各類螺桿壓縮機(jī)的認(rèn)識(shí)

各類螺桿壓縮機(jī)的認(rèn)識(shí)第1頁(yè)/共67頁(yè)

螺桿式制冷壓縮機(jī)輸氣量調(diào)節(jié)的方法主要有吸入節(jié)流調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)停調(diào)節(jié)、變頻調(diào)節(jié)、滑閥調(diào)節(jié)、塞柱閥調(diào)節(jié)等。目前使用較多的為滑閥調(diào)節(jié)和塞柱閥調(diào)節(jié)。一.滑閥能量調(diào)節(jié)原理

1)工作原理通過(guò)滑閥的移動(dòng)，改變轉(zhuǎn)子的有效工作長(zhǎng)度，來(lái)達(dá)到輸氣量調(diào)節(jié)的目的。圖6-13上邊一行：滑閥前緣部位開(kāi)有徑向排氣孔口SLIDEVALVERECIRCULATIONSLOTSUCTIONOPENINGDISCHARGEOPENING第2頁(yè)/共67頁(yè)圖6-13上邊一行：滑閥前緣部位開(kāi)有徑向排氣孔口第3頁(yè)/共67頁(yè)2.滑閥調(diào)節(jié)

滑閥的位置離固定端越遠(yuǎn)，回流孔長(zhǎng)度越大，輸氣量就越小，當(dāng)滑閥的背部接近排氣孔口時(shí)，轉(zhuǎn)子的有效長(zhǎng)度接近于零，便能起到卸載啟動(dòng)的目的。螺桿有效長(zhǎng)度螺桿有效長(zhǎng)度第4頁(yè)/共67頁(yè)螺桿有效長(zhǎng)度螺桿有效長(zhǎng)度第5頁(yè)/共67頁(yè)輸氣量和滑閥位置的關(guān)系曲線

滑閥固定端長(zhǎng)度約占機(jī)體長(zhǎng)度的20%，這部分在吸氣強(qiáng)范圍內(nèi)。螺桿式制冷壓縮機(jī)的輸氣量調(diào)節(jié)范圍一般為10%100%內(nèi)的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)一般不要低于20%，否則其震動(dòng)會(huì)較大。第6頁(yè)/共67頁(yè)調(diào)節(jié)過(guò)程中，功率與輸氣量在50%以上負(fù)荷運(yùn)行時(shí)幾乎是成正比例關(guān)系；但在50%以下時(shí)，性能系數(shù)則相應(yīng)會(huì)大幅度下降，顯得經(jīng)濟(jì)性較差。部分負(fù)荷，特別是50%負(fù)荷以下運(yùn)行時(shí)，經(jīng)濟(jì)性差。部分負(fù)荷時(shí)，機(jī)器效率會(huì)比較低第7頁(yè)/共67頁(yè)二、滑閥能量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)

1.調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的組成

輸氣量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由三部分組成：第一部分包括滑閥、滑閥頂桿、油活塞、液壓缸、壓縮彈簧及端座；第二部分為輸氣量調(diào)節(jié)指示器；第三部分為油路及輸氣量調(diào)節(jié)控制閥。2.調(diào)節(jié)過(guò)程滑閥軸向移動(dòng)的動(dòng)作是根據(jù)吸氣壓力和溫度，通過(guò)液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)完成的，滑閥同液壓缸的活塞連成一體，由液壓泵供油推動(dòng)液壓活塞來(lái)帶動(dòng)滑閥沿軸向左右移動(dòng)。第8頁(yè)/共67頁(yè)滑閥和內(nèi)容積比調(diào)節(jié)滑閥控制法再循環(huán)口滑閥控制冷量及排氣口位置第9頁(yè)/共67頁(yè)滑閥控制法2塞柱在孔中移動(dòng)滑閥調(diào)節(jié)冷量但不控制排氣口位置再循環(huán)口第10頁(yè)/共67頁(yè)

