8 Конструкция и принцип действия двухроторного маслозаполненного винтового компрессора

8.1 Конструкция двухроторного маслозаполненного винтового компрессора

Компрессор состоит из корпуса (с вертикальным разъемом), передней и задней крышки. Передняя крышка имеет всасывающую полость, всасывающее окно и передний опорный подшипник.

Внутри корпуса имеются цилиндрические расточки, в которых установлены роторы (винты). Роторы вращаются в опорных подшипниках, которые воспринимают только радиальные силы. Осевые силы, действующие на ротор, воспринимаются упорным подшипником. В большинстве конструкций опорные – подшипники-скольжения, а упорные – качения.

Рабочие органы компрессора представляют собой цилиндрические валы на средней, утолщенной части которых нарезаны винтообразные зубья. В двухроторных компрессорах один ротор является ведущим, другой является ведомым (Рисунок 26).

Рисунок 26 – Винты

Ведущий ротор имеет толстые, выпуклые зубья, а ведомый ротор – тонкие вогнутые зубья. Зубья ведущего и ведомого ротора входят во взаимное зацепление. Количество зубьев может быть разным в зависимости от конструкции завода-изготовителя, внутренней степени сжатия и т. д.

Наиболее частое соотношение зубъев: 4:6; 5:7; 7:8; и т.д.

Профиль винтов выполнен таким образом, что при вращении они обкатываются друг по другу. Для предотвращения сдвига ротора по оси при неблагоприятных условиях работы, на ведущем роторе имеется разгрузочный поршень-думмис. При сдвиге ротора масляная система подает масло к поршню и предотвращает сдвиг.

В винтовых компрессорах отсутствуют всасывающий и нагнетательный клапаны. Всасывающее окно расположено в верхней части передней крышки компрессора. Нагнетательное окно расположено в нижней части задней торцевой поверхности корпуса. Таким образом окна расположены как бы диагонально по отношению к ротору.

Особенностью винтового компрессора является возможность плавного регулирования объемной производительности от 100 до10% c помощью золотника. Золотник находится в нижней части корпуса компрессора под винтами. Основная поверхность золотника – цилиндрическая (Рисунок 27).

Рисунок 27 – Золотник

Верхняя часть золотника повторяет профиль внутренней поверхности корпуса. Золотник, перемещаясь параллельно оси роторов, уменьшает или увеличивает объем полости сжатия.

8.2 Принцип действия

Рабочий цикл винтового компрессора состоит из четырех процессов: всасывания, перемещения (без изменения внутреннего объема), сжатия и нагнетания (Рисунок 28).

Рисунок 28 – Последовательность работы винтового компрессора

а – всасывание; б – перемещение (без изменения внутреннего объема); в – сжатие; г – нагнетание (выталкивание) газа.

Процесс всасывания начинается в тот момент, когда зуб ведущего ротора выходит из впадины ведомого в плоскости всасывающего окна. При этом образуется парная полость, т.е. объем между зубьями ротора и корпусом. При дальнейшем вращении роторов парная полость увеличивается. Она заполняется паром холодильного агента, т.е. происходит процесс всасывания.

Процесс всасывания заканчивается тогда, когда зубья ведущего и ведомого ротора парной полости проходят перегородку всасывающего окна. При дальнейшем вращении ротора в полости всасывающего окна зуб ведущего ротора входит во впадину ведомого ротора. Объем парной полости уменьшается. В то же время со стороны нагнетательного окна зуб ведущего ротора парной полости продолжает выходить из впадины ведомого ротора и объем парной полости увеличивается. Таким образом, происходит простое перемещение пара от всасывающего окна к нагнетательному окну без изменения внутреннего объема парной полости.

Процесс перемещения заканчивается тогда, когда в полости нагнетательного окна, зуб ведущего ротора полностью выходит из впадины ведомого ротора в полости нагнетательного окна. При дальнейшем вращении ротора происходит уменьшение внутреннего объема парной полости и пар сжимается.

Процесс сжатия заканчивается в тот момент, когда парная полость подходит к кромке нагнетательного окна (Рисунок 29). При этом пар холодильного агента выталкивается через нагнетательное окно в нагнетательную полость компрессора, т.е. происходит процесс нагнетания.

Рисунок 29 – Вид на торец винтов со стороны нагнетания

Wцил – защемленный объем на нагнетании; штриховой линией показана (условно) канавка на корпусе для выхода газа из защемленного объема.

Процесс нагнетания заканчивается тогда, когда объем парной полости будет равен нулю.