ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.12.2023
Просмотров: 1049
Скачиваний: 11
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Рис. 16. Вертикальный трехступенчатый компрессор без смазывания цилиндров: 1 – поршень; 2 – цилиндр; 3 – клапан; 4 – фонарь; 5 – шток; 6 – ползун; 7 – палец; 8 – шатун; 9 – коленчатый вал; 10 – противовесНа рис. 17 представлен компрессор с ДВС с V-образным расположением гидроцилиндров.Рис. 17. Горизонтальный компрессор с V-образно расположенными цилиндрами:1 – коленчатый вал; 2 – станина; 3 – шток; 4 – цилиндр; 5 – клапан; 6 – ползун2. Спиральные компрессорыСпиральные компрессоры (СПК) относятся к одновальным машинам объемного принципа действия (рис. 18). Идея такой машины известна более ста лет, но реализовать ее и довести до промышленного производства и широкого применения удалось только в 80-е гг. ХХ в. Причина – не было достаточно точного оборудования для изготовления такой формы деталей, как спирали.В настоящее время СПК используют в основном в бытовых и транспортных кондиционерах, тепловых насосах, холодильных машинах малой и средней холодопроизводительности до 50 кВт.Спиральные компрессоры выполняются маслозаполненными, с впрыском капельной жидкости (например, холодильного агента), сухого сжатия. По исполнению – герметичные, бессальниковые и сальниковые, с горизонтальным и вертикальным расположением вала.Рис. 18. Схема спирального компрессора: 1 – неподвижная спираль; 2 – вращающаяся спираль; 3 – центральное выходное отверстие; 4 – верхняя крышка; 5 – входное отверстие; 6 – электродвигатель; 7 – выпускное отверстиеВ спиральном компрессоре пары хладагента поступают через входное отверстие 5 (см. рис. 18) в цилиндрической части корпуса, охлаждают электродвигатель 6, затем сжимаются между спиралями 1 и 2 и выходят через выпускное отверстие 7 в верхней части корпуса компрессора.
Рабочий орган компрессора образуют две спирали: подвижная (ПСП) 2 и неподвижная (НСП) 1. Неподвижность спирали НСП обеспечивается креплением ее на неподвижной платформе. Платформа приблизительно в центре имеет сквозное нагнетающее отверстие 3 для выхода сжатого газа. Оно расположено рядом с носиком неподвижной спирали.Стальные спирали 1 и 2 вставлены одна в другую, с эксцентриситетом имеют особый профиль (эвольвента), позволяющий перекатываться без проскальзывания. Подвижная спираль компрессора установлена на эксцентрике и перекатывается по внутренней поверхности неподвижной спирали (рис. 19 и 20).РекламаРис. 19. Поперечное сечение неподвижной (НПС) и подвижной (ПСН) спиралей в рабочем положении: — толщина спиралиРис. 20. Взаимное положение спиралей (через 90О) при перемещении ПСП по орбите: а — φ = 0 О; б — φ = 90 О; в — φ = 180 О; г — φ = 270 ОПри работе компрессора между стенками спиралей образуются полости, в том числе и замкнутые серповидные ячейки. При перемещении подвижной спирали по замкнутой орбите (без поворота вокруг своей оси) образованные спиралями серповидные ячейки перемещаются по направлению к центру спиралей, уменьшаясь в объеме. На периферии спиралей в определенном положении ПСП образуется открытая полость, которая при дальнейшем перемещении подвижной спирали перекрывается и осуществляется прогонка локализованного объема газа к центру спиралей с уменьшением его объема. Пары хладагента сжимаются и выталкиваются в центральное отверстие 3 в крышке компрессора.На рис. 20, а видно, что внешние элементы спиралей сомкнуты, далее при повороте ПСП четко прослеживается раскрытие и образование внешней ячейки, которая в позиции г имеет максимальный объем и при возврате в положение а закроется, образовав ячейки 1 и 1′. По позициям а, б и в четко прослеживается процесс уменьшения объема ячейки, сообщающейся с нагнетающим отверстием, это и есть цикл нагнетания.