電磁換向閥由兩組電磁閥構(gòu)成，電磁閥a和b為一組，電磁閥c和d為另一組。每組的兩個(gè)電磁閥通電時(shí)同時(shí)開(kāi)啟，斷電時(shí)同時(shí)關(guān)閉。電磁換向閥組控制輸氣量調(diào)節(jié)滑閥的工作情況如下：增載-----電磁閥a和b開(kāi)啟、c和d關(guān)閉。減載-----電磁閥c和d開(kāi)啟、a和b關(guān)閉。負(fù)載不變化------電磁閥全部關(guān)閉。第11頁(yè)/共67頁(yè)調(diào)節(jié)過(guò)程

滑閥軸向移動(dòng)的動(dòng)作是根據(jù)吸氣壓力和溫度，通過(guò)液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)完成。圖6-17a第12頁(yè)/共67頁(yè)另一種油活塞控制結(jié)構(gòu)壓縮彈簧第13頁(yè)/共67頁(yè)補(bǔ)充：塞柱閥調(diào)節(jié)

當(dāng)需要減少輸氣量時(shí)，將塞柱閥1打開(kāi)，基元容積內(nèi)一部分制冷劑氣體就回流到吸氣口。當(dāng)需要輸氣量繼續(xù)減少時(shí)，則再將塞柱閥2打開(kāi)。適用于小型、緊湊型螺桿壓縮機(jī)

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三、內(nèi)容積比調(diào)節(jié)由于工況的改變，螺桿式制冷壓縮機(jī)內(nèi)壓縮終了的壓力pcyd往往同排氣腔內(nèi)的壓力pdk不相等，造成等容壓縮或等容膨脹的額外功耗。為此，就有必要進(jìn)行內(nèi)容積比調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)pcyd等于pdk，以適應(yīng)螺桿式制冷壓縮機(jī)在同工況下的高效運(yùn)行。內(nèi)容積比調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的目的，就是通過(guò)改變徑向排氣孔口的位置來(lái)改變內(nèi)容積比，以適應(yīng)不同的運(yùn)行工況。我國(guó)螺桿式制冷壓縮機(jī)系列的內(nèi)容積比推薦值有2.6、3.6、5三種，以適應(yīng)不同蒸發(fā)溫度的要求。低溫機(jī)采用（)

第15頁(yè)/共67頁(yè)由分析可知：滑閥上開(kāi)設(shè)大的徑向排汽孔口時(shí)，獲得小的內(nèi)容積比，滑閥上開(kāi)設(shè)小的徑向排汽孔口時(shí)，獲得大的內(nèi)容積比。但是對(duì)于工況變化很大的機(jī)組，有必要實(shí)現(xiàn)內(nèi)容比隨工況變化進(jìn)行無(wú)級(jí)自動(dòng)調(diào)節(jié)。第16頁(yè)/共67頁(yè)第17頁(yè)/共67頁(yè)①德國(guó)寇爾托馬塔（Kiihlautomat）公司幾種內(nèi)容積比調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)1—輸氣量調(diào)節(jié)滑閥2—彈簧3—內(nèi)容積比調(diào)節(jié)滑閥4、7—油活塞5、6、8—進(jìn)出油口第18頁(yè)/共67頁(yè)②日立制作所MYCOM中V系列機(jī)器

③瑞典Stals-mini-S20型第19頁(yè)/共67頁(yè)第七節(jié)潤(rùn)滑系統(tǒng)油溫：p126油壓：p127第6章螺桿式制冷壓縮機(jī)第20頁(yè)/共67頁(yè)第八節(jié)螺桿式壓縮機(jī)總體結(jié)構(gòu)和機(jī)組

