col

s 3 a a

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 червяков, и поэтому механическое трение у последних исключено. Червяк с впадинами является замыкающим распределительным органом, поэтому мощность, передаваемая синхронизирующими зубчатками, невелика, следовательно, незначителен и их износ. Это обстоятельство очень важно ввиду необходимости сохранения достаточных зазоров у червячной пары.

При вращении червяков в результате периодического попадания головок зубьев червяков во впадины последовательно осуществляются процессы всасывания, сжатия и нагнетания.

Подача винтового компрессора определяется по формуле

Q= (QlZi+ Q2Z2)/n>o.

где fii и fij - площади впадин первого и второго червяков; г, и - числа зубьев червяков; / - длина червяков; п - частота вращения; Ко - коэффициент подачи.

Винтовые компрессоры выполняются .с водяным охлаждением корпуса и внутренним охлаждением червяков.

Внутренние зазоры червячной пары составляют 0,1-0,4 мм, механического трения нет, поэтому компрессоры работают без смазки и подаваемый газ не загрязняется масляными парами.

14.2. Мощность и КПД

Мощность ступени роторного компрессора с водяным охлаждением рассчитывается по изотермической работе

N s PiQilne

(14.5)

Т1 з Т1м 1000т1 з Т]и

где p - начальное давление; Qi - подача при условиях всасывания. Для компрессоров с неиитенсивным воздушным охлаждением

Адиабатная мощность определяется по формуле

(14.6)

Na =

:PiQi

Произведения КПД пластинчатых компрессоров лежат в пределах Т1из Т)м=0.5-ь0,б! Т)а т)м=0,6ч-0,7. Для винтовых компрессоров эти произведения несколько выше, в основном вследствие отсутствия механического трения в червячной паре.

14.3. Регулирование подачи роторных компрессоров

Из уравнения для определения подачи роторных компрессоров видно, что подача пропорциональна частоте вращения вала компрессора. Отсюда вытекает способ регулирования Q изменением п.

Пластинчатые компрессоры соединяются с электродвигателями чаще всего непосредственно, и частота вращения их составляет 1450, 960, 735 об/мин. Для регулирования подачи в этом случае требуется включе-: ние между валами двигателя и компрессора вариатора скорости.

Частота вращения винтовых компрессоров очень высока, она достигает в случае привода от газовых турбин 15 000 об/мии. Обычного исполнения крупные винтовые компрессоры работают с частотой вра--щення 3000 об/мин.

Для обоих типов роторных компрессоров применяются способы регулирования подачи дросселированием на всасывании, перепуском сжатого газа во всасывающий трубопровод и периодическими остановка-j ми.

14.4. Конструкции роторных компрессоров

Пластинчатые компрессоры выполняются для подач до 500 м/мии. и при двух стуЛеиях сжатия с промежуточным охлаждением создаю давления до 1,5 МПа.

На рж. 14.4 представлены продольный и поперечный разрезы двух4 ступенчатого компрессора. Основные элементы конструкции: ротор 11 корпус 2, крышки 3, охладитель О и валы 4. Корпус и крышки компресс сора охлаждаются водой. У конструктивных элементов имеются нeкoтo рые особенности. Для уменьшения потерь энергии механического трения концов пластин о корпус в нем располагают два свободно вращаюцшх- ся в корпусе разгрузочных кольца. К их наружной поверхности подв дится смазка. При вращении ротора концы пластин упираются в раз-j грузочные 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 клонения составляет 7-Ю**. При этом направление силы, действую-] щей 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 Т* располагаются уплотнительные кольца, прижимаемые пружинами к поверхностям крышек.

Со стороны выхода вала через крыадку 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 имеют подачи до 20000 м/ч со степенью повышения давления в ступени до е=3. Двухступенчатые конструкции с промежуточным охлаждением дают общую степень повышения давления до е=10.

Конструкция винтового компрессора с двумя червяками представлена на ряс. 14.3.

Часть VI

МАШИНЫ СПЕЦИАЛЬНЫХ ТИПОВ

ГЛАВА ПЯТНАДЦАТАЯ ВИХРЕВЫЕ НАСОСЫ

15.1. Способ действия вихревого насоса

Конструктивная схема вихревого насоса показана на рис. 15.1. Рабочее колесо а с плоскими радиальными лопастями б, образующими криволинейные каналы в, охватывается отводом г. Внутренний выступ к, входящий в отвод и охватывающий каналы в рабочего колеса, служит для разделения потоков всасывания д и подачи е.

В жидкости, заполняющей межлопастные каналы в, при вращении рабочего колеса развиваются центробежные силы. Они вызывают непрерывное движение жидкости из межлопастных каналов через цилиндрическое сечение яОгЬг в отвод г.

Ввиду неразрывности течения жидкость непрерывно втекает в межлопастные каналы из отвода г через плоское

кольцевое сечение -{Щ-i) Таким образом, в отводе

образуется вихревое течение, показанное на левой проекции на рис. 15.1 штриховой стрелкой.

Кроме того, в отводе г возникает переносное тангенциальное течение, обусловленное тем, что массы жидкости, выбрасываемые из каналов в в отвод, обладают тангенциальной скоростью C2U. Следовательно, принцип работы вихревого насоса состоит в том, что энергия жидкости, протекающей через межлопаточные каналы рабочего колеса, повышается за счет действия центробежных сил в ней; жидкость с повышенной энергией выносится вихревым потоком в отвод и вытесняется далее в напорный патрубок е. Взамен вытесняемой жидкости происходит непрерывное всасывание ее через патрубок д.

15.2. Основы теорий

Теоретические (без учета потерь) значения основных параметров - давления и подачи вихревого насоса - могут быть получены из уравнения количества движения.