Beskrivning
ZW-4/8 kvävgaskompressor – Precisionsoljefri N2-booster för högtrycksapplikationer i småskaliga tillämpningar
ZW-4/8 är en tvåstegs, tvåradig oljefri kvävgaskompressor med kolv, konstruerad för högtryckslaboratorieförsörjning, inertering av precisionsinstrument och kompakt industriell kvävgasförstärkning där förhöjt tryck och absolut renhet inte är förhandlingsbara.
Produktöversikt
De ZW-4/8 kvävgaskompressor är en precisionskonstruerad oljefri kolvkompressor konstruerad för tillämpningar där högt utloppstryck och kompakt format måste samexistera. Med en nominell kapacitet på 4 m³/min och ett förhöjt utloppstryck på 0,80 MPa, denna enhet uppfyller de krävande kraven för högtryckskvävedistribution i laboratoriekomplex, precisionstillverkningsanläggningar och småskaliga industriella processer.
Till skillnad från konventionella kompressorer som kompromissar med antingen tryckkapacitet eller renhet, uppnår ZW-4/8 båda genom en helt oljefri kompressionsmekanismKolvringarna och rytmbanden är tillverkade av avancerade självsmörjande PTFE-kompositer som fungerar utan kolvätesmörjmedel, vilket säkerställer att kväveströmmen förblir helt fri från oljekontaminering. Denna naturliga oljefria egenskap är avgörande för tillämpningar som GC-MS-bärgasförsörjning, steril farmaceutisk bearbetning och hantering av halvledarskivor där även spår av oljeånga kan äventyra produktintegriteten.
De tvåsteg, tvårad (二列二级) Arkitekturen är specifikt optimerad för utloppstrycksmålet på 0,80 MPa. Genom att fördela tryckförhållandet över två kompressionssteg med kylning mellan stegen, bibehåller ZW-4/8 utloppstemperaturerna inom säkra gränser samtidigt som den uppnår det högre tryckutgångstryck som enstegskonstruktioner inte kan uppnå. De kompakta måtten hos 2250 × 1296 × 2200 mm och en vikt på bara 2,00 ton gör denna enhet lämplig för installation i trånga maskinrum, mobila medar och containrar för kvävgasförsörjningssystem.
Tekniska specifikationer – ZW-4/8
| Parameter | Värde | Enhet |
|---|---|---|
| Modell | ZW-4/8 | – |
| Mönster | Tvåsteg, tvåradigt (二列二级) | – |
| Kapacitet | 4 | m³/min |
| Utloppstryck | 0.80 | MPa |
| Kompressorstorlek (L × B × H) | 2250 × 1296 × 2200 | mm |
| Vikt | 2.00 | t |
| Driva | 30 | kW |
| Spänning | 380 | V |
| Gasmedium | Kväve (N₂) | – |
| Smörjning | Oljefri | – |
* Alla specifikationer är klassade vid standardreferensförhållanden (ISO 1217, bilaga C). Faktisk prestanda kan variera beroende på platsens höjd över havet, omgivningstemperatur och inloppsförhållanden.
Viktiga funktioner och tekniska fördelar
1. Oljefri kolvteknik med högt tryck
ZW-4/8 använder en självsmörjande kolvring och ryttarbandsenhet tillverkade av PTFE-kompositer med hög densitet förstärkta med glasfiber och bronspartiklar. Dessa ringar uppnår en friktionskoefficient under 0,08 utan någon extern smörjning, vilket ger ISO 8573-1 Klass 0 oljeinnehåll certifiering i den komprimerade kväveströmmen. Detta är särskilt viktigt för högtrycksapplikationer där oljeföroreningar skulle förstärkas av tryckförhållandet, vilket gör oljeborttagning nedströms exponentiellt svårare och dyrare.
2. Tvåstegskompression för förhöjda tryckförhållanden
De tvåstegsarkitektur med två rader är termodynamiskt avgörande för att uppnå utloppstrycket på 0,80 MPa från typiska utloppstryck för kvävegeneratorer på 0,05–0,10 MPa. Första stegets cylinder komprimerar kvävet till ett mellantryck på cirka 0,25–0,30 MPa, varefter en mellanstegskylare avlägsnar kompressionsvärmen. Andra stegets cylinder höjer sedan trycket till det slutliga målet på 0,80 MPa. Denna etappvisa metod begränsar utloppstemperaturen för varje steg till under 160 °C, vilket förhindrar termisk nedbrytning av PTFE-tätningselementen och bibehåller ventilplattans integritet under förhöjt tryck.
