Ротационный компрессор: устройство и принцип работы
Содержание
Ротационные компрессоры работают по тому же принципу, что и поршневые машины, т.е. по принципу вытеснения. Основная часть энергии, передаваемой газу, сообщается при непосредственном сжатии.
Сущность действия ротационного компрессора заключается в том, что независимо от его конструктивных особенностей, всасывание газа или воздуха производится той полостью компрессора, объем которой увеличивается при вращении ротора. Засасываемый газ попадает в замкнутую камеру, объем которой, перемещаясь при вращении ротора, уменьшается. Сжатие за чет уменьшения объема приводит к увеличению давления и выталкиванию газа в нагнетательный патрубок.
Типы компрессоров
Ротационные нагнетатели, развивающие избыточное давление до 0,28 – 0,3 МПа (при атмосферном давлении на входе), называют воздуходувками, а создающие более высокое давление — компрессорами.
Ротационный компрессор и воздуходувки имеют ряд преимуществ перед поршневыми:
возможность непосредственного соединения с электродвигателем; равномерная подача газа; меньший вес конструкции; отсутствие клапанов.Вместе с тем, по сравнению с поршневыми, ротационные компрессоры имеют более низкий механический КПД, развивают более низкое давление, требуют более высокой точности изготовления.
Наибольшее распространение в различных отраслях пищевой промышленности получили два типа ротационных машин:
Ротационно пластинчатые компрессоры – применяются для создания относительно высокого давления (0,3 – 0,4 МПа). Если установить последовательно два ротационных пластинчатых компрессора с промежуточным охлаждением воздуха, то можно обеспечить давление до 0,7 МПа и более. Одноступенчатый пластинчатый компрессор работая как вакуум-насос, может создавать вакуум до 90%, а при особой тщательности изготовления и монтажа – до 95%.
Ротационный винтовой компрессор в настоящее время в основном используется в холодильной технике. Принцип его работы схож с работой винтового насоса и состоит в следующем. Когда вращаются винты, то на стороне выхода зубьев из зацепления освобождаются так называемые впадины – полости между зубьями. Из-за создаваемого компрессором разрежения эти полости заполняются паром, поступающим из всасывающего патрубка В момент, когда на противоположном торце роторов полости полностью освобождаются от заполняющих их зубьев, объем полости всасывания достигает максимальной величины. Пройдя всасывающее окно, полости разъединяются с камерой всасывания.
По мере входа зуба ведомого ротора во впадину ведущего занимаемый газом объем уменьшается и газ сжимается. Процесс сжатия паров в парной полости продолжается до тех пор, пока уменьшающийся объем со сжатым паром не подойдет к кромке окна нагнетания.
Ротационный компрессор с двумя вращающимися поршнями используется как низконапорные воздуходувки с избыточным давлением 0,06 – 0,08 МПа. Такой компрессор, работая как вакуум насос, создает вакуум до 70%.
Устройство ротационного компрессора
Ротор компрессора 2 расположен эксцентрично в цилиндре. В роторе сделаны радиальные прорези, в которых свободно перемещаются пластины 5. Вокруг цилиндра расположена водяная рубашка 4 для охлаждения компрессора. При вращении ротора по часовой стрелке через патрубок 1 происходит всасывание, а через патрубок 6 – нагнетание газа.
Благодаря эксцентричному расположению ротора при его вращении образуется серповидное пространство, разделенное пластинами на отдельные камеры. Пластины выходят из пазов ротора вследствие действия центробежной силы и прижимаются к стенкам цилиндра.
Ротационный компрессор принцип работы
Так как крышки компрессора примыкают к торцевым поверхностям ротора с малым зазором, отдельные камеры, на которые делится серповидное пространство, оказываются изолированными, увеличивающимися до некоторого объема 3, а затем уменьшающимися.
Вследствие того, что объем газа в камерах левой части серповидного пространства увеличивается, всасывание происходит через патрубок 1, а нагнетание через патрубок 6, так как при дальнейшем перемещении ротора происходит уменьшение объема газа в камерах и его выталкивание.
Для уменьшения трения центробежная сила пластин воспринимается двумя разгрузочными кольцами 2, которые охватывают пластины и свободно вращаются в цилиндре. В зазор между внешней поверхностью разгрузочных колец и внутренней поверхностью выточек в цилиндре через отверстия подается масло. Число пластин в таких компрессорах обычно бывает не менее двадцати, чтобы уменьшить перепад давления между камерами и этим ослабить перетекание газа и увеличить объемный КПД.
Для предотвращения чрезмерного износа цилиндра и пластин, окружная скорость на внешней кромке пластин должна быть не больше 10 – 12 м/с. Для обеспечения плотного прилегания пластин к внутренней поверхности цилиндра необходимо, чтобы минимальная окружная скорость была в пределах 7-7,5 м/с. Поэтому изменение частоты вращения ротационных компрессоров допустимо только в определенных пределах.
Воздуходувки
В качестве воздуходувок чаще всего применяется ротационный компрессор с двумя вращающимися поршнями.
Такие компрессоры могут применяться и как вакуум насосы, например во всасывающих системах пневмотранспорта зерна и солода на пивоваренных и спиртовых заводах.
Конструкция такого компрессора состоит из корпуса 3, в котором вращаются в противоположных направлениях два поршня 4, профилированных в виде восьмерок с циклоидальным зацеплением. Привод осуществляется с помощью зубчатой передачи.
В процессе вращения поршни непрерывно соприкасаются, разделяя объем корпуса на отдельные камеры. Воздух всасывается через патрубок 5, а затем при повороте роторов он попадает в замкнутую камеру 1 (заштрихованную на рисунке) и, не меняя объема, перемещается к нагнетательному патрубку 2, через который выталкивается в нагнетательный трубопровод или наружу.
Следовательно, сжатие происходит только в самом конце цикла в момент сообщения замкнутой камеры с воздухом в нагнетательном патрубке воздуходувки.
Недостатками ротационных компрессоров с двумя вращающимися поршнями считают существенное уменьшение объемного КПД при малейшем увеличении зазоров, а так же сильный шум, который создают воздуходувки во время работы.
Видеоматериалы
Ротационный компрессоры бывают нескольких типов – это ротационной винтовой тип компрессора, ротационный пластинчатый тип компрессора и воздуходувки.
Оборудования этого вида относится к объемному типу компрессоров и осуществляет работу по нагнетанию воздуха за счет сжатия вещества с помощью вращающегося ротора.
Ротационные компрессоры
Ротационные компрессоры относятся к объёмному типу компрессоров и осуществляют нагнетание за счёт сжатия вещества с помощью вращающегося ротора. Иногда этот тип компрессоров называют роторным, но это ошибочно, возникла эта ошибка, скорее всего, из-за некорректного перевода иностранной технической литературы.
Различают ротационные компрессоры с неподвижными пластинами, с вращающимися пластинами, двухроторные и с качающимся ротором.
