Compressore di azoto ZW-4/8 – Booster di azoto di precisione senza olio per applicazioni su piccola scala ad alta pressione.

Con una portata di 4 m³/min a una pressione di scarico di 0,80 MPa, il ZW-4/8 è un compressore di azoto a pistoni oil-free a due stadi e due file, progettato per l'alimentazione di laboratorio ad alta pressione, l'inertizzazione di strumenti di precisione e l'aumento di pressione dell'azoto in ambito industriale, dove l'elevata pressione e la purezza assoluta sono requisiti imprescindibili.

Panoramica del prodotto

IL Compressore di azoto ZW-4/8 è un compressore a pistone senza olio progettato con precisione per applicazioni in cui devono coesistere un'elevata pressione di scarico e un ingombro ridotto. Con una capacità nominale di 4 m³/min e una pressione di scarico elevata di 0,80 MPaQuesta unità risponde alle esigenze specifiche della distribuzione di azoto ad alta pressione in complessi di laboratori, impianti di produzione di precisione e processi industriali su piccola scala.

A differenza dei compressori convenzionali che scendono a compromessi sulla capacità di pressione o sulla purezza, lo ZW-4/8 raggiunge entrambi attraverso un meccanismo di compressione completamente senza olioLe fasce elastiche e le fasce di scorrimento sono realizzate in compositi di PTFE autolubrificanti avanzati che funzionano senza lubrificanti a base di idrocarburi, garantendo che il flusso di azoto rimanga completamente privo di contaminazione da olio. Questa caratteristica intrinseca di assenza di olio è essenziale per applicazioni quali l'alimentazione del gas vettore per GC-MS, la sterilizzazione di prodotti farmaceutici e la manipolazione di wafer di semiconduttori, dove anche tracce di vapore d'olio possono compromettere l'integrità del prodotto.

IL due stadi, due file (二列二级) L'architettura è specificamente ottimizzata per la pressione di scarico target di 0,80 MPa. Distribuendo il rapporto di pressione su due stadi di compressione con raffreddamento interstadio, lo ZW-4/8 mantiene le temperature di scarico entro limiti di sicurezza, raggiungendo al contempo una pressione di uscita più elevata che i progetti a stadio singolo non possono raggiungere. Le dimensioni compatte di 2250 × 1296 × 2200 mm e un peso di appena 2,00 tonnellate Questa unità è adatta all'installazione in locali macchine ristretti, skid mobili e sistemi di fornitura di azoto in container.

Specifiche tecniche – ZW-4/8

* Tutte le specifiche sono valutate in condizioni di riferimento standard (ISO 1217, Allegato C). Le prestazioni effettive possono variare in base all'altitudine del sito, alla temperatura ambiente e alle condizioni di ingresso.

Caratteristiche principali e vantaggi ingegneristici

1. Tecnologia a pistone senza olio ad alta pressione

Lo ZW-4/8 utilizza un Gruppo di fasce elastiche e anelli di scorrimento autolubrificanti realizzati con compositi di PTFE ad alta densità rinforzati con fibra di vetro e particelle di bronzo. Questi anelli raggiungono un coefficiente di attrito inferiore a 0,08 senza alcuna lubrificazione esterna, fornendo Contenuto di olio di classe 0 secondo la norma ISO 8573-1 certificazione nel flusso di azoto compresso. Ciò è particolarmente critico per le applicazioni ad alta pressione, dove la contaminazione da olio verrebbe amplificata dal rapporto di pressione, rendendo la rimozione dell'olio a valle esponenzialmente più difficile e costosa.