3. Kompakt yta med hög effekttäthet
På 2250 × 1296 × 2200 mm, ZW-4/8 upptar mindre än 3 m² golvyta samtidigt som den levererar ett utloppstryck på 0,80 MPa – en kombination som är svår att uppnå med alternativa kompressortekniker. Den kompakta vertikala vevhuskonstruktionen minimerar det längsgående fotavtrycket samtidigt som den ger tillräcklig åtkomst för rutinmässigt underhåll. 2,00 ton vikt möjliggör transport och positionering med standardgaffeltruckar, vilket gör ZW-4/8 lämplig för eftermontering i befintliga maskinrum, mobila kvävgascontainrar och containerbaserade processenheter.
4. Effektiv 380V motordrift
ZW-4/8 drivs av en 30 kW, 380V, 50Hz trefas induktionsmotor Överensstämmer med IEC 60034-1 IE3 effektivitetsklass. Standardkonfigurationen för lågspänning integreras direkt i befintliga 380V industriella distributionscentraler utan att kräva specialiserad mellanspänningsinfrastruktur. Denna elektriska enkelhet är särskilt värdefull för småskaliga anläggningar, laboratorier och mobila installationer där mellanspänningsställverk skulle vara oöverkomligt dyra. Effekten på 30 kW ger en utmärkt balans mellan kompressionskapacitet och elbehov, vilket håller driftskostnaderna hanterbara för intermittenta tillämpningar.
Applikationsscenarier
Högtryckskvävgasförsörjning för laboratorier
Forskningslaboratorier och analysanläggningar kräver högtryckskvävgas för gaskromatografibärargas, masspektrometrinebulisatorgas och försörjning av handskfack med inert atmosfär. ZW-4/8:orna 0,80 MPa utloppstryck räcker för att mata högtryckskväveregulatorer och fördelningsgrenrör som betjänar flera instrument samtidigt. Den oljefria certifieringen säkerställer att kväveströmmen uppfyller de stränga renhetskraven för analysinstrument utan att ytterligare reningspatroner eller oljeövervakningsinstrument krävs. Kapaciteten på 4 m³/min kan bekvämt stödja 8–12 GC-MS-system eller 4–6 ICP-MS-instrument som arbetar parallellt.
Precisionstillverkning och halvledarinerting
Inom elektronik- och halvledartillverkning används kväve till inertering av waferhantering, atmosfärskontroll för reflowugnar och torrskåp för komponentförvaringDen ZW-4/8 högtryckskvävgaskompressor levererar det tryck på 0,80 MPa som krävs för precisionstryckregulatorer som upprätthåller inerta miljöer i subatmosfären i handskfack och waferöverföringskammare. Den oljefria designen är absolut avgörande i dessa tillämpningar eftersom även oljekontaminering på nanogramnivå kan orsaka lödfogsdefekter, vidhäftningsfel i konforma beläggningar och kontaminering av optiska ytor på precisionskomponenter.
Farmaceutisk steril bearbetning och aseptisk fyllning
Läkemedelstillverkningsanläggningar använder högtryckskväve för aseptisk fyllningslinje inertering, förskjutning av flaskans topputrymme och rensning av frystorkkammarenZW-4/8:s utloppstryck på 0,80 MPa ger den upphöjd som krävs för att mata kväve genom HEPA-filtrerade distributionssystem och precisionstryckregulatorer som upprätthåller sterila barriärtryck i isolatorer och barriärsystem med begränsad åtkomst (RABS). Den oljefria certifieringen säkerställer överensstämmelse med FDA 21 CFR 211.72 (utrustningskonstruktion) och EU GMP Annex 1 (sterila läkemedel) utan att ytterligare validering av oljeborttagning krävs.
Småskalig VPSA kvävebooster
För kompakta VPSA-kvävegeneratorer som producerar kväve med renhet 99,5–99,9% vid nära atmosfärstryck, komprimerar ZW-4/8 lågtrycksprodukten till 0,80 MPa för högtrycksdistribution. Det kompakta formatet gör att kompressorn kan monteras på samma medar som VPSA-generatorn, vilket skapar ett integrerat kväveförsörjningssystem som upptar minimal golvyta. Den oljefria kompressionsvägen skyddar kolmolekylsilen från kolväteförgiftning, vilket bevarar generatorns separationseffektivitet och förlänger adsorbentets livslängd genom att förhindra irreversibel kontaminering.