Компрессор с неподвижными пластинами
Другое название данного компрессора — с катящимся ротором (ККР).Конструктивно такой компрессор представляет из себя вал двигателя на котором насажен цилиндрический ротор, но вал находится не в центре окружности, а эксцентрично,то есть смещён от центра. Вращается ротор внутри также цилиндрического корпуса. Между ротором и корпусом образуется зазор, величина которого при вращении из-за эксцентричности ротора изменяется. Где его величина минимальна находится нагнетательный патрубок, а где максимальна — всасывающий. Пространство между ними перекрывает подвижная пластина, плотно прижимающаяся пружиной к вращающемуся ротору,предотвращая перетекание рабочего вещества из зоны высокого давления в зону низкого. Наглядно это видно на рисунках:
Приемущества этого вида компрессоров:
-очень простая конструкция
-немного движущихся деталей
-надёжность
-отсутствуют клапаны
-меньшие пульсации давления, так как ротор движется непрерывно
-отличные массогабаритные показатели
-маленькие газодинамичесие потери на всасывании
-невысокая цена, из-за массовой распространённости
Недостатки:
-перетекание газа из области всасывания в область нагнетания
-наличие «горячей точки», т.е. трения в месте соприкосновения ротора с корпусом.
Компрессоры с подвижными пластинами
Принцип действия этого типа компрессора такой же как и у предыдущего, с той лишь разницей, что пластины находятся на роторе и вращаются вместе с ним. Подробней это видно рисунке, для упрощения показано всего две пластины.
Преимущества и недостатки этого типа такие же как и у первого типа, за исключением:
-возможность развивать большее давление за счёт большего количества пластин
-больше точек трения
-более сложное изготовление
Ротационные компрессоры с двумя роторами
Применяет такие компрессоры компания Toshiba. Для чего-же,собственно, понадобилось усложнять конструкцию добавлением ещё одного ротора?
Представим однороторный компрессор, ротор на его валу расположен эксцентрично, то есть смещён геометрический центр и ,соответственно, центр тяжести. Такую конструкцию, например применяют в телефонах для виброзвонка — двигатель с грузиком, смещённым относительно центра. Можно вспомнить и лопасть вентилятора с одним винтом — при вращении идут биения и вибрации. Для уравновешивания и придумали добавить ещё один ротор.
Как следствие этого:
-уменьшенный уровень вибраций и шума
-повышение надёжности и долговечности (не только самого компрессора, но и всей конструкции холодильной машины)
-возможность снижения производительности до 15 % от номинальной
Последний пункт важен для инверторных кондиционеров, так даёт возможность не выключать компрессор, работая на малых оборотах, при этом экономится электроэнергия.
Компрессор с качающимся ротором
Данный вид компрессора использует корпорация Daikin, в её терминологии SWING. Основной причиной разработки этого компрессора послужил переход с хладагента R22 на другие виды хладагентов. При использовании фреона R22 для смазки применяется минеральное масло, а в составе самого фреона присутствует хлор, поэтому при работе компрессора с этим видом хладагента на поверхностях трущихся деталей образуется защитная ферро-хлоридная плёнка. Эта плёнка значительно снижает трение и риск коррозии. При использовании R410a и R407c эта плёнка отсутствует.
Следующий неприятный момент при использовании новых хладагентов — потери давления. Эти потери происходят из-за перетекания газа из одной зоны в другую, по исследованиям 70 % перетекания между ротором и цилиндром корпуса, а 30 % между цилиндром и торцом пластины. Эти потери зависят от наличия масляной плёнки и плотности прилегания ротора и пластины,которую, в свою очередь, нельзя сильно уменьшать, иначе увеличится сила трения.
Фирма Дайкин разработала и запатентовала ротационные компрессоры с качающимся ротором. В этом компрессоре пластина и ротор выполнены в виде ондной детали, которая совершает колебательные и возвратно-поступательные движения, из-за чего компрессор и получил название «с качающимся ротором», в англоязычной терминологии SWING (качаться-англ.)
В результате этого уменьшается трение между ротором и цилиндром корпуса, а также исключаются потери на трение и перетекания между пластиной и ротором.
Схематически это выглядит так:
Основная область применения ротационных компрессоров холодильные машины малой производительности — от полутора до десяти киловатт. На данный момент в 90 % кондиционеров применяют компрессоры данного типа в герметичном исполнении.
устройство, характеристики, принцип работы, типы
Для нагнетания воздуха в различных системах проводится установка роторных компрессоров. Существует довольно большое количество разновидностей подобного оборудования, распространены роторные модели, к которым также относятся винтовые конструкции. Принцип работы подобного устройства был разработан более 120 лет назад. Изначально они не применялись активно, так как были дорогими в производстве и не могли прослужить в течение длительного периода. Усовершенствование технологии производства определило распространение подобных конструкций. Роторные модели устанавливаются в случае, когда нужно обеспечить высокую производительность системы. Отличительными особенностями можно назвать отсутствие гула и вибрации на момент эксплуатации. Рассмотрим особенности подобного оборудования подробнее.
Принцип работы шестеренчатого компрессора
Винтовой блок является важным элементом конструкции роторного компрессора. Срок службы подобного элемента составляет примерно 15-20 лет. Стоит учитывать, что ротор компрессора имеет особую форму, за счет которой и обеспечиваются определенные эксплуатационные характеристики.
Принцип работы устройства определяет то, что на момент подачи воздуха не возникает вибрации или сильного шума. Основная часть компрессора роторного типа не имеет элементов, которые работают путем возвратно-поступательного движения. Поэтому конструкция может устанавливаться в непосредственном месте эксплуатации.
Принцип действия характеризуется следующими особенностями:
- В качестве основы конструкции применяется корпус.
- Внутри механизма расположены две шестерни, которые находятся в зацеплении.
- У механизма есть подводящий и выводящий патрубок.
Относится к ротационным компрессорам устройства, которые имеют шестерни, находящиеся в зацеплении. Стоит учитывать, что для существенного износа основных частей проводится добавление смазывающего вещества. Кроме этого, есть модели, которые также работают без смазки.
Общее описание роторных компрессоров
Основное предназначение заключается в создании давления, которое будет выше атмосферного. Рассматриваемый тип механизма относится к оборудованию объемного типа.
Название роторный компрессор получил из-за особенности формы основных вращающихся элементов. Высокая потребность в них определяет то, что появилось просто огромное количество компактных моделей, которые характеризуются высокой эффективностью в применении. Также встречается компрессор роторно-поршневой, который существенно отличается от обычного варианта исполнения.
В рассматриваемую группу устройств входят следующие механизмы:
- Кулачковые.
- Винтовые.
- Спиральные.
- Жидкостно-кольцевые.
- Пластинчатые.
Все разновидности подобных устройств характеризуются большим количеством особенностей, к примеру, пластинчатый компрессор роторного не имеет много различных клапанов, которые существенно снижают показатель КПД. Кроме этого, роторные варианты исполнения имеют меньший вес в сравнении с поршневыми.
