Винтовые компрессоры
Винтовые компрессоры
Винтовые компрессоры являются дальнейшей ступенью развития роторных компрессоров, сочетающих в себе положительные качества центробежных и поршневых машин. Винтовой компрессор двухроторный. В поперечном сечении роторы представляют собой взаимо-сопряженную зубчатую пару (рис. 11.4). Ведущий ротор может иметь трех- или четырехзаходную нарезку, ведомый — пяти- или шестиза-ходную. Имеются винтовые роторы, у которых ведущий и ведомый имеют трехзаходные нарезки (рис. 11.4а). Форма профиля зуба сложная, выполнена по специальным циклоидальным кривым. Роторы при вращении взаимно не соприкасаются. Вращение ведомого ротора осуществляется самим перемещаемым газом. Синхронизирующие шестерни воспринимают лишь небольшую долю крутящего момента, поэтому в таких компрессорах практически отсутствует износ корпуса и роторов.
Вход и выход газа из компрессора, как показано на рис. 11.4а располагают по диагонали. Цикл работы компрессора осуществляется следующим образом. Газ через всасывающий патрубок (расположенный в нижней части торца компрессора) поступает в межвинтовые.
Действительная подача будет пониженного в область повышенного давления. Сжатие газа происходит мгновенно, толчками. Пульсация давления вызывает сильный шум. Теоретическая работа воздуходувки Рутса в системе pV изображена на рис. 11.36. Воздуходувки Рутса просты по своей конструкции, поэтому находят широкое применение там, где требуется конечное давление не более 0,05 МПа (0,5 кгс/см2). Они могут быть использованы как на малые, так и на большие подачи до 1 000 м3/мин с допустимыми окружными скоростями до 40 м/с. Применение трехлопастных роторов, а также выполнение их с винтовой поверхностью, значительно снижает шумность воздуходувок.
Теоретическая подача воздуходувок Рутса определяется по формулам:
впадины, образованные выходящими из зацепления винтовыми парами. При дальнейшем вращении впадины замыкаются между поверхностями роторов и корпуса, зуб одного ротора будет входить во впадину другого. Таким образом, с одновременным перемещением газа вдоль оси компрессора осуществляется и его сжатие.
Процесс нагнетания или выталкивания начинается тогда, когда канал между зубьями соединится с началом нагнетательного отверстия. Процесс сжастия аналогичен процессу сжатия в пластинчатой компрессорной машине. Величина повышения давления внутр и компрессора зависит от элементов зацепления винтовых роторов и размеров нагнетательного окна. Винтовые компрессоры выполняются на подачи до 30 000 м8/ч и давления в одноступенчатом исполнении до 0,3 МПа (3 кгс/см2), а в двухступенчатом — до 0,9 МПа (9 кгс/см2). Частота вращения роторов может доходить до 12 000 об/мин, при окружных скоростях на наружном диаметре зуба 50—100 м/с. К- п. д. винтовых компрессоров доходит до 80 %. Причем он очень незначительно изменяется с изменением частоты вращения, что делает его весьма приемлемым для переменных режимов работы. На рис. 11.5 изображены характеристики винтового компрессора. Большим преимуществом винтовых компрессоров перед другими ротационными машинами является отсутствие масла в сжатом газе. Винтовые компрессоры имеют и свои недостатки, такие как шум высокой частоты.