36. Устройство и действие винтового компрессора.

Винтовые насосы. Винтовые насосы имеют подачу от 0,001 до 0,3 м^э/с при перепаде давления на ступень до 25 МПа, частоту враще­ния до 3500 об/мин (при турбоприводе) и КПД η = 0,6- 0,8. На судах винтовые насосы используют в качестве главных топливных и масля­ных насосов, навешенных масляных насосов турбогенераторов, в систе­мах гидравлических приводов и т. п. Их широкому применению в су­довой энергетике способствовали такие качества, как возможность создания большого давления при сравнительно небольших габаритах и массе (что очень важно для систем гидравлики глубоководных аппа­ратов, рулевых устройств, подъемных устройств судов), способность к сухому всасыванию, независимость подачи от напора. Значительным преимуществом винтовых масляных и топливных насосов является то, что они (в отличие от шестеренных насосов) не эмульсируют масло и топливо. К достоинству винтовых насосов следует отнести практиче­ски равномерную подачу, возможность непосредственного соединения с быстроходным приводным двигателем. Высота всасывания винто­вых насосов достигает 8 м.

Недостатками винтовых насосов следует считать дороговизну изготовления винтов и большую чувствительность к нарушению соосности винтов.

Все размеры винтов принято выражать через диаметр начальной окружности d_H.

Винтовые компрессоры являются машинами с внутренней степенью повышения давления. При вращении ведущего ротора 3 (рис. 14.7) вращается ведомый ротор 2. Рабочий процесс винтового компрессора имеет четыре фазы: всасывание, перенос, сжатие и нагнета­ние. Всасывание происходит через всасывающее окно в пространство между зубьями роторов. С поворотом роторов это пространство плавно увеличивается (процесс всасывания), достигает максимальной величины и отсекается торцевой поверхностью зуба от всасывающего окна и затем переносится по периферии на сторону нагнетания, находящуюся по диагонали на противоположной стороне корпуса. Прежде чем рабочие полости соединяется через окно в корпусе с нагнетательным патрубком 1, зубья одного винта входят во впадины другого и умень­шают рабочий объем (повышает давление) до тех пор, пока рабочие полости не соединятся с напорным патрубком (внутренняя степень повышения давления), затем происходит нагнетание газа при продол­жающемся уменьшении рабочего объема. Таким образом, внутренняя степень повышения давления определяется местом расположения окна нагнетания и для компрессора является неизменной. Рабочий процесс описывается диаграммой на рис. 14.8, где 4-1- всасывание, 1-2- сжатие, 2-5- вытеснение, 4-1 - мгновенное падение давления. Если давление за компрессором упадет до р₂- или повысится до р_2'', процесс сжатия осуществляется по линии 1-2, а затем по линии 2-1-3 или 2-2"-3" в зависимости от давления за компрессором. Таким образом, получается, что при отклонении давления за компрессором от расчетного процесс сжатия осуществляется с дополнительными затратами энергии, эквивалентными заштрихованным участкам диаграммы

37, 38. Устройство, действие и классификация поршневых компрессоров.

Поршневые компрессоры (рис. 14.1) относят к машинам объемного типа, использующим статический способ повышения давления. Меха­ническая энергия вращательного движения привода кривошипом 1 и шатуном 2 преобразуется в возвратно-поступательное движение поршня 3, расположенного в цилиндре 4. При движении поршня вниз рабочая полость цилиндра над поршнем увеличивается и происходит процесс всасывания. Заканчивается он тогда, когда поршень достигает крайнего нижнего положения и меняет направление движения. При движении поршня вверх объем рабочей полости в цилиндре уменьша­ется, давление газа увеличивается - осуществляется процесс сжатия. Когда давление в цилиндре достигает давления за цилиндром и не­сколько превысит его - процесс сжатия закончится, откроется нагнета­тельный клапан 6 и начнется процесс нагнетания. Закончится он тогда, когда поршень достигнет крайней верхней точки. При дальнейшем вращении коленчатого вала рабочий процесс в полости цилиндра компрессора повторяется.

Поршневые компрессоры применяют на судах для получения сжатых газов различного давления. Их классифицируют:

по давлению нагнетания на компрессоры низкого (до 1 МПа), среднего (от 1 до 10 МПа) и высокого (свыше 10 МПа) давления. Если компрессор высокого давления сжимает газ от давления выше атмосферного, его называют дожимающим;

по объемной подаче, отнесенной к нормальным условиям, -на поршневые компрессоры малой (до 10 м³/мин), средней (от 10 до 100 м^э/мин) и большой (выше 100 м³/мин) подачи. Судовые поршневые компрессоры относятся к малой и средней подачам. Для удобства расчетов при эксплуатации судовые компрессоры характеризуют объемной подачей по нагнетанию (л/мин);

по числу ступеней сжатия поршневые компрессоры - на одноступенчатые и многоступенчатые;

по расположению осей рабочих цилиндров - на вертикальные, горизон­тальные, угловые, V-образные, W-образные, звездообразные." На судах предпочтение оказывают поршневым компрессорам, занимающим меньшую площадь' машинного отделения судна и требующим меньшего пространства для ремонта и обслуживания;

по роду привода - на электрокомп­рессоры, дизель-компрессоры и парокомпрессоры.

На судах нашли наибольшее применение многоступенчатые вертикальные, V-образные и звезодообразные компрессоры, реже, главным образом как аварийные, - горизон­тальные, дизель-компрессоры со встречным движением поршней (СПДК).

В основе классификации поршневых компрессоров могут лежать и другие призна­ки: род рабочего тела (воздушные, газовые), способ охлаждения цилиндров (воздушное, водяное), назначение (пусковые-ГОСТ 24976-81, водолазные и др.), наличие смазки (со смазкой, без смазки цилиндров), форма поршня и расположение полостей сжатия (односторонее сжатие, с дифференциальным поршнем и др.) и т. д.