В большинстве случаев компрессор роторно-лопастной представлен одинарным аппаратом с приводом. Некоторые варианты исполнения имеют промежуточный редуктор, который способен изменять передаваемое усилие.
Сегодня компрессорные установки оснащаются электрическим двигателем. В некоторых случаях проводится установка двигателей внутреннего сгорания, которые характеризуются большей производительностью.
Данный тип компрессоров встречается в самых различных случаях. Очень часто оно применяется для создания краскопульта, который требуется для равномерного нанесения специального красящего вещества на поверхность.
Роторный винтовой компрессор
Ротационный компрессор считается довольно распространенным устройством, которое применяется для сжатия воздуха и различных технологических газов. Во многом эффективность зависит от дизайна подвижных частей. Высокая надежность и другие свойства определяют то, что роторные компрессоры устанавливаются в промышленности. Давление на выходе может достигать высоких показателей, как и при всасывании.
Конструкционными особенностями рассматриваемого механизма можно назвать следующие моменты:
- Основные элементы представлены двумя винтовыми роторами: один вращается по часовой стрелке, второй против.
- Между подвижным элементом и корпусом есть небольшой зазор.
- Оба ротора крепятся к валу, который предназначен для непосредственной передачи вращения.
- Роторный компрессор оснащается впускным и выпускным клапаном.
При изготовлении основных частей могут применяться самые различные материалы, в большинстве случаев нержавеющая сталь и чугун.
Принцип работы подобного механизма достаточно прост. Он следующий:
- От двигателя вращение передается ведущему элементу, который за счет зацепления передает вращение ведомому.
- Оба элемента расположены в герметичном корпусе со впускным и отводящим отверстием.
Важным моментом назовем то, что роторные компрессоры подобного типа могут быть масляными и безмасляными. Среди их отличительных свойств следует отметить следующее:
- Масло существенно снижает степень износа конструкции, а также выступает в качестве охлаждения.
- Устройства, куда не подается масло, служат несколько меньше, однако они подают более качественную среду.
В случае, если в системе есть масло требуется специальный фильтр, который проводит отделение смазывающего вещества от основной среды. Если она будет попадать в магистраль, то существенно снижается качество лакокрасочного покрытия.
Кроме этого, выделяют довольно большое количество преимуществ у рассматриваемого механизма:
- Подвижные части могут работать при большой скорости.
- Контакта между двумя подвижными элементами практически нет. Именно поэтому износ относительно низкий даже при длительной эксплуатации устройства.
- Провести обслуживание можно своими руками.
- Относительно небольшие размеры и вес.
- Эксплуатационный заявленный срок составляет несколько десятков лет.
- Не требуется много средств для поддержания работоспособности.
Вышеприведенные достоинства определяют широкое распространение подобных видов роторного компрессора.
Они могут устанавливаться в быту или промышленности, обладать различными размерами и весом.
Роторный компрессор с кулачковыми роторами
Подобный вариант исполнения применяется в том случае, когда нужно передавать большой объем вещества за минимальный период. Среди особенностей отметим:
- Подвижные части не соприкасаются. Именно поэтому снижается вероятность сильного износа.
- Нет необходимости в добавлении масла, за счет чего существенно упрощается процесс обслуживания.
- Устройства с большим размером имеют электрический двигатель, который подключен напрямую к основному элементу. Меньшие варианты исполнения снабжаются клиноременной передачей.
Встречается довольно большое количество разновидностей подобного устройства. Основными элементами можно назвать:
- Корпус.
- Ротор.
- Распределительные шестерни.
- Уплотнительные прокладки.
- Подшипники.
Принцип действия устройства можно охарактеризовать следующим образом:
- Роторы не находятся в зацеплении на момент работы.
- Газ внутри не сжимается.
- Есть возможность проводить монтаж подвижных элементов на параллельных винтах.
- Кулачки не соприкасаются.
- Подшипники и распределительные части смазываются на момент работы.
Область применения подобных устройств весьма обширна. Примером можно назвать различные промышленные установки, а также оборудование для нанесения лакокрасочных материалов.
Ротационно-пластинчатый компрессор
В этом случае ротор снабжается несколькими скользящими пластинами, которые монтируются эксцентрическим методом в литом корпусе. Кроме этого, выделяют следующие особенности подобных устройств:
- Маслозаполненные.
- Эффективность механизма достигает 90%.
- Могут применяться для генерирования повышенного давления в магистрали.
- Выделяют стационарные и переносные варианты исполнения.
- На одной ступени может создаваться давление более 13 бар.
- Вращение создается при помощи двигателя.
- Для подключения магистрали есть фланцы.
- Изготовление цилиндра проводится при применении чугуна.
Высокая эффективность устройства можно связать с широким его распространением. Примером можно назвать системы охлаждения или центральной подачи вакуума.
Жидкостно-кольцевые компрессоры
Такие модели считаются универсальным устройством, у которого давление создается при помощи жидкостного кольца. Он действует по принципу поршня. В рассматриваемом случае есть только один ротор, размещенный в центральной части. В большинстве случаев при изготовлении применяется чугун, вал из углеродистой стали рассчитан на воздействие большой осевой нагрузки. Стоит учитывать, что выделяют два типа подобных приборов – одноступенчатые и многоступенчатые.
Принцип действия этого механизма характеризуется следующими особенностями:
- Ротор и цилиндр частично заполняются при сжимании жидкостной среды, за счет чего образуется кольцо.
- При непосредственном движении поршня образуется газовый карман.
- Сервисная жидкость в большинстве случаев представлена обычной водой бытового предназначения.
Встречаются подобные варианты исполнения не так часто, как другие. Но им свойственны следующие преимущества:
- Возможность эксплуатации при минусовой температуре.
- Надежность. Как показывает практика, механизм может прослужить в течение нескольких лет без возникновения неполадок и дефектов.
- Эффективный теплоотвод.
- Простое техническое обслуживание.
- Устройство может применяться для работы практически в любой среде.
- Между вращающимися элементами нет непосредственного контакта, за счет чего существенно снижается степень износа.
При изготовлении основных элементов применяется сталь ил чугун. Оба материала характеризуются повышенной устойчивостью к воздействию влажности или других химических веществ.
Спиральные компрессоры
Меньше всего распространены спиральные конструкции, так как они представлены объемными машинами. Внутри находятся спирали, которые вложены друг в друга, за счет которых обеспечивается создание требуемого давления.
Несмотря на то, что подобная технология получила широкое распространение, она применяется относительно недавно. Спиральные роторные компрессоры получили широкое распространение в промышленности и быту.
Среди конструктивных особенностей отметим:
- Корпус герметичный, часто производится путем литья или сварки. За счет этого обеспечивается высокая степень эффективности спирального нагнетателя воздуха.
- Есть муфта и блок спиралей.
- В качестве источника вращения применяется двигатель.
