螺桿式制冷壓縮機(jī)課件.ppt

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1,1.1螺桿式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu),陰轉(zhuǎn)子,陽轉(zhuǎn)子,2,HITACHIScrewCompressor,R-22,R-134a,andR-407Crefrigerants,日立螺桿式壓縮機(jī),3,螺桿式壓縮機(jī)的工作原理,依靠嚙合運(yùn)動著的一對陰陽轉(zhuǎn)子，借助它們的齒、齒槽與機(jī)殼內(nèi)壁所構(gòu)成的呈“V”字形的一對齒間容積呈周期性大小變化，來完成制冷劑氣體吸入—壓縮—排出的工作過程。,4,螺桿壓縮機(jī)的工作過程,5,1.2螺桿壓縮機(jī)的特點(diǎn),1）工作于中型制冷量范圍內(nèi)，易損件少，有利于實(shí)現(xiàn)操作自動化，可靠性和效率較高；2）加工精度高，價格較高，噪聲大；3）部分負(fù)荷的效率較高，無活塞式的液擊和離心式的喘振現(xiàn)象；4）采用噴油方式，需要噴入大量油而必須配置相應(yīng)的輔助設(shè)備。,6,2.1主要零部件,1）機(jī)殼,一般為剖分式，它由機(jī)體（氣缸體）、吸氣端座、排氣端座及兩端端蓋組成，材料通常采用灰鑄鐵。,7,,,2）轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子是螺桿式制冷壓縮機(jī)的主要部件，常采用整體式結(jié)構(gòu)，將螺桿與軸做成一體。,轉(zhuǎn)子的毛坯常為鍛件，一般多采用中碳鋼，有特殊要求時也有用40Cr等合金材料。,8,,3）軸承與油壓平衡活塞,螺桿式制冷壓縮機(jī)屬高速重載。為了保證陰、陽轉(zhuǎn)子的精確定位及平衡軸向力和徑向力，必須選用高精度、高速、重載的軸承和相應(yīng)的平衡機(jī)構(gòu)，確保轉(zhuǎn)子可靠運(yùn)行。,,高壓供油產(chǎn)生與軸向力相反的壓力，使軸向力得以平衡。,,9,,4）軸封,軸封處應(yīng)供以高于壓縮機(jī)內(nèi)部壓力的潤滑油，以保證在密封面上形成穩(wěn)定的油膜。,10,5）輸氣量調(diào)節(jié)滑閥與噴油結(jié)構(gòu),滑閥,,調(diào)節(jié)原理,通過改變轉(zhuǎn)子的有效工作長度，來達(dá)到輸氣量調(diào)節(jié)的目的。,噴油：吸收氣體壓縮過程中產(chǎn)生的熱量，降低排氣溫度，還可以起密封和潤滑作用。,11,,2.2基本參數(shù),1）轉(zhuǎn)子的齒形,齒形的基本要求：①較好的氣密性②接觸線長度盡量短③較大的面積利用系數(shù),①氣體沿轉(zhuǎn)子外圓與機(jī)體內(nèi)壁間的A方向泄漏②氣體沿轉(zhuǎn)子端面與端蓋間的B方向泄漏③氣體沿轉(zhuǎn)子接觸線的C方向泄漏,,,12,泄漏三角形,形成：高壓基元容積內(nèi)氣體向較低壓力基元容積泄漏，其泄漏面形狀接近空間曲邊三角形，稱為泄漏三角形，又稱軸向泄漏。,轉(zhuǎn)子的齒形應(yīng)具有較小的泄漏三角形，理論上越小越好。,,13,2）幾種典型齒形,瑞典Atlascopco公司,,德國Kaeser壓縮機(jī)公司,14,德國GHH公司,,15,3）圓周速度和轉(zhuǎn)速,噴油螺桿式壓縮機(jī)最佳圓周速度選擇在25?35m/s左右,噴油螺桿式壓縮機(jī)若采用不對稱齒形時，主動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速范圍為730?4400r/min，小直徑的轉(zhuǎn)子可以選用較高的轉(zhuǎn)速。,4）公稱直徑、長徑比λ,確定螺桿直徑系列化的原則是：在最佳圓周速度的范圍內(nèi)，以盡可能少的螺桿直徑規(guī)格來滿足盡可能廣泛的輸氣量范圍。,一般?值在1?1.5之間，我國產(chǎn)品有兩種長徑比，即?=1.0和?