2. Compressione a due stadi per rapporti di pressione elevati

IL architettura a due stadi e due file Questo processo è termodinamicamente essenziale per raggiungere la pressione di scarico di 0,80 MPa a partire dalle tipiche pressioni di uscita del generatore di azoto, comprese tra 0,05 e 0,10 MPa. Il cilindro del primo stadio comprime l'azoto a una pressione intermedia di circa 0,25-0,30 MPa, dopodiché un refrigeratore interstadio rimuove il calore di compressione. Il cilindro del secondo stadio innalza quindi la pressione fino al valore finale di 0,80 MPa. Questo approccio a stadi limita la temperatura di scarico di ciascuno stadio al di sotto di 160 °C, prevenendo la degradazione termica degli elementi di tenuta in PTFE e mantenendo l'integrità della piastra della valvola sotto l'elevata pressione di esercizio.

3. Ingombro ridotto con elevata densità di potenza

A 2250 × 1296 × 2200 mmIl ZW-4/8 occupa meno di 3 m² di spazio a terra, erogando al contempo una pressione di scarico di 0,80 MPa, una combinazione difficile da ottenere con tecnologie di compressione alternative. Il design compatto del basamento verticale riduce al minimo l'ingombro longitudinale, garantendo al contempo un accesso adeguato per la manutenzione ordinaria. peso di 2,00 tonnellate Consente il trasporto e il posizionamento utilizzando attrezzature standard per carrelli elevatori, rendendo lo ZW-4/8 adatto per installazioni di retrofit in sale macchine esistenti, skid mobili per la fornitura di azoto e unità di processo containerizzate.

4. Efficiente azionamento del motore da 380 V

Lo ZW-4/8 è azionato da un Motore a induzione trifase da 30 kW, 380 V, 50 Hz Conforme alla classe di efficienza IE3 della norma IEC 60034-1. La configurazione standard a bassa tensione si integra direttamente nei quadri di distribuzione industriali a 380 V esistenti, senza richiedere infrastrutture di media tensione specializzate. Questa semplicità elettrica è particolarmente preziosa per impianti di piccole dimensioni, laboratori e installazioni mobili, dove le apparecchiature di media tensione risulterebbero eccessivamente costose. La potenza nominale di 30 kW offre un eccellente equilibrio tra capacità di compressione e fabbisogno energetico, mantenendo i costi operativi contenuti per le applicazioni a funzionamento intermittente.

Scenari applicativi

Fornitura di azoto ad alta pressione per laboratorio

I laboratori di ricerca e le strutture analitiche richiedono azoto ad alta pressione come gas vettore per la gascromatografia, gas nebulizzatore per la spettrometria di massa e alimentazione per camere a guanti in atmosfera inerte. Lo ZW-4/8 Pressione di scarico di 0,80 MPa È sufficiente per alimentare regolatori di azoto ad alta pressione e collettori di distribuzione che servono simultaneamente più strumenti. La certificazione oil-free garantisce che il flusso di azoto soddisfi i rigorosi requisiti di purezza degli strumenti analitici senza la necessità di cartucce di purificazione aggiuntive o strumentazione per il monitoraggio dell'olio. La capacità di 4 m³/min può supportare comodamente 8-12 sistemi GC-MS o 4-6 strumenti ICP-MS operanti in parallelo.

Produzione di precisione e inertizzazione dei semiconduttori

Nella produzione di elettronica e semiconduttori, l'azoto viene utilizzato per inertizzazione per la manipolazione dei wafer, controllo dell'atmosfera del forno a rifusione e armadi di essiccazione per lo stoccaggio dei componenti. IL Compressore di azoto ad alta pressione ZW-4/8 Fornisce la pressione di 0,80 MPa necessaria per i regolatori di pressione di precisione che mantengono ambienti inerti a pressione inferiore a quella atmosferica in camere a guanti e camere di trasferimento wafer. Il design senza olio è assolutamente fondamentale in queste applicazioni, poiché anche una contaminazione da olio a livello di nanogrammi può causare difetti nelle saldature, cedimenti nell'adesione del rivestimento protettivo e contaminazione delle superfici ottiche sui componenti di precisione.