В большинстве случаев конструкция имеет вертикальную компоновку. Для хранения смазывающей жидкости создается специальный картер.
Основные части винтового компрессора
Роторный компрессор состоит из нескольких основных элементов, которые и обеспечивают подачу среды под большим давлением. Рассматривая конструктивные особенности отметим:
- Пара червячных зацепленных роторов, один из которых ведущий, второй ведомый.
- Корпус может изготавливаться самым различным образом, характеризуется высокой герметичностью.
- Объем конструкции зависит от формы ротора, а также их размеров.
В производстве встречаются самые различные профили роторов. В целом можно сказать, что от этого во многом зависят основные эксплуатационные характеристики.
В заключение отметим, что роторные компрессоры на сегодняшний день один из самых распространенных. При выборе уделяется внимание техническому состоянию, типу применяемых материалов при изготовлении, рабочему объему и многим другим моментам.
Роторные компрессоры
Компрессоры используются для того, чтобы для различных газов (в том числе воздух, хладагенты, природный газ и специальные газы: аммиак, кислород, азот и др.) получить давление выше, чем нормальное атмосферное давление.
Роторные компрессоры являются компрессорам объемного типа. Объемный компрессор создает уменьшение объема газа для увеличения его давления.
Роторные компрессоры получили свое название от вращающегося рабочего элемента. Они сжимают газы при помощи кулачковых роторов, жидкости, винтов или пластин. В ответ на запросы рынка усилиями многих компаний-производителей появились на свет компактные и эффективные компрессорные машины.
К роторным компрессорам относятся компрессоров следующих типов: винтовой, кулачковый (Рутс компрессор), пластинчатый, спиральный и жидкостно-кольцевой.
За исключением различий в конструктивном исполнении, компрессоры этого типа имеют несколько общих особенностей. Наиболее важная особенность, которая отличает их от поршневых компрессоров, – отсутствие большого количества клапанов. Роторные компрессоры имеют меньший вес, чем поршневые, имеют простое конструктивное решение, могут быть с одним или несколькими роторами. Дизайн ротора отличает типы друг от друга, и также режим работы и размер являются уникальными для каждого типа компрессоров.
Роторные компрессоры часто представляют собой одинарный агрегат с приводом. Кроме того встречаются установки с последовательным расположением, в комплекте или без промежуточного редуктора.
Большинство компрессоров роторного типа комплектуют электродвигателем, однако переносные компрессоры могут комплектоваться также двигателем внутреннего сгорания.
Роторный винтовой компрессор
Винтовой компрессор – это широко используемое средство для сжатия воздуха, технологических газов и хладагента. Эффективная работа винтовых компрессоров зависит в основном от правильного дизайна ротора. Данный тип компрессоров часто используется в промышленности. В последние десятилетия данный тип компрессоров стал широко популярен в газовой промышленности при работе с низким давлением и высокой производительностью. Давление на всасывании может быть очень низким, а на нагнетании достигать 400psig.
Винтовой компрессор имеет показатели, близкие к поршневым и центробежным компрессорам. Так, например, большая винтовая установка, рассчитанная на 40000 cfm – это типичная зона применения центробежных компрессоров, а небольшие установки для автомобильного кондиционирования воздуха – это типичная область применения поршневых компрессоров.
Конструктивное устройство:
Рабочий элемент компрессора – два винтовых ротора, которые вращаются по направлению друг к другу: когда левый ротор поворачивается по часовой стрелке, правый ротор вращается против часовой стрелки. Роторы и корпус разделены небольшим зазором. Оба ротора могут крепиться к валу привода, который приводит компрессор в рабочее состояние. В компрессоре есть впускное и выпускное отверстие для рабочей среды. Винтовые компрессоры могут иметь различные материальные исполнения. Термическая обработка роторов обычно не требуется.
Принцип работы
Роторный винтовой компрессор, показанный на рисунке 1, состоит из двух винтов или роторов в зацеплении, которые удерживают газ между собой и корпусом компрессора. Двигатель приводит в движение ведущий ротор, который, в свою очередь, приводит в движение ведомый ротор. Оба ротора расположены в корпусе, в котором также имеются входное и выходное отверстие. Газ поступает в компрессор через входное отверстие и заполняет пустоты между роторами. Когда роторы находятся в движении, газ сжимается роторами, тем самым уменьшая его объем. В процессе работы компрессора между роторами нет прямого контакта, что, в свою очередь означает отсутствие износа поверхности роторов, увеличение надежности всего оборудования и равномерную подачу газа.
Описание типа
Компрессоры данного типа могут быть безмасляными или маслозаполненными. В маслозаполненном компрессоре винтового типа смазка впрыскивается в газ, который задерживается внутри корпуса. В этом случае смазка также используется для охлаждения компрессора. Газ удаляется из сжимаемой газосмазывающей смеси в сепараторе. Роторные винтовые компрессоры рециркулируют смесь газа с маслом от 1 до 8 раз в минуту для охлаждения газа и последующего их разделения. Так как винтовые компрессоры используют закрытую смазочную систему, требуется небольшое количество масла. Вязкость масла подбирается в зависимости от удельной теплоемкости газа.
В компрессорах сухого типа роторы движутся без смазки (или хладагента). Тепло от сжатия удаляется из компрессора, ограничивая возможность его работы до одной ступени.
Безмаслянные винтовые компрессоры обычно используются для специальных условий. Из-за отсутствия масла не требуется много ступеней как в компрессорах маслозаполненного типа чтобы достичь такого же высокого давления. Некоторые безмаслянные компрессоры используют воду в качестве охладителя. Для масла и воздуха используются отдельные отверстия.
Большинство промышленных воздушных компрессоров винтового типа имеют двигатели мощностью от 30 до 200 лс. Эти компрессоры используют от одного до трех винтовых роторов, которые удерживают среду внутри камеры, которая уменьшается в размере для увеличения давления. Клапаны открываются при остановке для сброса внутреннего давления и делают пуск более плавным.
Промышленный роторный винтовой компрессор может работать круглосуточно 7 дней в неделю и обычно работает дольше и эффективнее, если используется именно таким образом. Если винтовой компрессор подобран правильно, он может быть одним из энергоэффективных типов компрессоров.
Обычно маслозаполненный компрессор укомплектован клапаном минимального давления, который не позволяет воздуху попасть в пневмосистему, пока не будет достигнуто минимальное давление для смазки компрессора. Масляный фильтр удаляет загрязняющие вещества в масле, и также есть второй масляный фильтр, который очищает от крупных загрязнений. На компрессор монтируют перепускной клапан для поддержания давления, когда компрессор на холостом ходу.
У безмасляного компрессора несколько другие компоненты. Обычно это две винтовые пары, воздух охлаждается в промежуточном радиаторе между ними и шестерни для обоих винтовых пар расположены в корпусе редуктора и редуктор смазывается. Масляное уплотнение и повышенное давление удерживают масло от попадания из редуктора на винты.
