УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВПРЫСКА МАСЛА В РАБОЧУЮ ПОЛОСТЬ ВИНТОВОГО КОМПРЕССОРА

Полезная модель относится к области компрессоростроения, а именно к устройствам для впрыска масла в рабочую полость маслозаполненного винтового компрессора, преимущественно высокой производительности.
Известно устройство для впрыска масла в рабочую полость винтового компрессора, содержащее калиброванное отверстие, выполненное на горизонтальной оси блока цилиндров компрессора [Двухроторные винтовые и прямозубые компрессоры. Теория, расчет и проектирование. И.Г. Хисамеев, В.А. Максимов. Издательство «ФЭН», Казань, 2000 г. - С. 19, 20].
Недостатком данного технического решения является то, что масло на впрыск поступает охлажденным после маслоохладителя, т.е. с повышенной вязкостью, после прохождения через калиброванное отверстие в ограниченный объем рабочей полости сжатия масло практически не распыляется, что приводит к его воздействию на поверхность ведущего ротора (удары масляных капель о поверхности ведущего ротора), приводящему к повышению общего вибрационного состояния компрессора, эрозивному поражению поверхности ведущего ротора и низкой эффективности охлаждения газа маслом.
Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение надежности и долговечности винтового компрессора.
Технический результат заключается в снижении общего уровня вибрации компрессора и эрозивного поражения поверхности ведущего ротора за счет снижения воздействия впрыскиваемого масла на ведущий ротор.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для впрыска масла в рабочую полость винтового компрессора, содержащем калиброванное отверстие, выполненное на горизонтальной оси блока цилиндров компрессора, в последнем установлена вставка, выполненная с по меньшей мере двумя калиброванными отверстиями меньшего диаметра.
Полезная модель поясняется графически, где на фиг. 1 представлено поперечное сечение винтового компрессора с устройством для впрыска масла; на фиг. 2 - выносной вид А фиг. 1; на фиг. 3 - выносной вид Б на выносной элемент А фиг. 1; на фиг. 4 представлены результаты экспериментальных исследований вариантов вставок с различным числом отверстий.
Устройство для впрыска масла в рабочую полость винтового компрессора представляет собой боковой впрыск масла в рабочую полость сжатия и содержит выполненное по горизонтальной оси блока цилиндров 1 отверстие 2, в котором установлена вставка 3, закрывающее отверстие 2. Вставка 3 выполнена с калибровочными отверстиями 4, диаметр которых меньше диаметра отверстия 2, при этом вставка 3 имеет по меньшей мере два калиброванных отверстия 4. Вставка 3 также выполнена с расточкой 5 под ответный фланец подводящей масло трубы (на чертеже не показана) и крепежными отверстиями 6.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
Газ поступает в рабочую камеру компрессора, образованную винтовыми поверхностями сопряженных впадин роторов 7, 8 и поверхностями расточки корпуса блока цилиндров 1, сжимается и, как следствие, нагревается за счет уменьшения объема рабочей камеры. В то же время в объем рабочей камеры через отверстия 4 вставки 3, расположенной на горизонтальной оси блока цилиндров, поступает охлажденное масло, которое смешивается с газом и охлаждает его.
При прохождении через отверстия 4 вставки 3 масло эффективно распыляется, практически не оказывая негативного воздействия на ведущий ротор и, тем самым, снижая вибрацию компрессора и замедляя эрозию поверхности ведущего ротора.
Распыленное масло активно взаимодействует с движущимися стенками рабочей камеры, при этом часть масла отражается от поверхности ведущего ротора 7, а часть остается на стенках рабочей камеры в виде тонкой пленки, после чего происходит теплообмен между газом, распыленным маслом и масляной пленкой, что, в свою очередь, и обеспечивает эффективное охлаждение газа маслом. В момент, определенный необходимыми параметрами рабочего процесса, газомасляная смесь через окно нагнетания вытесняется из компрессора.
Распыление впрыскиваемого масла повышает поверхность теплообмена между масляными каплями и газом, позволяет удерживать капли масла в рабочей полости, улучшаются уплотнение зазоров рабочей полости маслом и охлаждение газа маслом.
На фиг. 4 приведены результаты экспериментальных исследований применения устройства для впрыска масла с использованием вставки с различными вариантами калиброванных отверстий.
В ходе эксперимента были использованы вставки с двумя, четырьмя и шестью отверстиями. Все отверстия во вставках выполнялись одинакового диаметра. Диаметр отверстий выбирался исходя из расчета материального баланса масла, которое требуется пропустить через отверстия вставки.
Проведенные исследования показали, что использование вставки 3 с калиброванными отверстиями 4, установленной в калиброванное отверстие 2, выполненное на горизонтальной оси блока цилиндров 1, снижает уровень вибраций компрессора в сравнении с контрольным уровнем вибрации без применения вставки 3. Наибольшая эффективность устройства в отношении снижения общего уровня вибраций маслозаполненного винтового компрессора наблюдалась при использовании вставки с двумя калиброванными отверстиями.
Пример реализации полезной модели.
При работе компрессора была зафиксирована повышенная вибрация, которая составляла 7,38 мм/с.
В имеющееся на горизонтальной оси блока цилиндров калиброванное отверстие для впрыска масла в компрессор, диаметр которого составляет 32 мм, установили вставку с двумя калиброванными отверстиями диаметром 14 мм. В процессе работы компрессора с установленной вставкой зафиксировали уровень вибрации, который составил 2,66 мм/с. Таким образом, использование вставки с двумя калиброванными отверстиями позволило снизить начальный уровень вибраций компрессора на 4,72 мм/с более, то есть более чем на половину.