制冷压缩机(三)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,3.,压缩机配用电及功率,压缩机配用电机功率还要考虑传动损失和一定的裕量，电动机功率为,1.101.15,裕量，小电机取大值。,d,传动效率，直接传动,，三角皮带,d,=0.90.95,。,3.6,活塞式制冷压缩机的基本构造,压缩机工作过程,（动画播放）,压缩机的曲轴功率输入端伸出机体，它通过联轴器或皮带轮和原动机相连接。它的特点是容易拆卸、维修，但密封性较差，工质易泄漏，因此带有轴封装置。,（一）开启式,播放,(1),活塞组,(piston group),活塞组是活塞、活塞销、活塞环等的总称。活塞组在连杆的带动下，在气缸内作往复运动，在气阀部件的配合下完成吸入、压缩和输送气体的作用。典型的筒形活塞组部件图。它由活塞、气环、油环、活塞销、弹簧挡圈组成,1),活塞,(piston),筒形活塞分顶部、环部和裙部三部分。活塞上面封闭圆筒部分称为顶部,.,活塞上装活塞环及油环的部位称环部。环部以下称裙部，裙部有活塞销座。,2),活塞销,(piston pin),活塞销用来连接活塞和连杆小头，连杆通过活塞销带动活塞作往复运动。活塞销结构简单，一般制成中空的圆柱体。为了防止活塞销轴向位移而伸出活塞时擦伤气缸，销座孔内可以采用软金属塞或采用弹簧挡圈。也有采用螺钉固定。,3),活塞环,(piston ring),活塞环有气环和油环两种。气环的作用是密封气缸的工作容积，防止压缩气体通过气缸壁处间隙泄漏到曲轴箱。油环的作用是刮下附着于气缸壁上多余的润滑油，并使壁面上油膜分部均匀。,(2),连杆组,(connecting rod),连杆的作用是将活塞与曲轴连接起来，将曲轴的旋转运动变为活塞的往复运动。连杆与曲轴相连的一端称连杆大头，作旋转运动；另一端通过活塞销与活塞相连的部分，称为连杆小头，作往复运动；大头与小头之间称为连杆体，作往复与摆动的复合运动。,(3),曲轴,(crankshaft),曲轴是压缩机的重要部件之一，压缩机的全部功率都通过曲轴输入。,(,4),轴封装置,(shaft sealing instrument),轴封装置是开启式压缩机的重要部件之一,。,它的作用是防止曲轴箱内的制冷剂不致通过曲轴伸出端向外泄漏，或者压缩机在真空下运行时，不致使外界空气通过曲轴伸出端向曲轴箱内泄漏。,(5),气阀组,它的正常工作才能保证压缩机实现吸气、压缩、排气、膨胀四个工作过程。,气阀主要由阀座、阀片、弹簧和阀盖,(,阀片的升高限制器,),组成。气阀的启闭是依靠阀片两侧的压力差来实现的。,簧片阀的结构如图所示。吸、排气阀片均为簧片式分装于阀板,1,的下、上两侧。吸气阀呈舌形，它的一端用,销钉固定在阀板上，另一端可以自由运动，并伸入气缸端面相应的凹槽中。凹槽的深度限制了阀片的升程，起到升高限制器的作用。吸气通道为四个按菱形分布的小孔，被吸气阀片所遮盖。排气阀片呈弓形，两端用螺钉固定在阀板上，阀片上面装有缓冲弹簧片，弹簧片上面还有一弓形盖板，作为排气阀升高限制器。排气通道为四个按弧形分布的小孔，被排气阀片所遮盖。簧片阀阀片的形状很多。随阀座上气流通道和阀片的固定位置而异。,(6),机体及缸套,机体是支承压缩机全部质量并保证各零部件之间有正确的相对位置的部件。机体包括气缸体和曲轴箱两个部分。