Назначение и устройство турбокомпрессора, газомотокомпрессоров

Щелевые уплотнения

Такие уплотнения чаще всего используются в погружных насосах, когда не столь важна утечка, сколько длительность работы насоса без демонтажа и ремонта. Щелевое уплотнение еще называют лабиринтным, и основано оно не на трении поверхностей а на гарантированном зазоре. Зазор обеспечивает определенный уровень сдерживания жидкости, при этом исключает трение поверхностей и их износ.

Современной практикой установлены справочные значения основных показателей работы всех видов уплотнений насосов, в зависимости от типа перекачиваемой жидкости и условий работы насоса. Справочные данные такого рода приводятся в технических каталогах, описаниях насоса.

Уплотнения в компрессорах

Уплотнения в центробежном компрессоры используют для изоляции внутреннего пространства от атмосферы (внешние уплотнения) и разделения отдельных участков с различным давлением внутри компрессора (внутренние уплотнения).

Внутренние уплотнения обычно выполняют лабиринтными. Они состоят из гребней, которые разделяют зазор между вра­щающейся и неподвижной деталями, на ряд последовательно расположенных камер. Из области более высокого давления через зазор над гребнем протекает газ. При этом происходит его расширение с падением давления и температуры (адиабат­ное расширение). В пространстве между гребнями скорость газа практически полностью гасится, а температура повышается до первоначальной. Такой процесс повторяется в каждой после­дующей камере, поэтому давление газа становится все меньше и меньше. Чем меньше зазор между гребнем уплотнения и чем меньше угол кромки гребня, тем незначительнее утечки через лабиринтное уплотнение (рисунок 4). Общие потери газа через лабиринтные уплотнения составляют 2—6% массы всасываемого газа и зависят от конструкции и размеров машины.

В зависимости от формы уплотнения подразделяют на глад­кие (рисунок 4, г) и ступенчатые (рисунок 4, а—в). Гладкие уплот­нения просты в изготовлении и эксплуатации, но утечки через них в 1,5—1,8 раза выше, чем через ступенчатые.

 

 

 

Рисунок 4 – Лабиринтные уплотнения

 

Лабиринтные уплотнения устанавливают также в местах выхода вала из корпуса компрессора.

Если утечка сжимаемого газа недопустима, применяют следующие средства герметизации:

1) В месте выхода вала постоянно поддерживают давление ниже атмосферного, поэтому через лабиринтное уплотнение в машину извне проникает небольшое количество воздуха;

2) В месте выхода вала давление поддерживают немного выше атмосферного, но ниже чем в машине, для чего на валу устанавливают простейший вентилятор1 (рисунок 5 а). В пространстве а воздух из окружающей среды смешивается с газом, и образующаяся смесь удаляется через отверстие б

3) Для уплотнения вала нагнетателя природного газа обеспечивают подачу масла в опорный подшипник. При этом давление масла поддерживается с помощью регулятора несколько большим, чем давление газа в нагнетателе.

4) Применяют торцовые уплотнения, при необходимости герметизируемые циркулирующим маслом (рисунок 5 б)

Используют сильфонное уплотнение (рисунок 5 в). Кольца торцовых уплотнений 1 прижимаются друг к другу двумя концентрично расположенными сильфонами 2, сжатыми между вращающимся диском 3 и стенкой корпуса. В кольцевое пространство между сильфонами под давлением подается масло, полностью герметизирующее выход вала.

Рисунок 5 – Уплотнения вала в компрессорах

 

 

Основные к требования внешним уплотнениям:

- не допускать выхода сжимаемой среды наружу

- обусловливать минимальные утечки сжимаемого и запирающего газа (жидкости);

- обеспечивать долговечность работы не ниже долговечности основных деталей машины;

- быть удобными в изготовлении, сборке и эксплуатации.

 

Турбокомпрессор Мощность, развиваемая двигателем внутреннего сгорания, зависит от количества топлива и воздуха, поступающего в двигатель. Мощность двигателя возможно повысить за счет увеличения объема этих составляющих.

Но увеличение подачи топлива бессмысленно, если не увеличивается поступление воздуха, необходимого для его сгорания. Поэтому воздух, поступающий в цилиндры двигателя, приходится сжимать. Система принудительной подачи воздуха может работать, используя энергию отработанных газов или с применением механического привода.

Турбокомпрессор или турбонагнетатель — устройство, предназначенное для нагнетания воздуха в двигатель с помощью энергии выхлопных газов. Основные части турбокомпрессора — турбина и центробежный насос, которые связывает между собой общая жесткая ось. Эти элементы вращаются со скоростью — около 100.000 об/мин, приводя в действие компрессор.