Краеугольные камни сжатия: винтовые компрессоры Фрика

Норм Шейд, 28 сентября 2022 г.

Джордж Фрик, инженерный гений, родившийся в 1826 году, был пионером в разработке силовых машин, облегчающих труд людей и животных. Начав свою деятельность в Уэйнсборо, штат Пенсильвания, в 1853 году, десять лет спустя Фрик оказался на полпути между решающими сражениями Гражданской войны при Антиетаме и Геттисберге. Его завод подвергался многочисленным рейдам Конфедерации и был закрыт на месяц, когда Уэйнсборо был оккупирован силами Конфедерации перед битвой при Геттисберге.

Но после войны Фрик процветал, строя паровые машины, зерновые молотилки и лесопильные заводы. Его портативные и самоходные тяговые двигатели были одними из первых в США, за ними последовали паровые машины Корлисса мощностью до 5000 л.с. (3729 кВт).

В 1882 году Фрик вошел в область холодильного оборудования, построив цилиндр компрессора аммиака, который был установлен на раме существующей вертикальной паровой машины. Компания Frick была зарегистрирована в 1883 году, а Джордж вышел на пенсию в 1886 году, после 43 лет создания промышленной фирмы. Его девиз: «Будь уверен, что ты прав; тогда делайте это быстро!», определил выход Фрика на развивающийся рынок холодильных компрессоров.

Успех первых аммиачных компрессоров стимулировал спрос, и в середине 1880-х годов компания Frick разработала целую линейку больших холодильных машин, приводимых в движение новыми паровыми двигателями Frick Corliss. В 1896 году Фрик построил самую большую холодильную машину в мире. Гигант высотой 30 футов (9,14 м) имел длину 50 футов (15,2 м), и для его перевозки по частям из Уэйнсборо в Армор в Канзас-Сити, штат Миссури, потребовался поезд из 15 вагонов. К концу 1890-х годов Фрик предвидел спрос на меньшие размеры с более легкими деталями, работающими на более высоких скоростях, на холодильные системы средней мощности для обслуживания отелей, ресторанов, больниц и различных промышленных предприятий. Поскольку паровая энергия не всегда была доступна, были введены другие методы привода компрессоров.

На смену тяжелым тихоходным горизонтальным компрессорам пришли машины типа J, приспособленные для прямого привода от синхронного двигателя. Также были разработаны вертикальные машины CO2 закрытого типа, но вскоре в начале 1930-х годов их заменили компрессоры с фреоном-12. Холодильные агрегаты низкого давления Фрика и более тяжелые машины производились десятками тысяч. В последующие годы Frick играла ведущую роль во многих типах коммерческих, промышленных и строительных систем охлаждения и охлаждения, расширив свою линейку, включив в нее 9-цилиндровый компрессор.

Однако, как только двигатели внутреннего сгорания вытеснили паровые двигатели Фрика в начале двадцатого века, появилась новая компрессорная технология, которая вскоре поставила под угрозу лидирующие позиции Фрика в области холодильного оборудования. К 1964 году шведская компания SRM разработала версию своего запатентованного ротационного винтового компрессора специально для холодильного оборудования, а к концу 1960-х годов несколько лицензиатов SRM произвели более 1000 винтовых холодильных компрессоров.

Наконец, в 1980 году Frick получила лицензию SRM и приступила к разработке собственных винтовых компрессоров. Чтобы противостоять конкуренции со стороны других компаний, уже производящих винты, Фрик разработал некоторые важные отличительные особенности, которые в то время можно было охарактеризовать только как «радикальные идеи». Компания Frick также была первой, кто построил все свои винтовые компрессоры на подшипниках качения, что позволило использовать подавляющее большинство ее машин без масляных насосов. Но самой революционной особенностью, обнаруженной в первом ротационном винтовом компрессоре Frick в 1982 году, было включение в корпус компрессора двух направляющих, которые можно было перемещать в осевом направлении вдоль зацепления ротора, чтобы обеспечить бесступенчатое регулирование как производительности, так и индекса объема (Vi ). Согласование Vi с коэффициентом давления в системе устранило потери мощности, связанные с недостаточным или избыточным сжатием типичного винтового компрессора. Чтобы еще больше усилить это конкурентное преимущество, Фрик разработал систему управления на базе ПК, которая автоматически регулирует золотниковые клапаны с гидравлическим приводом для оптимизации производительности при изменении условий эксплуатации.