4.2. Спиральные компрессоры

пиральные компрессоры (СПК) относятся к одновальным машинам объемного принципа действия (рис. 4.18). Идея такой машины известна более ста лет, но реализовать ее и довести до промышленного производства и широкого применения удалось только в 80-е гг. ХХ в. Причина – не было достаточно точного оборудования для изготовле-

Сшинах малой средней холодопроизводительности до 50 кВт. компрессоры выполняются маслозаполненными, с

ния такой формы деталей, как спирали [13].

В настоящее время СПК используют в основном в бытовых и транспортных конд ц онерах, тепловых насосах, холодильных ма-

впрыском капельной ж дкости (например, холодильного агента), су-

Рис. 4. 18. Схема спирального компрессора: 1 – неподвижная спираль; 2 – вращающаяся спираль; 3 – центральное выходное отверстие; 4 – верхняя крышка; 5 – входное отверстие; 6 – электродвигатель;

7 – выпускное отверстие

103

В спиральном компрессоре пары хладагента поступают через входное отверстие 5 (см. рис. 4.18) в цилиндрической части корпуса, охлаждают электродвигатель 6, затем сжимаются между спиралями 1 и 2 и выходят через выпускное отверстие 7 в верхней части корпуса

прибл з тельно в центре имеет сквозное нагнетающее отверстие 3

При работе компрессора между стенками спиралей образуются полости, в том числе и замкнутые серповидные ячейки. При перемещении подвижной спирали по замкнутой орбите (без поворота вокруг своей оси) образованные спиралями серповидные ячейки перемеща-

104

ются по направлению к центру спиралей, уменьшаясь в объеме. На периферии спиралей в определенном положении ПСП образуется открытая полость, которая при дальнейшем перемещении подвижной спирали перекрывается и осуществляется прогонка локализованного объема газа к центру спиралей с уменьшением его объема. Пары хла-

Сдагента сжимаются и выталкиваются в центральное отверстие 3 в крышке компрессора.

На р с. 4.20, а в дно, что внешние элементы спиралей сомкнуты, далее при повороте ПСП четко прослеживается раскрытие и образо-

вание внешней ячейки, которая в позиции г имеет максимальный объемячейкии при возврате в положение а закроется, образовав ячейки 1 и 1'. По поз ц ям а, в четко прослеживается процесс уменьшения объема , соо щающейся с нагнетающим отверстием, это и есть цикл нагнетан .

стью подшипниковб;

Основные досто нства спиральных компрессоров:

– высокая энергет ческая эффективность (их эффективный КПД

составляет 80 86%);

– высокая надежность и долговечность, определяемая долговечно- А

– хорошая уравновешенность, незначительное во времени измене-

ние крутящего момента на валу; малые скорости движения газа в машине; все это в совокупности с наличием противовеса ПСП обеспечивает низкий уровень вибрации и шума спирального компрессора;

– высокая быстроходность (число оборотов вала компрессора изменяется в пределах 1000 1300 об/мин);

–отсутствие мертвого объема, малая доля внутренних перетечек, и, как следствие, высокий коэффициент подачи (0,8 0,95);

–всасываемый компрессором газ не соприкасается с нагретыми элементами конструкции компрессора, вследствие чего не уменьшается масса всасываемого газа;

–процессы всасывания и особенно нагнетания газа растянуты по углу поворота вала и поэтому даже при большой частоте вращения его скорости движения перемещаемого хладагента невелики, что определяет низкие внутренние гидродинамические потери;

–отсутствие клапанов на всасывании и часто на нагнетании;

–может работать на любом газе (хладагенте), в том числе и с впрыском жидкой фазы перемещаемого газа;

–малое число деталей, отсутствие быстро изнашиваемых деталей.ДИ

105

К недостаткам спиральных компрессоров следует отнести сле-

В корпусе 1 компрессора вращается эксцентрично установленный ротор 2. В роторе расположены пазы 3, в которые вставлены рабочие пластины 4, способные свободно перемещаться в радиальном направлении. При вращении ротора под действием центробежной силы пла-

106

стины выдвигаются из ротора и прижимаются к корпусу, образуя при

107

Жидкостно-кольцевой компрессор. Жидкостно-кольцевые ком-

прессоры (рис. 4.23) используются обычно только для откачки воздуха и создания вакуума.

