Kompresor 1Stlačený vzduch sa používa vo všetkých odvetviach priemyslu. Považuje sa za štvrtú energiu (elektrina, voda, plyn) v mnohých zariadeniach. Takmer každá priemyselná prevádzka – od malých remeselných dielni až po jadrové elektrárne má svoj typ systému na výrobu stlačeného vzduchu.

Priemyselné systémy na výrobu stlačeného vzduchu sa pohybujú v rozsahu od kilowattu až po 40 tisíc kW.
V mnohých priemyselných zariadeniach kompresory spotrebujú viac elektriny ako ktorýkoľvek typ vybavenia. Ušetriť ju môžeme tým, že technické zariadenie funguje bezchybne, neuniká z neho vzduch. Dôležité je znížiť spotrebu elektriny, čo umožňuje nový typ zariadenia – vibračný kompresor (VK). S týmto technickým riešením prišiel Pavol Nemeš, ktoré zaregistroval Úrad priemyselného vlastníctva SR pod číslom SK 100-2019 A3.


                                                            Využitie účinkovej odstredivej sily


Kompresor je elektromechanické zariadenie slúžiace na premenu mechanickej energie na energiu tlakovú (energiu stlačeného plynu). Podľa pohonu môže byť priamy pohon – motor je priamo spojený s náhonom kompresora len spojkou alebo stator motora je priamo na hriadeli kompresora. Ďalej môže byť pohon priamy – kompresor je poháňaný cez prevod so zmenou otáčok. Tlak je vytváraný priamočiaro sa pohybujúcim zariadením zmenšujúcim objem priestoru. Pri piestových kompresoroch objem priestoru zmenšuje priamočiaro sa pohybujúci piest. Vibračný motor pracuje na princípe, že po jeho zapnutí sa pomocou rotácie excentrických závaží generuje sínusoidná odstredivá sila. „ Aby sme sa vyhli nedorozumeniu použijeme praktickú definíciu odstredivej sily. Existujú dva odlišné typy síl, ktoré majú odstredivý charakter. Prvým je reakcia na dostredivú silu v inerciálnej vzťažnej sústave, čo je sila skutočná. Druhým typom je zotrvačná odstredivá sila, ktorú zavádzame v otáčajúcej sa vzťažnej sústave, má charakter zdanlivej sily, a preto k nej neexistuje žiadna reakcia,“ vysvetlil P. Nemeš. Autor patentu ďalej doplnil, že „zamieňanie týchto dvoch druhov síl je bežné, ale nesprávne a často zavádzajúce. Preto používam pojem odstredivá sila. Na trhu sú dostupné viaceré triedy vibračných motorov, kde je uvádzaná odstredivá sila od 2 800 N až 6 000 N. Používajú sa na viacero účelov. Napríklad na preosievanie, triedenie, zhutňovanie či dopravu. Nájdu uplatnenie v mnohých priemyselných odvetviach. V súčasnosti nie je známa kombinácia vibračného motora a prvkov kompresora, kde sa využívajú účinky generovanej odstredivej sily vibračným motorom, na stláčanie vzduchu.“

 

                                                       Podstata vynálezu


Kompresor Strojárstvo 2 Foto so Sulíkom STUVK ( na obrázku) je vytvorený ako zariadenie, ktoré pozostáva z vibračného motora obsahujúceho excentrické závažie, zo sústavy kyvných ramien s výstupným vertikálnym ramenom pohyblivo spojeným s ojnicami piestov kompresora, z valcov kompresora s komorami, z rámovej konštrukcie, ktorá je stacionárne uložená na pevnej podlahe, pričom vibračný motor je uložený pevne v sústave kyvných ramien s výstupným vertikálnym ramenom, pohyblivo uloženej na rámovej stacionárnej konštrukcii.
„Odstredivá sila generovaná excentrickým závažím sa prenáša cez vibračný motor a vertikálne rameno na ojnice piestov kompresora, ktoré vykonávajú priamočiary pohyb vo valcoch kompresora. Tieto sú umiestnené proti sebe. Piesty kompresora vykonávajú priamočiary pohyb striedavo do ľavej a pravej strany, pričom jeden valec nasáva vzduch a druhý vytláča vzduch v komorách valcov kompresora. Generovaná odstredivá sila je výhodne nastaviteľná excentrickým závažím a tým je nastaviteľný aj príkon zariadenia. Merania uskutočnil Výskumný ústav vzduchotechniky,“ povedal P. Nemeš.

 

Technický popis vynálezu, ktorý je súčasťou patentovej prihlášky, naznačuje, že riešenie by mohlo radikálne znížiť spotrebu energie a prispieť k zníženiu produkcie CO2. Technické merania na prototype VK ukázali, že táto technológia dokáže ušetriť až 30 % energie. Autor riešenia konštatoval, že dôvodom vysokej účinnosti VK je využívanie účinkov odstredivej sily. V priemysle je až 10 percent energie vynakladanej na pohon kompresorov. Náklady na jeden kompresor s výkonom 100 kW pri trojzmennej prevádzke predstavujú až 70 tisíc eur ročne. V tomto prípade by sa ušetrilo asi 20 tisíc eur ročne.

 

Text: Tibor Šuľa

Foto a video: archív