Двухступенчатые компрессоры

Двухступенчатое сжатие может осуществляться в компрессорах различного типа. В настоящее время двухступенчатое сжатие производят в разных цилиндрах. При этом цилиндры низкого давления и высокого давления часто являются цилиндрами одного и того же компрессора.

На рис.39 показана модель современного двухступенчатого компрессора марки ДАУ50/1. Компрессор аммиачный, четырехцилиндровый, с У-образным расположением цилиндров, номинальной холодопроизводительностью 58 кВт (50000 ккал/ч). Компрессор блок-картерный, с водяным охлаждением цилиндров.

Предназначен он для работы в диапазоне температур кипения от -20 до -45°С при температуре конденсации до 40°С. Все цилиндры компрессора одинакового диаметра, равного 150 мм. Ход поршней 130 мм. Частота вращения вала 16 с^-1 (960 об/мин). Три цилиндра работают как ступень низкого давления, и один цилиндр - как ступень высокого давления. Привод компрессора осуществляется через клиноременную передачу или непосредственно через эластичную муфту.

Нередко для двухступенчатого сжатия используют агрегаты, скомпонованные из одноступенчатых верти­кальных и У-образных компрессоров.

Для крупных холодильных установок применяют оппозитные двухступенчатые компрессоры. Диаметры цилиндров в оппозитных двухступенчатых компрессорах разные. Цилиндры с большим диаметром выполняют функцию ступени низкого давления, а цилиндры меньшего диаметра - функцию ступени высокого давления.

Ротационные компрессоры

Р отационные компрессоры представляют собой особую группу компрессоров, по конструкции отличающихся от поршневых машин. В ротационных компрессорах нет кривошипно-шатунного механизма, и поршни совершают не возвратно-поступательное движение, а вращательное. Принципиальная схема ротационного компрессора с катящимся ротором показана на рис.40. Компрессор состоит из неподвижного цилиндра и поршня-ротора, вращающегося на эксцентриковой шейке вала. При вращении вала поршень-ротор катится по внутренней поверхности цилиндра. Сверху к ротору при помощи пружины прижимается лопасть, разделяющая рабочий объем цилиндра на две части: в одной протекает процесс всасывания, а в другой - сжатие или нагнетание. В верхней части цилиндра расположен нагнетательный клапан. Всасывающего клапана в компрессоре нет. Процесс всасывания в компрессоре заканчивается, когда ротор отсекает всасывающее окно от рабочей полости цилиндра. При дальнейшем движении ротора объем рабочей полости уменьшается и давление паров холодильного агента увеличивается. Когда давление в рабочей полости цилиндра превысит давление паров в нагнетательной полости компрессора, откроется нагнетательный клапан и сжатые пары начнут выталкиваться из рабочей полости цилиндра. Одновременно с процессом сжатия и нагнетания в другой части рабочего объема цилиндра, соединенной со всасывающим окном, происходит процесс всасывания.

Полный рабочий цикл компрессора: всасывание, сжатие и нагнетание сжатых паров холодильного агента - осуществляется за один оборот эксцентрикового вала.

Ротационные компрессоры более уравновешены, чем поршневые, так как в них нет деталей, совершающих возвратно-поступательное движение. Благодаря этому, а также отсутствию всасывающих клапанов возможна работа их при больших частотах вращения вала по сравнению с поршневым. Габариты ротационных компрессоров невелики.

Мертвый объем в цилиндрах ротационных компрессоров меньше, чем у поршневых компрессоров, поэтому они имеют более высокий коэффициент подачи. Однако механический к.п.д. ротационных компрессоров ниже, чем поршневых, из-за повышенного расхода мощности трения. Допустимая степень сжатия в одной ступени ротационного компрессора ниже по сравнению с поршневым. Кроме того, они имеют более высокий уровень шума, чем поршневые компрессоры.

Промышленность выпускает герметичные ротационные компрессоры типа ФГр, которые при работе в среднетемпературном режиме на фреоне-12 имеют холодопроизводительность от 255 до 640 Вт. Все компрессоры типового ряда одинаковы по устройству и принципу действия, но отличаются размерами цилиндра (диаметром и высотой) и частотой вращения вала.

Конструкция герметичного ротационного компрессора типа ФГр показана на рис.41. Компрессорный агрегат - компрессор и электродвигатель - размещен в стальном штампованном кожухе, состоящем из двух частей: верхней 4 и нижней 3, сваренных между собою. Эксцентриковый вал 11 расположен вертикально. В кожухе компрессорный агрегат установлен на пружине 2, которая прижимает весь агрегат к специальным опорам И, расположенным на верхней части кожуха 4. Агрегат упирается в выступы И опорой статора электродвигателя 1. На кожухе 4 размещены распределительный блок и стальные патрубки - всасывающий 5 и зарядный 6. В верхней части кожуха расположен статор электродвигателя, запрессованный в штампованную чашку-опору статора 1, и ротор, напрессованный на хвостовик эксцентрикового вала 11. К опоре статора крепится компрессор. Он состоит из верхней крышки 7, цилиндра 8, ротора 9, лопасти 10, эксцентрикового вала 11 и нижней крышки 12. В верхней и нижней крышках установлены коренные подшипники эксцентрикового вала. Внизу на кожухе закреплены контактная клеммная колодка, устройство для крепления пускозащитного реле, нагнетательный патрубок 13 и лапы для крепления компрессора к раме агрегата. Система смазки компрессора принудительная. Масло из нижней части кожуха 3 через сетчатый фильтр 14 центробежным насосом 15, расположенным в нижнем торце эксцентрикового вала, подается по центральному отверстию А к верхнему подшипнику Б, а затем по спиральной канавка В на наружной поверхности вала попадает в опору статора 1. Оттуда масло по трем сверлениям Г в крышке компрессора подается к эксцентрику вала. На наружной поверхности эксцентрика имеется спиральная канавка Д, по которой масло подводится к нижней его части. Нижний подшипник вала смазывается с помощью спиральной канавки Е. Упорный подшипник, образованный нижним торцом эксцентрика и нижней крышкой, смазывается маслом, поступающим от эксцентрика и нижнего опорного подшипника. Через отверстие Ж масло сливается в кожух компрессорного агрегата. Для уменьшения коэффициента трения и герметизации рабочей полости компрессора предусмотрена смазка цилиндра. Масло через специальное отверстие в верхней крышке компрессора поступает в цилиндр из опоры статора. Лопасть прижимается к ротору не только пружиной, но и промежуточным давлением пара холодильного агента, сжимаемого компрессором, что позволяет значительно разгрузить пружину лопасти и повысить надежность узла.

При работе компрессора пары фреона поступают через всасывающий патрубок в объем кожуха, омывают электродвигатель и охлаждают его, затем через всасывающую трубку всасываются компрессором. Сжатые пары холодильного агента через нагнетательный клапан, установленный в нижней крышке 12, выталкиваются из цилиндра в глушитель, откуда по трубопроводу подводятся к нагнетательному штуцеру 13.