Реглирование производительности крмпрессора. Схема винтового компрессора
Реглирование производительности крмпрессора
Во всех конструкциях винтовых компрессоров (импортных и отечественных) в качестве регулятора холодопроизводительности используется золотниковое устройство, принцип работы которого показан на рис. 22.
Рисунок 22 – Схема регулирования холодопроизводительности винтового компрессора
Для регулирования холодопроизводительности компрессора используется золотник 1, приводимый в движение масляной гидравлической системой, состоящей из гидроцилиндра 2, поршня 3 со штоком 4. Золотник перемещается вдоль оси роторов 6 от окна всасывания к окну нагнетания и наоборот в нижней части роторной секции и своей поверхностью перекрывает окно 5, соединяющее цилиндрическую расточку с полостью всасывания в компрессоре.
Подача масла в гидроцилиндр осуществляется по маслопроводам 7 и 8 от автономного маслонасоса через соленоидные вентили, управляемые приборами автоматики. При поступлении масла в левую полостью гидроцилиндра
по трубопроводу 7 поршень 3 через шток 4 перемещает золотник 1 вправо (к окну нагнетания). При этом рабочая длина роторов 6 уменьшается, так как часть пара, заполнившего полости впадин через открывшееся окно 5, вновь возвращается в полость всасывания, холодопроизводительность компрессора при этом уменьшается.
Масло, находящееся в гидроцилиндре 2 справа от поршня 3, по трубопроводу 8 уходит в маслосборник. При подаче масла по трубопроводу 8 в правую полость гидроцилиндра золотник перемещается, наоборот, к окну всасывания, перекрывая своей поверхностью окно 5. Перетечка газа из цилиндрической расточки во всасывающую полость прекращается, и холодопроизводительность компрессора увеличивается. С помощью золотника можно плавно регулировать производительность в пределах от 10 до 100% и осуществлять пуск компрессора в разгруженном состоянии.
Регулятор производительности у отечественных винтовых компрессором отличается от описанного тем, что золотник приводится в движение от автономного электродвигателя, а не от гидросистемы.
В соответствии с изменением нагрузки на компрессор происходит снижение пусковой мощности электродвигателя компрессора. В результате этого значительно экономится затрачиваемая компрессором электроэнергия.
Система смазки винтового агрегата
Винтовой агрегат в отличие от поршневого имеет более сложную систему смазки, которая служит для уплотнения зазоров между винтами и снижения перетечек газа по длине роторов; отвода теплоты сжатия и уменьшении энергозатрат; отвода теплоты трения и уменьшения износа трущихся деталей; снижения уровня шума.
Для отечественных и зарубежных агрегатов без промежуточной доза- рядки холодильным агентом схема системы смазки в основном одинаковая и представлена на рис. 23.
Холодильный агент через обратный клапан 12 и газовый фильтр 11 поступает в компрессор 1, где сжимается и одновременно смешивается с маслом, впрыскиваемым в компрессор. Компрессор и золотниковое устройство приводятся в движение электродвигателями 2 и 3. Из компрессора смесь холодильного агента с маслом поступает в маслоотделитель 4, где происходит разделение масла и холодильного агента (в отдельных случаях применяют второй маслоотделитель 6). Холодильный агент, отделенный от масла, через обратный клапан 13 поступает в нагнетательный трубопровод. Нижняя часть маслоотделителя 4 является маслосборником 5. Из маслоотделителя масло через фильтр грубой очистки 7 подается шестеренчатым маслонасосом 8 в маслоохладитель 9 при давлении на 0,25 - 0,35 МПа выше, чем давление сжатого компрессором газа (Рн). Давление масла регулируется редукционным клапаном РК. В маслоохладителе масло охлаждается забортной водой до
t = 40 45 °C. Температура выходящего масла регулируется соленоидным вентилем 14, соединяющим маслоохладитель с маслоотделителем.
Рис. 23. Схема смазочной системы винтового компрессора
Охлажденное масло направляется частично на впрыск в компрессор (50%), а частично через фильтр тонкой очистки 10 - к подшипникам, разгрузочным поршням и к сальнику приводного вала. После подшипников, поршней и уплотнений масло поступает в полость всасывания компрессора по внешнему соединительному трубопроводу. Вспрыскиваемое в рабочие полости масло охлаждает винты и корпус, а также снижает уровень шума. Через радиальные отверстия роторов масло поступает во впадины между зубьями, когда они не связаны с окном всасывания, уплотняет зазор и уменьшает перетечки пара по длине роторов. При повышении разности давлений выше предельно допустимого значения срабатывает предохранительный
клапан ПК и перемещает пар холодильного агента из маслоотделителя во всасывающую полость компрессора.
ТРЕБОВАНИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ ВИНТОВОГО КОМПРЕССОРА
Запуск винтового компрессора должен осуществляться при минимальной его нагрузке. С этой целью золотниковый регулятор холодопроизводительности должен быть установлен в положении "открыто" ближе к окну нагнетания.
Компрессор при этом запускается с открытыми всасывающим и нагнетательным вентилями.
В пусковой период приводится в рабочее состояние смазочная система компрессора: запускается автономный электродвигатель маслонасоса, включается система охлаждения масла.
После установления нормального давления масла Рм = Рн + (0,250,3) МПа золотник регулятора производительности следует медленно перемещать в сторону увеличения нагрузки, т.е. к окну всасывания, чтобы не вызвать влажного хода компрессора из-за резкого понижения давления в испарительной системе.
Из-за отсутствия клапанов в винтовом компрессоре не возможен гид-роудар. Однако влажный ход компрессора приводит к резкому возрастанию радиальных нагрузок на роторы-винты, что приводит к их деформации и заклиниванию. Кроме того, жидкий хладагент отрицательно влияет на систему смазки компрессора.
Во фреоновых компрессорах жидкий хладагент, растворяя масло, снижает его вязкость, что сказывается на работе подшипников. Из-за недостаточной смазки при больших оборотах вала происходит их плавление.
В аммиачных компрессорах при попадании жидкого хладагента также нарушается работа смазочной системы из-за уменьшения давления масла, из-за большой вязкости масла.
По этой же причине, если компрессор длительное время не работает и масло успело охладиться, то перед пуском компрессора масло подогревают специальным электронагревателем.
Так как винтовые компрессоры в сравнении с поршневыми потребляют большее количество электроэнергии на сжатие, то следует следить за температурой в конце сжатия, которая не должна превышать 90 105 °С, и за температурой впрыскиваемого в компрессор масла, которая должна быть не выше 43 °С.
При запуске винтового компрессора контролируются те же параметры, что и у ротационного. При появлении отклонений от нормы компрессор останавливают.
На всасывающем и нагнетательном трубопроводах винтового компрессора должны быть установлены невозвратные (обратные) клапана. При останове компрессора они предотвращают вращение роторов-винтов в противоположном направлении из-за изменения потока движения пара с нагнетательной стороны во всасывающую.
studfiles.net
3.7. Система смазки винтового агрегата
Масло в зависимости от типа агрегата в количестве 130—230 кг находится в маслосборнике и нижней части маслоотделителя, как показывает схема винтового компрессора. Его уровень наблюдают по смотровому стеклу Клингера или (на агрегатах типа 53-900) по круглым смотровым стеклам, в которые для удобства наблюдения вставлены поплавки белого цвета. Масло заправляется в агрегат от автономного насоса через вентиль, размещенный в нижней части маслосборника. Допускается использование штуцера предохранительного клапана для заливки масла в маслоотделитель, для чего клапан должен быть снят. В агрегатах типа FMS3-900 заправка производится автономным насосом через заправочный патрубок перед фильтром грубой очистки. Заполнение маслом производится до средней линии верхнего смотрового стекла маслоотделителя. Масло применяется для смазки трущихся поверхностей; создания гидрозатворов, препятствующих перетеканию хладагента из полости сжатия во всасывающую полость через неплотности; охлаждения хладагента в процессе сжатия; уменьшения уровня шума.
При работе масляного насоса (рис. 28) масло из маслосборника засасывается шестереночным насосом через фильтр грубой очистки, направляется в маслоохладитель, затем в фильтр тонкой очистки и через распределительный коллектор подается в компрессор для смазки подшипников, золотника, сальника и впрыска в полость сжатия компрессора (когда полость отсоединится от всасывающего окна). Из компрессора вместе с нагнетаемым паром масло поступает в маслоотделитель и, отделившись от хладагента, сливается в маслосборник. Подача насоса превышает потребную и указана в табл. 25. Расход масла ограничен работой редукционного клапана, который перепускает масло из маслоохладителя в маслоотделитель, а также наличием дросселирующего клапана.
