Ротационный водокольцевой компрессор

 

Ротационный водокольцевой компрессор (рис. 7-34) состоит из корпуса 1 и эксцентрично установленного в нем ротора 2 с лопатками (звездочки). Перед пуском корпус почти наполовину заполняется водой, которая при вращении ротора отбрасывается к стенкам корпуса, образуя около них вращающееся жидкостное кольцо. Вследствие эксцентричности ротора пространство, не заполненное жидкостью, делится лопатками ротора на ячейки неодинакового объема. В ячейки, объем которых увеличивается при вращении ротора, газ засасывается через отверстие 3, затем сжимается в ячейках с уменьшающимся объемом и выталкивается через отверстие 4 (отверстия 3 и 4 на рисунке заштрихованы). Патрубки для входа и выхода газа располагаются на торцовых крышках компрессора.

Водокольцевые компрессоры создают небольшое избыточное давление (до 1 ат) и чаще используются в качестве вакуум насосов.

Рис. 7-34. Схема водокольцевого ротационного компрессора:

1 – корпус; 2 – ротор; 3 – всасывающее отверстие; 4 – нагнетательное отверстие.

 

ячейки неодинакового объема. В ячейки, объем которых увеличивается при вращении ротора, газ засасывается через отверстие 3, затем сжимается в ячейках с уменьшающимся объемом и выталкивается через отверстие 4 (отверстия 3 и 4 и а рисунке заштрихованы). Патрубки для входа и выхода газа располагаются на торцовых крышках компрессора.

Водокольцевые компрессоры создают небольшое избыточное давление (до 1 ат) и чаще используются в качестве вакуумнасосов.

Для сжатия газообразного хлора применяют ротационные кольцевые компрессоры с жидкостным поршнем, имеющие корпус эллиптической формы. В качестве рабочей жидкости в них применяется концентрированная серная кислота При вращении ротора (ось которого совпадает с осью корпуса) серная кислота, отбрасываемая под действием центробежной силы к стенкам корпуса, образует жидкостное кольцо, следующее очертаниям стенок корпуса. За одни оборот ротора компрессора объем ячеек для газа дважды увеличивается и дважды уменьшается вследствие эллиптичности жидкостного кольца, играющего роль поршня, всасывающего и нагнетающего газ.

 

Лопастные компрессоры

Лопастные компрессоры - это машины, в которых перемещение газа из области низкого давления в область высокого давления происходит непрерывно за счет передачи энергии воздействия лопаток рабочего колеса на поток. Вследствие этого в рабочем колесе происходит сжатие и повышение кинетической энергии газа. В свою очередь полученная газом кинетическая энергия преобразуется в давление в диффузоре или направляющем аппарате после рабочего колеса. Если перемещение в рабочем колесе происходит радиально под действием центробежных сил, то такие лопастные компрессоры называются центробежными, при движении газа параллельно оси рабочего называются осевыми.

Центробежные и осевые лопастные компрессоры по устройству аналогичны центробежным и осевым насосам, но имеют свои конструктивные особенности, связанные с сильным уменьшением объема газа и повышением температуры.

Все лопастные компрессоры можно разделить на три вида по их устройству и назначению:

1. Вентиляторы - машины, в которых плотность газа при перемещении почти не меняется и ее при расчетах принимают постоянной.

2. Нагнетатели (турбогазодувки) - это машины, в которых степень сжатия выше и составляет 1,15 ¸ 1,30. Нагнетатели работаю без охлаждения независимо от числа ступеней. После рабочего колеса они имеют лопаточный, или спиральный, диффузор для преобразования кинетической энергии в давление.

3. Турбокомпрессоры (центробежные и осевые) - это машины, в которых степень повышения давления достигает 30 (в одной ступени  = 1,6¸ 1,8).

Они имеют отводящее устройство (лопаточный и спиральный диффузоры),а также охлаждение, обычно после секций, включающих 1-3 ступеней. В каждой секции диаметры рабочих колес последовательно уменьшаются, а межлопаточные каналы ссужаются.

Движение газа в рабочем колесе лопастного компрессора в соответствии с теорией Эйлера принимается так же, как в лопастных насосах.

Существуют ограничения скоростей вращения рабочих колес: окружная скорость на выходе не должна превышать 300-500 м/с. При этом современные лопастные компрессоры имеют число оборотов до 1600 об/мин.

Наиболее опасным сечением является входное сечение на лопатке рабочего колеса, здесь относительная скорость достигает своего максимума, т.к. дальше по течению газ сжимается, его температура увеличивается, а следовательно, растет и скорость звука.

Подача компрессора принимает предельное значение, когда максимальная относительная скорость становится равной скорости звука:

,

а именно

.