4. Ротационные компрессоры вращения

Принцип работы ротационных компрессоров вращения основан на всасывании и сжатии газа при вращении пластин. Их преимущество перед поршневыми компрессорами состоит в низких пульсациях давления и уменьшении тока при запуске.

Ротационные компрессоры производятся в двух вариантах: со стационарными пластинами (рис. 34) и с вращающимися пластинами (рис. 35).

В компрессоре со стационарными пластинами на роторе двигателя установлен эксцентрик. При вращении ротора эксцентрик обкатывается по внутренней поверхности цилиндра, сжимая перед собой очередную порцию хладагента. Пластины разделяют зоны высокого и низкого давления. Последовательные циклы всасывания и сжатия схематично показаны на рис. 34, в-г.

Рис. 34. Компрессор ротационный c неподвижной пластиной:

а) заполнение газом имеющегося пространства; б) начало сжатия и начало всасывания; в) продолжение сжатия и всасывания; г) завершение сжатия и окончательное заполнение газом существующего пространства.

1 – пластина; 2 – пружина; 3 – всасывание; 4 – эксцентричный ротор; 5 – газ, сохранившийся при предыдущем витке вращения; 6 – выпуск; 7 – сжатие

В компрессорах с вращающимися пластинами см. рис. 41 используется ротор 1, на котором установлены две или несколько пластин.

Ось ротора смещена относительно оси цилиндра 2. Две пластины 1 образуют две четко разграниченные зоны: высокого и низкого давления. Цикл всасывания и сжатия показан на рис. 35, а–г.

Рис. 35. Ротационный компрессор с двумя подвижными пластинами

а) заполнение газом имеющегося пространства; б) начало сжатия и начало всасывания;

в) завершение сжатия и всасывания; г) начало всасывания и начало сжатия

1 – ротор; 2 – цилиндр; 3 – всасывание; 4 – выпуск

5. Винтовые компрессоры

Винтовые компрессоры не имеют впускных и выпускных клапанов. Всасывание хладагента постоянно происходит с одной стороны компрессора, а его выпускание – с другой стороны. При таком способе сжатия паров уровень шума гораздо ниже, чем у поршневых компрессоров.

Винтовые компрессоры позволяют плавно регулировать мощность холодильной машины с помощью изменения частоты оборотов двигателя.

Основные достоинства винтовых компрессоров:

• высокая надежность;

• длительный ресурс работы;

• возможность непрерывного круглосуточного функционирования;

• простота монтажа и подключения;

• сравнительно небольшие эксплуатационные затраты;

• наличие системы автоматического управления; низкий уровень шума;

• высокая чистота получаемого сжатого воздуха;

• низкий уровень энергозатрат на куб. метр произведенного воздуха.

Схема винтового компрессора показана на рис. 36. Он имеет ведущий вал 1 и ведомый вал 2, на которых выполнены винтовые тела 3 и 4.

Рис. 36. Винтовой компрессор

На шейку 5 ведущего вала напрессовывается полумуфта, сочлененная с полумуфтой электродвигателя. На шейки 6 обоих валов напрессовываются шестерни для передачи вращения от вала 1 к валу 2. Винты компрессора не касаются друг друга и корпуса цилиндра 7. Поверхности 8 опираются на подшипники скольжения. Лабиринтовые уплотнения 9 и 10 препятствуют проникновению масла подшипников в цилиндр. Атмосферный воздух или пары холодильного агента через патрубок 11 наполняют кольцевую полость 12.

Из этой полости впадины винтов заполняются воздухом или парами. Затем в эти впадины входят выступы винтов и гонят среду влево, при этом её объем уменьшается, а давление возрастает. Через патрубок 13 сжатая среда вытесняется по назначению.

Рабочий элемент винтовой группы – это винтовая пара, состоящая из двух взаимносцепленных «червячных» роторов. Обычно, ведущий ротор выполнен как винт с четырехзаходной резьбой (витками), а ведомый с шестью (рис. 37).

Рис. 37. Схема работы винтового блока

Такое передаточное число считается оптимальным и сделано для того, чтобы уменьшить нагрузку на ведущий винт. Объем сжатия образуется между витками винтовой группы и корпусом (выделено жирной линией). Полный рабочий цикл сжатия осуществляется за один оборот ведущего винта. Из всего сказанного следует, что данная конструкция может работать только при условии очень точного прецизионного исполнения всех частей рабочего элемента (корпуса и двух взаимно подогнанных роторов). Такое устройство принципиально отличается от поршневого компрессора, для которого характерно возвратно-поступательное движение поршня в цилиндре, приводящее к повышенному нагреву и возникновению сильных вибраций.