Редукционный клапан настраивают на разность между давлением масла на входе в компрессор (после фильтра тонкой очистки) и давлением его в маслоотделителе (давление конденсации). Разность этих давлений должна находиться в пределах 0,2—0,3 МПа. В некоторых инструкциях по эксплуатации указана меньшая разность давлений, рекомендуемая для винтовых агрегатов, но практически установлено, что при разности давлений 0,1 МПа появляются задиры на поверхностях трения и прежде всего на рабочих поверхностях винтов.
Дросселирующий клапан впрыскивания масла в рабочую полость компрессора предназначен для регулирования конечной температуры сжатия. Конус клапана имеет сверление, через которое при закрытом клапане проходит минимально допустимое количество масла. В компрессор масло подается через штуцеры на всасывающей и нагнетательной стороне, а также в объем впадин между зубьями ведущего и ведомого роторов, который называется парной полостью (рис. 29).
Масло, поступающее в парную полость, называется инжекционным. Оно поступает в парную полость компрессора, пройдя через дросселирующий клапан (рис. 28). Масло смазывает зубья роторов, находящихся в зацеплении, охлаждает пар в процессе его сжатия, уплотняет зазоры между роторами и корпусом, уменьшает уровень шума.
Масло, подаваемое на сторону всасывания компрессора, имеет полное давление, создаваемое масляным насосом и редукционным клапаном, установленным между маслоохладителем и маслоотделителем. Масло охлаждает и смазывает детали сальника, затем проходит через подшипники-втулки роторов, обеспечивая их смазку, и поступает к винтовым профилям, где смешивается со всасываемым паром.
К стороне нагнетания масло поступает также с давлением, равным давлению насоса. Оно проходит через подшипники-втулки роторов, охлаждая и смазывая их, и одновременно это давление масла воздействует на разгрузочный поршень (рис. 30).
Разгрузочный поршень, напрессованный на цапфу ведущего ротора, служит для уменьшения осевых усилий, воздействующих на радиально-упорные подшипники.
При работе компрессора возникают усилия, стремящиеся сместить роторы в сторону всасывания компрессора. Шарикоподшипники препятствуют этому смещению, но их прочность для длительной работы недостаточна. Масло, поступающее к стороне нагнетания, воздействует на разгрузочный поршень, проходит между ним и втулкой поршня, смазывает шарикоподшипники и через штуцер направляется в полость всасывания ведомого ротора (см. рис. 29).
Таким образом, за счет разности давлений до разгрузочного поршня (давление масляного насоса) и в полости шарикоподшипников (давление всасывания) разгрузочный поршень удерживает ротор от осевого смещения к стороне всасывания и уменьшает нагрузку на шарикоподшипники. Для увеличения эффективности работы разгрузочного поршня на его поверхности имеется резьбовая выточка, выполняющая задачу уплотнения и являющаяся шнеком обратной подачи.
При работе ведомого ротора на него воздействуют значительно меньшие осевые усилия. Поэтому ограничиваются установкой одного шарикоподшипника и не применяют разгрузочный поршень. Масло из шарикоподшипников ведущего ротора по внешнему трубопроводу направляется в полость всасывания ведомого ротора (см. рис. 29) и поступает в отверстие полого ведомого ротора. В этом отверстии располагается золотник, жестко прикрепленный к крышке ведомого ротора стержнем круглого сечения.
Золотник закрывает отверстия, ведущие от полости ротора к его впадинам (рис. 31). При вращении ротора золотник неподвижен. Внешний контур золотника оформлен таким образом, чтобы при вращающемся роторе радиальные его отверстия открывались только по завершении процесса всасывания, когда впадины не связаны со всасывающим окном. Через радиальные отверстия масло поступает в парную полость, что способствует интенсивной циркуляции масла в компрессоре, создает условия для улучшения его смазки.
Маслоотделитель как элемент системы смазки (рис. 32) является несущей конструкцией агрегата. Смесь нагнетаемого компрессором хладагента и масла, поступая в маслоотделитель, попадает на отбойный слой. Происходит грубое отделение масла, которое стекает через прорези в монтажной плите в маслоотстойник. Смесь хладагента и масла далее поступает в циклонный сепаратор, где происходит тонкое отделение масла. Хладагент, очищенный от масла, выходит через верхнее отверстие сепаратора, а масло стекает вниз. Хладагент проходит через три пакета спрессованной проволоки (фирма «Кюльаутомат» использует сливную стальную стружку), где масло окончательно отделяется от хладагента, и он через патрубок выходит из маслоотделителя. Масло из отбойного слоя, циклонного сепаратора и проволочных фильтров стекает в маслоотстойник.
