Проблемы сборки и компоновки многовальных компрессоров

Расчет критической частоты вращения производится с учетом упругих сил в уплотнениях и подшипниках, податливости опор, продольного изгиба [7].

2.2 Уплотнения
Для уменьшения протечек газа применяются лабиринтные уплотнения рабочего колеса. Переднее уплотнение выполняется на пояске покрывающего диска, межступенное — на ступице рабочего колеса, разъемные уплотняющие кольца устанавливаются и фиксируются в корпусе (рисунок 2.2). На рабочей поверхности кольца выполнены кольцевые выступы треугольной формы [8]. На рабочем колесе в местах уплотнений выполняются кольцевые канавки прямоугольной формы или ступенчатые проточки.


Рисунок 2.2 - Уплотнение рабочих колес

Лабиринтное уплотнение (рисунок 2.3,а) относится к уплотнениям бесконтактного типа, оно состоит из нескольких дроссельных участков, между которыми предусмотрены камеры для подвода и отвода запирающего газа. Дроссельные участки могут располагаться на одном диаметре либо ступенчато [8].
Многокамерное уплотнение работает следующим образом. В камеру 1 от постороннего источника подводится запирающий газ с некоторым избыточным давлением. Часть запирающего газа вытекает наружу и предупреждает попадание воздуха в компрессор, другая часть попадает в камеру 5, которая соединена с трубопроводом разгрузки. Уравнительная камера 6 может быть связана с полостями входа и нагнетания компрессора, в ней создают давление, немного превышающее давление в камере 5, но ниже, чем давление запирающего газа. Часть потока газа протекает в камеру 5, где смешивается с запирающим газом, другая — поступает в проточную часть компрессора с уплотняемым давлением р_у.
Уплотнение с плавающими кольцами (рисунок 2.3, б) также относится к бесконтактному типу уплотнений. Оно применяется при высоких уплотняемых давлениях р_у ≤ 7 МПа и недопустимости выхода перекачиваемого газа наружу. Плавающее кольцо устанавливается на вал с минимальным радиальным зазором 0,05—0,1 мм. Кольца К вместе с валом могут перемещаться в радиальном направлении [8].
В камеру 2 между кольцами подается запирающая жидкость. Часть жидкости через малый зазор вытекает наружу, другая часть через внутреннее кольцо попадает в камеру 3. Для предотвращения попадания запирающей жидкости в проточную часть компрессора подводится запирающий газ 1, который через лабиринты частично попадает в проточную часть, частично — в камеру 3, из которой газожидкостная смесь отводится в автоматический разделитель.
Торцевое уплотнение (рисунок 2.3, в) относится к типу контактных механических уплотнений. Оно применяется при высоких давлениях.
Уплотнение (ТУ) состоит из не вращающегося подвижного в осевом направлении графитового кольца, уплотняющая поверхность которого находится в контакте с вращающимся кольцом. Для отвода тепла и смазки поверхностей трения подводится запирающая жидкость 2 (масло). Необходимое для охлаждения количество масла дозируется внешним плавающим кольцом (К). Давление запирающей жидкости несколько выше уплотняемого давления, благодаря чему осуществляется постоянный контакт между неподвижным и вращающимся кольцами. Предварительный контакт колец создается комплектом пружин. Уплотняющие поверхности работают в режиме полусухого трения, следствием чего имеет место капельная утечка через уплотнение. Для предотвращения попадания масла в проточную часть компрессора к уплотнению подводится запирающий газ 1. Уплотнение неподвижных стыков осуществляется резиновыми кольцами круглого сечения [9].



Рисунок 2.3 - Типы концевых уплотнений компрессоров
а — многокамерное лабиринтное; б — с плавающими кольцами; в — торцевое; 1 — подвод запирающего газа; 2 — подвод запирающей жидкости; 3 — отвод газожидкостной смеси; 4 — контрольный отбор; 5 — разгрузочная камера; 6 — уравнительная камера