一、壓縮機(jī)的總體結(jié)構(gòu)實(shí)例1.LG20型螺桿式制冷壓縮機(jī)技術(shù)參數(shù)：制冷劑：R717，公稱直徑200,轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度比1.5，主動(dòng)轉(zhuǎn)子額定轉(zhuǎn)速2960rpm，標(biāo)準(zhǔn)冷量Qo581.5kw，電動(dòng)機(jī)220kw。轉(zhuǎn)子齒形：?jiǎn)芜叢粚?duì)稱擺線圓弧齒形，齒數(shù)比4：6，能量調(diào)節(jié)：滑閥。如何調(diào)節(jié)內(nèi)容積比？第21頁(yè)/共67頁(yè)2.ASL-76型單級(jí)雙級(jí)螺桿式制冷壓縮機(jī)技術(shù)參數(shù)：制冷劑：R717，公稱直徑低壓級(jí)250，高壓級(jí)200,電動(dòng)機(jī)300kw。轉(zhuǎn)子齒形：?jiǎn)芜叢粚?duì)稱擺線圓弧齒形，齒數(shù)比4：6，能量調(diào)節(jié)：滑閥。如何調(diào)節(jié)內(nèi)容積比？第22頁(yè)/共67頁(yè)3單螺桿式壓縮機(jī)單螺桿壓縮機(jī)是在20世紀(jì)50年代由法國(guó)辛麥恩（Zimmern）發(fā)明，并于1963年正式投產(chǎn)。由于具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、零部件少、重量輕、效率高、振動(dòng)小和噪聲低等優(yōu)點(diǎn)，開(kāi)始用于壓縮空氣。20世紀(jì)70年代中期，荷蘭Grasso-SeaConBV公司成功地把單螺桿式壓縮機(jī)研制成型號(hào)為MSl0的制冷壓縮機(jī)后，很快在中小型制冷空調(diào)和熱泵裝置上得到應(yīng)用。目前單螺桿式壓縮機(jī)有開(kāi)啟式和半封閉式兩種，電動(dòng)機(jī)匹配功率201000kW。第23頁(yè)/共67頁(yè)組成：一個(gè)螺桿、兩個(gè)或兩個(gè)以上星輪分類：圓柱形C、平面形P，常用CP形（圓柱螺桿、平面星輪）轉(zhuǎn)子星輪第24頁(yè)/共67頁(yè)結(jié)構(gòu)：機(jī)殼、圓柱螺桿、平面星形輪。通常螺桿直徑d1與星形輪直徑d2比為1，中心距b=0.8d1。轉(zhuǎn)子齒槽范圍4—8，轉(zhuǎn)子星輪第25頁(yè)/共67頁(yè)1、單螺桿壓縮機(jī)的工作原理單螺桿壓縮機(jī)是利用形似渦輪截面的星輪，與蝸桿轉(zhuǎn)子（又稱螺桿轉(zhuǎn)子）相嚙合，故又有蝸桿壓縮機(jī)之稱。單螺桿壓縮機(jī)也屬于容積型回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，其開(kāi)啟式結(jié)構(gòu)如圖3-38所示。圖中由螺桿轉(zhuǎn)子1的齒間凹槽、星輪3缸內(nèi)壁組成一獨(dú)立的基元容積，猶如往復(fù)壓縮機(jī)的氣缸容積，轉(zhuǎn)動(dòng)的星輪齒片作為活塞，隨著轉(zhuǎn)子和星輪不斷地移動(dòng)，基元容積的大小發(fā)生周期性的變化。單螺桿壓縮機(jī)沒(méi)有吸、排氣閥，其工作原理如圖3-39所示。第26頁(yè)/共67頁(yè)吸氣排氣第27頁(yè)/共67頁(yè)工作原理

