Конструктивные элементы поршневых компрессоров

1) Опора компрессора двигателя находится в соседних с компрессором узлах.

2) Статор компрессора имеет технологический разъем

3) Узел компрессора собирается в процессе общей сборки двигателя и является начальной стадией общей сборки. В процессе сборки узла компрессора необходимо обеспечить следующие ТТ:

1) Обеспечить комплекс зазоров А – зазор между торцами лопаток и внутренним уплотнением поверхности ротора, Б – зазор в уплотнениях рабочих колес, В – передний осевой зазор, Г – задний осевой зазор, Д – радиальный зазор в уплотнениях подшипниковых опор.

2) Обеспечить заданную точность взаимного расположения внутреннего и наружного колец роликоподшипника.

3) Обеспечить соосность опор К (передняя опора турбины относительно оси вращения ротора К)

4) В случае если шарикоподшипников турбины, то необходимо обеспечить соосность подшипника турбины относительно оси вращения ротора.

В соответствии с ТТ в процессе сборки выполняются следующие операции: Зазор А – зазор между статором и уплотнения ротора.

2 способа: 1 – аналитический, 2 – способ непосредственного измерения.

По второму способу: по окружности статора на уплотнительную поверхность на 8-12т, по окружности наносится специальная масса. Ротор и статор собираются и ротор проворачивается на определенный угол. Затем компрессор разбирается и измеряется толщина деформированного отпечатка, тем самым измеряется реальная величина зазора с учетом величин смещения оси ротора относительно опор статора.

Первый способ используется в том случае, когда величина несоосности очень мала, или величина несоосности, контролируемая заранее. В остальных случаях используется 2 способ.

Зазор Б контролируется либо аналитическим способом, либо с помощью специального щупа при непосредственной установке частей ротора.

Радиальный зазор Д контролируются путем измерения размеров сопрягаемой детали. Для того чтобы учесть несоосности лабиринтной втулки и посадочного гнезда под подшипники осуществляется контроль радиального биения или несоосности по следующей схеме.

Взаимное осевое смещение торцев внутренних и наружных колец роликоподшипников. Контролируется путем измерения основных размеров от одной и той же измерительной базы и обеспечивается по методу компенсатора.

В случае, если l=В+С, то торцы внутренних и наружных колец роликоподшипника совпадают. В противном случае совпадение торцев обеспечивается за счет регулировочного кольца, то есть подбором толщины.

На технологическую оправу, имитирующую ротор турбины ставим индикатор и контролируем величину соосности. Необходимая величина соосности достигается путем радиального смещения корпусных деталей. При достижении нужной величины соосности корпусные детали фиксируются, затем в 8-12т осуществляется совместная обработка фланцев, то есть сверлятся отверстия под болты и затем устанавливаются.

Технические требования на сборку:

1) обеспечить заданную точность расположения уплотнений поверхностей статора относительно оси вращения ротора.

2) обеспечить соосность первой и второй опорам подшипника. если вал соединяется с помощью шлиц, то после вала должно быть обеспечено перемещение валов.

3) обеспечить заданную точность расположения колец подшипников.

4) обеспечить комплекс зазоров А Б В Г Д по аналогии с компрессором.

5) обеспечить радиальную величину затяжки и его равномерность.

Заданные технические требования обеспечиваются путем выполнения следующих операций:

1) точность расположения статора уплотнительных поверхностей статора. Контроль точности расположения уплотнительных поверхностей статора осуществляется по величине биения внутренней уплотнительной поверхности 1СА относительно оси вращения вала ротора. Для этого в подшипник картера турбины устанавливается передний вал с ввернутыми в него шпильками. На шпильки устанавливаются индикаторы. По ТТ величина смещения меньше 0,05мм.

2) Контроль А осуществляется с помощью наборного щупа при последовательной установки ступени – в данном случае удается проконтролировать величину во всех точках. Радиальные зазоры А будут складываться из погрешностей ротора и статора. А=0,1 ±0,2 .

3) Контроль зазоров Б с помощью наборных щупов в процессе последовательной сборки колец и СА. осевые зазоры В и Г контролируются специальными Г-образными щупами в процессе последовательной установки РК.

4) Д – радиальный зазор в уплотнениях подшипниковых опор контролируется аналогично компрессору. Смещение торцев внутренних и наружных колец роликоподшипника обеспечиваются по методу компенсатора, аналогично компрессору.