Material och konstruktion
ZW-4/8 är tillverkad av material utvalda för kompatibilitet med högt kvävetryck, korrosionsbeständighet och långsiktig mekanisk tillförlitlighet:
| Komponent | Material | Specifikation |
|---|---|---|
| Cylinderblock | Grått gjutjärn | GG25 / HT250, integrerade kylkanaler |
| Vevaxel | Smidd legeringsstål | 42CrMo4, Q&T, ISO 1940 G2.5 balanserad |
| Kolvringar | PTFE-glas-bronskomposit | Självsmörjande, oljefri klassad |
| Ryttarband | PTFE-komposit | Kolvstyrning, anti-repning |
| Ventilplattor | Rostfritt stål | SS316, koncentrisk ringfjäderdesign |
| Intercooler | Kolstålsskal / SS304-rör | Kompakt skal-och-rör, 1,5× hydrotest |
| Efterkylare | Kolstålsskal / SS304-rör | Finnrörsdesign, 32°C kylvatten |
| Basram | Konstruktionsstål | Svetsad, vibrationsdämpad montering |
Alla tryckbärande komponenter är konstruerade och tillverkade i enlighet med ASME BPVC avsnitt VIII division 1 eller kinesiska GB 150-standarder. Svetsfogar genomgår 100% radiografisk inspektion (RT), och varje tryckkärl utsätts för hydrostatisk provning vid 1,5 gånger det maximalt tillåtna arbetstrycket (MAWP) under en minsta hålltid på 30 minuter.
Installations- och underhållsriktlinjer
Grund- och rumskrav
ZW-4/8 väger 2,00 ton och har en låg tyngdpunkt tack vare sin kompakta vertikala design. armerad betongplatta på 3–4 ton är tillräcklig för stabil drift, monterad på elastomera vibrationsisolatorer (egenfrekvens 8–12 Hz). Det tvåradiga motstående cylindrararrangemanget eliminerar i sig första ordningens tröghetskrafter, vilket minimerar vibrationsöverföring till känslig laboratorieutrustning eller precisionstillverkningsmaskiner i närheten. Nödvändiga utrymmen: 1,0 m på den icke-drivande sidan för ventilunderhåll, 0,8 m på drivsidan för motoråtkomst och 1,5 m ovanför för rutinmässig service.
Specifikationer för kylvatten
Kylvattenbehovet är ungefär 8 m³/h vid en inloppstemperatur som inte överstiger 32 °C. Vattendistributionskretsen matar cylindermantlarna och intercoolern parallellt. Acceptabel vattenkvalitet: pH 6,5–8,5, total hårdhet < 300 mg/L som CaCO₃, klorid < 50 mg/L, suspenderade ämnen < 30 mg/L. För laboratorieinstallationer utan dedikerad kylvatteninfrastruktur finns ett kompakt luftkylt efterkylningsalternativ tillgängligt, vilket helt eliminerar behovet av vattenförsörjning.
Schema för förebyggande underhåll
| Intervall | Serviceartikel | Åtgärd krävs |
|---|---|---|
| Dagligen | Visuell och funktionell kontroll | Kontrollera läckor, onormalt ljud, kylvattenflöde |
| 250 timmar | Inspektion av ventilplatta | Kontrollera om det finns kolavlagringar, fjäderutmattning eller sprickbildning i plattan |
| 1 000 timmar | Bedömning av kolvringsslitage | Mät spårspelet; byt ut om det är > 0,20 mm |
| 4 000 timmar | Mellanservice | Byt kolvringar, rytmband och ventilaggregat |
| 8 000 timmar | Stor översyn | Kontrollera vevaxeln, mät lagerspel, byt ut vid behov |
Den oljefria designen hos ZW-4/8 minskar underhållskomplexiteten dramatiskt jämfört med smorda alternativ. Det finns inga oljebyten att schemalägga, inga oljeprover att analysera, inga filterelement att byta ut och inga oljeseparatorpatroner att övervaka. De enda förbrukningsbara slitagedelarna är PTFE-kolvringar och ryttarband, som vanligtvis uppnår 4 000–6 000 driftstimmar under rena kvävgasförhållanden.