В роторном винтовом компрессоре смазывающее вещество впрыскивается в корпус компрессора. Вращающиеся роторы соприкасаются со смесью газов и смазывающего вещества. В дополнение к тому, что тонкая пленка смазывающего вещества предотвращает контакт металл по металлу, смазывающее вещество также несет функцию уплотнителя, предотвращая рекомпрессию газа, которая возникает, когда горячий газ под высоким давлением попадает в уплотнение между роторами и сжимается снова. Рекомпрессия может привести к тому, что температура нагнетания газа превысит расчетную, что в конечном итоге приведет к потери надежности установки. Смазывающее вещество также выступает в качестве охладителя, удаляя тепло во время процесса сжатия газа.
Основные преимущества роторных компрессоров
- все рабочие части движутся и могут работать при больших скоростях;
- контакта между вращающимися частями практически нет, что делает их очень надежными;
- несложное техническое обслуживание;
- низкие затраты на техническое обслуживание и эксплуатацию;
- работа при низком давлении всасывания;
- компактность и небольшой вес;
- долгий срок службы.
Области применения:
Винтовые компрессоры обычно используют для непрерывной работы в различных промышленностях и могут быть как стационарными, так и передвижными. Их мощность может быть от 3 лс (2,2кВт) до более 1200 лс (890кВт), а давление от низкого до более 1,200 psi (8.3 MPa).
Винтовые компрессоры работают с большим количеством сред, среди которых могут быть газы, пары или мультифазные смеси с учетом, что фазы внутри машины могут меняться. Обычно, компрессоры для хладагента и технологических газов, которые работают продолжительное время, имеют высокую эффективность, в то время как для воздушных компрессоров, особенно для мобильных, эффективность может быть менее важна, чем размер и стоимость.
Винтовые компрессоры идеально подходят для большинства применений, где требуется сжатие:
- дожатие топливного газа;
- дожатие газа из буровой скважины;
- улавливание паров;
- сжатие газа из органических отходов и газа вторичной переработки;
- сжатие коррозионных и или грязных технологических газов;
- воздух
- холодильное оборудование
- и др.
Роторный компрессор с кулачковыми роторами
Описание типа и конструктивное устройство:
Схематическая диаграмма роторного компрессора с кулачковыми роторами, представлена на рис. 2. Обычно данный тип компрессоров используется там, где требуется большой объем. Эти машины очень надежны, так как вращающиеся части не соприкасаются друг с другом, необходимость подачи масла для их смазки исключается и потребность в техническом обслуживании невелика. Подаваемый воздух 100% безмасляный. Расход компрессора в большей степени зависит от рабочей скорости.
Установки большого размера (свыше 5000cfm) имеют прямое подсоединение к своим двигателям, установки меньшего размера имеют клиноременную передачу. В качестве приводов обычно выступают электродвигатели. Также компрессоры могут поставляться с голым валом, для подсоединения к приводу Заказчика. В комплект поставки могут входить звукопоглотитель, клапаны, фильтры, перепускной клапан и компенсаторы.
Основные части компрессора: роторы, корпус, распределительные шестерни, подшипники, уплотнения. Профиль кулачков роторов обычно эвольвентный, хотя может быть и циклоидальный. Зазор между роторами и корпусом делают обычно минимальный для предотвращения протечек. У ротора может быть два или три кулачка. Корпус обычно изготавливают из чугуна, конструкцию из алюминия поставляют для специальных условий. Обычно используется смазывание разбрызгиванием, однако на некоторых установках делают внешнюю систему смазки.
Принцип работы
Принцип работы компрессор аналогичен принципу роторного винтового компрессора, кроме того, что соприкасающиеся кулачковые роторы обычно не смазываются. Особенность данного типа компрессоров в том, что газ внутри не сжимается. Роторы могут монтироваться на параллельных валах внутри цилиндра. Комплект шестерен синхронизирует вращение роторов. Кулачки не соприкасаются друг с другом. Когда кулачковые рабочие колеса вращаются, газ поступает между ними и корпусом компрессора, где он сжимается из-за их вращения, а затем поступает в нагнетательную линию. При этом подшипники и распределительные шестерни смазываются.
Области применения:
Данный тип компрессоров предназначены для сжатия воздуха и нейтральных газовых смесей.
Сфера применения:
- сельское хозяйство;
- строительство;
- химическое производство;
- электроника;
- металлургия;
- системы водоснабжения
- пищевая промышленность.
- промышленные печи
- фармацевтическая промышленность
- центральная подача вакуума
- дегазация
- пневмотранспорт
- фильтрация
- места хранения органических отходов
Роторные компрессоры с кулачковыми роторами находят свое применение там, где требуется относительно постоянный расход при меняющемся давлении на нагнетании при транспортировке материалов, насыщении жидкости воздухом, добыче газа и улавливании паров, снабжении газом и воздухом низкого давления, обработке отработанной воды, рекультивации почв, на цементных заводах и пр.
Ротационно-пластинчатый компрессор
Описание типа и конструктивное устройство:
Ротационно-пластинчатый компрессор схематически представлен на рисунке 3. Ротационно-пластинчатые компрессоры имеют в своем составе ротор с несколькими скользящими пластинами, которые эксцентрически монтируются в корпусе.
Компрессоры этого типа бывают сухого типа и маслонаполненные. Компрессоры с маслом наиболее эффективны и могут достигать 90%-й эффективности. Также они создают большее давление, чем сухой тип компрессора.
Компрессоры данного типа могут быть стационарными или переносными, иметь одну или несколько ступеней, могут иметь привод от электродвигателя или двигателя внутреннего сгорания. Ротационно-пластинчатый компрессор сухого типа используют при относительно низком давлении (2бар), в то время как маслонаполненные компрессоры имеют достаточный коэффициент полезного действия для достижения давления в 13 бар на одной ступени.
Наиболее часто используемый тип привода – электрический двигатель. На небольших установках (менее 100 лс) применяют клиноременную передачу.
Цилиндр изготавливают обычно из чугуна. Входные и выходные отверстия имеют фланцевое подсоединение. Для установок со смазкой пластины изготавливают из слоистого асбеста с вкраплениями фенолоальдегидных полимеров. Графит используется в установках без смазки. Ротор изготавливают из углеродистой стали. На больших установках ротор может быть изготовлен из чугуна, а вал из углеродистой стали.
Принцип работы
Лопасти ротора выдвигаются и скользят по внутренней поверхности цилиндра под действием центробежной силы. В результате из-за вращения объем камеры между двумя лопастями постоянно меняется. По мере вращения ротора, рабочая среда попадает в область большего объема, а затем подается на нагнетание уже в качестве сжатого газа из области меньшего объема.
Процесс смазки ротационно-пластинчатого компрессора происходит один раз за режим работы. Смазка впрыскивается в компрессор и выходит вместе со сжимаемым газом и обычно не рециркулирует. Смазывающее вещество создает тонкую пленку между корпусом компрессора и скользящими пластинами. Скольжение пластин по поверхности корпуса требует от смазывающего вещества, чтобы оно выдерживало высокое давление в компрессорной системе.
