Винтовой компрессор



Винтовой компрессор
Винтовой компрессор
Винтовой компрессор
Винтовой компрессор
Винтовой компрессор
Винтовой компрессор
Винтовой компрессор

 


Владельцы патента RU 2450164:

Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа" (RU)

Изобретение относится к области компрессоростроения, а именно к винтовым компрессорам. Винтовой компрессор содержит корпус 1 с рабочей камерой и полостями для всасывания и нагнетания газа, установленные в корпусе 1 ведущий 2 и ведомый роторы, находящиеся в зацеплении с возможностью вращения на опорных подшипниках 4 и 5, элементы компенсации осевых сил, состоящие из двух радиально-упорных шариковых подшипников качения, установленных на роторах через дистанционные кольца между внутренними обоймами указанных подшипников, и устройства создания натяга. Каждое устройство создания натяга выполнено в виде сегментной нагрузочной колодки, упирающейся в, по меньшей мере, одну из наружных обойм радиально-упорных шариковых подшипников и установленной в корпусе 1 с образованием нагрузочной полости, предназначенной для сообщения с источником давления. Изобретение направлено на повышение КПД, надежности и долговечности винтового компрессора. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Изобретение относится к области компрессоростроения, а именно к винтовым компрессорам.

Известен винтовой компрессор, содержащий корпус с рабочей камерой и полостями для всасывания и нагнетания газа, ведущий и ведомый роторы, находящиеся в зацеплении и вращающиеся на опорных подшипниках, элементы компенсации осевых сил, состоящие из двух радиально-упорных шариковых подшипников качения, установленных на роторы через дистанционное кольцо между внутренними обоймами, и устройства создания осевого натяга. Один подшипник воспринимает осевую нагрузку от действия газовых сил, второй подшипник («страховочный») воспринимает осевую нагрузку в направлении, обратном действию осевых газовых сил, и фиксирует роторы в определенном осевом направлении. Подшипники установлены в корпус компрессора с зазором по наружному диаметру с целью восприятия только осевых нагрузок. Предварительный осевой натяг в элементе компенсации осевых сил, а также необходимая величина осевой нагрузки на «страховочный» подшипник обеспечивается тарельчатой пружиной [Двухроторные винтовые и прямозубые компрессоры. Теория, расчет и проектирование / И.Г.Хисамеев, В.А.Максимов. Изд-во «ФЭН», Казань, 2000 г. [1], с.20].

В общем случае в винтовом компрессоре предварительный осевой натяг в радиально-упорных шариковых подшипниках может быть обеспечен различными способами [Подшипники качения. Расчет, проектирование и обслуживание опор. Справочник / Л.Я.Перель - М.: Машиностроение, 1983 г. [2], с.382., 386], заключающимися в обработке колец (втулок) между обоймами подшипников [1, с.21], или в установке пружин сжатия [1, с.20].

Основным недостатком известных технических решений является то, что в процессе эксплуатации осевой натяг не регулируется и не изменяется в зависимости от режима работы компрессора, что приводит к уменьшению натяга и появлению зазора между наружной обоймой «страховочного» подшипника и шариками. В результате этого нарушаются условия качения шариков по дорожкам в обоймах «страховочного» подшипника, повышается температура подшипника и элемента компенсации осевых сил в целом, увеличиваются потери мощности на трение в подшипниках, увеличивается потребляемая мощность, и снижается КПД компрессора, кроме этого снижается ресурс работы подшипников, что приводит к снижению надежности и долговечности компрессора в целом. Другим недостатком является низкая эффективность применения только осевого натяга, т.к. известно, что эффективность работы радиально-упорных шариковых подшипников значительно выше при радиально-осевом натяге.

Известное техническое решение [1, с.20] является наиболее близким к предложенному.

Технический результат изобретения - повышение эффективности работы элемента компенсации осевых сил и, как следствие, повышение КПД, надежности и долговечности винтового компрессора.

Технический результат достигается тем, что в винтовом компрессоре, содержащем корпус с рабочей камерой и полостями для всасывания и нагнетания газа, установленные в корпусе ведущий и ведомый роторы, находящиеся в зацеплении с возможностью вращения на опорных подшипниках, элементы компенсации осевых сил, состоящие из двух радиально-упорных шариковых подшипников качения, установленных на роторах через дистанционные кольца между внутренними обоймами указанных подшипников, и устройства создания натяга, согласно предложению каждое устройство создания натяга выполнено в виде сегментной нагрузочной колодки, упирающейся в, по меньшей мере, одну из наружных обойм радиально-упорных шариковых подшипников и установленной в корпусе компрессора с образованием нагрузочной полости, предназначенной для сообщения с источником давления.