Efterlevnads- och säkerhetscertifieringar
Kvävgaskompressorn ZW-4/8 uppfyller eller överträffar följande internationella standarder och myndighetskrav:
ASME BPVC Sektion VIII Div.1, GB 150-2011, PED 2014/68/EU Modul A
IEC 60034-1 (IE3-effektivitet), IEC 60204-1, ISO 12100
ISO 8573-1 Klass 0 (Oljeinnehåll), oberoende testad av TÜV Rheinland
ISO 9001:2015, ISO 14001:2015
⚠️ Säkerhetsmeddelande
Kväve är en luktfri, färglös kvävande gas. Alla ZW-4/8-installationer måste inkludera kontinuerlig syreövervakning i kompressorrummet och angränsande områden. Ventilationen måste hålla omgivande syre över 19,5% enligt OSHA 29 CFR 1910.146. Larmspärrar ska utlösas vid 19,5% O₂ och hård avstängning vid 18,0% O₂. Personal som vill komma in i slutna kompressorrum kräver bärbara syrgasmonitorer och ett kompasssystem. Högtryckskvävgassystem måste vara utrustade med tryckavlastningsanordningar som är klassade enligt ASME BPVC avsnitt VIII-kraven.
Prestanda- och effektivitetsanalys
ZW-4/8 uppnår en specifik effektförbrukning på cirka 7,50 kW per m³/min kväve vid 0,80 MPa utloppstryck. Även om denna specifika effekt är högre än våra större modeller i LW-serien på grund av den reducerade skaleffektiviteten som är inneboende i kompressorer med liten kapacitet, är den fortfarande konkurrenskraftig inom segmentet för högtrycks-oljefria kolvar på under 5 m³/min. Som jämförelse förbrukar oljesmorda skruvkompressorer i detta tryck- och storleksintervall vanligtvis 8,0–9,5 kW/m³/min, och membrankompressorer (ofta valda för oljefri högtrycksdrift) kan överstiga 12 kW/m³/min.
Över en årlig driftscykel på 8 000 timmar ger ZW-4/8:s effektivitetsfördel jämfört med mindre effektiva alternativ cirka 12 000–32 000 kWh energibesparingar per år. Vid $0,08/kWh motsvarar detta en årlig minskning av elkostnaderna på $960–$2 560. Den primära ekonomiska drivkraften för valet av ZW-4/8 är dock vanligtvis eliminering av oljerelaterade förbrukningsvaror och nedströms reningsutrustning snarare än marginella energibesparingar.
De total ägandekostnad för högtryckskvävgaskompression I småskaliga tillämpningar domineras arbete och förbrukningsvaror. ZW-4/8:s oljefria design eliminerar oljebyten ($300–600/år), filterbyten ($150–300/år), byten av separatorpatroner ($400–800/år) och oljeanalys ($100–200/år), vilket ger en total besparing av förbrukningsvaror på $950–$1 900 årligen jämfört med smorda alternativ. Dessutom sparar elimineringen av nedströms oljeborttagningsutrustning (koalesceringsfilter, adsorberare av aktivt kol, oljemonitorer) $3 000–$8 000 i kapitalutgifter.
Anpassning och OEM-funktioner
Vi erbjuder flexibla anpassningsalternativ för att anpassa ZW-4/8 till specifika installationsbegränsningar och slutanvändarkrav:
- Medarmonterade paket: Förmonterad kompressor, motor, kylare och kontrollpanel på en stålkonstruktion med gaffeltrucksfickor och lyftöglor. Reducerar fältinstallationen till endast elanslutning och kylvattenanslutning.
- Mobila släpvagnsenheter: ZW-4/8 kan monteras på en släpvagn som är tillåten för vägtransport med integrerad dieselgenerator, kylsystem och kvävgaslagring, vilket skapar en helt mobil högtryckskvävgasenhet för byggarbetsplatser, underhåll av rörledningar och räddningsinsatser.
- Luftkyld konfiguration: Tillvalsutrustning för luftkyld efterkylare eliminerar behovet av kylvattenförsörjning, vilket gör ZW-4/8 lämplig för laboratorieinstallationer utan VVS-infrastruktur eller mobila applikationer där vattentillgången är begränsad.
- PLC och fjärrövervakning: Valfri Siemens LOGO! eller S7-1200 PLC med 7-tums HMI-pekskärm, Ethernet-anslutning och SMS/e-postlarm. Kompatibel med Modbus TCP/IP för SCADA-integration.
- Akustiska höljen: Kompakt IP54-klassad ljudhölje som minskar buller från 82 dB(A) till 66 dB(A) på 1 meters avstånd, lämplig för inomhusinstallationer i ljudkänsliga miljöer som laboratorier och maskinrum i anslutning till kontor.
- OEM och privat etikett: Anpassade färgscheman, märkta namnskyltar och lokaliserade dokumentationspaket för distributörer av gasutrustning och systemintegratörer.