安装气缸套的部位称为气缸体，安装曲轴的部位称曲轴箱。,（,7,）制冷压缩机的输气量调节,(,能量调节,),压缩机制冷量的大小与运转情况有关。当外界条件或被冷却对象的负荷发生变化时，为了既保持室,(,库,),内所需要的低温，又要实现经济运行，就必须根据外界条件的变化，调节压缩机的产冷量，也就是调节压缩机的输气量，使其和当时的外界负荷相适应。采用不同的调节方法，它所获得的经济效果是不一样的。目前常用的调节方法有以下两种。压缩机的间歇运行、顶开吸气阀片调节输气量。顶开吸气阀片的调节机构有如下几种：,1),油缸,-,拉杆顶开机构,2),油压直接顶开机构,3),电磁阀控制的能量调节机构,4),电磁式输气量调节,（二）半封闭式制冷压缩机,半封闭式制冷压缩机的机体和电动机的外壳铸成一体。电动机的转子直接装在压缩机曲轴的悬臂部分，因而不需要轴封和联轴器。它比开启式压缩机结构更为紧凑，密封性能好，噪声低，比全封闭式压缩机易于拆卸和修理。,（三）封闭式制冷压缩机全封闭式制冷压缩机的特点，是将压缩机与电动机一起组装在一个密闭的罩壳内，形成一个整体，从外表上看只有压缩机进、排气管和电动机引线。,全封闭压缩机的外部罩壳由钢板冲压而成，分上下两部分，装配完毕后,焊死,。它比半封闭压缩机更为紧凑，密封性更好。电动机布置在上部，这样可避免电动机绕组浸泡在润滑油中，且轴下端可作为油泵使用。电动机定子的外壳与气缸体铸成一体，气缸呈,卧式,布置。,为了减震和消音，利用电动机室内空腔容积作为吸气消音器，排气通道上装有稳压室。整个机芯安装在弹性减震器上，以减少工作时的振动。,小结：,1,、在各种类型的制冷压缩机中，活塞式压缩机是问世最早、至今还广为应用的一种机型，这无疑是因为它具有一系列其它类型压缩机所不及的优点：,1),能适应较广阔的压力范围和制冷量要求。,2),热效率较高，单位耗电量较少，特别是在偏离设计工况运行时更为明显。,3),对材料要求低，多用普通钢铁材料，加工比较容易，造价也较低廉。,4),技术上较为成熟，生产使用上积累了丰富的经验。,5),装置系统比较简单。相比之下，螺杆式制冷系统中需要装设大容量,油分离器；,离心式制冷机系统中要配置工艺要求高的增速齿轮箱、复杂的润滑油系统和密封油系统等。活塞式压缩机的上述优点使它在各种制冷用途，特别是在中小制冷量范围内，成为制冷机中应用最广、生产批量最大的一种机型。但是，与此同时，也要看到活塞式压缩机也有其不足之处：,1),因为是往复运动，转速不宜太高,.,2),气缸工作腔有余隙容积,3),气缸工作腔必须设置吸、排气阀，使吸、排气过程产生阻力损失,4),结构复杂，零部件多,5),往复式压缩机不允许吸气带液,6),输气不连续。一般倾向认为将活塞式制冷机的制冷量上限维持在,350,550kW,以下是较为合适的。,3.7,回转式制冷压缩机,一、滚动转子式制冷压缩机,（一,),基本结构,具有一个圆筒形气缸，其上部,(,或端盖上,),有吸、排气孔，排气孔上装有排气阀，以防止排出的气体倒流。,气缸中心是带偏心轮的主轴,(,偏心轮轴，偏心距为,e),，偏心轮轴上套装一个可以转动的套筒状滚动活塞。主轴旋转时，滚动活塞沿气缸内表面滚动，从而形成一个月牙形工作腔，其位置随主轴旋转而变动；,（二）工作过程,气体压力变化是依靠容积变化来实现的，而容积的变化又是通过压缩机的转子在气缸里作旋转运动来达到的。