Большой удельный вес механического трения в спиральном компрессоре требует организации надежного смазывания трущихся узлов. Помимо известных функций, выполняемых маслом в роторных компрессорных машинах, добавляется еще одна – охлаждение деталей компрессора, а точнее снижение градиента температуры в его основных деталях – спиралях.
Периферия спирали находится в среде поступающего на всасывание рабочего вещества и им охлаждается. Центральная часть спиралей нагревается от сжатого рабочего вещества и от трения торцевых уплотнений спиралей о днище платформ. Особо нагревается центральная часть неподвижной спирали возле выпускного отверстия, где интенсивен теплообмен между движущимся газом и металлом платформы. Не имея возможности свободно расширяться, центральная часть платформы, стянутая не менее нагретой периферией, словно обручем, выпучивается. Увеличиваются зазоры в этой наиболее важной зоне, ухудшаются показатели машины, но могут возникнуть и более неприятные явления. Во избежание этого центральная часть платформы нуждается в более интенсивном охлаждении. Актуальность этой задачи особенно велика для низкотемпературных холодильных спиральных компрессоров.
На рис.1 показана конструктивная схема спирального компрессора, где эти проблемы нашли разрешение.
Подвижная спираль имеет типовую конструкцию. В ее полый хвостовик вставлен эксцентрик ведущего вала 16 и роликовый подшипник 23. Противоповоротные устройства (каждое – всего их три) состоят из эксцентрикового валика 6 и подшипников 5 и 7, преобразуют движение ведущего вала в планетарное движение спирали. Подвижная спираль опирается на кольцо 8, состоящее из графита с наполнителями из тефлона, и скользит по нему.
Газ, поступая через отверстие 4 неподвижной платформы 2, после сжатия нагнетается через отверстие 3, нагревая при этом центральные части платформ спиралей. Для уменьшения нагрева через штуцер 13, а также через сверления в валу (осевое 26 и радиальное 25) подается масло в подшипник 23, а затем в полость 24, где охлаждает центральную часть подвижной спирали 1. Одновременно сила давления масла на дно ниши хвостовика снимает часть осевой газовой нагрузки, действующей на подвижную спираль.
Из полости 24 по сверлению 22 через штуцер 21 отработанное масло направляется в теплообменник 17, где охлаждается, после чего насосом 15 вновь подается автономной подачей масла через штуцер 12, а отвод его через штуцер 18. Для исключения попадания масла в полость 10 из подшипников 20 и 23, а также утечки его по валу из подшипника 19 служат уплотнительные кольца 9, 11 и 14.
На приведенном примере подтверждается общая тенденция организации системы смазывания спирального компрессора – стремление к автономному подводу смазки к основным узлам трения в компрессоре.