Области применения:
Ротационно-пластинчатые компрессоры используются при улавливании газов и для повышения давления газа, конкурируя с поршневыми компрессорами. Они уступают в эффективности, но они достаточно компактны, имеют меньший вес и не требуют подготовки для них специального фундамента. Данный тип компрессоров используется также для удаления паров. Ротационно-пластинчатые компрессоры доказали свою надежность в качестве сжимающего оборудования для природного газа и метана.
Ротационно-пластинчатые компрессоры применяют для:
- центральной подачи вакуума
- охлаждения
- извлечения растворителей
- пропитки (поверхности материала под воздействием вакуума пропитывающим веществом)
- сушки (напр. медицинской продукции)
- дегазации
- герметизации солнечных модулей
- упаковки продуктов питания
- вакуумной формовки
- герметизация лотков в пищевой промышленности
- упаковки непищевой продукции
- обработки заготовок
- пневмотранспорта
- полиграфической и целлюлозно-бумажной промышленности
Особое внимание необходимо уделять контролю за износом пластин, так как их износ может послужить причиной повреждения цилиндра.
Жидкостно-кольцевые компрессоры
Конструктивное устройство и описание типа
Жидкостно-кольцевой компрессор является уникальным видом компрессоров, так как в нем используется сжатие при помощи жидкостного кольца, которое действует как поршень. Одиночный ротор располагается эксцентрически внутри корпуса. Входное и выходное отверстие для газа располагается на роторе. Стандартное материальное исполнение – чугун для цилиндра и углеродистая сталь для вала, сталь для частей ротора. Конструктивно жидкостно-кольцевые компрессоры могут быть как одноступенчатыми, так и многоступенчатыми.
Принцип работы
Сжимающая жидкостная среда заполняет частично ротор и цилиндр, и образует кольцо при движении поршня. При движении поршня в корпусе образуется газовый карман. Газ сжимается в полостях, которые образуют поверхности жидкостного кольца и ротора. На стороне всасывания объем полостей увеличивается и происходит её заполнение газом, на нагнетании объем уменьшается, происходит сжатие газа и подача его в нагнетательную линию. В качестве сервисной жидкости обычно используют воду.
Основные преимущества
Области применения:
Данный тип компрессоров применяют для сжатия паров, опасных и токсических газов, а также горячих газов, в том числе с содержанием пыли или жидкости. После взаимодействия газа и рабочей жидкости, температура газа повышается незначительно, что дает почти изометрическое уплотнение. Жидкостно-кольцевые компрессоры используются там, где требуются надежная, безопасная работа и требуются специальные технологические условия.
Сферы применения
- производство пластмасс – регенерация технологических газов,
- нефтехимическая промышленность – уплотнение горючих газов (паров бензина, водорода)
- общий газовый перенос
- удаление воздуха из глины
- удаление нефтяных остатков
- защита от коррозии водопроводных труб
- удаление пыли в горнодобывающей промышленности
- производство биогаза
- сжатие анаэробных газов
- очистка и утилизация сточных вод
- разлив продукта на пивоваренных заводах
- погрузочно-разгрузочные операции
- системы очистки и удаления жира из частиц углеводородов
- прочее
Спиральные компрессоры
Конструктивное устройство и описание типа
Спиральный компрессор – это объемная машина с движением по орбите, в которой сжатие происходит при помощи двух спиральных элементов вложенных друг в друга.
Хотя идея спирального компрессора известна уже давно спиральные компрессоры это достаточно новая технология. Первый патент на спиральный компрессор был выдан в 1905 году французскому инженеру Леону Круа, но только в 1970 году с развитием высокоточной механической обработки удалось сделать рабочий прототип. На сегодняшний день спиральные компрессоры находят свое применение, как в коммерческих, так и бытовых областях.
Спиральные компрессоры полностью герметичны. Блок спиралей, муфта, противовесы, двигатель и подшипники смонтированы в сварном стальном корпусе. Большинство спиральных компрессоров для кондиционирования имеют вертикальную конструкцию. Кожух представляет собой цилиндрическую емкость, расположенную вертикально и разделенную на часть низкого давления и часть высокого давления. Нижняя часть кожуха служит в качестве резервуара для масла и жидкости. Спирали обычно изготавливают из заготовок из углеродистой стали. Особое внимание уделяется изготовлению спиралей, так как требуется их точная подгонка.
Принцип работы
Спиральный компрессор использует две спирали, одну зафиксированную, а другую движущуюся, соединенную с двигателем. Спирали вложены одна в другую, так что во время движения при их взаимодействии образуются полости для рабочей среды. Среда подвергается сжатию при движении по орбите подвижной спирали вокруг неподвижной спирали и постепенно нагнетается к центру. Когда полости перемещаются, они уменьшаются в объеме и сжимают газ.
Основные преимущества
Спиральная технология предлагает преимущества по ряду причин. Большие отверстия на всасе и нагнетании сокращают потери давления, возникающие в процессе всасывания и нагнетания. Также физическое разделение этих процессов сокращает передачу тепла к всасываемому газу. Преимущества спиральных компрессоров заключается в их небольших размерах и меньшем весе, чем у поршневых компрессоров среднего класса. Это эффективные устройства, работающие при различных коэффициентах сжатия. Также к преимуществам можно отнести относительно низкий уровень шума и вибраций, высокий уровень надежности и долгий срок эксплуатации, благодаря тому, что в сжатии участвует небольшое количество деталей и отсутствуют клапаны.
Области применения
Спиральные компрессоры изготавливают в разных размерах до 25т. Они нашли широкое применение в бытовых и коммерческих системах обогрева, вентиляции и кондиционирования воздуха. Они успешно используются для охлаждения молока в оптовой таре, в контейнерных перевозках, в морских контейнерах и продовольственных прилавках-витринах, в водяных охладителях. Спиральные компрессоры используются для производства сжатого воздуха и безмасляного сжатого воздуха.
Горизонтальные герметичные спиральные компрессоры могут работать с природным газом, воздухом и гелием и имеют масляное охлаждение. Другая область применения для такого компрессора – это улавливание газовых паров на нефтяных месторождениях.
устройство, типы и принцип работы.
Содержание
Роторный компрессор относится к классу объемных машин – по способу действия он похож на роторный насос. В настоящее время этот тип оборудования приобрел большую популярность. Воздушный роторный компрессор незаменим при решении не только производственных, но даже бытовых задач.
Наибольшее распространение получили роторные пластинчатые компрессоры, также большую популярность находят винтовые компрессоры.
Принцип работы роторного компрессора
Принцип работы роторного компрессора похож на действия насоса. Исходя из этого рассмотрим работу оборудования основанного на всасывании и вытеснении газа твердым телом – поршнем.