Processi di sterilizzazione farmaceutica e riempimento asettico

Gli impianti di produzione farmaceutica utilizzano azoto ad alta pressione per Inertizzazione della linea di riempimento asettico, spostamento dello spazio di testa delle fiale e spurgo della camera del liofilizzatore.La pressione di scarico di 0,80 MPa del modello ZW-4/8 fornisce la prevalenza necessaria per alimentare con azoto i sistemi di distribuzione con filtri HEPA e i regolatori di pressione di precisione che mantengono le pressioni di barriera sterile negli isolatori e nei sistemi di barriera ad accesso limitato (RABS). La certificazione "senza olio" garantisce la conformità con la normativa FDA 21 CFR 211.72 (costruzione delle apparecchiature) e con l'Allegato 1 delle GMP UE (medicinali sterili) senza richiedere ulteriori validazioni per la rimozione dell'olio.

Potenziatore di azoto VPSA su piccola scala

Per i generatori di azoto VPSA compatti che producono azoto con una purezza del 99,5-99,91 TP3T a pressione prossima a quella atmosferica, il compressore ZW-4/8 comprime il prodotto a bassa pressione fino a 0,80 MPa per la distribuzione ad alta pressione. Le dimensioni compatte consentono di montare il compressore sullo stesso skid del generatore VPSA, creando un sistema integrato di fornitura di azoto che occupa uno spazio minimo. Il percorso di compressione senza olio protegge il setaccio molecolare di carbone dall'avvelenamento da idrocarburi, preservando l'efficienza di separazione del generatore e prolungando la durata dell'adsorbente, prevenendo contaminazioni irreversibili.

Materiali e costruzione

Il modello ZW-4/8 è costruito con materiali selezionati per la loro compatibilità con l'azoto ad alta pressione, la resistenza alla corrosione e l'affidabilità meccanica a lungo termine:

Tutti i componenti portanti sono progettati e fabbricati in conformità con ASME BPVC Sezione VIII Divisione 1 o secondo gli standard cinesi GB 150. Le giunzioni saldate sono sottoposte a ispezione radiografica (RT) secondo la norma 100% e ogni recipiente a pressione è sottoposto a prova idrostatica a 1,5 volte la pressione massima di esercizio consentita (MAWP) per un tempo di mantenimento minimo di 30 minuti.

Linee guida per l'installazione e la manutenzione

Fondamenti e requisiti spaziali

Lo ZW-4/8 pesa 2,00 tonnellate e presenta un baricentro basso grazie al suo design verticale compatto. Soletta in cemento armato di 3-4 tonnellate è sufficiente per un funzionamento stabile, montata su isolatori di vibrazioni elastomerici (frequenza naturale 8–12 Hz). La configurazione a due file di cilindri contrapposti annulla intrinsecamente le forze inerziali di primo ordine, minimizzando la trasmissione delle vibrazioni ad apparecchiature di laboratorio sensibili o macchinari di precisione nelle vicinanze. Spazi liberi richiesti: 1,0 m sul lato non azionato per la manutenzione della valvola, 0,8 m sul lato azionato per l'accesso al motore e 1,5 m in altezza per la manutenzione ordinaria.

Specifiche dell'acqua di raffreddamento

La richiesta di acqua di raffreddamento è approssimativamente 8 m³/h con una temperatura di ingresso non superiore a 32 °C. Il circuito di distribuzione dell'acqua alimenta in parallelo le camicie dei cilindri e l'intercooler. Qualità dell'acqua accettabile: pH 6,5–8,5, durezza totale < 300 mg/L come CaCO₃, cloruri < 50 mg/L, solidi sospesi < 30 mg/L. Per gli impianti di laboratorio sprovvisti di un'infrastruttura dedicata per l'acqua di raffreddamento, è disponibile un'opzione di post-refrigeratore compatto raffreddato ad aria, che elimina completamente la necessità di un approvvigionamento idrico.

