Винтовой компрессор является компрессором объемного действия. Сжатие холодильного агента в нем происходит за счет уменьшения объема парных полостей.
Парной полостью называют объем впадин между зубьями ведомого и ведущего роторов. В отличие от поршневых сжатие в винтовом компрессоре происходит в криволинейном цилиндре с криволинейным поршнем-винтом.
Роль цилиндров выполняют впадины между зубьями роторов и цилиндрические расточки в корпусе, в которых перемещаются роторы. Зубья ведомого ротора выполняют роль поршней. В современных холодильных установках применяют только маслозаполненные винтовые компрессоры, которые имеют ряд преимуществ над компрессорами других типов.
К ним относятся:
- высокая надежность и долговечность при отсутствии клапанов и деталей возвратно-поступательного движения;
- малые удельная металлоемкость и габариты;
-полная уравновешенность роторов, что исключает необходимость в тяжелых фундаментах;
- возможность сжатия газов с содержанием жидкой фазы и механических примесей;
- плавное регулирование холодопроизводительности;
- большой моторесурс.
К недостаткам винтовых компрессоров можно отнести:
- повышенный шум в работе;
- высокие затраты электроэнергии;
- сложность системы смазки.
Винтовые маслозатопленные компрессоры работают в основном на аммиаке (R717) и хладоне-22 (R22) при холодопроизводительности от 50 до 3500 кВт и выше, степени сжатия (Рк/Р0) до 18 и перепаде данлений(Рн/Рвс) 1,7-2,1 МПа.
В этих компрессорах предусмотрен впрыск масла в рабочую полость компрессора. Масло предназначено: для уплотнения за юрой между роторами, между роторами и корпусом; для отвода части теплоты сжатия; для смазывания обкатывающих профилей зубьев роторов, для снижения уровня шума.
Винтовые компрессоры работают как в одноступенчатых, так и в двухступенчатых холодильных машинах.
Винтовой маслозаполненный компрессор как отечественного, так и импортного производства имеет одинаковый состав деталей, укачанных на рис. 19. Отличие составляют профиль зубьев роторов и устройство для регулирования холодопроизводительности, рис. 20.
, Ведущий ротор 2 имеет выпуклые зубья, ведомый 3 - погнутые. В отечественных компрессорах использован асимметричный профиль, в импортных - чаще симметричный профиль.
Число зубьев ведомого ротора всегда больше, чем у ведущего. Передача крутящего момента от ведущего ротора к ведомому осуществляется за счет плотного касания зубьев благодаря впрыску масла в корпус компрессоpa.
Радиальные нагрузки в компрессоре воспринимаются опорными подшипниками скольжения 5, а осевые нагрузки от сжатия пара - упорными подшипниками качения 8. Разгрузочные поршни 7 защищают упорные подшипники от разрушения, сдерживая осевое усилие противодавлением масла. Компрессор не имеет клапанов. Окно всасывания 9 и нагнетания 10 расположены в корпусе по диагонали. Устройство для регулирования холодопроизводительности - золотник расположен в нижней части цилиндрической расточки корпуса (в центре). Золотниковое устройство приводится в движение гидравлической маслосистемой (в импортных компрессорах) и от автономного электродвигателя – в отечественных. Компрессор имеет смешанную
систему охлаждения: водяную и масляную. Рубашка охлаждения 4 имеет наружное оребрение.
В винтовом компрессоре использован вращательный принцип движения роторов-винтов, поэтому частота вращения ведущего вала больше, чем у поршневых, и составляет 50 с -1 (для маслозаполненных компрессоров)
Рис.20. Общая кинематическая схема винтового маслозаполненного компрессора: 1 - корпус компрессора; 2 - ведущий ротор; 3 - ведомый ротор; 4 - рубашка охлаждения; 5 - опорные подшипники скольжения; 6 - сальник; разгрузочные поршни; 8 - упорные подшипники качения; 9 - окно всасывания; 10 - окно нагнетания; 11 – электродвигатель