fond

ПРОЕКТ 73.

СОЗДАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА ИМПОРТОЗАМЕЩАЮЩИХ ВОЗДУШНЫХ И ГАЗОВЫХ КОМПРЕССОРОВ И МУЛЬТИФАЗНЫХ НАСОСОВ.

Велицко В.В.

В настоящее время, по разным оценкам на территорию России ввозится до 80% всех потребляемых компрессоров. Данная ситуация обусловлена тем, что современные виды компрессоров, в первую очередь центробежные и винтовые компрессоры, представляют собой высокотехнологичное оборудование, требующее для своего производства высокоточного специализированного оборудования.

Учитывая, что в нашей стране, последние несколько десятилетий наблюдался застой в постановке в производство новых видов компрессоров, отечественное компрессоростроение занимается производством поршневых, винтовых и турбокомпрессоров, 30-50 летней давности с использованием оборудования сопоставимого возраста. Новые производства на территории России и стран СНГ, производящие винтовые и поршневые компрессоры также, преимущественно, являются отверточными производствами, производящими из готовых блоков импортного производства, таких как винтовой блок, система осушки сжатого газа, система маслосепарации, система каталитического разложения масла и т.д. готовые компрессоры. При этом в России создается минимальная добавочная стоимость к данному оборудованию, и непрерывно увеличивается зависимость промышленности от импортных поставок запчастей.

Аналогично ситуации с поставками высококачественного оборудования, сложилась и ситуация с поставками недорогих низкотехнологичных компрессоров, производимых как в ближнем зарубежье на предприятиях бывшего СССР, так, и, например, в странах юго-восточной Азии.

Учитывая, что возможное вступление в ВТО не увеличит конкурентоспособность отечественной промышленности, а классическое компрессорное производство является капиталоемким по приобретению основных фондов, создание отечественного производства современных компрессоров желательно осуществить не с повторения импортных конструкций, которые не могут быть освоены на существующей производственной базе, а с конструкций, которые могут быть произведены на большинстве машиностроительных предприятий без проведения модернизации производства.

Разработанная конструкция турбопоршневой машины позволяющей создать на своей базе компрессоры, вакуумные и мультифазные насосы, представляет собой развитие существующих винтовых компрессоров. Аналогично винтовым компрессорам разработанная машина содержит два ротора, расположенные в корпусе и опирающиеся а подшипники, а также шестерни связи, синхронизирующие указанные роторы. Отличие предлагаемой конструкции от существующих винтовых компрессоров заключается в том, что роторы не требуется обрабатывать на специализированных высокоточных станках с применением трохоидных фрез.

Разработанная геометрия, а также рабочий чикл компрессора, позволяют производить компрессоры на неспециализированном металлообрабатывающем оборудовании, например таком, как электроэрозионные или расточные станки, с достаточной точностью и не требует капиталоѐмкой подготовки производства.

Турбопоршневой компрессор (двигатель), в зависимости от производительности, состоит из разрезного с горизонтальным разъемом или неразрезного корпуса, в котором расположены два ротора, представляющих собой силовой ротор и клапан (рис. 1). Роторы опираются на расположенные в крышках корпуса радиальные подшипники качения. Радиальные подшипники могут быть выполнены как маслосмазываемыми, так и бессмазочными, например керамическими.

Отличие турбопоршневых машин от известных конструкций (кулачковых) конструкций:

 Известные конструкции обладают большим вредным пространством.

 Высокое вредное пространство не позволяет обеспечить экономичную работу на высоких степенях сжатия.

 Имеется два золотника, образованных впускным и выпускным окном, перекрываемыми роторами.

 Окна расположены под роторами, что, для минимизации гидравлических сопротивлений на впуске и выпуске требует увеличения проходного сечения окон, а следовательно – требует увеличения диаметра осей роторов, что уменьшает рабочий объем компрессора.

 Снижение гидравлических сопротивлений на всасе и выпуске требует увеличения проходного сечения впускного и выпускного окон, при этом увеличение проходного сечения впускного и выпускного окон при сохранении заданного наружного диаметра роторов приводят к увеличению вредного пространства.

 Невозможность увеличения проходного сечения впускного и выпускного окон для заданного диаметра роторов приводит к невозможности увеличения рабочих оборотов компрессора.

 Оба ротора совершают работу сжатия, что требует передачи мощности через шестерни связи, аналогично винтовым и прямозубым компрессорам.

 Шестерни связи имеют равные диаметры, что, для исключения выкрашивания зубьев при передаче через них 50% мощности, требует более высокого качества изготовления, превышающего качество обработки шестерен связи винтовых компрессоров (при работе винтовых компрессоров происходит более равномерный износ шестерен за счет различных диаметров шестерен связи).

 Высокая доля мощности, передаваемая через шестерни связи не позволяет выполнить их бессмазочными.

Преимущества конструкции

 Нулевое вредное пространство.

 Отсутствие осевых нагрузок.

 Минимальная мощность, передаваемая через шестерни связи – клапан не совершает работы сжатия, что позволяет выполнить шестерни с модифицированной, не требующей смазки поверхностью.

 Прямая цилиндрическая конструкция роторов, содержащая всего по одной рабочей трохоидной поверхности позволяет удешевить механическую обработку.

 Отсутствие контакта между роторами позволяет выполнить компрессор полностью бессмазочным.

 Возможность прямого привода позволяет выполнить полностью герметичный компрессор, например при приводе от электродвигателя с мокрым ротором.

Работа турбопоршневого компрессора показана на рис. 2.

Рис. 2. Этапы работы турбопоршневого компрессора.

На базе разработанных технических решений в срок 6-8 мес. возможна постановка в производство отечественных сухих компрессоров как для замещения массового импорта воздушных винтовых и центробежных компрессоров, так и компрессоров, например, для компримирования чистых, агрессивных газов, а также природного и попутного нефтяного газа (ПНГ).

Учитывая, что предлагаемая конструкция может масштабироваться аналогично винтовым компрессорам, покрываемый мощностной диапазон лежит в пределах от десятков ватт до десятков мегаватт установленной мощности, что позволяет создавать не только маломощные компрессоры и вакуумные насосы, но и мощные магистральные компрессоры, а также мультифазные насосы.