Винтовой компрессор презентация

Области применения
Область применения винтовых компрессоров в общем случае лежит в пределах:
по давлению нагнетания от 0,11 до 5,0 МПа (многоступенчатые)
по производительности от 0,03 до 8,0 м3/с

Области применения
Винтовые компрессоры применяются в компрессорных установках
для сбора и транспортировки попутного нефтяного газа,
в буровых станках,
в холодильной технике,
в передвижных компрессорных станциях.
Безмасленные (сухие) винтовые компрессоры используются
для аэрозольтранспорта сыпучих материалов (зерно, мука, цемент и др.),
для аэрации воды в загрязненных водоемах;
в пищевой, полиграфической и фармацевтической промышленности.

Классификация
1. По количеству рабочих элементов:
Однороторные компрессоры
1 — центральный винт-ротор; 2 — отсекатели; 3 — конический скос для всасывания; 4 — всасывающая камера; 5 — корпус; 6 — корпус ротора; 7 — нагнетательное окно; 8 — вал компрессора; 9 — прорези для ввода отсекателей в рабочую полость

Классификация
Однороторные компрессоры
https://www.youtube.com/watch?v=ti2OqJDq7gw

Классификация
Однороторные компрессоры
Преимущества ВКО по сравнению с двухроторными ВК:
более низкая температура нагнетания;
пониженный уровень шума (на 10…15 дб);
меньшая металлоемкость;
лучшие объемные характеристики;
более эффективная система регулирования производительности.
В настоящее время ВКО производят фирмы «Gragso» (Голландия), «Hall Termotank» (Англия), «Chicago Pneumatic» (США) и ряд других фирм различных стран мира.
Все компрессоры относятся к машинам маслозаполненного типа.
С появлением новых антифрикционных материалов и технологий на фирме «Mc. Quay» были проведены исследования по созданию холодильных ВКО, в рабочую полость которых вместо масла подается жидкая фаза сжимаемой среды.

Классификация
Двухроторные

Классификация
Мнгороторные

Классификация
По конструктивному исполнению различают два типа ВК
компрессоры сухого сжатия («сухие»), которые сжимают и подают газ, не загрязненный маслом. Аналогичную конструкцию имеют компрессоры с внутренним охлаждением газа легкоиспаряющейся жидкостью, например, водой или хладагентами;
маслозаполненные («мокрые») компрессоры, в полость сжатия которых подается в больших количествах масло. Масло охлаждает сжимаемый газ и уплотняет зазоры между рабочими органами компрессора, а также смазывает контактные поверхности

Принцип действия

Принцип действия
Вид на рабочие ячейки сжатия и нагнетания винтового компрессора со стороны окна всасывания:
а - всасывание, б - сжатие,
в - окончание внутреннего сжатия, г - нагнетание.

Принцип действия
Вид на рабочие ячейки сжатия и нагнетания винтового компрессора со стороны окна нагнетания:
а - всасывание, б - сжатие, в - окончание внутреннего сжатия, г - нагнетание.

Индикаторная диаграмма

Индикаторная диаграмма

Индикаторная диаграмма

Индикаторная диаграмма

Маслозаполненные ВК
В маслозаполненных ВК на 1м3 сжимаемого воздуха в рабочие полости подаётся от 5 до 9 кг масла
1 – корпус, 2 – ведущий винт, 3 – ведомый винт, 4 и 5 – опорные подшипники, 6 – упорный подшипник, 7- резиновое уплотнение,8 –шкив клиноремённой передачи.

Маслозаполненные ВК
ВКМ с приводом через повышающую зубчатую передачу: 1 – корпус, 2 – ведущий винт, 3- уплотнение, 4 – шестерня повышающей зубчатой передачи, 5 – колесо повышающей зубчатой передачи, 6 – всасывающий патрубок.

Маслозаполненные ВК

Маслозаполненные ВК

Маслозаполненные ВК
ВКМ с непосредственным приводом от двигателя и регулированием производительности с помощью золотника:
1 – корпус, 2 – ведущий винт, 3 – ведомый винт, 4 и 5 – опорные подшипники, 6 и 7 – упорные подшипники, 8 – сверления для подвода масла в подшипники и уплотнения, 9 – разгрузочный поршень, 10 – масляная полость с давлением нагнетания, 11 - газовая полость с давлением всасывания, 12 – уплотнение трения, 13 – золотник, 14- всасывающий патрубок, В – всасывающий канал.

Сухие ВК
Одноступенчатый ВКС: 1- корпус, 2- ведущий ротор, 3- ведомый ротор, 4- крышка всасывания,5- синхронизирующая передача, 6- уплотнения вала, 7- маслоотбойные кольца, 8- подшипники, воспринимающие радиальную нагрузку, 9- подшипники, воспринимающие осевую нагрузку, 10- вентилятор, 11- приводной вал, 12- повышающая передача 13- масляный насос, 15- охладитель масла.

Сухие ВК

Сухие ВК

Основные типы торцевых уплотнений
Одинарное
торцевое уплотнение
Уплотнение
картриджного типа
Двойное
торцевое уплотнение

Газовое уплотнение трения. 1 – уплотняющие трущиеся кольца из карбида силикона. 2 - Корпус из нержавеющей стали. 3 – Пружины для создания преднатяжения.

