Головна

ротаційні компресори

  1. газомоторні компресори
  2. ГЛАВА 10. КИСНЕВІ І ПОВІТРЯНІ КОМПРЕСОРИ
  3. Дотискати поршневі компресори
  4. Компресори без кривошипно-шатунного механізму
  5. Компресори без змащення циліндрів
  6. Компресори КТ-6, КТ-7, КТ-6 Ел.
  7. Компресори ПК-5,25 і ПК-3,5

Ротаційні компресори відносяться до об'ємним машинам. Роль Поршня в них виконують обертові ротори або гвинти. На цій же принципі заснована робота вакуум-насосів, що застосовуються для відсмоктування повітря і створення вакууму. У конструктивному оформленні вакуум-насос і ротаційний компресор аналогічні один одному, тільки в компресорі нагнітальні отвір меншого розміру. Розрізняють сухі і водокільцеві ротаційні машини. Ротори їх можуть бути виконані зі легкими і нерухомими лопатками.

На рис. 137 показана схема роботи і індикаторна діаграма сухого ротаційного компресора зі легкими лопатками. Машина складається з циліндричного корпусу 4 і ексцентрично розташованого в ньому ротора 3. Ротор має пази 1, в які вставлено лопатки 2 з невеликим нахилом у бік обертання ротора. При обертанні ротора лопатки під дією відцентрової сили викидаються з пазів, ділячи серповидное робочий простір між внутрішньою поверхнею циліндра і ротором на окремі камери різних об'ємів.

Мал. 137. Схема роботи та індикаторна діаграма сухого ротаційного компресора

Газ з всмоктуючого патрубка захоплюється двома сусідніми лопатками, стискається при обертанні ротора внаслідок зменшення обсягу камер і виштовхується в нагнітальний трубопровід. положення камери а відповідає початку стиснення газу, так як ліва платівка роз'єднав її з всмоктуючим простором. При пересуванні цієї камери вправо обсяг її зменшується, відбувається стиснення, яке закінчується в положенні камери '. Далі йде нагнітання газу, повністю закінчується при проходженні пластинками точки с. У точці е камера повідомляється з всмоктуючим простором, в неї починає надходити газ і далі цикл повторюється.

На індикаторної діаграмі: ab-лінія стиснення газу, be- нагнітання, серозширення залишився газу і еа-всмоктування.

Водокільцеві компресори і вакуум-насоси мають в основному аналогічний пристрій і однаковий принцип роботи. Вони складаються (рис. 138) з циліндричного корпусу 2, закритого з торців кришками 4. Усередині корпусу ексцентрично розташований ротор 3 з рухомими пластинками (лопатками). Лопатки ротора бувають прямі і вигнуті. Насос заповнюють до осі вала водою або іншою рідиною. При обертанні ротора рідина відкидається до стінок корпусу, утворюється рідинне кільце і серповидное робочий простір. Робочий простір розділено лопатками на камери, обсяг яких змінюється при обертанні ротора. Внаслідок цього періодично відбуваються процеси всмоктування, стиснення і нагнітання газу. Найсприятливіші умови для всмоктування через отвори 5 в кришках, а нагнітання-через отвір 1.

Ротаційні газові машини бувають простої дії - однокамерні і подвійної дії-двокамерні, а також одноступінчасті і двоступінчасті. У двоступеневих ротаційних компресорах після першого ступеня проводиться охолодження газу.

У промисловості набули широкого застосування ротаційні вакуум-насоси та компресори наступних марок: РМК-1, РМК-2, РМК-3, РМК-4, КВН-4, КВН-8 та ін.

До ротаційним відносяться також гвинтові компресори, які застосовують для стиснення повітря, різних газів і холодильних агентів. Гвинтові компресорні машини (ВКМ) здатні стискати будь гази: чисті, що містять тверді частинки або крапельну рідина. ВКМ використовують також в вакуумних установках, особливо для створення низького вакууму. Одна щабель компресора може створювати до 90-97% вакууму. Гвинтові компресори відносяться до об'ємним машинам з внутрішнім стисненням, проте робочі органи машини здійснюють не зворотно-поступальний рух, а 'обертальний. У зв'язку з цим гвинтові компресори мають в порівнянні з поршневими ряд переваг.

