Торцевое уплотнение спиралей — конструктивная особенность, влияющая на ресурс компрессоров

Сегодня рассмотрим одну конструктивную особенность спиральных компрессоров, сильно влияющую на ресурс — торцевое уплотнение спиралей.

Торцевое уплотнение бывает двух видов: статическое (рис. 1) и динамическое (рис. 2)

Статическое уплотнение подразумевает наличие уплотнительного элемента, расположенного на торцевой поверхности спиралей. Такая конструкция была одной из первых и применялась в спиральных компрессорах без осевого согласования (рис. 3)

Рис. 3

Данный вид уплотнения работает следующим образом: если компрессор не работает, торцевое уплотнение находится в пазе подвижной спирали (рис. 3). При включении компрессора давление нагнетания попадает под уплотнительный элемент, прижимая к поверхности неподвижной спирали (рис. 5). Поскольку сжатие газа в спиральном компрессоре происходит по направлению от периферии спирали к центру, давление, действующее на торцевое уплотнение, не одинаково, что приводит к неравномерному износу уплотнительного элемента.

Рис. 4

Рис. 5

Таким образом, с течением времени даже при нормальной работе компрессора (без превышения степени сжатия и разницы давления, попадании жидкого хладагента и т.д.) неравномерный износ приводит к потери производительности за счет перепуска газа.

Кроме того, данный конструктивный элемент часто выходит из строя при наличии жидкого хладагента или превышении степени сжатия (рис. 6). На рис. 6 показано разрушение уплотнительного элемента вблизи области нагнетания. Данный компрессор вышел из строя по причине попадания жидкого хладагента в картер.

Рис. 6

Динамическое уплотнение стало возможным при использовании осевого согласования спиралей (рис. 7). В данной конструкции отсутствует специальный уплотнительный элемент, уплотнение производится за счет контакта торцевых поверхностей спиралей. Неравномерный износ также присутствует, но, в отличие от предыдущего случая, при износе торцевой поверхности давление нагнетания, которое действует в полости между плавающим уплотнением и неподвижной спиралью, прижимает и само плавающее уплотнение к верхнему патрубки и неподвижную спираль к подвижной, в результате чего перетечки из-за неплотностей находятся в допустимых пределах.

Рис. 7

На рис. 8 показана другая конструкция, отличие которой заключается в том, что высокое давление поступает в нижнюю камеру и прижимает подвижную спираль к неподвижной.

Рис. 8