Рис. 01

Рис. 2

Сжатие воздуха происходит в нескольких полостях, которые образуют статор, ротор и каждая пара смежных пластин и которые уменьшаются в объеме в направлении вращения ротора. Впуск воздуха происходит при максимальном выходе пластин из пазов и образовании разряжения в полости максимального объема. Далее на стадии сжатия объем полости постоянно уменьшается до достижения максимального сжатия, когда пластины проходят мимо выходного канала и происходит выброс сжатого воздуха (рис. 2).

Пластины в роторно-пластинчатом компрессоре всегда прижаты к внутренней поверхности статора (рис. 1), что создает почти идеальную герметизацию. В месте сближения ротора и статора, благодаря аккуратной механообработке поверхностей и выставления их взаимного положения, касание по образующим двух цилиндров практически исключает утечки. Достаточно только одной пластины с плотным прижимом к поверхности статора в секторе между впускным и выпускным каналами, чтобы не допустить утечки воздуха из зоны нагнетания в зону низкого давления.

Рис. 3

Кроме того, большое количество масла, которое впрыскивается внутрь статора для смазки движущихся частей и охлаждения сжимаемого воздуха, обеспечивает также герметизацию зазоров между ротором, статором и торцевыми крышками статора. Масло, которое подается под давлением, проникает в зазоры по всей поверхности максимального сближения ротора и статора в секторе между выпускным каналом и ближайшей пластиной и надежно их герметизирует (рис. 3). Надежность роторно-пластинчатого компрессора основывается в первую очередь на особенностях его конструкции, среди которых простота конструкции, отсутствие большого количества движущихся частей, подверженных износу и выходу из строя, отсутствие осевых нагрузок, надежная смазка впрыском обильного количества масла. Надежная работа и воспроизводимость рабочих характеристик на протяжении всего срока эксплуатации роторно-пластинчатого компрессора также обеспечивается рассмотренными выше особенностями конструкции, которые, в частности, позволяют не предъявлять особо жестких требований к размерной точности основных частей компрессора. Это означает, что на производительность компрессора изначально и в процессе его долговременной эксплуатации не оказывают влияние незначительные размерные колебания. Пластины всегда свободно скользят внутри пазов ротора и, плотно прижимаясь к стенкам статора под действием центробежной силы, обеспечивают отличную герметизацию. Даже небольшой износ пластин со временем не меняет этой картины. То же относится к торцевым зазорам между ротором и торцевыми крышками статора, которые всегда надежно уплотняются маслом под давлением. То же справедливо и для баббитовых подшипников скольжения, на которых вращается вал ротора и которые обеспечивают малошумную и надежную работу на протяжении всего жизненного цикла компрессора, практически никогда не требуя замены. Поскольку ротор по диаметру существенно меньше статора, увеличение зазора между валом и подшипниками не является значимым фактором. Смазка подшипников осуществляется подачей масла под давлением без применения специального циркуляционного насоса, чем устраняется дополнительный риск, связанный с возможным отказом насоса.

Рис. 4

В пластинчатом компрессоре отсутствует осевая нагрузка, поэтому отсутствует износ торцевой поверхности ротора, никогда не соприкасающейся с торцевыми крышками статора.

Ротор и статор так же никогда не находятся в не посредственном контакте. Этому препятствует внутреннее давление масла (рис. 4). Подача масла для смазки и образования уплотняющей пленки пропорциональна давлению воздуха и, следовательно, радиальным нагрузкам, создаваемым этим давлением: чем выше давление воздуха, тем больше впрыск масла и тем выше давление масла.

Рис. 5

Пластины при вращении ротора так же никогда не входят в прямой контакт с внутренней поверхностью статора. Благодаря обильной подаче масла и закругленным краям торцов пластины свободно скользят по масляной пленке вдоль внутренней поверхности статора (рис. 5).Заклинивание пластин исключено, износ пластин незначительный. Фактически, пластины – единственная часть компрессорного блока, подверженная какому-то износу. При этом их рабочий ресурс составляет не менее 50 000 часов с одной рабочей стороны. После установки тех же пластин второй рабочей стороной наружу они могут проработать еще столько же, обеспечив общий эксплуатационный ресурс роторно-пластинчатому компрессору до 100 тыс. часов.

