Ротационные компрессоры имеют значительно больше конструктивных видов, чем любой другой тип компрессоров.
Ротационные компрессоры подразделяются на пластинчатые (рис. I), с катящимся ротором (рис 2), водокольцевые (рис. 3), двухроторные (рис. 4) и винтовые (рис 5).
Рис. 1. Одноступенчатый пластинчатый компрессор
Ни одни из типов ротационных компрессоров не имеет всасывающих клапанов. Нагнетательные клапаны обычно применяются в компрессорах с катящимся ротором, их также можно устанавливать и в пластинчатых компрессорах, работающих с переменной степенью сжатия Компрессоры с катящимся ротором характеризуются достаточно плавной подачей сжатого газа.
За исключением пластинчатых компрессоров, у ротационных машин небольшие потери трения и малый износ. Самые значительные потери в ротационных компрессорах – это потери от перетекания газа и аэродинамические (или гидравлические) потери, последние особенно велики у водокольцевых компрессоров. У пластинчатых и винтовых компрессоров можно применить внутреннее охлаждение впрыском масла. При этом значительно снижаются потери от перетекания, и одновременно несколько увеличиваются гидравлические потери.
Рис. 2. Вакуум-насос с катящимся ротором
В ротационных компрессорах газ сжимается в результате изменения объема. Если объем меняется внутри компрессора, то это компрессор с внутренним сжатием (см. рис 1). У компрессоров с внешним сжатием газ сжимается только в процессе нагнетания газа из цилиндра компрессора в нагнетательный патрубок (см рис. 4). У компрессора с внутренним сжатием имеют место оба вида сжатия, если давление в нагнетательном патрубке оказывается выше давления в конце процесса сжатия.
У ротационных компрессоров с внутренним сжатием без нагнетательного клапана внутреннее сжатие определяется геометрическими размерами цилиндра, ротора и окон. Эти компрессоры называют компрессорами с постоянной степенью сжатия
Рис. 3. Водокольцевой вакуум-насос
Способ охлаждения. Для малых ротационных компрессоров и вакуум-насосов, а при низкой степени сжатия и для больших машин применяется воздушное охлаждение. Для улучшения воздушного охлаждения цилиндры отливаются с ребрами В других случаях цилиндры охлаждаются водой При степени повышения давления выше четырех у воздушных и холодильных ротационных компрессоров в ряде случаев применяется внутреннее охлаждение впрыском масла.
Области применения. Ротационные вакуум-насосы в настоящее время почти полностью вытеснили механические вакуум-насосы, ранее широко применявшиеся машины с возвратно-поступательным движением поршня.
Рис. 4. Двухроторная газодувка Рутса
В качестве воздушных компрессоров небольшой и средней производительности со степенью повышения давления менее трех чаще всего стали применяться ротационные машины. То же наблюдается и с компрессорами, нагнетающими воздух в дизельные двигатели. Ротационные компрессоры часто применяются в передвижных установках, а винтовые – и в крупных стационарных компрессорных станциях. В холодильной технике ротационные машины для домашних холодильников практически не применяются, но вследствие удовлетворительного коэффициента полезного действия и небольшого веса ротационные компрессоры все чаще применяются в качестве бустеров, т. е. поджимающих компрессоров в низкотемпературных промышленных холодильных циклах. Широкое применение находят ротационные компрессоры в химической и пищевой промышленности, на газовых заводах, для пневматического транспорта сыпучих материалов и во многих других отраслях производства.
Рис. 5. Винтовой компрессор