Турбогазодувки и турбокомпрессоры

Турбогазодувки и турбокомпрессоры не отличаются по принципу действия от центробежных вентиляторов, но вследствие сжатия газа в ряде последовательно соединенных лопастных колес (ступеней) дают возможность достигать значительно более высоких давлений.

Одноступенчатые турбовоздуходувки по существу являются разновидностью вентиляторов высокого давления и нагнетают воздух под избыточным давлением, не превышающим 0,3 ат.

На рис. 5 показана многоступенчатая турбогазодувка.

Газ через всасывающий патрубок 1 поступает в рабочее лопастное колесо 2 первой ступени, проходит это колесо, а затем неподвижный кольцевой канал — направляющий аппарат 3. Далее газ движется через обратный направляющий аппарат 5 с лопатками и поступает в следующее рабочее колесо (второй ступени).

Таким же образом газ последовательно проходит все колеса и удаляется через патрубок 8.

Корпус турбогазодувки разделен на отдельные секции (ступени) перегородками, или диафрагмами 4. Для уменьшения утечки газа через щели между валом, рабочим колесом и корпусом имеются лабиринтные уплотнения 6. Газ, проникающий через зазоры уплотнения, многократно расширяется в лабиринтах, в результате чего давление его снижается до атмосферного.

Вследствие разности давлений по обе стороны колес при одностороннем входе в них газа, в турбогазодувке возникает осевое давление. Оно уравновешивается упорным подшипником и разгрузочным поршнем 7, который под действием разности давлений стремится сдвинуться в сторону, противоположную осевому давлению, и уравновесить его.

Турбогазодувки, в отличие от турбовоздуходувок, часто снабжают специальными уплотнениями с масляными затворами (при работе с токсичными и взрывоопасными газами), а также специальными кранами для удаления накапливающихся загрязнений (например, смол) и для промывки машины.

Вследствие невысокой степени сжатия в турбогазодувках число ступеней в них сравнительно невелико (3-4 ступени) и газ не охлаждается между ступенями.

В турбокомпрессорах газ охлаждается при помощи внутренней водяной рубашки в виде сообщающихся камер, отлитых в корпусе (в малых машинах), либо проходит через наружные водяные холодильники.

Рабочие колеса турбокомпрессора делятся на ступени, в пределах каждой ступени находятся колеса одного диаметра, отличающиеся друг от друга только по ширине. Диаметр и ширина колес уменьшаются в соответствии с уменьшением объема газа по мере его сжатия. При таком устройстве колес снижаются потери на их трение о воздух.

Осевые компрессоры

Корпус осевого вентилятора (рис. 6) выполнен в виде короткого цилиндрического патрубка, в котором вращается рабочее колесо.

Воздух движется прямотоком, т. е. вдоль оси вала. Вследствие прямоточного движения газа и обтекаемой формы лопаток КПД осевых вентиляторов значительно выше, чем для центробежных. Осевые вентиляторы могут работать с реверсированием, т. е. с изменением направления потока воздуха на обратное.

Осевой компрессор (рис. 7) представляет собой многоступенчатый осевой вентилятор.

В корпусе 1 вращается цилиндрический ротор 2 с рабочими лопатками 3. Рабочие лопатки вращаются между закрепленными в корпусе неподвижными лопатками 4, которые служат направляющим аппаратом для газа при переходе его от одной ступени рабочих лопаток к другой. Зазор между лопатками и корпусом незначителен (до 0,5 мм).

В осевых компрессорах достигается высокий КПД и конечное избыточное давление газа до 6 ат.Эти компрессоры имеют непосредственный привод от быстроходных газовых турбин.

Вакуум-насосы

Отличительной особенностью вакуум-насосов является высокая степень сжатия. Повышение степени сжатия связано со снижением объемного КПД и производительности насоса. Для повышения объемного КПД вакуум-насосы изготовляют с возможно меньшим вредным пространством.

Поршневые вакуум-насосы отличаются от поршневых компрессоров двойного действия только устройством органов распределения. Вместо клапанов эти насосы имеют золотник, при помощи которого производится попеременно всасыванием выпуск газа. При золотниковом распределении объем вредного пространства незначителен и отсутствуют потери давления, связанные с открытием клапанов.

Мокрые вакуум-насосы поршневого типа, отсасывающие жидкость вместе с газом, изготовляют с клапанным распределением. Такие вакуум-насосы работают с меньшим числом оборотов и имеют большее, чем сухие вакуум-насосы, вредное пространство, вследствие чего создаваемое мокрыми вакуум-насосами разрежение меньше.