нагнітання газу

всмоктування газу

Мал. 138. Схема .водокольцевого ротаційного компресора і вакуум-насоса

Відомі два типи гвинтових компресорів: сухого стиснення і маслозаповнені. При продуктивності до 40 м ^ хв економічно більш вигідно застосовувати гвинтові маслозаповнені компресори, а при продуктивності 60-100 м ^ хв - гвинтові компресори сухого стиснення. Гвинтові компресори сухого стиснення забезпечують подачу газу споживачу без забруднення його продуктами мастила.

Розроблено уніфіковані Поруч гвинтових компресорів маслозаповнених і сухого стиснення. Ряд маслозаповнених гвинтових компресорів складається з шести типорозмірів машин, виконаних на трьох базах (ЗВКМ, 5ВКМ і 7ВКМ) продуктивністю від 4 до 40 м ^ хв. Всі компресори ряду одноступінчасті. Тиск нагнітання 8 кгс / см2, Температура газу на нагнітанні не більше 85 ° С, допустимий віднесення масла в нагнітальних мережу не більше 50-150 г / ч (в залежності від продуктивності машини). За продуктивністю компресори, виконані на одній базі, відрізняються тільки внаслідок заміни проставки в корпусі і зміни довжини гвинтової частини роторів. Привід компресорів здійснюється через вбудований мультиплікатор. На основі трьох базових моделей, змінюючи лише зубчасту пару мультиплікатора, можна отримати маслозаповнені компресори будь-якої продуктивності в межах від 4 до 40 м ^ хв.

Уніфікований ряд гвинтових компресорів сухого стиснення охоплює машини продуктивністю від 6 до 400 м ^ хв і складається з одноступінчатих компресорів з номінальним тиском нагнітання 3 кгс / см2 і двоступеневих з номінальним тиском нагнітання 9 кгс / см2. Всі машини ряду (одно- і двоступінчасті) скомпоновані з компресорів десяти баз. Якщо потрібна велика ступінь стиснення, то з цих компресорів можна зібрати триступінчасті машини.

Гвинтовий компресор складається з невеликого числа основних деталей: корпуса, роторів, опорних і наполегливих підшипників, шестерень зв'язку, ущільнень. На середньої потовщеною частини роторів нарізані гвинти-найбільш складні і точні деталі вінтевого компресора. Один з роторів провідний, другий-ведений. У маслозаповнених компрессорах гвинти можуть взаємно стикатися, і тоді шестерні зв'язку на роторах відсутні.

Гвинти сучасних компресорів являють собою циліндричні косозубиє крупномодульних шестерні з зубами спеціального профілю. Ведучий гвинт з'єднується з двигуном і має опуклі, широкі зуби. Ведений гвинт має увігнуті і тонкі зуби. Крутний момент від двигуна передається через мультиплікатор або редуктор безпосередньо тільки ведучому гвинта. Ведений гвинт і шестерні зв'язку, що сидять на валах роторів, сприймають лише невелику частку крутного моменту. Шестерні зв'язку пов'язують гвинти і синхронізують їх обертання, не допускаючи взаємного торкання. В якості опорних і опорно-наполегливих підшипників застосовують підшипники ковзання або кочення.

Між гвинтами, а також між гвинтами і корпусом є малі, але безпечні для обертання гвинтів зазори. Величина цих зазорів є одним з основних факторів, що визначають економічність гвинтових машин. Ротори розміщуються в розточеннях корпусу.

У кришках, що прикривають корпус з торців, є вікна всмоктування і нагнітання з патрубками або камерами. Вікна всмоктування і нагнітання розташовані взаємно по діагоналі. Вікна всмоктування мають форму двох дотичних розімкнутих кільцевих секторів (форму літери омега), розташовані з торця гвинтів і заходять іноді на невеликій ділянці на бічну поверхню. Вікна нагнітання розташовані з торців гвинтів або збоку.

Корпус компресора сухого стиснення має порожнини для циркуляції води або ребра для охолодження зовнішнім потоком повітря.

