Винтті сораптың жұмыс жасау принципі

Винтті сорап бірінің ішіне бірі орналасқан екі геликоидты тісті берілістен тұрады (11.8 сурет).

Ротор - жылжымалы iшкi бөлшек, бір батуы бар геликоид болып табылады, яғни, қарапайым бұрандалы бет болып құрастырылған. Ол берiктiгi жоғары және тозуға қарсы тұру үшiн қатты металлдық жiкпен гальваникалық жамылғымен қапталады.

Ротор штангалардың бағанасымен жалғастырылады және онымен айналады, бұл бағана жоғары беттен айналма қозғалыс жасайды.

Ротор берiктiгi жоғары, арнайы токарь қондырғысында өнделген цилиндрлiк болат құбырдан дайындалады. Токарь қондырғысында өнделгеннен кейін, электрохимиялық өңдеу көмегiмен оған қатты металдан гальваникалық жамылғысы қапталады, әдетте хром металы қолданылады.

12.8 - сурет. Винтті сораптың қимасы:

а — ротор; б — статор; в — жинақталған сорап;

1 — сорап корпусы; 2 — статор мен ротордың арасындағы қуыс.

Қазіргі таңда сораптың әрбiр үлгiсi үшiн статордың бiр-ақ өлшемi, ал ротордың бiрнеше өлшемдерi бар. Сораптың әрбiр үлгiсi үшiн диаметрлердiң сәл айырмашылығы болатын 14 роторларына дейiн болатын қатары шығарылады. Хром жамылғысының әр түрлi жуандықтарымен қиыстырылатын диаметрлердiң бұл қатары керiлiстiң дәл реттеуiн қамтамасыз етуге мүмкiншiлiк бередi. Барлық роторлар бiр пiшiлген дайындама заттарынан өндiрiледi: бұрандалы бет үздiксiз болуы керек. Бір жағының соңы сору штангаларының бағанасына қосу үшiн сыртқы бұрандамен жабдықтандырылады. Роторлардың ұзындығы өнеркәсiптiк өндiрiстерінде бар болат ұзындығымен шектелген. Қазіргі таңда механикалық өңдеу көмегiмен басын және бұрандамасын қоса есептегенде максимал ұзындығы 9,25м (30,3 фут) болатын роторлар өндiрiледi.

Әйтсе де, KUDU фирмасы берілісі жоғары тиімді сораптар алу мақсатында ұзындығы 12 м (40 фут) асатын роторлар пiсiруде, өте табысты әрекет жасауда. Сораптардың барлық үлгiлерiндегi ротордың жалпы ұзындығы статордың ұзындығынан 45÷50 см-ге (1, 5 фут) асады. Бұл ұзындықтар ротор бір-біріне дұрыс орналастырғанда ротордың басы статордан асып тұруы үшін керек.

Статор - жылжымайтын сыртқы бөлшек, 2 батуы бар геликоид болып табылады. Ол эластомер түріндегі формада құйылған болаттан жасалған құбырға бекiтiледі және ол сорапты-компрессорлық құбырына қосылады. Статор болаттан жасалған құбыр мен стерженнің аралығында жоғары температура мен қысымда серпiмдiлiк өлшегiштiң жiберуiмен өндiрiледi. Стержень қимасы статордың iшкi профилiнiң «негативі» болып табылған екі кірісті роторға ұқсас. Болаттан жасалған құбырдың iшкi бетiне эластомерді толтыру алдында арнайы желiм жағылады.

Эластомердің жоғары тұтқырлы болуына байланысты, техникалық себептермен статорлар ең жоғарғы ұзындығы 3 м етіп дайындалады. Олар симметриялы, бастарындағы сыртқы бұрамасы бірдей болып табылады. Ұзындығы 3 метрден жоғары болатын сорап моделдері 2,3 және 4 элементтен дайындалған статор болып табылады.

Олар зауытта ерекше дәлдікпен жалғастырылады: қосулар үшiн қолданылған жалғағыш муфталардың қандай болмасын айналдырушы моментін еш уақытта қоса тiркеуге болмайды.

Статордың кез-келген көлденең қимасында шеңбер жатады, бұл шеңберлердiң орталықтарының өсi ротордың айналу өсi болып табылған бұрандалы сызық үстiнде жатады. Ротордың кез-келген көлденең қимасында айналу өстерi айналма қима эксцентриситет деп аталатын «е» қашықтыққа жылжытқан.

Статордың iшкi қуысының көлденең қималарының остері бiрдей, бiрақ салыстырмалы түрде бiр-бiрiне бұрылған. Статор, бұл қималардың l_c тең адымдарына дәл келедi. Статордың iшкi қуысының қимасы ротордың қимасының радиусына тең екi жартылай дөңгелек болып табылады, олардың орталықтары 4e қашықтыққа бұралып қозғалған. Ротордың айналуында ол меншiктi өстi айналады; онымен бірге ротордың өсi бiр уақытта 2e диаметрiмен дөңгелек бойынша айналма қозғалысты жасайды (12.9 - сурет).

Оның барлық ұзындықтары бойынша ротордың спирал тарамы статормен үздiксiз байланыста болады; сонымен бiрге қимасының ауданы 4e қашықтықтағы ротордың D диаметрiне тең, ал бұл қуыстың ұзындығы статордың l_c адымына тең, ротор мен статордың аралығында қуыс пайда болады.