Ротационные пластинчатые компрессоры (рис. 48) имеют корпус /, в котором вращается ротор 2, эксцентрично расположенный относительно внутренней поверхности корпуса. В пазах ротора свободно перемещаются пластины 3, которые при вращении ротора выбрасываются центробежной силой из пазов и плотно прижимаются к внутренней поверхности корпуса. Таким образом, серповидное рабочее пространство между ротором и корпусом разделяется пластинами на ряд неравных ло объему камер.  

Ротационные пластинчатые компрессоры применяют в холодильной технике главным образом в качестве ступеней низкого давления (бустер-компрессоров) в двух - и трехступенчатых холодильных установках. Это обусловлено тем, что именно з области малых перепадов давлений (до 300 - 400 кПа) пластинчатые компрессоры имеют достаточно высокие обьемные и энергетические показатели.  

Ротационные пластинчатые компрессоры изготовляются одноступенчатыми до давления сжатия 4 ата и двухступенчатыми до 8 ата. В конструктивном отношении компрессоры производства различных заводов мало отличаются друг от друга.  

Ротационные пластинчатые компрессоры применяют в холодильной технике главным образом в качестве ступеней низкого давления (бустер-компрессоров) в двух - и трехступенчатых холодильных установках. Это обусловлено тем, что именно в области малых перепадов давлений (до 300 - 400 кПа) пластинчатые компрессоры имеют достаточно высокие объемные и энергетические показатели.  

Ротационные пластинчатые компрессоры применяют для продувки и наддува мощных двухтактных двигателей, а также в качестве вакуум-насосов.  

Ротационные пластинчатые компрессоры изготовляют одно - и двухступенчатыми.  

Недостатком ротационных пластинчатых компрессоров является то, что их можно использовать при сравнительно малых перепадах давлений нагнетания и всасывания, а также сравнительно большие потери на трение пластин по цилиндру, повышенный шум машин крупной производительности.  

Схема ротационного пластинчатого компрессора представлена на фиг. В корпус / вставлен эксцентрично ротор 2, имеющий радиальные прорезы.  

Основным преимуществом ротационных пластинчатых компрессоров является простота конструкции. Изготовление таких компрессоров не связано с применением сложного специального технологического оборудования. В эксплуатации они отличаются простотой обслуживания и ремонта, причем на ремонтно-восстановительные работы требуется сравнительно мало времени.  

В главе XI Ротационные пластинчатые компрессоры изложены указания для расчета пластинчатых компрессоров. По этому типу машин некоторые заводы еще не имеют достаточного опыта, и поэтому систематизированные в настоящем томе руководящие расчетные материалы по пластинчатым компрессорам могут оказаться особенно полезными.  

Отечественная промышленность изготовляет ротационные пластинчатые компрессоры с подачей до 50 - 70 м3 / мин.  