На рис. 139 показана послідовність робочого процесу в гвинтовому компресорі. При обертанні гвинтів на стороні виходу зубів із зачеплення поступово, починаючи з торця всмоктування, звільняються западини між зубами. Ці западини (порожнини)

завдяки створюваному в них розрідженню заповнюються газом, що надходять через вікно з камери всмоктування (рис. 139, а). У той момент, коли порожнини повністю звільняються на протилежному торці гвинта від заповнюють їх зубів, обсяг їх досягне максимальної величини. Пройшовши вікно, порожнини роз'єднуються з камерою всмоктування. При цьому процес всмоктування газу в них закінчується. При подальшому повороті зуб веденого гвинта починає входити в западину ведучого, зменшуючи обсяг, зайнятий газом. Це-процес стиснення (рис. 139, б). Процес внутрішнього стиснення газу в парній порожнини триває до тих пір, поки всі зменшується її обсяг зі стисненим газом, не 'підійде, до крайки вікна

Мал. 139. Послідовність робочого процесу в гвинтовому компресорі:

а - процес всмоктування газу, б - початок процесу стиснення газу, в - кінець процесу стиснення газу, г - Процес виштовхування стиснутого газу

нагнітання (рис. 139, е). При подальшому обертанні гвинтів (після з'єднання парної порожнини зі стисненим газом з камерою нагнітання) відбувається процес виштовхування (нагнітання) газу (рис. 139, г).

Тиск внутрішнього стиснення газу може не збігатися з тиском нагнітання, т. Е. Тиском газу, що подається споживачу. Якщо тиск внутрішнього стиснення менше тиску нагнітання ,. то відбувається зовнішнє, так зване внегеометріческое дожимання газу до тиску нагнітання. Якщо воно вище, відбувається розширення газу і падіння тиску. У зв'язку з цим гвинтовий компресор може мати різні режими роботи: основний режим, при якому тиск нагнітання (рн) збігається з тиском внутрішнього стиснення (рс), т. Е. Рн = Рс;

режим з «пережатием» газу, коли ра <рс;

режим з «недожатіем» газу, коли рв> рс.

Процеси всмоктування, стиснення і виштовхування газу в гвинтовому компресорі чергуються в кожній парній порожнини. Але завдяки безперервному слідування порожнин один за одним з великою швидкістю забезпечується практично безперервна подача газу.

По один бік гвинтів їх порожнини заповнені газом, що знаходиться на різній стадії стиснення. Назвемо цю сторону гвинтів компресора стороною або областю стиснення газу. В області стиснення газу окружні швидкості гвинтів спрямовані назустріч один одному і зуби гвинтів сходяться. З протилежного боку окружні швидкості гвинтів спрямовані один від одного і зуби гвинтів розходяться. Тут в западинах створюється розрідження, завдяки чому відбувається процес всмоктування газу. Цю сторону гвинтів компресора назвемо областю всмоктування. Умовно можна вважати, що області всмоктування і нагнітання розділені між собою площиною поздовжніх осей, т. Е. Площиною, в якій лежать осі обох "гвинтів. По периметру ці області з'єднуються через зазори між корпусом і гвинтами по вершинах зубів і з торців. Між гвинтами вони з'єднуються зазорами по лінії контакту гвинтів.

Довжина гвинтів і кут закрутки зубів обрані таким чином, щоб кожна порожнину встигала звільнитися від зуба іншого (напірного) гвинта перш, ніж відбудеться відсічення її від вікна всмоктування.

Об'ємна продуктивність компресора визначається кількістю всмоктуваного газу за одиницю часу і дорівнює сумі обсягів порожнин гвинтів, заповнених газом.

Теоретична продуктивність компресора дорівнює сумі продуктивності ведучого і веденого гвинтів:

Qieop == IsZalf Мумина,

де / в-довжина гвинтів, м; г »-число зубів (заходів) гвинта; п число обертів роторів, об / хв; f-сума площ западин ведучого і веденого гвинтів, м2.

Дійсна об'ємна продуктивність компресора, віднесена до умов всмоктування, дорівнює добутку теоретичної об'ємної продуктивності на коефіцієнт подачі, що враховує витік газу через ущільнення і зазори:

Ов - == QreopTio;

т] про залежить від ступеня досконалості і конструктивних особливостей компресора.