В одном варианте выполнения устройство создания натяга каждая сегментная нагрузочная колодка упирается в обе наружные обоймы радиально-упорных шариковых подшипников, воспринимающих осевые нагрузки в обоих направлениях.

В другом варианте каждая сегментная нагрузочная колодка упирается в наружную обойму радиально-упорного шарикового подшипника, воспринимающего осевые нагрузки в направлении, обратном действию осевых газовых сил.

В третьем варианте сегментные нагрузочные колодки установлены со стороны, противоположной действию радиальных газовых сил.

В четвертом варианте сегментные нагрузочные колодки установлены со стороны действия радиальных газовых сил.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где

на фиг.1 представлено продольное сечение винтового компрессора;

на фиг.2 - поперечное сечение А-А на фиг.1;

на фиг.3 - выносной элемент Б на фиг.1;

на фиг.4 - вид В на фиг.1;

на фиг.5 показан вариант исполнения устройства создания натяга, сегментные нагрузочные колодки которого упираются в наружные обоймы радиально-упорных шариковых подшипников, воспринимающих осевые нагрузки в направлении, обратном действию осевых газовых сил;

на фиг.6 показан вариант исполнения винтового компрессора с элементами компенсации осевых сил, установленными на консолях ведущего и ведомого роторов;

на фиг.7 - поперечное сечение Д-Д на фиг.6.

Винтовой компрессор, показанный на фиг.1-4, содержит корпус 1 с рабочей камерой и полостями для всасывания и нагнетания газа, ведущий 2 и ведомый 3 роторы, находящиеся в зацеплении и вращающиеся на опорных подшипниках 4, 5, элементы компенсации осевых сил, расположенные вблизи подшипников 4, 5. Элементы компенсации осевых сил состоят из радиально-упорных шариковых подшипников 6, 7, расположенных между ними дистанционных колец 8, колец 9, расположенных между корпусом и торцом наружной обоймы каждого подшипника 7, устройств создания натяга. Устройство создания натяга содержит сегментную нагрузочную колодку 10 и уплотнительный элемент 11, расположенный между наружной поверхностью нагрузочной колодки 10 и корпусом 1. Сегментная нагрузочная колодка 10 установлена в расточку корпуса 1 со стороны, противоположной действию радиальных газовых сил Q1(Q2), и в варианте на фиг.1 упирается в наружные обоймы подшипников 6, 7. При этом между наружной поверхностью колодки 10, внутренней поверхностью расточки корпуса 1 и внутренней поверхностью уплотнительного элемента 11 образуется герметичная нагрузочная полость Г площадью F1(F2), вектор нагрузки которой R1(R2) направлен против действия радиальных газовых сил Q1(Q2). Нулевой осевой зазор в подшипниках 6, 7 обеспечивается обработкой кольца 9. Нагрузочные полости Г сообщены с источником давления (газ или масло, находящиеся под давлением нагнетания РH).

Особенностью варианта винтового компрессора на фиг.5 является то, что сегментные нагрузочные колодки 10 упираются только в наружные обоймы радиально-упорных шариковых подшипников 7, воспринимающие осевые нагрузки в направлении, обратном действию осевых газовых сил.

В конструкции винтового компрессора на фиг.6 элементы компенсации осевых сил установлены на консолях ведущего и ведомого роторов. При этом для уменьшения перекоса в подшипниках 6, 7 из-за прогиба роторов сегментные нагрузочные колодки 10 установлены со стороны действия радиальных газовых сил Q1(Q2) (фиг.7).

Винтовой компрессор работает следующим образом. Газ через всасывающий патрубок корпуса компрессора 1 поступает в рабочую камеру, образованную винтовыми поверхностями сопряженных впадин роторов 2, 3 и поверхностями расточки корпуса 1, и сжимается за счет уменьшения ее объема. В момент определенный необходимыми параметрами рабочего процесса газ через окно нагнетания вытесняется из компрессора.

В момент пуска компрессора возникают осевые силы, направленные против осевых газовых сил P1(P2), которые воспринимаются подшипниками 7. Далее, по мере набора давления РH, появляются осевые газовые силы P1(P2), которые воспринимаются подшипниками 6, и радиальные газовые силы Q1(Q2), которые воспринимаются подшипниками 4, 5, при этом осевая нагрузка на подшипники 7 исчезает. Одновременно с набором давления РH возникают радиальные нагрузочные силы R1=PH·F1(R2=PH·F2), которые нагружают подшипники 6, 7 (для компрессора по фиг.5 - только подшипники 7). При изменении режима работы компрессора (изменении РH) пропорционально уменьшаются и радиальные нагрузки R1(R2) на подшипники 6, 7. При возникновении сил R1(R2) происходит разгрузка подшипников 4, 5 от радиальных газовых сил Q1(Q2). При действии радиальных нагрузочных сил R1(R2) в радиально-упорных шариковых подшипниках 6, 7 возникает осевая сила, которая обеспечивает осевой натяг в этих подшипниках.

В винтовом компрессоре по фиг.6, 7 нагрузочные силы R1(R2) препятствуют перекосу в подшипниках 6, 7.

Применение предлагаемой конструкции устройства создания натяга позволит радиально-упорным шариковым подшипникам качения при работе компрессора постоянно находиться под необходимой нагрузкой, которая обеспечивает нормальную работу подшипников (приблизительно 10% от динамической грузоподъемности), при этом постоянно обеспечивается необходимый осевой натяг.

Таким образом, предлагаемая конструкция винтового компрессора позволяет повысить КПД, надежность и долговечность компрессора за счет создания нормальных условий работы радиально-упорных шариковых подшипников и обеспечения разгрузки опорных подшипников.

1. Винтовой компрессор, содержащий корпус с рабочей камерой и полостями для всасывания и нагнетания газа, установленные в корпусе ведущий и ведомый роторы, находящиеся в зацеплении с возможностью вращения на опорных подшипниках, элементы компенсации осевых сил, состоящие из двух радиально-упорных шариковых подшипников качения, установленных на роторах через дистанционные кольца между внутренними обоймами указанных подшипников, и устройства создания натяга, отличающийся тем, что каждое устройство создания натяга выполнено в виде сегментной нагрузочной колодки, упирающейся в, по меньшей мере, одну из наружных обойм радиально-упорных шариковых подшипников и установленной в корпусе компрессора с образованием нагрузочной полости, предназначенной для сообщения с источником давления.

2. Компрессор по п.1, отличающийся тем, что каждая сегментная нагрузочная колодка упирается в обе наружные обоймы радиально-упорных шариковых подшипников, воспринимающих осевые нагрузки в обоих направлениях.

3. Компрессор по п.1, отличающийся тем, что каждая сегментная нагрузочная колодка упирается в наружную обойму радиально-упорного шарикового подшипника, воспринимающего осевые нагрузки в направлении, обратном действию осевых газовых сил.

4. Компрессор по п.1, отличающийся тем, что сегментные нагрузочные колодки установлены со стороны, противоположной действию радиальных газовых сил.

5. Компрессор по п.1, отличающийся тем, что сегментные нагрузочные колодки установлены со стороны действия радиальных газовых сил.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области компрессоростроения, а именно к винтовым компрессорам. .

Изобретение относится к области компрессоростроения, а именно к винтовым компрессорам, работающим при больших перепадах давления. .

Изобретение относится к компрессоростроению и может быть использовано в системах смазки винтовых компрессоров. .

Изобретение относится к компрессоростроению, а именно к компрессорным агрегатам. .

Изобретение относится к маслозаполненным винтовым компрессорам для больших мощностей привода. .

Изобретение относится к ротору, в частности к ротору, который применяется в различных типах компрессоров, генераторов и двигателей. .

Изобретение относится к области компрессоростроения, а именно к винтовым компрессорам с золотниковым регулятором производительности. .

Изобретение относится к компактному винтовому компрессору для мобильного применения в транспортном средстве. .

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к компрессоростроению. .