центрично расположен ротор 2. Ротор компрессора имеет связанные с ним профилированные лопатки. В корпус залита вода, которая при вращении ротора от расывается к стенкам и образует жидкостное кольцо. В центральной зоне корпуса из-за эксцентриситета ротора образуется рабочее пространство серповидной формы, разделенное на камеры переменного объема. ПринципДработы жидкостно-кольцевого компрессора аналогичен пластинчатому. ля уплотнения лопаток рабочего колеса предназначено кольцо вращающейся жидкости. Всасывание воздуха в жидкостно-кольцевом компрессоре происходит через

окно 5, а нагнетание – через окно 6. И Винтовые компрессоры. К преимуществам винтовых компрес-

соров относится простота их конструкции. На рис. 4.24 изображен винтовой компрессор, который состоит из корпуса 3, ведущего 4 и ведомого 5 роторов, редуктора 1 с кожухом 2, присоединительной муфты 8 и подшипников 6 и 7.

Роторы винтовых компрессоров представляют собой крупномодульные винтовые колеса с зубьями специального профиля. Зоны всасывания и нагнетания расположены у торцов роторов (рис. 4.24, 4.25).

При вращении роторов, начиная от зоны всасывания, зубья выходят из зацепления, открывая между собой полости, в которых давление ниже, чем во всасывающем трубопроводе, и в которые засасыва-

108

ется газ. При дальнейшем вращении происходит отсекание объема всасываемого газа от окна в стенке корпуса и его сжатие.

Рис. 4.24. Разрез винтового компрессора: 1 – редуктор; 2 – кожух; 3 – корпус; 4 – ведущий ротор; 5 – ведомый ротор; 6, 7 – подшипники; 8 – полумуфта

В нижней части корпуса компрессора (см.Ирис. 4.25) находится механизм регулирования производительности 2, перемещающийся параллельно осям винтов. Производительность регулируется золотником 1 (рис. 2.26), который штоком 2 связан с сервопоршнем 10 гидроцилиндра 5. В направлении нагнетательной секции для уменьшения производительности механизм перемещается под давлением масла, подаваемого в левую полость гидроцилиндра 5 по трубке 6. В обратном направлении для увеличения производительности компрессора он перемещается вследствие разности давлений нагнетания и всасывания.

109

6 7 8 9 10 11 12

110

Винтовые компрессоры выпускают одно- и двухступенчатыми с максимальным давлением нагнетания соответственно 0,4 и 1,15 МПа.

Винтовые компрессоры по способу охлаждения бывают маслозаполненными и сухого сжатия.

Рис. 4.26. Механизм регулирования производительности компрессора: 1 – золотник; 2 – шток; 3 – уплотнитель; 4 – стержень; 5 – цилиндр; 6 – штуцер; 7 – потенциометр; 8 – штифт; 9 – крышка;

10 – сервопоршень; 11 – сливная пробка

В маслозаполненных компрессорах охлаждение газа происходит за счет впрыскивания в рабочие полости роторов масла или другой жидкости. Впрыск масла позволил получить отношение давлений до 10 15 в одноступенчатой машине против 4 5 в компрессоре сухого сжатия. Зазоры в маслозаполненном компрессоре в 2 раза меньше,

111

чем в компрессоре сухого сжатия, в связи с менее напряженным температурным режимом. Кроме того, масло, заполняя зазоры, способствует уменьшению внутренних перетечек.

В результате подачи масла в рабочую полость винтового компрессора:

повышается производительность (за счет уменьшения внутренних перетечек);

упрощается конструкция компрессора, возможно непосредственное сопр косновен е зубьев роторов, отпадает необходимость в синхрониз рующ х шестернях;

Следует отметитьА, что маслосистема увеличивает габариты компрессорной установки и ее стоимость и усложняет эксплуатацию. Масляная смазка положительно влияет на эксплуатационные качества винтовых компрессоров. Однако использование минеральных масел приводит к загрязнению газа парами масел. Поэтому промышленностью разработаны водозаполненные компрессоры, в которых роль смазки и уплотнителя зазоров играет чистая, не содержащая агрес-

формации его деталей.

сивных примесей вода.

112

Си б А Д И

113