Основные достоинства спиральных компрессоров:
3. Роторные компрессорыРоторные компрессоры, действующие по принципу передачи энергии сжимаемому газу, относятся к классу объемных компрессоров. В них, как и у поршневых компрессоров, сжатие газа происходит в замкнутом пространстве при уменьшении его объема. В отличие от поршневых двигателей у роторных компрессоров нет поршня, совершающего возвратно-поступательное движение.К роторным компрессорам относятся пластинчатые, винтовые, жидкостно-кольцевые и компрессоры типа «Рутс».Пластинчатый компрессор. На рис. 21 приведен ротационный пластинчатый компрессор.Рис. 21. Ротационный пластинчатый компрессор: 1 – цилиндр; 2 – ротор; 3 – пластины; 4 – рубашка для охлаждения цилиндра; 5 – нагнетательный патрубок; 6 – напорный патрубок; 7 – всасывающий патрубокВ корпусе 1 компрессора вращается эксцентрично установленный ротор 2. В роторе расположены пазы 3, в которые вставлены рабочие пластины 4, способные свободно перемещаться в радиальном направлении. При вращении ротора под действием центробежной силы пластины выдвигаются из ротора и прижимаются к корпусу, образуя при этом замкнутые камеры 5 в серповидном пространстве между корпусом и ротором. Объем этих камер, начиная от всасывающего патрубка 7 в направлении вращения ротора (указано стрелкой), вначале увеличивается, а потом уменьшается. Минимальный объем имеет камера нагнетательного патрубка 6.При вращении ротора газ, попавший в камеры у всасывающего патрубка, сжимается и нагнетается в патрубок 6.Для предотвращения прорыва сжатого газа из зоны нагнетания в зоны всасывания ротор плотно прижимается к поверхностям нижней части корпуса. Корпус компрессора имеет водяную рубашку для охлаждения.На рис. 22 представлен ротационный пластинчатый холодильный компрессор Р-90.Пластинчатые компрессоры выпускаются одно- и двухступенчатые с конечным давлением до 0,7 МПа.Преимуществом пластинчатых компрессоров является плавная подача сжатого газа. Эти компрессоры можно использовать для создания вакуума.
Рис. 22. Ротационный пластинчатый холодильный компрессор: 1 – корпус; 2, 5 – подшипники; 4 – сальник; 6 – роторЖидкостно-кольцевой компрессор. Жидкостно-кольцевые компрессоры (рис. 23) используются обычно только для откачки воздуха и создания вакуума.Рис. 23. Жидкостно-кольцевой компрессор: 1 – корпус; 2 – рабочее колесо; 3 – водяное колесо; 4 – всасывающий штуцер; 5 – всасывающее окно; 6 – нагнетательное окно; 7 – напорный штуцерКомпрессор состоит из цилиндрического корпуса 1, в котором эксцентрично расположен ротор 2. Ротор компрессора имеет связанные с ним профилированные лопатки. В корпус залита вода, которая при вращении ротора отбрасывается к стенкам и образует жидкостное кольцо. В центральной зоне корпуса из-за эксцентриситета ротора образуется рабочее пространство серповидной формы, разделенное на камеры переменного объема. Принцип работы жидкостно-кольцевого компрессора аналогичен пластинчатому. Для уплотнения лопаток рабочего колеса предназначено кольцо вращающейся жидкости. Всасывание воздуха в жидкостно-кольцевом компрессоре происходит через окно 5, а нагнетание – через окно 6.Винтовые компрессоры. К преимуществам винтовых компрессоров относится простота их конструкции. На рис. 24 изображен винтовой компрессор, который состоит из корпуса 3, ведущего 4 и ведомого 5 роторов, редуктора 1 с кожухом 2, присоединительной муфты 8 и подшипников 6 и 7.Роторы винтовых компрессоров представляют собой крупномодульные винтовые колеса с зубьями специального профиля. Зоны всасывания и нагнетания расположены у торцов роторов (рис. 24, 25). При вращении роторов, начиная от зоны всасывания, зубья выходят из зацепления, открывая между собой полости, в которых давление ниже, чем во всасывающем трубопроводе, и в которые засасывается газ. При дальнейшем вращении происходит отсекание объема всасываемого газа от окна в стенке корпуса и его сжатие.Полость между роторами уменьшается при вращении роторов, и процесс сжатия газа продолжается до тех пор, пока сжимаемый объем газа не подойдет к противоположным торцам роторов и не переместится в зону нагнетания, расположенную в стенке корпуса.