a)吸氣過(guò)程b)壓縮過(guò)程c)排氣過(guò)程

具有內(nèi)壓縮過(guò)程，而且一個(gè)基元容積在旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)，完成了兩次吸氣、壓縮和排氣循環(huán)過(guò)程第28頁(yè)/共67頁(yè)單螺桿式壓縮機(jī)動(dòng)畫模擬第29頁(yè)/共67頁(yè)1)吸氣過(guò)程（圖a）螺桿齒槽在星輪齒尚未嚙入前與吸氣腔相通，處于吸氣狀態(tài)。當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)到一定位置，星輪齒將螺桿齒槽封閉，吸氣過(guò)程結(jié)束第30頁(yè)/共67頁(yè)2)壓縮過(guò)程（圖b）吸氣過(guò)程結(jié)束后，螺桿繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，隨著星輪齒沿著螺桿齒槽推進(jìn)，封閉的齒間容積不斷減少，氣體壓力就不斷高，直至齒槽內(nèi)的氣體與排氣口剛要接通為止，氣體壓縮過(guò)程結(jié)束。第31頁(yè)/共67頁(yè)3)排氣過(guò)程（圖c）當(dāng)齒槽與排氣口連通時(shí)，即開(kāi)始排氣，直至星輪全部掃過(guò)螺桿齒槽，槽內(nèi)氣體全部排出為止。第32頁(yè)/共67頁(yè)單螺桿壓縮機(jī)與雙螺桿壓縮機(jī)不同之處，是轉(zhuǎn)子兩側(cè)對(duì)稱配置的星輪，分別構(gòu)成雙工作腔，各自完成吸氣，壓縮和排氣過(guò)程，所以單螺桿壓縮機(jī)的一個(gè)基元容積在旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)，完成了兩次吸氣、壓縮和排氣循環(huán)。（1）輸氣量計(jì)算（2）機(jī)殼分剖分、整體式，剖分為水平剖分。內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖6-27.螺桿安裝位置？第33頁(yè)/共67頁(yè)（3）螺桿、星輪嚙合副星輪的機(jī)構(gòu)：整體式、浮動(dòng)式、彈性星輪整體式——一體材料浮動(dòng)式——工程塑料、O型圈彈性星輪——星輪每個(gè)齒做成彈性鑲嵌件（4）能量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)薄膜式、轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)式、滑閥式第34頁(yè)/共67頁(yè)

三、輸氣量和內(nèi)容積比調(diào)節(jié)

1.輸氣量調(diào)節(jié)單螺桿式制冷壓縮機(jī)的輸氣量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)主要有轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)式和滑閥式兩種，它們均可以在保持內(nèi)壓力比不變的條件下，實(shí)現(xiàn)輸氣量在25%l00%范圍內(nèi)的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。在一定轉(zhuǎn)速下，壓縮機(jī)的輸氣量正比于星輪齒封閉時(shí)的最大基元容積。若能設(shè)法減少此基元容積值，就可以達(dá)到調(diào)節(jié)輸氣量的目。轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)式和滑閥式輸氣量調(diào)節(jié)，都是采用將基元容積中的部分工質(zhì)回流到吸氣腔的方法，來(lái)減少基元容積值（推遲壓縮過(guò)程的起始位置），從而實(shí)現(xiàn)輸氣量的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。第35頁(yè)/共67頁(yè)1)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)式調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)

轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)式輸氣量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理如圖所示。在壓縮機(jī)排氣端的氣缸與螺桿間，設(shè)置一個(gè)與螺桿主軸同心，并可以繞此中心改變其周向位置的排氣量調(diào)節(jié)圓環(huán)塊，氣缸上開(kāi)有與吸氣腔連通的回流通道。滿負(fù)荷時(shí)圖a，圓環(huán)塊完全蓋住回流通道。部分負(fù)荷時(shí)（圖b），圓環(huán)塊轉(zhuǎn)至一定位置，最初星輪齒掃過(guò)的容積氣體并未壓縮，而是經(jīng)回流通道流回吸氣腔。第36頁(yè)/共67頁(yè)a)滿負(fù)荷b)部分負(fù)荷第37頁(yè)/共67頁(yè)

2)滑閥式調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)

