Технические характеристики ротационных компрессоров
В ротационных машинах сжатие газа осуществляется в камерах с периодически уменьшающимся объемом, т.е. принцип действия такой же как у поршневых машин. Разница состоит в том, что в ротационных машинах вместо поршня, имеющего возвратно-поступательное движение, сжатие осуществляется в специальных камерах, образованных пластинами ротора, двигающимися все время в одном направлении.
Устройство ротационной машины видно из рис. 3.17. Внутри чугунного корпуса 1, имеющего внутри цилиндрическую расточку, помещен ротор 2 с пазами, в которых свободно ходят пластины 3. Ось ротора смещена относительно оси цилиндрического отверстия корпуса 1. Ротор вращается в направлении, указанном на рисунке стрелкой.
Рис. 3.17. Ротационный
компрессор
Газ, поступающий в компрессор через всасывающий патрубок, отсекается пластинами при вращении ротора в тот момент, когда происходит соприкосновение камеры с краем цилиндрической расточки корпуса (точка а). По мере поворота ротора расстояние между ним и корпусом, а следовательно, и объем камеры сжатия уменьшаются. Пластины при этом утапливаются в пазы ротора. Сжатие происходит до тех пор, пока пластина не дойдет до окна имеющегося в цилиндрической части корпуса со стороны камеры нагнетания (точка б). Затем газ поступает в напорный патрубок (линия бс). От точки с до точки d происходит расширение газа оставшегося в «мертвом» пространстве.
Благодаря большой скорости вращения пластины под воздействием центробежной силы всегда прижаты к цилиндрической расточке корпуса, а в момент прохождения над окнами удерживается специально предусмотренными направлениями.
Ротационные компрессоры строят одно- и двухступенчатыми. Они имеют производительность от 0,083 до 1,1 м3/с и развивают давление одноступенчатые 0,4 МПа, двухступенчатые до 1 Мпа.
При вращении вала в противоположную сторону ротационный компрессор может работать как вакуумная машина.
Особенность ротационного компрессора заключается в следующем. Степень сжатия ротационного компрессора не зависит от давления в нагнетательном трубопроводе, а зависит от геометрических размеров компрессора. Если компрессор рассчитан на давление нагнетания 0,4 Мпа, то при давлении нагнетания, равном 0,2 Мпа, он будет потреблять такую же мощность, как и в первом случае что и при 0,4 МПа. Происходит это из-за того, что изменение объема камеры сжатия в процессе перемещения ее от всасывающего окна к нагнетательному в ротационном компрессоре зависит только от геометрии компрессора и, следовательно, в машине, рассчитанной на 0,4 Мпа, газ будет сжиматься на ту же величину и при меньшем давлении нагнетания. В тот момент, когда камера сжатия будет сообщена с нагнетательными патрубками, газ расширится до давления в этом патрубке и работа, затраченная на излишнее сжатие, пропадет без пользы.
Для того чтобы избавится от этого недостатка, на цилиндрической части корпуса предусматривают нагнетательные клапаны.
Регулирование производительности ротационных компрессоров достигается либо изменением числа оборотов ротора, либо дросселированием на всасывании. Машины, имеющие нагнетательные клапаны переводят на холостой ход, соединяя нагнетательный патрубок со всасывающим.
По сравнению с поршневыми компрессорами ротационные имеют ряд преимуществ:
- компактность и небольшой вес; ротационный компрессор занимает площадь меньше поршневого компрессора той же производительности;
- спокойная уравновешенная работа, обусловленная отсутствием кривошипно-шатунного механизма; благодаря этому под компрессор требуется небольшой фундамент;
- большое число оборотов компрессора, допускающее применение многооборотных электродвигателей; большая равномерность подачи
- простота конструкции; меньше, чем у поршневой машины, число деталей.
Наряду с этим ротационные компрессоры имеют следующие недостатки:
- меньший КПД, чем у поршневых машин;
- большая точность изготовления и более сложная технология;
- ограниченное конечное давление.