Anpassade konfigurationer är tillgängliga från MOQ 1 enhetIngenjörsförslag levereras vanligtvis inom 3–5 arbetsdagar. Standardleveranstiden är 10–12 veckor; expressleverans inom 8 veckor är tillgänglig för kvalificerade beställningar.
Fallstudie: Uppgradering av kväve till aseptisk farmaceutisk fyllningslinje
Klient: En farmaceutisk tillverkningsanläggning i Thailand specialiserad på sterila injicerbara produkter
Utmaning: Anläggningen använde en smord kolvkompressor med kväve för att tillföra högtryckskväve (0,70 MPa) till sina aseptiska påfyllningslinjer. Oljeföroreningar i kväveströmmen upptäcktes vid 1,5 mg/m³, vilket översteg den gräns på 0,1 mg/m³ som anges i deras produktkvalitetsavtal med internationella köpare. Oljan orsakade också frekvent igensättning av de absoluta 0,22 μm-filtren i kvävedistributionssystemet, vilket krävde filterbyte var tredje vecka istället för det avsedda 6-månadersintervallet.
Lösning: Vi levererade en ZW-4/8 oljefri kvävgaskompressor som en direkt ersättning, konfigurerad på en specialanpassad medar med en luftkyld efterkylare (vilket eliminerar behovet av kylvatten), en Siemens LOGO! PLC-kontrollpanel och ett integrerat 0,5 m³ utjämningskärl. Medarnas fotavtryck konstruerades för att passa in i det befintliga kompressorrummet utan civila modifieringar. Utloppstrycket på 0,80 MPa gav en säkerhetsmarginal över de 0,70 MPa som krävs av påfyllningslinjens regulatorer.
Resultat efter 24 månader:
- Kvävehalt av olja: Minskad från 1,5 mg/m³ till <0,01 mg/m³, uppnår ISO 8573-1 klass 0-certifiering
- Absolut filterbytesintervall: Förlängd från 3 veckor till 8 månader, vilket sparar $18 000/år i filterkostnader och minskar produktionsstopp
- Totala underhållskostnader: Minskade med 45% på grund av eliminering av oljebyten, filterbyten och separatoröversyner
- Klagomål på produktkvalitet: Noll oljerelaterade avslag sedan driftsättning, bevarande av internationella köparkontrakt
- Oplanerad driftstopp: Noll händelser under 24 månaders kontinuerlig drift
”ZW-4/8-kompressorn löste vårt problem med oljeföroreningar permanent. Våra kostnader för filterbyte minskade med 85%, och vi har inte haft ett enda kvalitetsavslag relaterat till kvävrenhet sedan installationen. Det luftkylda alternativet var en bonus – inget kylvatten innebar en mindre elförsörjning att oroa sig för.” — Kvalitetssäkringschef, läkemedelsproduktionsanläggning
Vanliga frågor och urvalsguide
Relaterade produkter och lösningar
ZW-8/6 Kompakt kvävgaskompressor
Högre kapacitet (8 m³/min) vid 0,60 MPa för småskalig industriell kväveförstärkning, VPSA-förstärkningsstationer och laboratorieförsörjning. Samma kompakta format med fördubblad flödeskapacitet.
DW-serien högtryckskvävgaskompressorer
Oljefria kompressorer för medelhögt till högt tryck (0,40–2,00 MPa) för kväveinjektion, rörledningsförstärkning och kemisk syntes. Kapaciteter från 2 till 130 m³/min.
LW-serien kvävgaskompressorer med stor kapacitet
Högflödesfria kolvkompressorer (20–130 m³/min) för kryogen ASU-backup, VPSA-förstärkning och industriell rörledningsdistribution. Utloppstryck från 0,30 till 0,80 MPa.
För en fullständig översikt över våra industriell kvävgaskompressor portfölj, inklusive oljefria syrgaskompressorer, vätgaskompressorer och specialgaslösningar, vänligen kontakta vårt teknikteam eller bläddra i vår onlinekatalog.
Redo att uppgradera din högtryckskvävgasförsörjning?
Våra applikationsingenjörer finns tillgängliga för att utvärdera era kväveflödesbehov, inloppsförhållanden, utloppstrycksmål och integrationsbegränsningar. Vi tillhandahåller kostnadsfria tekniska förslag, layoutritningar, rörlednings- och instrumentdiagram (P&ID) och detaljerade TCO-analyser inom 48 timmar.
E-post: [email protected] | Svar inom 24 timmar