滑閥式輸氣量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理如圖所示。其工作原理與雙螺桿壓縮機(jī)相同，但具體結(jié)構(gòu)卻有較大差別?；y安置在具有半圓槽的氣缸壁上，由兩個(gè)星輪同時(shí)與螺桿齒槽形成壓縮腔，故在螺桿兩邊就有相應(yīng)的兩個(gè)滑閥。圖a表示輸氣量調(diào)節(jié)滑閥l在全負(fù)荷位置，圖b表示輸氣量調(diào)節(jié)滑閥1由吸氣端向排氣端移動(dòng)一定距離，使基元容積吸入的氣體回流到吸氣腔，減少輸氣量，這種滑閥調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)比調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)簡(jiǎn)單可靠，而且調(diào)節(jié)上便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)或半自動(dòng)。第38頁(yè)/共67頁(yè)

內(nèi)容積比調(diào)節(jié)同雙螺桿式壓縮機(jī)一樣，由于單螺桿式壓縮機(jī)無(wú)吸排氣閥，在壓縮終了時(shí)的壓力不一定與排氣管內(nèi)的壓力相等，所以要進(jìn)行內(nèi)容積比調(diào)節(jié)。單螺桿式壓縮機(jī)內(nèi)容積比調(diào)節(jié)原理如圖所示，滑閥用以調(diào)節(jié)內(nèi)容積比。圖是滑閥2處于靠近吸氣口位置，排氣口較大，使基元容積較早地與排氣口相通，因此內(nèi)容積比變?。粓D是滑閥2移動(dòng)至靠近排氣口位置，排氣口較小，這樣推遲了基元容積和排氣口相通的位置，內(nèi)容積比較大。單螺桿壓縮機(jī)輸氣量調(diào)節(jié)滑閥1與內(nèi)容積比調(diào)節(jié)滑閥2可分開(kāi)單獨(dú)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)了工況變化時(shí)壓縮機(jī)一直在較高效率下運(yùn)行。第39頁(yè)/共67頁(yè)a)滑閥1、2分別處于輸氣量最大和內(nèi)容積比最小位置b)滑閥1、2分別處于輸氣量減小和內(nèi)容積比增大位置

第40頁(yè)/共67頁(yè)（5）軸承和軸封單螺桿與雙螺桿壓縮機(jī)的一個(gè)主要差別是：?jiǎn)温輻U壓縮機(jī)的螺桿與星形輪嚙合副上的作用力很小，可以選用普通級(jí)別的軸承。第41頁(yè)/共67頁(yè)

單螺桿壓縮機(jī)及機(jī)組的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1）齒槽數(shù)與星輪齒片數(shù)之比合理2）徑向力能得到很好的平衡3）排氣孔口呈徑向，軸向力可得到平衡4）可以使用高性能新型材料5）容積效率高，壓力脈動(dòng)小6）機(jī)組結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化7）可以設(shè)置經(jīng)濟(jì)器，提高性能系數(shù)第42頁(yè)/共67頁(yè)二、螺桿式制冷壓縮機(jī)組1.LG20螺桿式制冷壓縮機(jī)組的構(gòu)成生產(chǎn)廠多將壓縮機(jī)、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)及上述輔助機(jī)構(gòu)組裝成機(jī)組的形式，稱為螺桿式制冷壓縮機(jī)組。壓縮機(jī)組由壓縮機(jī)、電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、油分離器、油冷卻器、液壓泵、油過(guò)濾器、吸氣過(guò)濾器、控制臺(tái)等組成。圖6.32第43頁(yè)/共67頁(yè)第44頁(yè)/共67頁(yè)第45頁(yè)/共67頁(yè)第46頁(yè)/共67頁(yè)第47頁(yè)/共67頁(yè)第48頁(yè)/共67頁(yè)螺桿式制冷壓縮機(jī)組的構(gòu)成第49頁(yè)/共67頁(yè)a)一級(jí)節(jié)流制冷系統(tǒng)

b)二級(jí)節(jié)流制冷系統(tǒng)1—壓縮機(jī)