При нормальном заполнении агрегата маслом уровень его должен быть примерно на 50 мм выше верхней кромки маслосборника, но не ниже этой кромки. Маслоотделитель не требует работ по техническому обслуживанию.
Фильтр грубой очистки масла (рис. 33), установленный перед масляным насосом, позволяет отделить от масла абразивные частицы. У магнитной системы фильтра задерживаются стальные стружки и другие магнитные продукты износа. Немагнитные частицы (продукты износа антифрикционного металла, производственные загрязнения, продукты старения масла) задерживаются на поверхности перлонового сита.
Очистка фильтра должна производиться через 100—200 ч работы агрегата после монтажа, а затем через каждые 5000 ч его работы. Магнитную систему и перлоновую вставку промывают тетрахлорметаном, если агрегат работает на хладонах, и керосином — при использовании аммиака. Вставки продувают сжатым воздухом и просушивают, а перед установкой смазывают используемым в установке маслом.
Уплотнительные кольца круглого сечения промывают и при необходимости заменяют. Одновременно с очисткой вставок нужно промыть корпус фильтра, вывернув пробку слива масла.Внеочередная очистка масляного фильтра производится при нарушении режима работы масляного насоса.
Маслоохладитель (рис. 34) служит для охлаждения масла водой. Он представляет собой одно-, двух- или трехсекционный кожухотрубный аппарат. Вода циркулирует по биметаллическим трубам (в стальные трубы запрессованы медно-никелевые). Масло проходит в межтрубном пространстве, где за счет вертикальных перегородок обеспечено поперечное омывание труб маслом. Крышки и трубные решетки защищены от коррозии эпоксидной смолой слоем 5—6 мм.
Работы по обслуживанию маслоохладителя включают в себя проверку работы аппарата, очистку труб, проверку защитного покрытия, контроль состояния прокладок. После слива воды из аппарата и снятия крышек проверяют герметичность труб (по отсутствию подтекания масла). Очистку труб производят специальным ершом, стараясь не повредить слой эпоксидной смолы на трубных решетках. Очищать трубы следует, если температура масла перед компрессором превышает допустимое значение; через каждые 5000 ч работы; не реже чем через каждые 12 мес эксплуатации агрегата. При обнаружении повреждений антикоррозийного эпоксидного покрытия производят его восстановление (см. раздел 10). Воду из маслоохладителя сливают: в зимнее время с целью избежания повреждения труб и крышек при замерзании воды; при работе агрегата влажным ходом. Фильтр тонкой очистки масла (рис.35) устанавливается после маслоохладителя. Предназначен для фильтрации мелких абразивных частиц.
Работы по уходу за фильтром сводятся к промывке вставки с опорным кожухом и сеткой и продувке ее сжатым воздухом. Перед установкой вставки на место ее смазывают маслом.
Промывка вставки должна производиться не реже чем через 5000 ч работы агрегата. При падении разности давлений масла промывка фильтра производится внепланово.
Выполнение работ по очистке маслоохладителя и фильтров грубой и тонкой очистки масла, как правило, совмещают с очередной заменой масла. Схема винтового компрессора, где показано выполнение этих работ, приведена в следующих разделах.
Эксплуатация любых компрессоров, особенно винтовых, с применением загрязненного или потерявшего первоначальные свойства масла экономически нецелесообразна.
Замена масла в винтовом агрегате производится в зависимости от количества часов его работы. При использовании в качестве хладагента R-12 или R-22 масло заменяют через каждые 10 000 ч работы (подсчет наработки агрегатов производится по сменному журналу). Необходимо помнить, что из хладонового агрегата удаляется только часть масла. Остальное масло, растворенное в хладоне, находится в аппаратах системы.
При замене минерального масла на синтетическое и наоборот необходима полная очистка от масла не только агрегата, но и всех аппаратов. В противном случае смешивание масел приведет к их сворачиванию, полной потере смазывающих свойств, что выведет агрегат из строя.