Изобретение относится к винтовым машинам, системам преобразования энергии и способам преобразования энергии

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к области компрессорной техники, к профилю ротора винтовых компрессоров, а также винтовых детандеров

Изобретение относится к области энергомашиностроения, а именно к роторным винтовым машинам, а также к винтовым компрессорам и винтовым двигателям

Изобретение относится к винтовому компрессору с впрыском текучей среды

Изобретение относится к безмасляным винтовым компрессорам

Изобретение относится к ротору винтового компрессора. Ротор 1 винтового компрессора включает в себя рабочую часть 2 и вал 6. По меньшей мере, часть вала 6 расположена в центральном или практически центральном продольном отверстии или канале 5 рабочей части 2 ротора. Вал 6 включает в себя растягиваемый элемент 7. Рабочая часть 2 ротора или, по меньшей мере, ее часть удерживается на вале 6 с помощью натягивающих элементов 11 и 12, которые зафиксированы вдоль продольной оси вала и связаны между собой через указанный растягиваемый элемент 7, который в ходе монтажа рабочей части 2 ротора на вале 6 предварительно растягивают. После фиксации натягивающих элементов 11 и 12 и снятия натягивающей нагрузки элемент 7 удерживается в состоянии предварительного продольного растяжения. Предварительное натяжение осуществляют с помощью натягивающих элементов 11 и 12, которые отделены друг от друга рабочей частью 2 ротора или его частью. Изобретение направлено на снижение расхода материала и обеспечение охлаждения ротора. 2 н. и 30 з.п. ф-лы., 11 ил.

Изобретение относится к компрессорной технике, а именно к винтовым компрессорам, и может быть использовано в расширительных машинах. Зубчатое зацепление винтовой машины с асимметричным профилем зубьев ведущего и ведомого роторов, в котором профиль тыльной по ходу вращения части впадины, являющийся профилем ножки зуба ведомого ротора, плавно сопряжен с его наружной окружностью. Соответствующий участок профиля зуба ведущего ротора выполнен по кривой обкатки зуба ведущего ротора по профилю зуба ведомого ротора. Кривая профиля тыльной по ходу вращения части впадины ведомого ротора в пределах начальной окружности представляет собой удлиненную эпициклоиду 1, образованную кривой качения вершины зуба ведущего ротора. Сопряжение профиля тыльной по ходу вращения части впадины ведомого ротора с наружной окружностью выполнено через сопряженные друг с другом участки петель 2, 4 лемнискат Бернулли, одна из которых сопряжена с наружной окружностью ведомого ротора, а другая - с удлиненной эпициклоидой 1. Изобретение направлено на повышение КПД машины, уменьшение потерь энергии в местах контакта, а также уменьшение перетечки между полостями сжатия. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к способу осевого позиционирования подшипников на шейке вала. В способе осевого позиционирования подшипников 10, 11 на шейке 9 вала ротора установка осевого люфта ротора в картере 2 обеспечивается при закреплении промежуточного кольца 23 и двух подшипников 10, 11 при посадке с натягом таким образом, чтобы наружное кольцо 13а подшипника 10 принудительно перемещалось в осевом направлении относительно внутреннего кольца 14а подшипника 10 в пределах расстояния, определяющего требуемый осевой люфт. Изобретение направлено на обеспечение установки оптимальной величины люфта. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к способам и устройствам для определения частот компонентов гасителя, прикрепляемого к компрессору, при тестировании длины акустической волны компрессора. Способ определения частот компонентов гасителя, который должен быть прикреплен к компрессору (20), содержит этапы, на которых определяют звуковой спектр полости компрессора без прикрепления гасителя к компрессору (20), вычисляют длину акустической волны полости, получают длину ближнего сопла гасителя и вычисляют, на основе длины акустической волны полости и длины ближнего сопла гасителя, имеющие множество порядков частоты, связанные с ближним соплом гасителя и полостью компрессора. Ближнее сопло гасителя является ближайшим к полости компрессора, когда гаситель прикреплен к компрессору (20). Изобретение направлено на уменьшение вибрации и/или шума. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к винтовому компрессору для воздуха или газа. Винтовой компрессор (1) содержит ведущий ротор (2) и ведомый ротор (3), вращающиеся соответственно вокруг первой оси (O1) и второй оси (O2) вращения. Роторы (2, 3) содержат, в поперечном сечении, входящие в зацепление выступы (4) и впадины (6) и имеют профили, образованные посредством огибания профиля зубчатой рейки, включающего первую кривую профиля зубчатой рейки, проходящую между первой точкой и второй точкой в декартовой системе координат и имеющую выпуклость в положительном направлении оси абсцисс. Первая точка находится на оси абсцисс от начала декартовой системы координат на расстоянии, равном высоте головки зуба ведущего ротора (2). Изобретение направлено на создание простого и экономичного для изготовления винтового компрессора. 12 з.п. ф-лы, 9 ил.
Наверх