12.9 - сурет. Винтті сораптың статоры мен ротордың көлденең қимасы

Бұл қуыстар ұңғыманың шығарылатын өнiмiмен толтырылған, және өнiм ротордың бұрылысында бiр айналымға оның өстерiн бойлай lc қашықтығына ауысады.

Сонымен бірге, винтті сораптың нақты тәуліктік өнімі Q (м³/тәу) келесі өрнекпен анықталады:

Q = 4eDl_c,

Q = 60·24·4eDl_cnŋ (12.7)

немесе

Q = 11520 eDl_cnŋ (12.8)

мұндағы е — эксцентриситет, м;

D — ротор диаметрі, м;

l_c — статор мен ротордың сәйкесінше адымы, м;

п — ротордың айналу саны, 1/мин;

ŋ— қондырғының беріліс коэффициенті, бірл.бөлігі.

Жоғарыда бір винтті батырмалы сораптың негізгі ережесі қарастырылған, оның басты конструктивтi жетiспеушiлiгi ротор жұмыс iстейтiн шығару және қабылдауында қысымның төмендеп кетуі есебінен өстік күштiң пайда болуы болып табылады.

Бақылау сұрақтары:

1. Винтті сораптың жұмыс жасау принципін түсіндіріңіз?

2. Ротор мен статордың қызметтері қандай?

3. Винтті сораптың нақты тәуліктік өнімі қалай анықталады?

12.4.3. Штангалы винтті сорапты қондырғылардың

классификациясы

ВСШҚ ұңғымалы жабдықтары СКҚ тізбегінен, сорап статоры және роторынан, штанг тізбегінен және СКҚ тізбегінің төменгі бөліктерінен тұрады (көмекші ұңғымалы жабдықтары) [4].

СКҚ тізбегінің төменгі бөлігіндегі жабдықтар ұңғымаларды пайдалану шарттары бойынша келесі элементтер болуы мүмкін:

- фильтр (сүзгі);

- газ және құм сепараторлары;

- динамикалық якорь (анкер);

- центратор;

- кері клапан;

- сорап тірегі.

Шетелдік және отандық практикада ВСШҚ көптеген схемалары және типтік өлшемдері белгілі, оларды төмендегідей түрде топтастыруға болады:

- жетек түрлері бойынша: электр жетекті, көлемдік гидрожетекті, газ қозғалтқышты қондырғыларға бөледі. Кеңінен таралған номинальды айналу жиілігі 1000 айн/мин айнымалы токты асинхронды электр жетекті ВСШҚ. Электрқозғалтқыш қуаты 3÷100 кВт.

- жетектің кинематикалық схемасы бойынша ВСШҚ бір және екі сатылы трансмиссия болып бөлінеді. Бір сатылы трансмиссия ременді, шынжырлы немесе тісті берілістерден жасалуы мүмкін. Екі сатылы схемасы (бірінші саты-ременді беріліс, екінші саты-тісті беріліс) тез жүрісті жетекші қозғалтқышты қолдануға мүмкіндік береді.

Бір сатылы ременді трансмиссиялы жетектер схемасы кеңінен қолданылып жүр. Ременді беріліс түрі бойынша жетектер - сыналы ременді және тісті ременді болып бөлінеді.

Көп жағдайларға ВСШҚ қарапайым, көп қатарлы сыналы ременді берілістер қолданылады. Жетекші басты білігінің құрылысы бойынша бүтін және жартылай білік түрінде жинақталады.

Бүтін білікті жинақ шынықтырылған штокпен бірге жасалынады және роторды тік бағытта реттеу мүмкіндігін азайтады. Сондықтан жетекші білік жартылай түрінде жасалып, штокқа қосылады.

Жетекші қозғалтқыштың орналасуы бойынша қозғалтқыш осі тік және көлденең орналасуы мүмкін. Қозғалтқыштың тік орналасуы бір сатылы ременді трансмиссияға қолайлы, көлденең орналасу (қозғалтқыш осі ұңғыма осіне перпендикуляр орналасқан кезде) тісті конусты берілісті жетектер үшін.

Жетекші біліктің жылдамдығын реттеу әдістері бойынша ВСШҚ реттелетін жетекші қозғалтқышты (электрлі немесе гидравликалық) және трансмиссияның беріліс қатынасы реттелетін жетектер болып бөлінеді.

Статордың бекітілу схемасы бойынша құбырлы (статор СКҚ тізбегінің соңына резьба арқылы бекітіледі) және салынатын (статор штангы арқылы ротормен бірге түсіріледі және СКҚ тізбегіне арнайы құлып көмегімен бекітіледі) винтті сораптарға бөлінеді.

Шегендеуші құбырларға СКҚ төменгі бөлігінің бекітілу схемасы бойынша еркін және якорлы жинақ түрінде болады.

Сораптың кинематикалық схемасы бойынша екі вариантта жасалады: ішкі элементі айналатын (винтті) және сыртқы элементі айналатын (обойма).

Винтті айналатын типтік схема - конструктивтік жағынан да, пайдалану жағынан да қарапайым, әрі тиімді болып табылады.

Бақылау сұрақтары:

1. Штангалы винтті сорапты қондырғының негізгі жабдықтары?

2. СКҚ тізбегінің төменгі бөлігіндегі ұңғыма жабдықтары пайдалану

шарттары бойынша қандай элементтерден тұру керек?

3. Отандық практикада ВСШҚ қалай топтастырады?