Як приклад розглянемо компресорну установку 5ВК.М-16/8, яка застосовується для стиснення повітря. Компресор виконаний на п'ятій базі нормалізованого ряду маслозаповнених гвинтових компрессоров- Його продуктивність 16 м ^ хв тиск нагнітання 8 кгс / см2.

Компресорна установка складається з наступних основних вузлів: гвинтового компресора з редуктором, електродвигуна, сепаратора, холодильника масла з вентилятором і маслонасоса з електродвигуном. Ці основні вузли змонтовані на загальній рамі.

Повітря, що всмоктується з атмостферу, проходить через очисник повітря і впускний клапан. Впускний клапан призначений для регулювання продуктивності при зменшенні споживання повітря. Це регулятор прямої дії з регулюванням «після себе». Параметром, за яким здійснюється регулювання продуктивності, є тиск повітря після сепаратора. Пройшовши клапан, впускний повітря потрапляє у всмоктувальну порожнину компресора, з якої надходить у усмоктувальні порожнини роторів. При обертанні роторів об'єм повітря, що заповнив западини роторів, відсікається від всмоктуючого вікна і піддається внутрішньому стиску. В цей час в робочу порожнину подається під тиском масло. Масло надходить знизу в гребінь, що розділяє провідний і ведений ротори. Змішуючись з повітрям, масло відбирає основне тепло, що виділяється при стисненні, ущільнює зазори між роторами і корпусом. Стисла масловоздушная суміш через нагнітальний патрубок і зворотний клапан, що перешкоджає зворотному току повітря при зупинці компресора, надходить в сепаратор, де відбувається основне (до 98%) відділення масла від повітря. Потім повітря проходить через фільтр, вмонтований в. сепаратор, де остаточно очищається від парів масла і надходить до споживача.

Компресор є гвинтовий одноступінчатої горизонтальної машиною маслозаповнений типу.

Корпус компресора (рис. 140) виконаний з чавунного лиття з вертикальними роз'ємами на стороні всмоктування і нагнітання. У корпус вбудовано редуктор із зачепленням Новікова. Зубчасте колесо, насаджене на вал, має свої підшипники, а шестерня сидить консольно на відомому роторі. Напрямок нарізки зубів шестерні вибрано таким чином, що осьова сила, що виникає в редукторі, розвантажує осьове зусилля, яке передається на завзятий підшипник стисливим газом.

Ротори виконані цільними зі сталевих поковок. На середньої потовщеною частини роторів нарізані багатозахідні гвинти з зубами симетричного окружного профілю (на відомому роторі-4 зуба, на провідному - 6).

У компресорі застосовані підшипники кочення. В якості опорних підшипників, що сприймають радіальні навантаження від тиску повітря, що стискається і від ваги роторів, використані радіальні роликопідшипники, а в якості наполегливих підшипників, що сприймають осьові сили від тиску повітря, що стискається, що діють на ротори в сторону всмоктування, - радіально-наполегливі шарикопідшипники. Вони фіксують положення роторів щодо кой ^ са в осьовому напрямку, забезпечуючи зазор між торцями вин ^ в і корпусом на стороні нагнітання.

У робочій порожнині для запобігання витоку стисненого повітря є масляні ущільнення, що представляють собою бронзові втулки, 'закріплені в розточеннях камери нагнітання. На шиях роторів з боку нагнітання встановлені розвантажувальні диски. У кільцеві порожнини камери нагнітання між розвантажувальними дисками і втулками масляних ущільнень подається масло для розвантаження роторів від частини осьових зусиль. Це масло також створює масляний затвор, що перешкоджає витоку стисненого повітря.

Для змащення шестерень редуктора і підшипників в корпусі компресора використовують відповідні свердління.

Система мастила - циркуляційна, під тиском.

Компресорна установка забезпечена щитом управління, на якому змонтовані як показують прилади, так і прилади управління і сигналізації.



Попередня   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   Наступна

Робочий процес одноступінчатого компресора | багатоступінчасте стиснення | Способи регулювання продуктивності поршневих компресорів | Системи змащення поршневих компресорів | Поршневі компресори середньої продуктивності | Поршневі компресори великої продуктивності | Дотискати поршневі компресори | Поршневі компресори надвисокого тиску | Компресори без змащення циліндрів | газомоторні компресори |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати