Многоступенчатый роторный компрессор

1566086 Формула изобретения 55 3Изобретение относится к компрессоростроению и может быть использовано в многоступенчатых роторных машинах.Цель изобретения - повышение КПД.На фиг, 1 изображен многоступенчатый роторный компрессор, продольный разрез; на фиг, 2 - разрез А - А на фиг. 1, двухступенчатый роторный компрессор; на фиг. 3 - то же, трехступенчатый роторный компрессор; на фиг, 4 - 7 - схема работы последующей ступени в различных фазах; на фиг. 8 - фрагмент жесткой связи торцового диска с общим валом.Многоступенчатый роторный компрессор содержит корпус 1, разделенный перегородками 2 на ступени сжатия, из которых по меньшей мере одна винтовая ступень 3 и по меньшей мере одна последующая ступень 4.Винтовая ступень 3 включает ведущий и ведомый роторы 5 и 6. Ступени 3 и 4 сообщены между собой каналами 7, сообщающими выход 8 одной с входом 9 следующей за ней ступени, Каналы 7 выполнены в перегородках 2. По меньшей мере один ротор 5 или 6 винтовой ступени 3 закреплен. на общем валу 10 с ротором 11 следующей за ним ступени 4. Каждая ступень 4 выполнена в виде двух концентрично расположенных друг относительно друга валов 10 и 12. На валу 10 закреплен ротор 11 с зубьями 13 секторного типа а на валу 12 закреплен ротор 14 с зубьями 15 секторного типа. Концентричные валы 10 и 12 связаны между собой посредством передаточного диска 16 через закрепленную на валу 10 передаточную опору 17 с поводком 18 и закрепленную на валу 12 передаточную опору 19 с поводком 20. Поводки 18 и 20 размещены в прорезях 21 передаточного диска 16. На диске 16 закреплена ось 22, установленная с эксцентриситетом е относительно оси концентричных валов 10 и 2,По меньшей мере одна из последующих ступеней 4 снабжена торцовым диском 23, жестко связанным через зубья 13 и ротор 11 (фиг. 8) с общим валом 10 и расположенным в ступени 4 со стороны, противоположной предыдущей ступени 3. Ступень 3 снабжена входом 24, а ступень 4 - выходом 25.Компрессор работает следующим образом.Последовательно сжатый в винтовых ступенях 3 газ продолжает сжиматься в ступенях 4. При вращении роторов 5 и 6 газ через вход 24 поступает в ступень 3, где сжимается, затем через выход 8, канал 7 и вход 9 газ поступает в ступень 4 с роторами 11 и 14, где еще сжимается и через выход 25 подается к потребителю (либо подается в следующую ступень 4 сжати я) . Процессы всасыва ния, сжатия и нагнетания в ступени 4 проис 4ходят в рабочих камерах этой ступени, ограниченных зубьями 13 и 15 секторного типа, роторами 11 и 14, торцовым диском 23 и корпусом 1, в результате неравномерного относительного вращения роторов 11 и 14 с зубьями 13 и 15, обусловленного связью валов 10 и 12 посредством передаточного диска 16 и наличием эксцентриситета е, и периодического сообщения рабочих камер с входом 9 и вы ходом 25. Процессы всасывания, сжатияи нагнетания в ступени 4 показаны в четырех фазах одного поворота вала 10 (фиг. 4 - 7).В слупенях 4 по сравнению с винто выми ступенями 3 при малых объемныхрасходах КПД выше. Это объясняется тем, что радиальные щелевые зазоры в ступенях 4 носят характер плоских щелей, тогда как радиальные зазоры в винтовых ступенях профилированные и имеют небольшую 20 протяженность. Гидравлическое сопротивление плоских щелевых зазоров в ступени 4 может быть конструктивно увеличено, например, путем выполнения на поверхностях зубьев 3 и 15 и корпуса 1 дополнительных турбулизирующих элементов (микронеровностеи, рисок и т, д.), Однако винтовые ступени 3 обладают наилучшими массогабаритными показателями. Поэтому в области больших объемных производительностей предпочтительно применять винтовые 30 ступени. Поэтому совокупность примененияна первых ступенях, имеющих в 35 раз большую объемную производительность, винтовых ступеней 3, а на последующих ступеней 4 дает возможность повысить КПД всего многоступенчатого компрессора, остав ляя при этом хорошие массогабаритныепоказатели всего компрессора.Наличие эксцентриситета е определяетрасположение входа 9 и выхода 25 ступени 4. Наличие торцового диска 23 и его 40конкретное расположение в ступени 4 позволяет обеспечить разгрузку опор общего вала 10 от осевого усилия. Так на диске 23 возникает в осевом направлении сила в результате перепада давления на нем от давления в рабочих камерах ступени 4 45 и давления в зазоре между диском 23 иторцовой стенкой корпуса 1 в ступени 4 (величина давления в зазоре может регулироваться при помощи специального канала (не показан) в корпусе 1, соединяющего полость зазора с каналом 7) . Возникаю щая на диске 23 сила компенсируетпротивонаправленную осевую силу, возникающую на винтовых роторах 5 и 6, что повышает ресурс работы компрессора. 1. Многоступенчатый роторный компрессор, содержащий корпус, разделенный перегородками на ступени сжатия, из которых156608 7 В гг 5 1923 72 17 5по меньшей мере первая из ступеней выполнена винтовой с ведущим и ведомыми роторами, причем ступени сообщены между собой каналами, соединяющими выход одной с входом следующей за ней ступени и выполненными в перегородках, а по меньшей мере один ротор винтовой ступени закреплен на общем валу с ротором следующей за ней ступени, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, каждая ступень, установленная за последней 10 винтовой ступенью, выполнена в виде двух концентрично расположенных друг относительно друга валов, на каждом из которых закреплен ротор с зубьями секторного типа,6епри этом концентричные валы связаны между собой посредством передаточного диска через закрепленные на концентричных валах передаточные опоры с поводками, размещенными в прорезях передаточного диска, на котором закреплена ось, установленная с эксцентриситетом относительно оси концентричных валов. 2. Компрессор по п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере одна ступень, следующая за винтовой ступенью, снабжена торцовым диском, жестко связанным с общим валом и расположенным со стороны, противоположной предыдущей ступени. 11 Ф 1 1 Ю 1 б1566086 20 16 С. Калининес КП Редактор Е. Па Заказ 209 НИИПИ Государ 11 ПроизводственноСССР 11 Я 25 твенного коми 3035, Москва -издательский 18 15 25 СоставителТехред И. ВТираж 496 ета по изобретениям и открЖ - 35, Раушская .наб.,омбинат Патент, г. Ужго 11 1 Ю р ректор Л. Бескидодписноетиям при ГКНТд. 4,5од, ул. Гагарина, 10