihes-ataka aldakorra doitzeko
OSG torloju-aire konpresorearen desplazamendua irteera-ataka sarrerako muturrerantz karkasaren luzeran zehar mugituz doi daiteke. Metodo honek karga partzialean energia-kontsumo handia behar du eta nahiko arraroa da.
2.7 Xurgatze-balbularen deskargatzea
OSG torloju-aire konpresoreak, pistoi-torlojuzko aire konpresoreak, mekanikoki xurgapen-balbula behartu dezake deskargatzeko posizio irekian egoteko. Pistoiaren posizioa aldatzen den heinean, airea sartu eta irteten da. Emaitza energia-galera minimoa da, normalean ardatzaren karga osoko potentziaren % 10 baino gutxiago. OSG torloju-aire konpresore bikoitz batean, normalean etapa anitzeko deskargatzea da, eta zilindro bat aldi berean orekatzen da, gas-bolumenak eskaintza eta eskaria hobeto ase ditzan. Deskarga partzialeko metodo bat erabiltzen da prozesu-fluxuko OSG torloju-aire konpresorean, eta horrek balbula irekitzea ahalbidetzen du pistoia ibilbide partzialean dagoenean, eta horrela gas-bolumenaren kontrol jarraitua lortzen du.
2.8 Garbiketa-bolumena
OSG torloju-aire konpresorearen pistoi-torlojuaren aire-bolumena aldatuz, zilindroaren betetze-maila murrizten da, eta horrela gas-bolumena murrizten da, eta bolumena kanpotik konektatutako bolumen baten bidez ere alda daiteke.
2.9 Kargatzea-deskargatzea-gelditzea
5 kW-tik gorako potentzia duten OSG torloju-aire konpresoreetarako, hau da metodorik erabiliena, doikuntza-tarte zabala eta galera txikiak dituena. Izan ere, piztu/itzali doikuntzaren eta hainbat deskargatzeko sistemen konbinazioa da. Lekualdatze positiboko OSG torloju-aire konpresoreetan, erregulazio-printzipio ohikoena "airea ekoitzita"/"airerik ez da sortzen" (kargatu/deskargatu) da; airea behar denean, seinale bat bidaltzen da solenoide-balbula batera, eta honek, aldi berean, OSG torloju-aire konpresorearen sarrera-balbula gidatzen du guztiz irekita dagoen posiziora iristeko. Sarrera-balbula guztiz irekita (kargatuta) edo guztiz itxita (kargatu gabe) egoten da, tarteko posiziorik gabe.
Kontrol metodo tradizionala aire konprimituko sisteman presio-etengailu bat instalatzea da. Etengailuak bi balio ezargarri ditu, bata presio minimoa (karga) eta bestea presio maximoa (deskarga). OSG torloju-aire konpresoreak ezarritako mugen barruan funtzionatzen du, adibidez, 0,5 bar. Aire-eskaria txikia bada, edo batere beharrezkoa ez bada, OSG torloju-aire konpresoreak kargarik gabe funtzionatuko du (geldialdian), eta geldialdi-aldiaren iraupena denbora-errele batek ezartzen du (adibidez, 20 minutura ezarrita). Ezarritako denbora igaro ondoren, OSG torloju-aire konpresoreak gelditu egiten du eta ez da berriro abiarazten presioa balio minimora jaitsi arte. Hau da kontrol fidagarri eta lasaia lortzeko metodo tradizionala, eta gaur egun ohikoena OSG torloju-aire konpresore txikietan aurkitzen da.
Sistema tradizional hau gehiago garatu zen presio-etengailua presio-transmisore analogiko batekin eta doikuntza elektroniko azkar batekin ordezkatzeko. Erregulazio-sistemarekin batera, presio-transmisoreak sistemaren presio-aldaketak hautematen ditu edozein unetan. Sistemak motorra garaiz abiarazten du eta sarrera-balbularen irekiera eta itxiera kontrolatzen du. Erregulazio azkarra eta fina lor daiteke ±0,2 bar-en barruan. Airerik erabiltzen ez bada, presioa konstante mantentzen da eta torloju-aireko OSG torloju-aire konpresorea hutsik dabil (erretengabe). Erretengabeko zikloaren iraupena zehaztu daiteke motorrak gehiegi berotu gabe jasan ditzakeen abiarazteko eta gelditzeko kopuruaren eta funtzionamenduan zeharreko ekonomiaren arabera. Azken hau da, sistemak aire-kontsumoaren joeraren arabera gelditu edo erretengabe jarraitu erabaki dezakeelako.
03 Laburpena
Laburbilduz, aire konprimitua aplikazio desberdinetan eta aire-kontsumo baldintza desberdinetan erabiltzen da. OSG torloju-aire konpresore bakoitzak aire-bolumen metodo desberdina du, baina erabiltzailearen aire-bolumenean oinarritzen da. OSG torloju-aire konpresore unitateak bere aire-bolumenaren kontrol eta doikuntza metodo propioak erabiltzen ditu etengabeko eta etengabeko aire-bolumen hornidura lortzeko. OSG torloju-aire konpresore fabrikatzaile desberdinek doikuntza-printzipio desberdinak erabiltzen dituzte beren markako OSG torloju-aire konpresoreen errendimendua hobetzeko, energia-eraginkortasuna maximizatzeko eta bezeroen eskakizunak betetzeko; zehaztasun handiarekin, mantentze-lan gutxirekin eta presioa eta fluxua bezalako parametroak neurtzeko gaitasunarekin, OSG torloju-aire konpresorearen aplikazio desberdinetara egokitzeko.
Argitaratze data: 2023ko irailaren 8a