Рабочий орган компрессора образуют две спирали: подвижная (ПСП) 2 и неподвижная (НСП) 1. Неподвижность спирали НСП обеспечивается креплением ее на неподвижной платформе. Платформа приблизительно в центре имеет сквозное нагнетающее отверстие 3 для выхода сжатого газа. Оно расположено рядом с носиком неподвижной спирали.Стальные спирали 1 и 2 вставлены одна в другую, с эксцентриситетом имеют особый профиль (эвольвента), позволяющий перекатываться без проскальзывания. Подвижная спираль компрессора установлена на эксцентрике и перекатывается по внутренней поверхности неподвижной спирали (рис. 19 и 20).РекламаРис. 19. Поперечное сечение неподвижной (НПС) и подвижной (ПСН) спиралей в рабочем положении: — толщина спиралиРис. 20. Взаимное положение спиралей (через 90О) при перемещении ПСП по орбите: а — φ = 0 О; б — φ = 90 О; в — φ = 180 О; г — φ = 270 ОПри работе компрессора между стенками спиралей образуются полости, в том числе и замкнутые серповидные ячейки. При перемещении подвижной спирали по замкнутой орбите (без поворота вокруг своей оси) образованные спиралями серповидные ячейки перемещаются по направлению к центру спиралей, уменьшаясь в объеме. На периферии спиралей в определенном положении ПСП образуется открытая полость, которая при дальнейшем перемещении подвижной спирали перекрывается и осуществляется прогонка локализованного объема газа к центру спиралей с уменьшением его объема. Пары хладагента сжимаются и выталкиваются в центральное отверстие 3 в крышке компрессора.На рис. 20, а видно, что внешние элементы спиралей сомкнуты, далее при повороте ПСП четко прослеживается раскрытие и образование внешней ячейки, которая в позиции г имеет максимальный объем и при возврате в положение а закроется, образовав ячейки 1 и 1′. По позициям а, б и в четко прослеживается процесс уменьшения объема ячейки, сообщающейся с нагнетающим отверстием, это и есть цикл нагнетания.
Основные достоинства спиральных компрессоров:
-
высокая энергетическая эффективность (их эффективный КПД составляет 80-86%); -
высокая надежность и долговечность, определяемая долговечностью подшипников; -
хорошая уравновешенность, незначительное во времени изменение крутящего момента на валу; малые скорости движения газа в машине; все это в совокупности с наличием противовеса ПСП обеспечивает низкий уровень вибрации и шума спирального компрессора; -
высокая быстроходность (число оборотов вала компрессора изменяется в пределах 1000-1300 об/мин); -
отсутствие мертвого объема, малая доля внутренних перетечек, и, как следствие, высокий коэффициент подачи (0,8-0,95); -
всасываемый компрессором газ не соприкасается с нагретыми элементами конструкции компрессора, вследствие чего не уменьшается масса всасываемого газа; -
процессы всасывания и особенно нагнетания газа растянуты по углу поворота вала и поэтому даже при большой частоте вращения его скорости движения перемещаемого хладагента невелики, что определяет низкие внутренние гидродинамические потери; -
отсутствие клапанов на всасывании и часто на нагнетании; -
может работать на любом газе (хладагенте), в том числе и с впрыском жидкой фазы перемещаемого газа; -
малое число деталей, отсутствие быстро изнашиваемых деталей.