Роторно поршневой компрессор
Принцип работы роторно поршневого компрессора основан на вытеснении газа поршнем.
Цилиндр 1 соединен с клапанной коробкой 2, в гнездах которой расположены всасывающий и нагнетательный клапаны 3 и 4. Поршень 5 движущийся в цилиндре возвратно-поступательно, производит попеременно всасывание из трубы 6 и нагнетание в трубу 7.
Такое оборудование широко применяется в промышленности. Преимуществами являются: простота конструкции; высокой надежности; высокая производительность; долговечность.
Среди недостатков стоит упомянуть о неравномерности подачи, обусловленной периодичностью движения поршней.
Недостатки в работе роторно поршевого компрессора привели к появлению нового типа оборудования пластинчатого компрессора. Принцип его работы состоит в следующем
Роторно пластинчатый компрессор
При вращении ротора 1, расположенного эксцентрично в корпусе 2, пластины 3 образуют замкнутые пространства 4, переносящие газ из полости всасывания в полость нагнетания. При этом происходит сжатие газа.
Такая схема компрессора, обладая хорошей уравновешенностью движущихся масс, позволяет сообщить ротору высокую частоту вращения и соединить машину непосредственно с электрическим двигателем.
При работе пластинчатого компрессора выделяется большое количество тепла вследствие механического трения. Поэтому при степенях повышения давления выше 1,5 корпус компрессора выполняют с водяным охлаждением.
Пластинчатые компрессоры могут исполняться для отсасывания газов и паров из пространств с давлением, меньшим атмосферного. В таких случаях компрессор является вакуум насосом. Вакуум, создаваемый пластинчатыми вакуум-насосами, достигает 95%.
Винтовой компрессор роторный
Способ действия компрессора с двумя винтами описан ниже.
Основными рабочими деталями компрессора являются червяки (винты) специального профиля. Взаимное расположение червяков строго фиксировано сцепляющимися зубчатыми колесами, посаженными на концы валов. Зазор в зацеплении у этих синхронизирующих зубчаток меньше, чем у винтов, и поэтому механическое трение у последних исключено.
Винт с впадинами является замыкающим распределительным органом, поэтому мощность, передаваемая синхронизирующим зубчаткам невелика, а следовательно, незначителен и их износ. Это очень важно ввиду необходимости сохранения достаточных зазоров у червячной пары.
При вращении червяков (винтов) вследствие периодического попадания головок зубьев червяков во впадины последовательно осуществляются процессы всасывания, сжатия и нагнетания.
Винтовые компрессоры выполняются с водяным охлаждением корпуса и внутренним охлаждением червяков.
Устройство роторного компрессора.
Пластинчатые компрессоры выполняются для подач до 500 м3/мин и при двух ступенях сжатия с промежуточным охлаждением создают давление до 1,5 МПа.
Основные элементы конструкции: ротор 1, корпус 2, крышки 3, охладитель О и валы 4. Корпус и крышки компрессора охлаждаются водой. У конструктивных элементов имеются некоторые особенности. Для уменьшения потерь энергии механического трения концов пластин о корпус в нем располагают два свободно вращающихся в корпусе разгрузочных кольца.
К их наружной поверхности подводится смазка. При вращении ротора концы пластин упираются в разгрузочные кольца и частично скользят по их внутренней поверхности – разгрузочные кольца вместе с тем вращаются в корпусе.
С целью уменьшения сил трения в пазах, пластины располагают не радиально, а отклоняя их вперед по направлению вращения. Угол наклона составляет 7-100. При этом направление силы, действующей на пластины со стороны корпуса и разгрузочных колец, приближается к направлению перемещения пластины в пазах и сила трения уменьшается.
Для уменьшения утечек газа через осевые зазоры в ступице ротора располагаются уплотнительные кольца, прижимаемые пружинами к поверхностям крышек.
Со стороны выхода вала через крышку установлено сальниковое уплотнение с пружинной натяжкой.
В конструкции применены роликовые подшипники. Смазка осуществляется машинными маслами средней вязкости через контрольные капельные указатели. Места смазки – разгрузочные кольца, торцовые уплотнительные кольца и сальниковое уплотнение.
Винтовые компрессоры стоят на подаче до 20 000 м3/ч.
Видео про роторный компрессор
Роторно лопастной компрессор чаще всего соединяют с электродвигателем напрямую, и частота его вращения составляет 1450, 960, 750 об/мин. Для регулирования подачи в этом случае требуется добавить между валами двигателя и компрессора вариатор скорости.
Частота вращения винтовых компрессоров очень высокая, достигающая в случае привода от газовых турбин 15 000 об/мин. Такой воздушный роторный компрессор обычного исполнения способен работать с частотой вращения 3000 оборотов в минуту.
Для обоих типов оборудования в составе компрессорной установки применяются способы регулирования подачи дросселированием на всасывании, перепуском сжатого газа во всасывающий трубопровод и периодическими остановками.
Ротационные компрессоры
Компрессоры, в которых поршень (ротор) вращается относительно цилиндра, называют ротационными. Они обычно имеют малую холодопроизводительность и принципиально отличаются от поршневых компрессоров с возвратно-поступательным движением поршня. Существуют компрессоры с катящимся (рис. 1, а) и вращающимся (рис. 1, б) ротором.
Рис. 1 – Схемы ротационных компрессоров: а – с катящимся ротором; б – с вращающимся пластинчатым ротором; 1 – цилиндр; 2 – ротор; 3 – пластинка; 4 – нагнетательный патрубок; 5 – нагнетательный клапан; 6 – пружина; 7 – всасывающий патрубок; 8 – вал; А–А – ось ротора; Б–Б – ось цилиндра
У компрессора с катящимся ротором (поршнем) ось вала совпадает с осью цилиндра, но эксцентрична оси самого ротора, который при вращении соприкасается со стенками цилиндра. Такой компрессор имеет прижимную пластинку с пружиной, разделяющую камеры всасывания и нагнетания. При вращении эксцентрика поршень не вращается и, находясь все время в соприкосновении с внутренней поверхностью цилиндра, катится по ней, образуя пространство серповидного сечения. Это пространство разделяется прижимной пластинкой. По мере приближения ротора к верхнему положению камера всасывания увеличивается, и пары из испарителя постепенно заполняют ее через отверстие в цилиндре, которое расположено около прижимной пластинки. В это же время ротор сжимает пары в нагнетательной камере и вытесняет их в конденсатор через нагнетательный клапан. Полный цикл работы компрессора совершается за один оборот эксцентрикового вала (всасывание, сжатие и нагнетание паров в конденсатор).
Сальниковый ротационный компрессор РФ1,1 с катящимся поршнем (рис. 2) смонтирован в чугунном корпусе (1). К цилиндру (2) болтами прикреплена крышка (14). Поршень-ротор (3), размещенный внутри цилиндра, посажен на эксцентриковый вал (10) на шариковом подшипнике (4). Сам вал опирается на две бронзовые втулки (7) и (9) в цилиндре и корпусе. В верхней части под головкой (17) расположены всасывающая трубка (18) и лопасть (16) с пружиной (8). Лопасть плотно прилегает к поверхности ротора и разделяет полость цилиндра на полости всасывания и нагнетания.