Сжатый воздух – удобный, безопасный, но недешёвый источник энергии, для производственников это не секрет. Как известно, затраты на энергию, в течение десяти лет эксплуатации компрессора составляют до 80% общих затрат на сжатый воздух, остальная часть - это затраты на покупку компрессора, установку компрессора, обслуживание компрессора и ремонт компрессора. Понятно, что в нынешних условиях стремительного повышения тарифов на электроэнергию хороший компрессор - это, не в последнюю очередь, - экономичный компрессор. Экономичность компрессора, или его энергоэффективность, выражаются величиной затрат электроэнергии на производство единицы объема сжатого воздуха за единицу времени при заданном рабочем давлении. Так, средний показатель энергоэффективности компрессоров Mattei s.p.a.последнего поколения составляет 6,3¬6 кВт/м3/мин. при 8 бар рабочего давления.
В линейке роторно пластинчатых компрессоров Mattei s.p.a. есть настоящие чемпионы энергоэффективности, у которых этот показатель составляет 5,4 кВт/м3/мин. Это компрессоры серии MAXIMA. Обратите внимание, что фирма Mattei s.p.a., при расчете удельной энергии, исходит из всей потребляемой компрессорной станцией мощности (включая потребление двигателем вентилятора, системой управления и другими более мелкими потребителями) и учитывает КПД приводного электродвигателя, в то время как встречаются данные (для компрессоров других производителей), где этот показатель рассчитан на основе только номинальной мощности привода, так называемой - мощности на валу. Mattei s.p.a. при расчете удельной энергии учитывает реальный показатель подачи воздуха, т.е. расход воздуха после всех фильтров-осушителей, маслянного сепаратора, воздушного охладителя, соленоидного клапана и конденсатоотводчика, в то время как некоторые другие производители берут за основу расчета замер на выходе из камеры сжатия. Обе методики расчета энергоэффективности компрессорных станций дают результаты, которые могут разниться на 20%, естественно, в пользу номинальных показателей. Если применить такую «лакировочную» методику к компрессорным станциям серии MAXIMA, можно заявлять показатель энергоэффективности в 4,42 кВт/м3/мин!
Роторно-пластинчатые компрессоры - весьма долговечные машины в своем классе. Реальный эксплуатационный ресурс компрессора может достигать 100 000 часов. Единственная изнашивающаяся деталь компрессора - это пластины. Через 50 000 часов в случае предельного износа их контактных граней, просто переверните пластины противоположной гранью к поверхности статора.
В течение всего эксплуатационного срока, рабочие характеристики ротационного компрессора остаются постоянными, и даже улучшаются в начальный период эксплуатации. Роторно-пластинчатые компрессоры крайне неприхотливы. Они выдерживают временное отсутствие обслуживания и неправильное обращение, они выживают даже при длительном нарушении регламента обслуживания. Они стойки к запыленности и загрязненности окружающей среды.
Техобслуживание воздушных компрессоров Mattei s.p.a. - процедура простая и необременительная: замена фильтрующих элементов по регламенту, смена масла раз в год, прочистка впускного фильтра и радиатора - при необходимости. Оригинальные запасные части и расходные материалы недороги. Уполномоченный механик на предприятии, прочитавший инструкцию на компрессор, легко может выполнять регламентное техобслуживание. Mattei s.p.a. снабжает пользователей и сервисные центры комплектовочными чертежами и инструкциями, проводит регулярное обучение специалистов сервисных центров. Простота и ясность конструкции, удобство эксплуатации и обслуживания позволяют роторно-пластинчатым воздушным компрессорам Mattei s.p.a. успешно конкурировать с винтовыми воздушными компрессорами и поршневыми воздушными компрессорами, значительно опережая их по техническим характеристикам и энергоэффективности.
Компрессоры Mattei s.p.a. поставляются как полноценные системы по производству сжатого воздуха, готовые к применению, обеспеченные гарантией производителя. Запуск в эксплуатацию компрессора с электронной системой управления займет не более получаса. Электроника имеет дружественный пользовательский интерфейс и легка в освоении.



Mattei s.p.a. изготавливает только компрессоры воздушные и компоненты систем подготовки сжатого воздуха и ориентирована на невысокое давление (до 12 бар). Этого вполне достаточно для работы пневматического оборудования такого как пневматический краскопульт, пневматический отбойный молоток, пневмодрель, всевозможные средства автоматизации на основе пневматических цилиндров и пневматических двигателей. Так что если Вы хотите сжимать другой газ, например метан, или Вы хотите купить азотный компрессор, или воздушный компрессор высокого давления, то Вам следует поискать другого производителя.
Схема роторно пластинчатого компрессора Mattei s.p.a.:

Роторные компрессоры оснащены вращающим сжимающим элементом. К ним относятся винтовые компрессоры. Рынок винтовых компрессоров отличается многообразием. Однако, основные принципы устройства и работы винтового компрессора одинаковы практически у всех производителей. В этих компрессорах давление понижается за счёт вращения винтов.

Принцип работы винтового компрессора известен уже более 120 лет, конструкция разрабатывалась с 30-х годов ХХ века и была запатентована в 1934 г. Разработка винтового компрессора представляет собой историю успеха 20-го столетия. Изначально они не пользовались таким спросом, так как производство роторов было дорогим. Но в результате разработок эта проблема была решена. Винтовые компрессоры используются, если требуется обеспечить предприятие большим количеством сжатого воздуха. Винтовые компрессоры отличаются низким уровнем вибраций и шума. К преимуществам винтовых компрессоров относится простота их обслуживания.

Схема компрессора

Винтовой блок - важная составляющая часть компрессора является весьма надежным со сроком службы 15-20 лет. Винтовой блок может работать с переменной скоростью, при этом снижение скорости винтов изменяет лишь кол-во сжатого воздуха.

На винтовом компрессоре нет частей вызывающих значительные вибрации и шум. Поэтому винтовой компрессор можно устанавливать непосредственно в месте эксплуатации - в производственном цехе. Отработанное тепло можно использовать для обогрева в зимний период.

Общее описание роторных компрессоров

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

рис 1. 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

рис 2. Компрессор с кулачковыми роторами

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

рис 3. 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

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