Programma di manutenzione preventiva

Il design senza olio dello ZW-4/8 riduce drasticamente la complessità della manutenzione rispetto alle alternative lubrificate. Non ci sono cambi d'olio da programmare, campioni d'olio da analizzare, elementi filtranti da sostituire e cartucce del separatore d'olio da monitorare. Gli unici elementi di usura consumabili sono i Fasce elastiche e anelli di scorrimento in PTFEche in genere raggiungono 4.000-6.000 ore di servizio in condizioni di azoto pulito.

Certificazioni di conformità e sicurezza

Il compressore di azoto ZW-4/8 soddisfa o supera i seguenti standard internazionali e requisiti normativi:

Analisi delle prestazioni e dell'efficienza

Lo ZW-4/8 raggiunge un consumo energetico specifico di circa 7,50 kW per m³/min di azoto a una pressione di scarico di 0,80 MPa. Sebbene questa potenza specifica sia superiore a quella dei nostri modelli più grandi della serie LW a causa della ridotta efficienza di scala intrinseca nei compressori di piccola capacità, rimane competitiva nel segmento dei compressori a pistoni oil-free ad alta pressione inferiori a 5 m³/min. Per confronto, i compressori a vite lubrificati a olio in questo intervallo di pressione e dimensioni consumano in genere 8,0-9,5 kW/m³/min, e i compressori a membrana (spesso scelti per applicazioni oil-free ad alta pressione) possono superare i 12 kW/m³/min.

Su un ciclo operativo annuale di 8.000 ore, il vantaggio in termini di efficienza dello ZW-4/8 rispetto ad alternative meno efficienti si traduce in circa Risparmio energetico compreso tra 12.000 e 32.000 kWh all'anno. A $0,08/kWh, ciò rappresenta una riduzione del costo annuale dell'elettricità pari a $960–$2.560. Tuttavia, il principale fattore economico determinante per la selezione di ZW-4/8 è in genere il eliminazione dei materiali di consumo legati al petrolio e delle apparecchiature di purificazione a valle piuttosto che risparmi energetici marginali.

IL costo totale di proprietà per la compressione di azoto ad alta pressione Nelle applicazioni su piccola scala, i costi sono dominati dalla manodopera per la manutenzione e dai materiali di consumo. Il design senza olio dello ZW-4/8 elimina i cambi d'olio ($300–600/anno), le sostituzioni dei filtri ($150–300/anno), le sostituzioni delle cartucce del separatore ($400–800/anno) e le analisi dell'olio ($100–200/anno), offrendo un risparmio totale sui materiali di consumo di $950–$1.900 all'anno rispetto alle alternative lubrificate. Inoltre, l'eliminazione delle apparecchiature a valle per la rimozione dell'olio (filtri coalescenti, adsorbitori a carbone attivo, monitor dell'olio) consente un risparmio di $3.000–$8.000 in spese in conto capitale.

Capacità di personalizzazione e produzione OEM

Offriamo opzioni di personalizzazione flessibili per adattare lo ZW-4/8 a specifici vincoli di installazione e requisiti dell'utente finale:

• Pacchetti montati su skid: Compressore, motore, scambiatore di calore e pannello di controllo preassemblati su una base in acciaio strutturale con alloggiamenti per carrello elevatore e occhielli di sollevamento. L'installazione in loco si riduce al solo collegamento elettrico e all'allacciamento all'acqua di raffreddamento.
• Unità mobili su rimorchio: Il modello ZW-4/8 può essere montato su un rimorchio omologato per la circolazione stradale, dotato di generatore diesel integrato, sistema di raffreddamento e serbatoio di azoto, creando un'unità mobile completa per la fornitura di azoto ad alta pressione, ideale per cantieri edili, manutenzione di oleodotti e interventi di emergenza.
• Configurazione raffreddata ad aria: Il post-refrigeratore ad aria opzionale elimina la necessità di un'alimentazione di acqua di raffreddamento, rendendo lo ZW-4/8 adatto a installazioni di laboratorio senza infrastrutture idrauliche o ad applicazioni mobili in cui la disponibilità di acqua è limitata.
• PLC e monitoraggio remoto: PLC Siemens LOGO! o S7-1200 opzionale con touchscreen HMI da 7 pollici, connettività Ethernet e notifiche di allarme via SMS/e-mail. Compatibile con Modbus TCP/IP per l'integrazione SCADA.
• Cabine acustiche: Cabina insonorizzata compatta con grado di protezione IP54, in grado di ridurre il rumore da 82 dB(A) a 66 dB(A) a 1 metro, ideale per installazioni interne in ambienti sensibili al rumore come laboratori e sale macchine adiacenti agli uffici.
• OEM e Private Label: Verniciature personalizzate, targhette con il marchio e pacchetti di documentazione localizzati per distributori di apparecchiature a gas e integratori di sistemi.