Рис. 2 – Сальниковый ротационный фреоновый компрессор РФ1,1
Нагнетательный клапан (15) помещен в специальном гнезде цилиндра и состоит из стальной пластинки и пластинчатой пружины. Всасывающего клапана в компрессоре нет. На головке установлен всасывающий запорный вентиль (12), а на торце цилиндра – нагнетательный вентиль (6). Маховик (13) укреплен на конце вала, который уплотнен сальником (11).
Полость корпуса компрессора заполнена маслом. В головке за счет изменения направления и уменьшения скорости движения паров хладагента масло от них отделяется и стекает в корпус, обеспечивая смазку трущихся частей. Для наблюдения за уровнем масла в торцовой крышке (5) цилиндра имеется смотровое стекло.
Компрессоры с катящимся поршнем по энергетическим показателям близки к современным поршневым компрессорам. Они имеют небольшие габариты, хорошо уравновешены и удобны для размещения в транспортных установках при отсутствии фундаментов. Для натяжения ремней имеется болт. Эти компрессоры надежны в эксплуатации даже при работе с влажным паром и просты в обслуживании, но при их изготовлении и сборке требуется большая точность.
Ротационные компрессоры выполняются также герметичными – компрессор с электродвигателем вмонтированы внутрь герметичного кожуха на трех амортизирующих пружинных подвесках.
Компрессор с вращающимся пластинчатым ротором (рис. 1, б) имеет эксцентрично расположенный в цилиндре ротор-поршень, который вращается вокруг своей оси. Ротор имеет радиальные или наклонные прорези, в которых размещены скользящие пластинки, прижимаемые при вращении к поверхности цилиндра действием центробежной силы. Эти пластинки-лопатки занимают рабочее положение лишь после достижения ротором определенной частоты вращения, что облегчает пуск компрессора. При одинаковых размерах цилиндра и частоте вращения объемная холодопроизводительность этого компрессора в два раза больше, чем компрессора с катящимся ротором.
Ротационный многопластинчатый компрессор используют в качестве бустера-компрессора (ступени низкого давления) в установках двухступенчатого сжатия.
Ротационные компрессоры | Холодильные установки
В холодильной технике применяют компрессоры с катящимся ротором-поршнем и вращающимся ротором.
Рис. 26. Компрессор с катящимся ротором:
1 — ось цилиндра,
2 — ось ротора,
3 — лопасть,
4 — всасывающий патрубок,
5 — нагнетательный патрубок,
6 — нагнетательный клапан,
7 — цилиндр,
8 — ротор,
9 — вал
Компрессор с катящимся ротором (рис. 26) приводится в движение эксцентриком центрального вала. Диаметр поршня меньше диаметра цилиндра. При вращении эксцентрика ротор 8 как бы катится по внутренней боковой поверхности цилиндра 7, создавая серповидную полость, положение которой зависит от угла поворота ротора.
При помощи разделяющей лопасти 3, постоянно прижимающейся к ротору, серповидная полость разделяется на две изолированные части. Одна из них сообщается со всасывающим патрубком 4, другая — с нагнетательным 5. По мере приближения ротора к верхнему положению всасывающая полость увеличивается и заполняется хладагентом, в то же время из нагнетательной полости пары вытесняются. За один оборот ротора эксцентрикового вала совершается полный цикл работы компрессора.
Рис. 27 Компрессор с вращающимся ротором:
1 — ротор,
2 — пластины,
3 — водяная рубашка,
4 — кожух
Компрессор с вращающимся ротором (рис. 27) имеет эксцентрично расположенный в цилиндре ротор-поршень 1, который вращается вокруг своей оси. В роторе сделаны радиальные прорези, в которых размещены скользящие пластины 2, плотно прижимаемые при вращении к поверхности цилиндра действием центробежных сил. Работа этих пластин обеспечивает всасывание и сжатие пара. Ротационные компрессоры такого типа называют еще пластинчатыми.
Во избежание большого износа пластин и чрезмерного шума их окружная скорость не должна превышать 12 м/с.
Статор выполняют двух типов: в одном пластины скользят непосредственно по его корпусу, в другом — по свободно вращающимся кольцам.
Сжатие пара, отсеченного двумя пластинами, происходит непрерывно по мере прохождения его по окружности цилиндра.
Пластинчатые компрессоры отличаются легкостью запуска. Их объемная производительность в два раз выше объемной производительности компрессоров с катящимся ротором. Они надежны в эксплуатации, спокойнее переносят режим влажного хода.
Ротационные компрессоры пластинчатого типа очень удобны для перемещения больших объемов пара при малой степени сжатия (допустимая степень сжатия не более 6). Поэтому их используют чаще всего в качестве первой ступени низкотемпературных холодильных установок.
Рис. 28. Ротационный аммиачный бустер-компрессор РАБ-100:
1 — цилиндр, 2 — вал, 3 — барабан, 4 — крышка цилиндра, 5 — масляный бачок сальника, 6 — сальник, 7 — кольцо торцового уплотнения, 8 — роликоподшипник, 9 — газовый фильтр, 10 — пластина
Ротационный аммиачный бустер-компрессор РАБ-100 (рис. 28) используют в качестве ступени низкого давления в двух- и трехступенчатых холодильных установках в диапазоне температур кипения от —65 до —25° С .
В цилиндре 1 компрессора эксцентрично расположен вращающийся многопластинчатый стальной ротор. Цилиндр 1 и торцовые крышки 4 компрессора — литые чугунные с охлаждающими водяными рубашками. Пластины 10 выполнены из асботекстолита и расположены радиально. Вал 2 опирается на однорядные радиальные роликоподшипники 8, расположенные в расточках торцевых крышек.
Рабочая полость компрессора отделена от подшипниковых камер асботекстолитовыми кольцами. Выходной конец вала уплотнен сталеграфитовым двусторонним сальником 6. Корпус сальника снабжен водяной рубашкой и указателем уровня масла.
Смазка подшипников, пластин и цилиндра производится плунжерным насосом-лубрикатором, приводимым в действие от электродвигателя через клиноременную передачу. На лубрикаторе установлен масляный бачок (смазочное масло ХА-30). На всасывающей линии установлен газовый сетчатый фильтр 9, на нагнетательной— обратный клапан. Для защиты компрессора от чрезмерного повышения давления и температуры нагнетания предусмотрено реле.
Соединение с электродвигателем — через муфту. Компрессоры типа РАБ устанавливаются вместе с электродвигателями на специальных фундаментах.
Самый крупный из выпускаемых отечественной холодильной промышленностью ротационный компрессор РАБ-300А, имеющий четыре вида исполнения, дает при температуре испарения —30° С 460000 ккал/ч холода.