Вивчення вузлів і деталей ротаційних компресорів (Протокол лабораторної роботи № 3), страница 3

Компресор з рідинним кільцем, рис. 4 а), складається з циліндричного корпусу 1, усередині якого обертається ексцентрично розташований ротор 2 з невеликим числом жорстко закріплених плоских радіальних лопаток 3 однакових розмірів. Корпус машини наповнюється рідиною приблизно наполовину. При обертанні ротора рідина відкидається лопатками до стінок корпусу, утворюючи на його поверхні обертове рідинне кільце. Між поверхнею останнього і ротором створюється вільне серповидне простір, перегороджує лопатками на ізольовані камери. Газ всмоктується через отвір 4, розташоване в вільній частині серповидного простору, і при подальшому переміщенні завдяки безперервно зменшуються вільному обємом камер стискається, і через отвір 5 виштовхується в нагнітальний газопровід.

Рис. 4. Схеми компресорів з рідинним кільцем: а - простої дії; б - подвійної дії: 1 – корпус, 2 – ротор, 3 – лопатки, 4 – всмоктувальний отвір, 5 – нагнітальний отвір.

Рідинне кільце не є тілом обертання; воно товще в зоні всмоктування, ніж у зоні нагнітання внаслідок різниці тисків газу. Крім того, навіть в самій верхній точці лопатка не дотикається вільної поверхні рідинного кільця, а кінець її дещо занурений в рідину.

Так як кінці лопаток переміщуються в шарі рідини, то повний коефіцієнт корисної дії компресорів з рідинним кільцем дуже низький ( ). Вони отримали, проте, широке застосування завдяки своїй простій конструкції, надійності дії та придатності для стиснення запилених газів. У залежності від хімічних властивостей газу що стискується робочою рідиною можуть служити не тільки вода, але також масло, ртуть, кислоти та ін Машина застосовується як для стиснення газів до тисків 150-180 кПа, так і в якості вакуум-насосів.

На рис. 4 б наведена схема компресора з рідинним кільцем подвійної дії. У корпусі 1 овальної форми обертається ротор 2 із заломленими вперед лопатками. Газ всмоктується через вікно 3 і нагнітається через вікно 4, причому верхня і нижня половини компресора працюють паралельно.

На рис. 5 показаний пластинчастий компресор сумського машинобудівного заводу ім. М. В. Фрунзе. Для зменшення тертя відцентрова сила пластин сприймається двома розвантажувальними кільцями 2, які охоплюють пластини і вільно обертаються в циліндрі. У зазор між зовнішньою поверхнею розвантажувальних кілець і внутрішньою поверхнею виточок в циліндрі через отвори подається масло. Число пластин у таких компресорах зазвичай буває не менше двадцяти, щоб зменшити перепад тиску між камерами і цим послабити перетікання газу і збільшити об'ємний ККД.

Рис. 5. Пластинчастий компресор з розвантажувальними кільцями:

1 - кришка компресора, 2 - розвантажувальні кільця, 3 - корпус, 4 - пластини, 5 - манометр, 6 - маслянки; 7 - вал ротора: 8 – муфта з’єднувальна.

Як низьконапірні повітродувки з надлишковим тиском 0,06-0,08 МПа широко застосовуються ротаційні машини з двома обертовими поршнями. Такий компресор, працюючи як вакуум-насос, створює вакуум до 70%.

Компресор з двома обертовими поршнями (рис. 6) складається з корпусу еліптичної форми 1, зі всмоктувальним 4 і нагнітальним 3 патрубками. Усередині корпусу обертаються в протилежних напрямах два симетрично розташованих поршня (ротори) 2, що мають форму вісімок (зуби циклоїдального профілю) і знаходяться у щільному контакті між собою і внутрішньою поверхнею корпусу. При з'єднанні з всмоктувальним простором 4 газ заповнює замкнутий об'єм 5, потім він переміщається, не змінюючи свого об'єму, і в момент з’єднання з нагнітальним простором стискається і викидається через патрубок 3.

Рис. 6. Компресор з двома обертовими поршнями: 1 - корпус еліптичної форми, 2 – ротори (обертові поршні), 3 - нагнітальний патрубок, 4 – всмоктувальний патрубок,

5 -  замкнутий об'єм.

Завдяки низькому об'ємному () та невеликому адіабатному

() коефіцієнтами корисної дії дані компресори працюють зі ступенями стиснення не більше 1,8-2,0. Подача їх досягає 1,5 м³/с. Окружна швидкість на кромці роторів знаходиться в межах 8-15 м/с, а число оборотів допускає безпосереднє з'єднання з електродвигуном.

Якщо площа перерізу замкнутої камери 5 (заштрихована на рис. 6) дорівнює F_K, а довжина її дорівнює b, то об’єм камери становить F_Kb. За один оберт обидва ротора витіснять чотири таких об’єми газу, тому продуктивність компресора (в м³/с), ротори якого обертаються зі швидкістю n об/хв, виразиться так:

.

Практично площа F_K зазвичай дорівнює , де D - діаметр кола, що описується ротором, тому

.

Так як стиснення газу від початкового тиску p₁ до кінцевого р₂ відбувається практично при постійному об’ємы, то потужність (у кВт), необхідна для приведення в дію компресора, буде дорівнювати: