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1、回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機(jī),授課:陳禮 余華明 使用教材:制冷流體機(jī)械,第一節(jié) 概 述,回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機(jī)同時(shí)兼有容積式和速度式兩類機(jī)器的特點(diǎn) : 1)結(jié)構(gòu)簡單,體積小、重量輕、零部件少(特別是易損件少),可靠性高。 2)它運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)力矩變化小,動(dòng)力平衡性好,轉(zhuǎn)速高,振動(dòng)小,輸氣脈動(dòng)小,同時(shí)操作簡便,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。 3)缺點(diǎn),主要是它的運(yùn)動(dòng)機(jī)件表面多呈曲面形狀,這些曲面的加工及檢測均較復(fù)雜,有的還需使用專用設(shè)備。,4)回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機(jī)運(yùn)動(dòng)機(jī)件之間或運(yùn)動(dòng)機(jī)件與固定機(jī)件之間,常需保持一定的運(yùn)動(dòng)間隙,氣體通過間隙勢必引起泄漏,這就限制了回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機(jī)達(dá)到較大的壓力比,同時(shí),為了不降低回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機(jī)的效率,又必
2、須控制運(yùn)動(dòng)間隙盡可能小,勢必造成加工和裝配精度較高。 5)由于轉(zhuǎn)速高以及工作容積與吸、排氣孔口周期性地通斷,使螺桿式制冷壓縮機(jī)噪聲較高,故常需采用減噪消聲措施。,第二節(jié) 螺桿式制冷壓縮機(jī)工作原理及特點(diǎn),一、螺桿壓縮機(jī)的分類 按照密封方式分: (1)開啟式 (2)半封閉式 (3)全封閉式 按原理和結(jié)構(gòu)分: (1)噴油雙螺桿壓縮機(jī) (2)無油雙螺桿壓縮機(jī) (3)單螺桿壓縮機(jī),(1)開啟式,(2)半封閉式,(3)全封閉式,二、雙螺桿的工作原理 螺桿式壓縮機(jī)的工作是依靠嚙合運(yùn)動(dòng)著的一個(gè)陽轉(zhuǎn)子與一個(gè)陰轉(zhuǎn)子,并借助于包圍這一對(duì)轉(zhuǎn)子四周的機(jī)殼內(nèi)壁的空間完成的。,,雙螺桿的工作原理圖,三、雙螺桿
3、壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu) 螺桿式制冷壓縮機(jī)的主要零部件包括機(jī)殼、轉(zhuǎn)子、軸承、平衡活塞、軸封及輸氣量調(diào)節(jié)裝置等。,三、雙螺桿壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu),1、機(jī)殼 由機(jī)體、吸氣端座和排氣端座組成,是壓縮機(jī)的主要組成部分。機(jī)體2是連接各零部件的中心部件,它為各零部件提供正確的裝配位置,2、轉(zhuǎn)子 它是實(shí)現(xiàn)變?nèi)菔綁嚎s的主要部件,由陰、陽轉(zhuǎn)子組成,3、軸承 主軸承:支承陰、陽轉(zhuǎn)子,并保證轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)的零件 副軸承:克服這種軸向力 4、平衡活塞:采用平衡活塞來平衡軸向力 5、軸封:采用摩擦環(huán)式機(jī)械密封結(jié)構(gòu) 6、能量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu):由滑閥、油缸、油活塞、連接件、復(fù)位彈簧、四通換向閥(也可用四通電磁換向閥)、油管路及能量指示器等組成,
4、起調(diào)節(jié)制冷量的作用 7、消聲器:消聲設(shè)備,四、雙螺桿壓縮機(jī)的能量調(diào)節(jié)系統(tǒng),滑閥調(diào)節(jié) 輸氣量調(diào)節(jié)滑閥是螺桿式制冷壓縮機(jī)中用來調(diào)節(jié)輸氣量的一種結(jié)構(gòu)元件,雖然螺桿式制冷壓縮機(jī)的輸氣量調(diào)節(jié)方法有多種,但采用滑閥的調(diào)節(jié)方法獲得了普遍的應(yīng)用。如圖所示,滑閥調(diào)節(jié)的原理圖,(1)手動(dòng)能量調(diào)節(jié)控制系統(tǒng),(2)四通電磁閥控制系統(tǒng),,五、潤滑系統(tǒng),六、帶經(jīng)濟(jì)器的螺桿式制冷壓縮機(jī),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)位置開設(shè)補(bǔ)氣口,使轉(zhuǎn)子基元容積在壓縮過程的某一轉(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)性氣體通過補(bǔ)氣口進(jìn)入
5、基元容積中。這樣,單級(jí)螺桿壓縮機(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,經(jīng)濟(jì)器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖,,1、轉(zhuǎn)速高,重量輕,體積小,占地面積小以及排氣脈動(dòng)低 2、沒有往復(fù)質(zhì)量慣性力,動(dòng)力平衡性能好,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),機(jī)座振動(dòng)小,基礎(chǔ)可作得較小 3、結(jié)構(gòu)簡單,機(jī)件數(shù)量少,沒有易損件,它的主要摩擦件強(qiáng)度和耐磨程度都比較高,而且潤滑條件良好,因而機(jī)加工量少,材料消耗低,運(yùn)行周期長,使用比較可靠,維修簡單,有利于實(shí)現(xiàn)操縱自動(dòng)化 4 、強(qiáng)制輸氣 5、用了滑閥調(diào)節(jié),可實(shí)現(xiàn)能量無級(jí)調(diào)節(jié) 6、相同的壓力比下,排溫比活塞式低得多,因此單級(jí)壓力比高 7、沒有余隙容積,因而容積效率高,七、工作特點(diǎn),缺陷 1、制
6、冷劑氣體周期性地高速通過吸、排氣孔口,通過縫隙的泄漏等原因,使壓縮機(jī)有很大噪聲,需要采取消音減噪措施 2、螺旋形轉(zhuǎn)子的空間曲面的加工精度要求高,需用專用設(shè)備和刀具來加工 3、由于間隙密封和轉(zhuǎn)子剛度等的限制,目前螺桿式壓縮機(jī)還不能像往復(fù)式壓縮機(jī)那樣達(dá)到較高的終了壓力,噴油式優(yōu)點(diǎn): 1、降低排氣溫度。 2、減少工質(zhì)泄漏,提高密封效果 3、增強(qiáng)對(duì)零部件的潤滑,提高零部件壽命 4、對(duì)聲能和聲波有吸收和阻尼作用,可以降低噪聲 5、沖洗掉機(jī)械雜質(zhì),減少磨損,八、單螺桿壓縮機(jī) 1、壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu),2、單螺桿的工作特性: 1)、結(jié)構(gòu)合理,具有理想的力平衡性 2)、無余隙容積,容積效率高 3)、振動(dòng)小、噪音低 4
7、)、比功率更低、能耗更小,單螺桿制冷壓縮機(jī)比雙螺桿制冷壓縮機(jī)節(jié)能15%以上. 5)、大修周期長,大修、維護(hù)及運(yùn)行費(fèi)用低,九、 螺桿式制冷壓縮機(jī)的性能,1、 輸氣系數(shù) 影響輸氣系數(shù)的因素主要有: 泄漏 吸入損失 加熱損失 封閉容積以及氣體隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)受到的離心力 其它因素:工況、噴油狀態(tài)、圓周速度、齒形、間隙大小以及制造精度等,2、內(nèi)壓縮與功率,1)內(nèi)壓縮 氣體的壓縮是在基元容積與吸、排氣孔口隔絕的轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)進(jìn)行的,其間的壓力稱為內(nèi)壓縮壓力。將基元容積與排氣孔口連通瞬間的氣體壓力,稱為內(nèi)壓縮終了壓力,并將此值與吸氣壓力的比值,稱為內(nèi)壓力比。稱排氣接管內(nèi)的氣體壓力為外壓力,外壓力與吸氣壓力之比值
