9. Роторные компрессоры

9.1. Пластинчатые компрессоры

Пластинчатый роторный компрессор (рис.27) имеет цилиндрический корпус 1, между внутренней стенкой которого и наружной поверхностью проходит охлаждающая вода. В цилиндрической части помещен ротор 2, ось которого смещена относительно оси цилиндрического корпуса. Ротор имеет прорези, в которые свободно вставлены стальные пластины 3. При быстром вращении ротора, вал которого покоится на двух подшипниках, размещенных в крышках компрессора, пластины под действием центробежной силы выдвигаются из прорезей и опираются на внутреннюю стенку цилиндра, а иногда на специально вставленные два кольца, имеющие внутренний диаметр меньше диаметра цилиндра.

Рис.27. Схема роторного пластинчатого компрессора

Во всасывающем патрубке компрессора 4 помещен регулятор производительности 6. Обратный клапан 7 в нагнетательном патрубке 5 предохраняет компрессор от обратного вращения сжатым газом из сети при отключении двигателя. Газ через фильтр входит в компрессор по всасывающему трубопроводу. В точке а пластина отсекает небольшой объем газа, который ограничен стенкой цилиндра и поверхностью ротора между двумя пластинами.

При вращении ротора пластины выдвигаются в прорези, объем камеры уменьшается и происходит сжатие газа между пластинами до давления, предусмотренного конструкцией компрессора (заштрихованная площадка b). В точке b происходит соединение этой полости с нагнетательным трубопроводом и сжатый газ выталкивается.

После выталкивания лопатка в точке с отсекает оставшийся в межпластинчатом пространстве небольшой объем, определяемый зазором между стеками цилиндра и ротора. Далее этот газ расширяется от точки с до точки d, в которой происходит соединение с всасывающим трубопроводом.

Таким образом, за один оборот вала роторного компрессора происходит всасывание, сжатие, выталкивание и расширение оставшегося газа, аналогично действительному циклу в поршневом компрессоре. Индикаторная диаграмма роторного компрессора подобна диаграмме поршневого компрессора.

Роторный компрессор обладает хорошей уравновешенностью движущихся масс, что позволяет сообщить ротору большую частоту вращения и соединять машину с электродвигателем непосредственно без передачи. Поэтому роторный компрессор имеет габариты и массу меньше, чем поршневой. К преимуществам роторного компрессора следует отнести отсутствие клапанов, которые являются наиболее уязвимым местом в конструкции поршневого компрессора, а также большую равномерность подачи сжатого газа в нагнетательный трубопровод.

К недостаткам таких компрессоров относятся значительное механическое трение и меньший коэффициент подачи по сравнению с поршневым. Увеличение трения не только снижает механический КПД машины, но и ухудшает сжатие с точки зрения термодинамики, так как выделенное от трения тепло не удается отвести с охлаждающей водой и большая часть его идет на дополнительный нагрев газа. Поэтому эквивалентный показатель сжатия и конечная температура газа при сжатии в роторных компрессорах выше, чем в поршневых, т.е. п > k.