=1.5,16,3.1輸氣量的計(jì)算,理論輸氣量,（3-1）,,（3-5）,實(shí)際輸氣量,（3-6）,——輸氣系數(shù),17,3.2影響輸氣系數(shù)的主要因素,1）泄漏2）吸氣壓力損失3）預(yù)熱損失,上述三種損失的大小，與壓縮機(jī)的尺寸、結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)速、制冷工質(zhì)的種類、氣缸噴油量和油溫，機(jī)體加工制造的精度、磨損程度及運(yùn)行工況等因素有關(guān)。,18,3.3輸氣量調(diào)節(jié),1）滑閥調(diào)節(jié),滑閥的位置離固定端越遠(yuǎn)，回流孔長度越大，輸氣量就越小，當(dāng)滑閥的背部接近排氣孔口時，轉(zhuǎn)子的有效長度接近于零，便能起到卸載啟動的目的。,19,輸氣量和滑閥位置的關(guān)系曲線,調(diào)節(jié)過程中，功率與輸氣量在50%以上負(fù)荷運(yùn)行時幾乎是成正比例關(guān)系，但在50%以下時，性能系數(shù)則相應(yīng)會大幅度下降，顯得經(jīng)濟(jì)性較差。,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)的無級調(diào)節(jié)。,,20,滑閥調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的組成,滑閥軸向移動的動作是根據(jù)吸氣壓力和溫度，通過液壓傳動機(jī)構(gòu)來完成。,21,2）塞柱閥調(diào)節(jié),當(dāng)需要減少輸氣量時，將塞柱閥1打開，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，則再將塞柱閥2打開。,適用于小型、緊湊型螺桿壓縮機(jī),22,3.4內(nèi)容積比調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)原因：為了減少額外功耗，需進(jìn)行內(nèi)容積比調(diào)節(jié)，使壓縮終了的壓力等于排氣腔內(nèi)的壓力以適應(yīng)螺桿式制冷壓縮機(jī)在不同工況下的高效運(yùn)行。,①德國寇爾托馬塔（Kiihlautomat）公司,,幾種內(nèi)容積比調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),23,②日立制作所MYCOM中V系列機(jī)器,③瑞典Stals-mini-S20型,,,24,4.1開啟螺桿式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu),25,開啟式單機(jī)雙級螺桿壓縮機(jī),26,開啟式壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn),（1）壓縮機(jī)與電動機(jī)相分離，使壓縮機(jī)的適用范圍更廣。（2）同一臺壓縮機(jī)，可以適應(yīng)不同制冷劑，除了采用鹵代烴制冷劑外，通過更改部分零件的材質(zhì)，還可采用氨作制冷劑。（3）可根據(jù)不同的制冷劑和使用工況條件，配用不同容量的電動機(jī)。,發(fā)展趨勢和研究成果,（1）普遍采用內(nèi)容積比調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；（2）采用單機(jī)雙級壓縮；（3）開啟螺桿式壓縮機(jī)的小型化。,27,4.2半封閉螺桿式壓縮機(jī),特點(diǎn)：（1）壓縮機(jī)的陰陽轉(zhuǎn)子都采用6:5或7:5齒數(shù)（2）油分離器與主機(jī)做成一體（3）內(nèi)置電動機(jī)靠制冷劑氣體冷卻（4）壓差供油（5）無油冷卻系統(tǒng),28,噴射液體制冷劑以降低排氣溫度,1—排氣溫度傳感器2—溫控噴液閥3—視鏡4—電磁閥5—噴油入口,采用原因：當(dāng)風(fēng)冷及熱泵機(jī)組使用工況較惡劣，在高的冷凝壓力和低的蒸發(fā)壓力時，排氣和潤滑油溫度或內(nèi)置電動機(jī)溫度會過高，造成保護(hù)裝置動作，壓縮機(jī)停機(jī)，為了保證壓縮機(jī)能在工作界限范圍內(nèi)運(yùn)行，可采用噴射液體制冷劑進(jìn)行冷卻降溫。,29,采用移動滑閥旁通吸入氣體的方法進(jìn)行輸氣量無級或有級調(diào)節(jié)。,帶輸氣量調(diào)節(jié)的壓縮機(jī),,30,,4.3全封閉螺桿式壓縮機(jī),輸氣量調(diào)節(jié)由微機(jī)控制滑閥移動來實(shí)現(xiàn),,,,輸氣量調(diào)節(jié)不設(shè)滑閥，采用電動機(jī)變頻調(diào)節(jié),31,5.1螺桿式壓縮機(jī)機(jī)組,1）開啟螺桿式制冷壓縮機(jī)組的系統(tǒng)圖,32,2）幾種油分離器,a)臥式油分離器b)立式油分離器c)二次油分離器,33,3）多級油分離器與油冷卻器,4）①油過濾器②液壓泵和油壓調(diào)節(jié)閥③油加熱器、油壓保護(hù)開關(guān)和油溫保護(hù),34,5.2帶經(jīng)濟(jì)器的螺桿壓縮機(jī)系統(tǒng),當(dāng)單級螺桿式制冷壓縮機(jī)按雙級制冷循環(huán)工作，為達(dá)到節(jié)能的效果，應(yīng)增設(shè)中間容器5，稱為經(jīng)濟(jì)器。,a)一級節(jié)流制冷系統(tǒng)b)二級節(jié)流制冷系統(tǒng),35,5.3噴液螺桿壓縮機(jī)系統(tǒng),壓縮過程中用噴射制冷劑液體代替噴油，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)電動機(jī)因排氣溫度過高引起保護(hù)裝置動作而停機(jī)。,噴液不能完全代替噴油，因?yàn)橛陀幸欢ㄕ扯?，密封效果好，所以，目前常用的是將制冷劑液體和油混合后噴射進(jìn)去。,1—壓縮機(jī)；2—油分離器；3—冷凝器；4—儲液器；5—調(diào)節(jié)閥；6—節(jié)流閥；7—蒸發(fā)器,36,6.1單螺桿式壓縮機(jī),37,工作原理,a)吸氣過程b)壓縮過程c)排氣過程,具有內(nèi)壓縮過程，而且一個基元容積在旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)，完成了兩次吸氣、壓縮和排氣循環(huán)過程,38,單螺桿式壓縮機(jī)動畫模擬,39,6.2結(jié)構(gòu)參數(shù),1）轉(zhuǎn)子齒槽數(shù)和星輪齒數(shù),轉(zhuǎn)子的齒槽數(shù)取決于所要求的內(nèi)容積比，槽數(shù)越多，則其齒間面積就越小，齒槽長度與齒間面積之比增大，提高了內(nèi)容積比，但轉(zhuǎn)子基元容積會縮小。星輪齒片數(shù)與轉(zhuǎn)子齒槽數(shù)相比互為質(zhì)數(shù)。,2）星輪齒形3）星輪直徑D2與轉(zhuǎn)子直徑D1之比?D,40,4）中心距B,5）星輪齒片齒寬b和轉(zhuǎn)子齒尖寬c6）嚙合角?,41,6.3輸氣量和內(nèi)容積比調(diào)節(jié),a)滿負(fù)荷b)部分負(fù)荷,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,,42,1）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，壓力脈動小6）機(jī)組結(jié)構(gòu)大大簡化7）可以設(shè)置經(jīng)濟(jì)器，提高性能系數(shù),6.4單螺桿壓縮機(jī)及機(jī)組的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),省去了液壓泵和油冷卻器，裝置結(jié)構(gòu)更為緊湊簡單。,43,7.1安全保護(hù)對象,1.水流量保護(hù)2.高低壓保護(hù)3.油壓保護(hù)4.其他常用保護(hù),7.2噴液噴油保護(hù),利用壓縮機(jī)對液擊不敏感特性，直接噴氣液兩相的制冷劑來冷卻電動機(jī)，以保護(hù)電動機(jī)，不使其溫度過高。,