Газовое уплотнение трения. А – Строение торцевого уплотнения, Б - Торцевое уплотнение на валу: 1 – ведущий ротор, 2 – статическая часть уплотнения, 3 – вращающаяся часть уплотнения, 4 – подвод масла для балансировочного поршня и на смазку подшипников, 5 – подвод масла к полости балансировочного поршня, 6 – полость балансировочного поршня, 7 –
балансировочный поршень с лабиринтным уплотнением на внешнем диаметре.

Уплотнения сухих ВК
В ВКС уплотнения устанавливаются на всех валах, чтобы отделить рабочие полости всасывания, сжатия и нагнетания компрессора от камер подшипников и синхронизирующих шестерен, и, в газовых компрессорах, на выходном конце вала. Для уплотнения рабочих полостей используются сухие уплотнения с плавающими кольцами и торцовые уплотнения; для уплотнения выходного вала компрессора - торцовые уплотнения.

Элемент сухого уплотнения с плавающими кольцами
Элемент уплотнения с плавающими кольцами
1-уплотнительное кольцо, 2-неподвижное уплотнительное кольцо, 3-корпус, 4-бандажное кольцо, 6-вал, 7-цилиндрическая поверхность уплотнения, 8-торцовая поверхность уплотнения.

Уплотнительное кольцо 1, выполненное из антифрикционного материала (чаще всего из тефлона, т.к. этот материал нейтрален по отношению к большинству веществ), без зазора одевается на выходной вал 6 компрессора. На кольцо, также без зазора, надевается бандажное кольцо 4, выполненное из того же материала, что и вал. Уплотнительное и бандажное кольца размещаются в корпусе 3, который закрывается неподвижным уплотнительным кольцом 2 с помощью защёлки. Газ, который уплотняется, имеет давление р1, которое выше давления р2. При первых оборотах вала 6 уплотнительное кольцо 1 износится, и между цилиндрической поверхностью 7 уплотнительного кольца 1 и валом 6 установится минимально возможный зазор. При работе давление р1 прижмёт уплотнительное кольцо 1 к неподвижному уплотнительному кольцу 2 и образуется уплотнение трения. Так как при работе компрессора его детали нагреваются, то при отсутствии бандажного кольца между ним и валом образовывался большой зазор, так как материал уплотнительного кольца 1 имеет более высокий коэффициент линейного расширения, чем материал вала 6. Однако бандажное кольцо не позволяет уплотнительному кольцу расширится и между ним и валом сохраняется при работе минимально возможный зазор. Таким образом, через рассмотренный элемент уплотнения будет протекать минимальное количество газа.

В воздушных компрессорах – камеры А, Б и Г закрыты, камера В открыта в атмосферу и через неё в атмосферу выходит протекший воздух.
Уплотнение вала с плавающими кольцами:
1-плавающее кольцо, 2-вал, 3-дистанционное кольцо, 4-бандажное кольцо,5-лабиринтное уплотнение (за ним располагается подшипниковый узел).

В газовых компрессорах - если сжимаемый газ должен быть абсолютно чистым, камера А подсоединяется к всасывающему патрубку компрессора, утечки газа в камеру Б отсасываются (вентилятором или эжектором) на факел. Из камеры Б на факел подаётся газ, протекший из компрессора, и запорный газ, протекший через лабиринтное уплотнение и элементы уплотнений с плавающими кольцами, расположенные между камерами Б и В. Через камеру В в атмосферу выбрасывается только запорный газ.
Если попадание небольшого количества запорного газа в сжимаемый газ допустимо: камера А подсоединяется к всасывающему патрубку, в камеру Б подводится запорный газ (рБ›рА), камера В открыта в атмосферу.

Достоинства и недостатки
По сравнению с поршневыми компрессорами:
ДОСТОИНСТВА
высокая надежность и долговечность в связи с отсутствием всасывающих и нагнетательных клапанов,
низкие эксплуатационные затраты (отсутствуют поршневые уплотнительные и опорные кольца, клапаны, сальники, которые периодически необходимо менять из-за износа),
полная уравновешенность в связи с отсутствием деталей с возвратно-поступательным движением, что исключает необходимость в тяжелых фундаментах,
меньшая мощность, затрачиваемая на трение в связи с отсутствием трущихся деталей в корпусе,

Достоинства и недостатки
По сравнению с поршневыми компрессорами:
ДОСТОИНСТВА
- равномерность подачи газа, что исключает необходимость в газосборниках большой ёмкости,
отсутствие антипульсационных ёмкостей,
меньшая масса и габариты (вместо многоступенчатого поршневого компрессора, один винтовой блок со степенью повышения давления до 22),
более высокие объемные коэффициенты подачи и небольшое их изменение в зависимости от степени повышения давления,
стабильность рабочих характеристик в процессе длительной эксплуатации
дешёвый и эффективный способ плавного регулирования производительности при помощи золотникового механизма.

Достоинства и недостатки
По сравнению с центробежными компрессорами :
ДОСТОИНСТВА
отсутствие помпажных зон,
независимость степени повышения давления от частоты вращения роторов,
возможность работы на любых газах (независимо от их молекулярной массы) без изменения конструкции,
возможность работы с небольшой примесью механических частиц и влаги в газе,

Достоинства и недостатки
По сравнению с центробежными компрессорами :
ДОСТОИНСТВА
незначительное изменение производительности и кпд в широких пределах изменения отношения давления нагнетания к давлению всасывания,
низкие скорости вращения роторов в маслозаполненных компрессорах, и, как следствие, более высокая надёжность (в зависимости от условий, безостановочная работа до 4-5 лет).