Le configurazioni personalizzate sono disponibili da Quantità minima d'ordine: 1 unitàLe proposte di ingegneria vengono generalmente consegnate entro 3-5 giorni lavorativi. I tempi di consegna standard sono di 10-12 settimane; per ordini che soddisfano determinati requisiti è disponibile la consegna rapida entro 8 settimane.

Caso di studio: Aggiornamento della linea di riempimento asettico farmaceutico con azoto

Cliente: Uno stabilimento di produzione farmaceutica in Thailandia specializzato in prodotti iniettabili sterili.

Sfida: L'impianto utilizzava un compressore di azoto alternativo lubrificato per fornire azoto ad alta pressione (0,70 MPa) alle proprie linee di riempimento asettico. È stata rilevata una contaminazione da olio nel flusso di azoto pari a 1,5 mg/m³, superando il limite di 0,1 mg/m³ specificato nell'accordo di qualità del prodotto con gli acquirenti internazionali. L'olio causava inoltre frequenti intasamenti dei filtri assoluti da 0,22 μm nel sistema di distribuzione dell'azoto, rendendo necessaria la sostituzione dei filtri ogni 3 settimane anziché ogni 6 mesi come previsto.

Soluzione: Abbiamo fornito un Compressore di azoto senza olio ZW-4/8 Come sostituzione diretta, configurato su uno skid personalizzato con un post-refrigeratore ad aria (eliminando la necessità di acqua di raffreddamento), un pannello di controllo PLC Siemens LOGO! e un serbatoio di accumulo integrato da 0,5 m³. L'ingombro dello skid è stato progettato per adattarsi alla sala compressori esistente senza modifiche strutturali. La pressione di mandata di 0,80 MPa ha fornito un margine di sicurezza superiore agli 0,70 MPa richiesti dai regolatori della linea di riempimento.

Risultati dopo 24 mesi:

• Contenuto di azoto nell'olio: Ridotto da 1,5 mg/m³ a <0,01 mg/m³, ottenendo la certificazione ISO 8573-1 Classe 0
• Intervallo assoluto di sostituzione del filtro: Prolungato da 3 settimane a 8 mesirisparmiando 1.000.000 euro all'anno sui costi dei filtri e riducendo i tempi di inattività della produzione.
• Spese complessive di manutenzione: Diminuito di 45% grazie all'eliminazione dei cambi d'olio, delle sostituzioni dei filtri e delle revisioni dei separatori
• Reclami sulla qualità del prodotto: Zero respingimenti legati al petrolio fin dalla messa in servizio, preservando i contratti con gli acquirenti internazionali
• Interruzioni non pianificate: Zero eventi in 24 mesi di funzionamento continuativo

“Il compressore ZW-4/8 ha risolto definitivamente il nostro problema di contaminazione dell'olio. I costi di sostituzione dei filtri si sono ridotti di 85% e, dall'installazione, non abbiamo avuto un solo problema di qualità legato alla purezza dell'azoto. L'opzione di raffreddamento ad aria è stata un ulteriore vantaggio: non dovendo utilizzare acqua di raffreddamento, abbiamo dovuto preoccuparci di un'utenza in meno.” — Responsabile Assicurazione Qualità, Stabilimento di Produzione Farmaceutica

Domande frequenti e guida alla selezione

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