2—油分離器

3—冷凝器

4—貯液器

5—經(jīng)濟(jì)器6—蒸發(fā)器

7、8—節(jié)流閥

9—油冷卻器3.帶經(jīng)濟(jì)器的螺桿式制冷壓縮機(jī)組第50頁(yè)/共67頁(yè)第51頁(yè)/共67頁(yè)2.空調(diào)用螺桿機(jī)組另講第52頁(yè)/共67頁(yè)3.帶經(jīng)濟(jì)器的螺桿式制冷壓縮機(jī)組螺桿式制冷壓縮機(jī)雖具有單級(jí)壓力比高的優(yōu)點(diǎn)，但隨著壓力比的增大，泄漏損失急速地增加，因此，低溫工況下運(yùn)行時(shí)效率顯著降低。為了擴(kuò)大其使用范圍，改善低溫工況的性能，提高效率，可利用螺桿式制冷壓縮機(jī)吸氣、壓縮、排氣單向進(jìn)行的特點(diǎn)，在機(jī)殼或端蓋的適當(dāng)位置開(kāi)設(shè)補(bǔ)氣口，使轉(zhuǎn)子基元容積在壓縮過(guò)程的某一轉(zhuǎn)角范圍，與補(bǔ)氣口相通，使系統(tǒng)中增設(shè)的中間容器內(nèi)的閃發(fā)性氣體，通過(guò)補(bǔ)氣口進(jìn)入基元容積中。這樣，單級(jí)螺桿式制冷壓縮機(jī)按雙級(jí)制冷循環(huán)工作，達(dá)到節(jié)能的效果。此增設(shè)的中間容器稱為經(jīng)濟(jì)器。第53頁(yè)/共67頁(yè)1—壓縮機(jī)

2—油分離器

3—冷凝器

4—儲(chǔ)液器5—調(diào)節(jié)閥

6—節(jié)流閥

7—蒸發(fā)器帶經(jīng)濟(jì)器的螺桿式制冷壓縮機(jī)系統(tǒng)第54頁(yè)/共67頁(yè)4.噴液螺桿式制冷壓縮機(jī)組螺桿式壓縮機(jī)噴液或噴油，是利用了它對(duì)濕行程不敏感，即不怕帶液運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)而實(shí)施的。由于油的降溫密封作用，在螺桿式壓縮機(jī)運(yùn)行中噴入大量的潤(rùn)滑油，提高了壓縮機(jī)的性能。然而，對(duì)于油的處理上，卻增加了油分離器和油冷卻器等設(shè)備，使得機(jī)組笨重龐大，與螺桿式壓縮機(jī)主機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、質(zhì)量輕極不相稱，尤其是中小型封閉式壓縮機(jī)。在壓縮機(jī)壓縮過(guò)程中用噴射制冷劑液體代替噴油，借此省去油冷卻器，縮小油分離器，并且噴液冷卻能使排氣溫度下降，防止封閉式壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)因排氣溫度過(guò)高引起保護(hù)裝置動(dòng)作而停機(jī)。第55頁(yè)/共67頁(yè)多機(jī)頭并聯(lián)機(jī)組在同一系統(tǒng)中采用多臺(tái)螺桿式壓縮機(jī)并聯(lián)來(lái)代替單臺(tái)機(jī)運(yùn)行，在調(diào)節(jié)工況時(shí)，可以節(jié)省功率，特別是在較大輸氣量的系統(tǒng)中尤為有利。近幾年多臺(tái)主機(jī)并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)取得很大發(fā)展，其適用冷量范圍為240~1500kW。優(yōu)點(diǎn)：其一是可以用較少的機(jī)型來(lái)滿足不同輸氣量的需要，便于制造廠生產(chǎn)，降低成本；其二是使用時(shí)可以逐臺(tái)啟動(dòng)主機(jī)，對(duì)電網(wǎng)沖擊小，啟動(dòng)裝置