Конструкция и принцип действия двухроторного маслозаполненного винтового компрессора

 

Конструкция двухроторного маслозаполненного винтового компрессора

 

Компрессор состоит из корпуса (с вертикальным разъемом), передней и задней крышки. Передняя крышка имеет всасывающую полость, всасывающее окно и передний опорный подшипник.

Внутри корпуса имеются цилиндрические расточки, в которых установлены роторы (винты). Роторы вращаются в опорных подшипниках, которые воспринимают только радиальные силы. Осевые силы, действующие на ротор, воспринимаются упорным подшипником. В большинстве конструкций опорные – подшипники-скольжения, а упорные – качения.

Рабочие органы компрессора представляют собой цилиндрические валы на средней, утолщенной части которых нарезаны винтообразные зубья. В двухроторных компрессорах один ротор является ведущим, другой является ведомым (Рисунок 26).

Рисунок 26 – Винты

Ведущий ротор имеет толстые, выпуклые зубья, а ведомый ротор – тонкие вогнутые зубья. Зубья ведущего и ведомого ротора входят во взаимное зацепление. Количество зубьев может быть разным в зависимости от конструкции завода-изготовителя, внутренней степени сжатия и т. д.

Наиболее частое соотношение зубъев: 4:6; 5:7; 7:8; и т.д.

Профиль винтов выполнен таким образом, что при вращении они обкатываются друг по другу. Для предотвращения сдвига ротора по оси при неблагоприятных условиях работы, на ведущем роторе имеется разгрузочный поршень-думмис. При сдвиге ротора масляная система подает масло к поршню и предотвращает сдвиг.

В винтовых компрессорах отсутствуют всасывающий и нагнетательный клапаны. Всасывающее окно расположено в верхней части передней крышки компрессора. Нагнетательное окно расположено в нижней части задней торцевой поверхности корпуса. Таким образом окна расположены как бы диагонально по отношению к ротору.

Особенностью винтового компрессора является возможность плавного регулирования объемной производительности от 100 до10% c помощью золотника. Золотник находится в нижней части корпуса компрессора под винтами. Основная поверхность золотника – цилиндрическая (Рисунок 27).

Рисунок 27 – Золотник

Верхняя часть золотника повторяет профиль внутренней поверхности корпуса. Золотник, перемещаясь параллельно оси роторов, уменьшает или увеличивает объем полости сжатия.

Принцип действия

 

Рабочий цикл винтового компрессора состоит из четырех процессов: всасывания, перемещения (без изменения внутреннего объема), сжатия и нагнетания (Рисунок 28).

Рисунок 28 – Последовательность работы винтового компрессора

а – всасывание; б – перемещение (без изменения внутреннего объема); в – сжатие; г – нагнетание (выталкивание) газа.

Процесс всасывания начинается в тот момент, когда зуб ведущего ротора выходит из впадины ведомого в плоскости всасывающего окна. При этом образуется парная полость, т.е. объем между зубьями ротора и корпусом. При дальнейшем вращении роторов парная полость увеличивается. Она заполняется паром холодильного агента, т.е. происходит процесс всасывания.

Процесс всасывания заканчивается тогда, когда зубья ведущего и ведомого ротора парной полости проходят перегородку всасывающего окна. При дальнейшем вращении ротора в полости всасывающего окна зуб ведущего ротора входит во впадину ведомого ротора. Объем парной полости уменьшается. В то же время со стороны нагнетательного окна зуб ведущего ротора парной полости продолжает выходить из впадины ведомого ротора и объем парной полости увеличивается. Таким образом, происходит простое перемещение пара от всасывающего окна к нагнетательному окну без изменения внутреннего объема парной полости.

Процесс перемещения заканчивается тогда, когда в полости нагнетательного окна, зуб ведущего ротора полностью выходит из впадины ведомого ротора в полости нагнетательного окна. При дальнейшем вращении ротора происходит уменьшение внутреннего объема парной полости и пар сжимается.

Процесс сжатия заканчивается в тот момент, когда парная полость подходит к кромке нагнетательного окна (Рисунок 29). При этом пар холодильного агента выталкивается через нагнетательное окно в нагнетательную полость компрессора, т.е. происходит процесс нагнетания.

Рисунок 29 – Вид на торец винтов со стороны нагнетания

Wцил – защемленный объем на нагнетании; штриховой линией показана (условно) канавка на корпусе для выхода газа из защемленного объема.

Процесс нагнетания заканчивается тогда, когда объем парной полости будет равен нулю.