Ротационные компрессоры

В ротационных компрессорах, также как и в поршневых, сжатие газа происходит при уменьшении замкнутого объема. Разница состоит лишь в том, что в ротационных машинах вместо поршня используются скользящие пластины, вращающиеся все время в одном направлении. Устройство ротационного компрессора представлено на рис. 3.16.

Внутри чугунного корпуса 1, имеющего внутри цилиндрическую расточку, помещен ротор 2 с пазами, в которых свободно ходят пластины 5, Ось ротора смещена относительно оси цилиндрического отверстия корпуса 1. Ротор вращается в направлении, указанном на рисунке стрелкой.

Рис. 3.16. 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 b). Затем газ поступает в напорный патрубок (линия bс). 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 удерживаются специально предусмотренными направляющими.

Ротационные компрессоры бывают одно- и двухступенчатыми. Они имеют производительность от 0,083 до 1,1 м³/с и развивают давление: одноступенчатые - до 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 том, что степень сжатия в нем 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, что и при 0,4 МПа. В тот момент, когда камера сжатия будет сообщена с нагнетательным патрубком, газ расширится и работа, затраченная на излишнее сжатие, пропадет без пользы. Для того чтобы избавиться от этого недостатка, на цилиндрической части корпуса предусматриваются нагнетательные клапаны.

Регулирование производительности ротационных компрессоров достигается либо изменением числа оборотов ротора, либо дросселированием на всасывании. Машины, имеющие нагнетательные клапаны, переводятся на холостой ход соединением нагнетательного патрубка 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 (меньшее, чем у поршневой машины, число деталей).

Наряду с этим ротационные компрессоры имеют следующие недостатки:

- меньший КПД, чем у поршневых машин;

- более сложная технология изготовления;

- ограниченное конечное давление.