Post on 30-Apr-2018
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Università degli studi di Bologna
D.I.E.M.
Dipartimento di Ingegneria delle Costruzioni Meccaniche,
Nucleari, Aeronautiche e di Metallurgia
12_d COMPRESSORI
VOLUMETRICI ROTATIVI
Rev. Novembre 2008
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MACCHINE OPERATRICICompressori volumetrici
• Parametri caratteristici dei compressori volumetrici
• Sistemi di regolazione della portata
Principali metodi di regolazione:
• By-pass;
• Strozzamento;
• Variazione della velocità angolare.
Rispetto ai compressori volumetrici alternativi, i vantaggi di quelli rotativi sono:
• Elevate velocità di rotazione con accoppiamento diretto alle macchine motrici;
• Assenza di vibrazioni;
• Assenza di rumore che risulta essere uniforme e smorzato;
• Manutenzione semplice e ridotta;
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• Ridotte esigenze di spazio rispetto ai compressori alternativi;
SVANTAGGI
• Rapporti di compressione limitati, di solito inferiori a 25 bar per stadio
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Distribuzione della pressione
all’interno
Fasi di un compressore a spirale orbitante;
spirale fissa in rosso e orbitante in verde e
in giallo il gas racchiuso.
COMPRESSORE A SPIRALE ORBITANTE TIPO SCROLL
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VANTAGGI
• Assenza di usura
• Ottime caratteristiche di avviamento
• Assenza di vibrazioni
• Affidabilità
CONSIDERAZIONI PER L’IMPIEGO DEL R-410A
Le pressioni di funzionamento dei compressori che impiegano come refrigerante
R-410A sono del 50% superiori a quelle raggiunte con l’impiego del R-22.
Modifiche di progetto subite da un
compressore a spirale orbitante
prodotto dalla COPELAND dovute
alla sostituzione
del R-22 con R-410A.
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FUNZIONAMENTO DELLA MACCHINA
Fase d’aspirazione
b)a )
Fase di
compressione; a), b)
Fase di scarico
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SEPARAZIONE DELL’OLIO
Tutto l'olio iniettato nel compressore per la lubrificazione, la tenuta e il
controllo della regolazione di portata, si raccoglie al termine nel flusso del
gas di scarico.
Durante il relativo passaggio attraverso il compressore l'olio è mescolato
con il refrigerante, come nebbia fine di goccioline d'olio.
Schema di raffreddamento con iniezione liquida
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COMPRESSORI A CAPSULISMI• Profili coniugati esterni (compressore lobato tipo ROOTS);
• Profili trocoidali;
• A palette.
COMPRESSORI TIPO ROOTS
Fasi del processo di compressione
di un ROOTS a due lobi
CAMPI D’APPLICAZIONE• Sovralimentazione di motore a combustione interna;
• Trasporto in impianti pneumatici di particelle in sospensione;
• Pulizia delle tubature negli impianti;
• Processi di sabbiatura.
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VANTAGGI:
• Semplicità costruttiva
• Possibilità di funzionamento in assenza di lubrificante
• Funzionamento con gas contenente particelle in sospensione.
SVANTAGGI:
• Bassi rapporti di compressione β= 1,2 ÷ 1.8 nelle macchine monostadio,
β = 1,5 ÷ 2,5 in quelle a due stadi.
CONTATORI VOLUMETRICI ROTATIVILargamente impiegate per la misurazione di piccole portate ad uso civili ed
industriale.
Prestazioni
• Ripetibilità della misura
• Accuratezza
• Precisione
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CONTATORI VOLUMETRICI A PISTONE OSCILLANTE
Contatore a disco oscillante
Contatore a ruote lobate Contatore ad ingranaggio elicoidale
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CONTATORE A SETTORI
a)
fasi di funzionamento
b) c)
MACCHINE VOLUMETRICHE ROTATIVE MOTRICI• Motori idraulici;
• Motori pneumatici;
• Motori a combustione interna.
MOTORI IDRAULICI• Motore rotativo a palette;
• Motore rotativo ad alette;
• Motori ad ingranaggi esterni;
• Motori ad ingranaggi interni.
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Motore idraulico a palette; A, Rotore solidale
all’albero; B, zona di comunicazione con
l’ambiente di scarico; C, paletta; D, statore
eccentrico; E, zona di comunicazione con
l’ambiente di alimentazione; G, albero di uscita
Motore idraulico a ingranaggi esterni;
A, carcassa: B,D, ingranaggi; C, zona di
scarico; E, zona di alimentazione; XY,
segmento dei contatti fra ingranaggi.
MOTORI PNEUMATICI• Rotativo a palette;
• Rotativo ad eccentrico;
• Ad ingranaggi.
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MOTORE A COMBUSTIONE INTERNA WANKEL
Sezione trasversale
di motore WANKEL
Fasi del motore WANKEL;a) Aspirazione;
b) compressione;
c)combustione; d) espansione;
e) scarico; f) espulsione.
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Parti Principali
del motore WANKEL
TENUTE Forse il più grave problema tecnico che riguarda la costruzione ed il funzionamento del
motore WANKEL è quello delle tenute d’apice, e secondariamente delle tenute laterali.
Tenute laterali del rotore.
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RAFFREDDAMENTO
Raffreddamento alloggiamento rotorico
di motore rotativo birotore a flusso
assiale; A, luci di scarico;
B, candela; C, uscita del refrigerante;
D, ingresso del refrigerante.
Raffreddamento a
flusso periferico; A,
ingresso refrigerante;
B, uscita refrigerante;
C, luce di ammissione;
D, luce di scarico.
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EVOLUZIONE DEI PROFILI ROTORICI
Dall’ invenzione dei compressori volumetrici rotativi a doppia vite elicoidale i rotori
hanno subito una serie di modifiche allo scopo di:
• Incrementare la capacità di carico
• Incrementare la tenuta
• Ridurre i procedimenti di lavorazione passando ad esempio da profili simmetrici
validi nel funzionamento bidirezionale ai profili non simmetrici validi nel
funzionamento monodirezionale.
Sotto la spinta della ricerca dell’incremento delle prestazioni i profili rotorici hanno
assunto diverse forme:
Symmetric circular, Nilson, 1952 Lysholm’s asymmetric, 1967
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