При длительной эксплуатации хладонового агрегата, но когда количество выработанных часов невелико, масло заменяют через 2 года эксплуатации. В аммиачных агрегатах замена масла производится через каждые 5000 ч работы, но не позднее 1 года эксплуатации.
При замене масла на несовместимое с используемым ранее производится очистка от масла всех элементов агрегата. Одновременный выпуск масла из аппаратов аммиачной установки необязателен, поскольку возврат масла в них отсутствует.
Независимо от выполнения ремонтных и профилактических работ, проводимых в соответствии с графиком ППР, при замене масла производится очистка фильтров грубой и тонкой очистки.
Винтовой агрегат перед выпуском должен работать не менее часа, затем его останавливают, приоткрывая вентиль S (см. рис. 28), понижают давление до 0,1—0,2 МПа, отсасывая пар другими работающими компрессорами. Масло выпускают через вентили 24 и 25. Через штуцеры или вентили выпуска воздуха полностью освобождают агрегат от хладагента. Оставшееся в системе масло выпускают, предварительно вывернув пробки в маслоотделителе, компрессоре и масляных фильтрах.
После очистки фильтров и вакуумирования агрегата производится заполнение его маслом с помощью автономного насоса через запорный вентиль 24.
x-world5.com
Конструктивная схема винтового холодильного компрессора
Винтовые компрессоры основа большинства современных холодильных машин и холодильного оборудования.Конструктивная схема винтового компрессора показана на рис. 67. В корпусе компрессора имеются расточки, в которых размещены два ротора с зубчато-винтовыми лопастями. Ведущий ротор 2 соединен с двигателем. Он имеет выпуклые широкие зубья. Ведомый ротор 3 приводится во вращение давлением сжимаемого пара. Он имеет вогнутые и тонкие зубья. Валы ротора удерживаются на определенном расстоянии парой синхронизирующих шестерен 7 и 8. Опорами вала являются подшипники скольжения 5 и 6 (или качения) и упорный подшипник 4. В непосредственной близости от винтов предусмотрены уплотнения вала 9.Профили зубьев ротора выполняют так, чтобы при вращении они обкатывались, не соприкасаясь друг с другом. Расстояние между профилями винтов поддерживается минимальным. Это требует точной обработки и сборки компрессоров.Пар поступает в винтовые впадины роторов, когда они сообщаются со всасывающим окном, расположенным в торце корпуса.
Заканчивается этот процесс, когда впадины винта отсекаются от всасывающего окна. Заключенный в рабочей полости компрессора (между поверхностями впадин и торцовыми и цилиндрическими стенками корпуса) пар сжимается, так как зубья одного ротора при вращении входят во впадины другого, и объем пара уменьшается. В конце сжатия впадины со сжатым паром сообщаются с нагнетательным окном, расположенным в противоположном торце корпуса, и сжатый пар выталкивается зубьями ротора, входящими во впадины другого ротора. Наличие нескольких впадин и винтовое расположение их на роторах обеспечивают непрерывность подачи сжатого пара. Клапаны в компрессоре отсутствуют.
На рис. 67 показан компрессор с соотношением количества зубьев роторов 4-6, т.е. на ведущем роторе 2-4 зуба, на ведомом 3-6.
Винтовые компрессоры могут быть выполнены без смазки рабочей полости (сухие), так как роторы вращаются без соприкосновения их поверхностей. Однако в большинстве случаев их выполняют с вспрыскиванием масла в рабочую полость (маслозаполненные). В таких компрессорах удается получить более высокие степени сжатия, так как масло уплотняет зазоры между роторами и отводит тепло. Это позволяет повысить степень сжатия в компрессоре и отказаться от водяного охлаждения корпуса.
Преимущество винтовых компрессоров: - меньшие габариты и масса по сравнению с поршневыми и ротационными компрессорами; - уравновешенность конструкции вследствие отсутствия частей с возвратно-поступательным движением; - высокие к. п. д. вследствие отсутствия клапанов и трения в рабочей полости; - надежность эксплуатации особенно при использовании для хладоснабжения плиточных скороморозильных аппаратов.
Недостаток компрессоров - требуется большая частота вращения винтов, специальная система смазки и охлаждения масла.Компания Фабрика Холода агрегатирует свои холодильные машины винтовыми компрессорами Bitzer (Германия).
www.fbh.ru