8、稱為外壓力比。 2) 附加損失,3)絕熱效率 螺桿式壓縮機(jī)的經(jīng)濟(jì)性常用絕熱效率來表示。表征機(jī)器中機(jī)械功轉(zhuǎn)變?yōu)檩敵鰵怏w的壓力能的完善程度,其定義是:,,式中 理論絕熱壓縮所需的功率(kW); 壓縮機(jī)的軸功率,即實(shí)際消耗功率(kW)。,3、螺桿壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù),十、螺桿壓縮機(jī)機(jī)組,第三節(jié) 滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式制冷壓縮機(jī),一、工作原理 利用一個(gè)偏心圓筒形轉(zhuǎn)子在氣缸內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)來改變工作容積,以實(shí)現(xiàn)氣體的吸入、壓縮和排出,因而也屬于容積式壓縮機(jī),二、結(jié)構(gòu),1、立式全封閉結(jié)構(gòu),2)臥式全封閉滾動(dòng)活塞式制冷壓縮機(jī),(3)開啟滾動(dòng)活塞式制冷壓縮機(jī),1)結(jié)構(gòu)簡單,體積小,重量輕,同活塞式壓縮機(jī)比較,體積可減小4
9、050,重量也可減輕4050 2)零部件少,特別是易損件少,同時(shí)相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件之間的摩擦損失少,因而可靠性較高 3)僅滑片有較小的往復(fù)慣性力,旋轉(zhuǎn)慣性力可完全平衡,因此振動(dòng)小,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn) 4)沒有吸氣閥,吸氣時(shí)間長,余隙容積小,并且直接吸氣,減小了吸氣有害過熱,所以其效率高。但其加工及裝配精度要求高。,三、特點(diǎn),第四節(jié) 渦旋式制冷壓縮機(jī),一、工作原理 渦旋壓縮機(jī)主要由兩個(gè)渦旋盤相錯(cuò)180o對(duì)置而成,其中一個(gè)是固定渦旋盤,而另一個(gè)是旋轉(zhuǎn)渦旋盤,它們在幾條直線(在橫截面上則是幾個(gè)點(diǎn))上接觸并形成一系列月牙形容積。 旋轉(zhuǎn)渦旋盤由一個(gè)偏心距很小的曲柄軸驅(qū)動(dòng),繞固定渦旋盤平動(dòng),兩者間的接觸線在運(yùn)轉(zhuǎn)中沿渦旋曲
10、面移動(dòng)。它們之間的相對(duì)位置,借安裝在旋轉(zhuǎn)渦旋盤與固定部件間的十字滑環(huán)來保證。,二、結(jié)構(gòu),1、立式全封閉結(jié)構(gòu),圖7-29 渦旋式制冷壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖 1吸氣口 2排氣口 3靜渦旋盤 4動(dòng)渦旋盤 5機(jī)座 6背壓腔 7十字滑環(huán) 8曲軸,(2)臥式全封閉渦旋式制冷壓縮機(jī),(3)開啟渦旋式制冷壓縮機(jī),三、 特點(diǎn),優(yōu)點(diǎn) 1)效率高 本連續(xù)流動(dòng),吸、排氣壓力脈動(dòng)小。 2)力矩變化小、振動(dòng)小、噪聲低 3)結(jié)構(gòu)簡單,體積小,重量輕,運(yùn)動(dòng)零部件少; 4)沒有吸、排氣閥,易損件少,可靠性好 5)采用氣體支承機(jī)構(gòu),允許帶液壓縮,一旦壓力過高,動(dòng)盤與靜盤端面脫離,壓力立即釋放; 缺點(diǎn) 制造需高精度的加工設(shè)備及精確的調(diào)心裝
11、配技術(shù),四、數(shù)碼渦旋式制冷壓縮機(jī),數(shù)碼渦旋式制冷壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖 a)負(fù)載狀態(tài) b)卸載狀態(tài) 1電磁閥 2排氣孔 3連接管 4能量調(diào)節(jié)腔 5活塞提升組件 6排氣管 7靜渦旋盤 8動(dòng)渦旋盤 9曲軸 10吸氣管,第五節(jié) 滑片式壓縮機(jī),一、 結(jié)構(gòu)和原理 主要由機(jī)體(又稱氣缸)、轉(zhuǎn)子及滑片等三部 分組成。,二、 工作原理和分類,1、單工作腔滑片壓縮機(jī): 主要由機(jī)體(又稱氣缸)、轉(zhuǎn)子及滑片等三部分組成。在氣缸內(nèi)壁與轉(zhuǎn)子外表面間形成一個(gè)月牙形空間?;茈x心力的作用從槽中甩出,其端部緊貼在氣缸內(nèi)表面上,把月牙形的空間隔成若干扇形小室,稱之為基元。隨著轉(zhuǎn)子的連續(xù)旋轉(zhuǎn),基元容積從小到大周而復(fù)始地變化。,2