3. Роторные компрессорыРоторные компрессоры, действующие по принципу передачи энергии сжимаемому газу, относятся к классу объемных компрессоров. В них, как и у поршневых компрессоров, сжатие газа происходит в замкнутом пространстве при уменьшении его объема. В отличие от поршневых двигателей у роторных компрессоров нет поршня, совершающего возвратно-поступательное движение.К роторным компрессорам относятся пластинчатые, винтовые, жидкостно-кольцевые и компрессоры типа «Рутс».Пластинчатый компрессор. На рис. 21 приведен ротационный пластинчатый компрессор.Рис. 21. Ротационный пластинчатый компрессор: 1 – цилиндр; 2 – ротор; 3 – пластины; 4 – рубашка для охлаждения цилиндра; 5 – нагнетательный патрубок; 6 – напорный патрубок; 7 – всасывающий патрубокВ корпусе 1 компрессора вращается эксцентрично установленный ротор 2. В роторе расположены пазы 3, в которые вставлены рабочие пластины 4, способные свободно перемещаться в радиальном направлении. При вращении ротора под действием центробежной силы пластины выдвигаются из ротора и прижимаются к корпусу, образуя при этом замкнутые камеры 5 в серповидном пространстве между корпусом и ротором. Объем этих камер, начиная от всасывающего патрубка 7 в направлении вращения ротора (указано стрелкой), вначале увеличивается, а потом уменьшается. Минимальный объем имеет камера нагнетательного патрубка 6.При вращении ротора газ, попавший в камеры у всасывающего патрубка, сжимается и нагнетается в патрубок 6.Для предотвращения прорыва сжатого газа из зоны нагнетания в зоны всасывания ротор плотно прижимается к поверхностям нижней части корпуса. Корпус компрессора имеет водяную рубашку для охлаждения.На рис. 22 представлен ротационный пластинчатый холодильный компрессор Р-90.Пластинчатые компрессоры выпускаются одно- и двухступенчатые с конечным давлением до 0,7 МПа.Преимуществом пластинчатых компрессоров является плавная подача сжатого газа. Эти компрессоры можно использовать для создания вакуума.
Рис. 22. Ротационный пластинчатый холодильный компрессор: 1 – корпус; 2, 5 – подшипники; 4 – сальник; 6 – роторЖидкостно-кольцевой компрессор. Жидкостно-кольцевые компрессоры (рис. 23) используются обычно только для откачки воздуха и создания вакуума.Рис. 23. Жидкостно-кольцевой компрессор: 1 – корпус; 2 – рабочее колесо; 3 – водяное колесо; 4 – всасывающий штуцер; 5 – всасывающее окно; 6 – нагнетательное окно; 7 – напорный штуцерКомпрессор состоит из цилиндрического корпуса 1, в котором эксцентрично расположен ротор 2. Ротор компрессора имеет связанные с ним профилированные лопатки. В корпус залита вода, которая при вращении ротора отбрасывается к стенкам и образует жидкостное кольцо. В центральной зоне корпуса из-за эксцентриситета ротора образуется рабочее пространство серповидной формы, разделенное на камеры переменного объема. Принцип работы жидкостно-кольцевого компрессора аналогичен пластинчатому. Для уплотнения лопаток рабочего колеса предназначено кольцо вращающейся жидкости. Всасывание воздуха в жидкостно-кольцевом компрессоре происходит через окно 5, а нагнетание – через окно 6.Винтовые компрессоры. К преимуществам винтовых компрессоров относится простота их конструкции. На рис. 24 изображен винтовой компрессор, который состоит из корпуса 3, ведущего 4 и ведомого 5 роторов, редуктора 1 с кожухом 2, присоединительной муфты 8 и подшипников 6 и 7.Роторы винтовых компрессоров представляют собой крупномодульные винтовые колеса с зубьями специального профиля. Зоны всасывания и нагнетания расположены у торцов роторов (рис. 24, 25). При вращении роторов, начиная от зоны всасывания, зубья выходят из зацепления, открывая между собой полости, в которых давление ниже, чем во всасывающем трубопроводе, и в которые засасывается газ. При дальнейшем вращении происходит отсекание объема всасываемого газа от окна в стенке корпуса и его сжатие.Полость между роторами уменьшается при вращении роторов, и процесс сжатия газа продолжается до тех пор, пока сжимаемый объем газа не подойдет к противоположным торцам роторов и не переместится в зону нагнетания, расположенную в стенке корпуса.