Центробежные компрессоры
Рисунок 1.10 - Центробежный компрессор.
Центробежные компрессоры делятся на вентиляторы низкого давления (Р < 100 мм вод. ст.), среднего давления (Р = 100300 мм вод. ст.) и вентиляторы высокого давления (Р > 3001000 мм вод. ст.).
Центробежный вентилятор низкого давления (рисунок 1.11) имеет корпус 1, в котором вращается рабочее колесо 2, выполненное в виде широкого барабана с большим числом часто поставленных лопаток. Воздух или газ поступает по оси колеса через всасывающий патрубок 3, захватывается лопатками и выбрасывается из корпуса через нагнетательный патрубок 4 в направлении, перпендикулярном оси колеса.
1—корпус; 2—рабочее колесо; 3—всасывающий патрубок;
4—нагнетательный патрубок.
Рисунок 1.11 - Схема центробежного вентилятора.
Турбогазодувки и турбокомпрессоры
Рисунок 1.12 - Турбогазодувки и турбокомпрессор.
В химической промышленности турбокомпрессоры и турбогазодувки распространены в производстве серной кислоты, синтетического аммиака, азотной кислоты, кислорода и др.
Турбогазодувки и турбокомпрессоры не отличаются по принципу действия от центробежных вентиляторов, но вследствие сжатия газа в ряде последовательно соединенных лопастных колес (ступеней) дают возможность достигать значительно более высоких давлений.
Одноступенчатые турбовоздуходувки по существу являются разновидностью вентиляторов высокого давления и нагнетают воздух под избыточным давлением, не превышающим 0,3 атм.
На рисунке 1.13 показана многоступенчатая турбогазодувка. Газ через всасывающий патрубок 1 поступает в рабочее лопастное колесо 2 первой ступени, проходит это колесо, а затем неподвижный кольцевой канал — направляющий аппарат 3. Далее газ движется через обратный направляющий аппарат 5 с лопатками и поступает в следующее рабочее колесо (второй ступени).
Вследствие разности давлений по обе стороны колес при одностороннем входе в них газа, в турбогазодувке возникает осевое давление. Оно уравновешивается упорным подшипником и разгрузочным поршнем 7, который под действием разности давлений стремится сдвинуться в сторону, противоположную осевому давлению, и уравновесить его.
Турбогазодувки, в отличие от турбовоздуходувок, часто снабжают специальными уплотнениями с масляными затворами (при работе с токсичными и взрывоопасными газами), а также специальными кранами для удаления накапливающихся загрязнений (например, смол) и для промывки машины.
Вследствие невысокой степени сжатия в турбогазодувках число ступеней в них сравнительно невелико (34 ступени) и газ не охлаждается между ступенями.
1 всасывающий патрубок; 2 рабочие колеса I, II, III ступеней; 3 направляющие аппараты диффузоры); 4 диафрагма; 5 обратные направляющие аппараты с лопатками; 6 лабиринтное уплотнение; 7 разгрузочный поршень;
8 нагнетательный патрубок.
Рисунок 1.13 Схема многоступенчатой турбогазодувки.
Сравнение и выбор компрессорных машин
Поршневые компрессоры, по сравнению с центробежными, имеют недостатки, присущие всем поршневым машинам тихоходность, громоздкость, большой вес, необходимость установки на массивных фундаментах. Однако изготовление центробежных компрессоров, рассчитанных на небольшую производительность и высокое давление, связано со значительными трудностями. Поэтому при избыточном давлении более 10 атм, а также при меньшем давлении и производительности до 100 м3/мин применяют почти исключительно поршневые компрессоры. Наибольшее распространение приобретают вертикальные поршневые компрессоры, которые более быстроходны, компактны и обладают большим к.п.д., чем горизонтальные поршневые компрессоры.
Центробежные компрессоры (турбогазодувки и турбокомпрессоры) применяют при умеренных давлениях (Р = 10-12 атм и не более 30 атм для большой производительности, превышающей 50100 м3/мин).
В легкой промышленности наибольшее применение получили вентиляторы и вакуум-насосы. Например, центробежные вентиляторы используют для подачи и отвода сушильного агента, а осевые – для его циркуляции. Вентиляторы имеют облегченную конструкцию, применяются когда нужно обеспечить большую производительность при малых напорах.