12、、雙工作腔滑片壓縮機(jī): 它由氣缸、轉(zhuǎn)子、滑片、兩端蓋、進(jìn)排氣孔及排氣閥等組成。圓形轉(zhuǎn)子2同心安裝在扁圓形氣缸3內(nèi),形成兩個(gè)月牙形工作腔。轉(zhuǎn)子上開有若干槽,滑片4置于其中并能來回滑動(dòng),當(dāng)原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),由于離心力的作用,滑片被甩出,緊貼在氣缸內(nèi)表面上,形成壓縮機(jī)的工作基元。每個(gè)基元在轉(zhuǎn)子一轉(zhuǎn)中完成兩個(gè)工作過程。,雙工作腔滑片壓縮機(jī)de工作特點(diǎn) 1)每個(gè)基元在轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)中吸、排氣兩次,完成兩個(gè)工作循環(huán),因而流量更均勻、脈動(dòng)性更小、輸氣量大且結(jié)構(gòu)更加緊湊。 2)壓縮機(jī)有兩個(gè)對(duì)稱的工作腔,兩組吸、排氣口相錯(cuò)180o,這樣作用在轉(zhuǎn)子上的徑向氣體力基本平衡(滑片為偶數(shù)時(shí)理論上可以完全平衡),卸除了軸承
13、的徑向負(fù)荷,故軸承的使用壽命長、可靠性好 3)轉(zhuǎn)子與氣缸同心,這給機(jī)器的制造和安裝帶來了極大的便利。,雙工作腔滑片壓縮機(jī)的用途: 雙工作腔滑片壓縮機(jī)主要用于小型氣體壓縮裝置和汽車空調(diào)系統(tǒng)中。,3、貫穿滑片壓縮機(jī): 轉(zhuǎn)子上的滑片槽是貫通的,整體滑片放在通槽中?;瑑啥伺c氣缸保持接觸,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),帶動(dòng)滑片運(yùn)動(dòng),其兩端始終沿氣缸內(nèi)壁滑動(dòng)。由于滑片的運(yùn)動(dòng)始終受到氣缸內(nèi)壁的約束,因此氣缸型線不再是圓或橢圓,而是根據(jù)滑片運(yùn)動(dòng)機(jī)理生成的曲線(面)。,貫穿滑片壓縮機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn): 貫穿滑片壓縮機(jī)除具有傳統(tǒng)滑片壓縮機(jī)的特點(diǎn)外,由于其滑片端部是靠受到氣缸內(nèi)壁的約束來實(shí)現(xiàn)該部位密封的,且其間存在完整或部分油膜,因此既
14、保證滑片端部密封又大大地減輕了該部位的摩擦損失。這是貫穿滑片壓縮機(jī)的最大優(yōu)點(diǎn)。,貫穿滑片壓縮機(jī)的用途: 貫穿滑片壓縮機(jī)主要用于房間空調(diào)和轎車空調(diào)系統(tǒng)中,另外貫穿滑片機(jī)構(gòu)還有用做真空泵。,1)結(jié)構(gòu)簡單,零部件少,加工與裝配容易實(shí)現(xiàn),維修方便。 2)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲低、振動(dòng)小。由于無偏心旋轉(zhuǎn)的零部件,因此動(dòng)力平衡性能好,尤其在高轉(zhuǎn)速運(yùn)動(dòng)時(shí)振動(dòng)和噪聲很小。 3)起動(dòng)沖擊小。滑片在起動(dòng)時(shí)逐步伸出,慣性和靜摩擦轉(zhuǎn)矩小,因而起動(dòng)轉(zhuǎn)矩緩慢上升,減少了起動(dòng)沖擊。 4)效率高。由于沒有吸氣閥,余隙容積小且余隙膨脹不直接影響吸氣基元,因而使吸氣損失減少,容積效率提高。 5)結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕,便于狹窄空間安裝,因而比較適合汽車空調(diào)使用。,三、工作特性,6)壓縮機(jī)中多個(gè)基元同時(shí)工作,因此輸氣量比較大、流量均勻、脈動(dòng)性小、不需安裝很大的貯氣器。 7)滑片頂部與氣缸內(nèi)表面發(fā)生磨損時(shí),滑片能自動(dòng)伸長進(jìn)行補(bǔ)償,從而可延長使用壽命。 缺點(diǎn):滑片與轉(zhuǎn)子、氣缸之間的機(jī)械摩擦比較嚴(yán)重,產(chǎn)生較大的磨損和能量損失,因此使用壽命和效率較低 用 途: 滑片壓縮機(jī)廣泛應(yīng)用于各種壓縮空氣裝置、小型制冷空調(diào)裝置和汽車空調(diào)系統(tǒng)中。,