气缸上部的纵向槽缝内装有滑板，靠弹簧作用力，使其下端与滚动活塞表面紧密接触，从而将气缸工作腔分隔为两部分,吸气腔：具有吸气孔口部分,压缩腔：具有排气孔口部分,(,排气阀未打开）,排气腔,：具有排气孔口部分，且压力大于冷凝器压力（排气阀已打开）,（二）工作过程,位置,吸气腔,吸气,吸气,吸气,吸气,吸气结束,排气腔,压缩,压缩,开始排气,排气结束,与吸气腔连通,气体压力变化是依靠容积变化来实现的，而容积的变化又是通过压缩机的转子在气缸里作旋转运动来达到的。,（三）特点,1,）滚动活塞和滑板的两侧，可同时进行吸气与压缩,(,或排气,),过程。,2),由圆筒形气缸和作回转运动的滚动活塞相互配合而直接进行旋转压缩，因而它不需要将旋转运动转化为往复运动的转换机构，所以滚动活塞式压缩机的零部件少，特别是易损件少，结构简单，体积小，重量轻，同活塞式压缩机比较，体积可减小,40,50,，重量也可减轻,40,50,。,3),仅滑片有较小的往复惯性力，旋转惯性力可完全平衡，因此振动小，运转平稳；,4),没有吸气阀，吸气时间长，并且直接吸气，减小了吸气有害过热，所以其效率高。但其加工及装配精度要求高。近年来，在电冰箱中使用小型滚动转子压缩机的越来越多，而在空调器中有完全取代活塞式压缩机的趋势。,二、涡旋式制冷压缩机,涡旋式压缩机是回转式压缩机的一种。它发明于,1905,年，但直到,80,年代初才在日本首次应用到制冷及空调领域中。因此，目前还是一种较为新型的制冷压缩机。,（一）基本结构及工作原理,(a),表示正好吸入完了的位置，,(b),示出了涡旋外围为吸入过程，中间为压缩过程，中心处为排气过程，,(c,，,d),示出了连续而同时进行着吸入和压缩过程。在曲柄轴的每一转中，都形成一个新的吸气容积，所以上述过程不断重复，依次完成。,主要由静涡盘和动涡盘组成，两个涡旋盘相错,180,o,对置而成。气态制冷剂从静涡盘的外部被吸入，在静涡盘与动涡盘所形成的空间中压缩，被压缩后的高压气态制冷剂，从静涡盘中心排出。动涡盘绕偏心轴进行公转，为了防止动涡盘自转，设有防自转环。,注意,4,条接触线的位置变化。,（二）特点,从结构及工作原理看，小型涡旋式压缩机具有如下的特点,：,1),效率高 涡旋压缩机吸气、压缩、排气,连续进行,，,直接吸气,，因而吸入气体有害过热小；没有余隙容积中气体的膨胀过程，因而输气系数高。同时，两相邻压缩腔中的压差小，气体泄漏少。另外，旋转涡旋盘上所有接触线转动半径小，摩擦速度低，损失小，加之吸、排气阀流动损失小，因而效率高。,2),力矩变化小、振动小、噪声低,涡旋压缩机压缩过程较慢，并可同时进行两三个压缩过程，机器运转平稳，而且曲轴转动力矩变化小；其次，气体基本连续流动，吸、排气压力脉动小。,3),结构简单，体积小，重量轻，运动零部件少；没有吸、排气阀，易损件少，可靠性好,.,涡旋式压缩机同活塞式压缩机相比，体积小,40,，重量减轻,15,，效率高,10,，噪声低,5dB(A),。,但其制造需高精度的加工设备及精确的调心装配技术，这就限制了它的制造及应用。,三、螺杆式制冷压缩机,（一）基本结构及工作原理,螺杆式,(,即双螺杆,),制冷压缩机具有一对互相啮合、相反旋向的螺旋形齿的转子。其齿面凸起的转子称为阳转子，齿面凹下的转子称为阴转子。,阳转子,4,个齿，阴转子,6,个槽，一般阳转子与电动机联接为主动转子，传递转矩，同时、通过啮合关系带动阴转子,(,从动转子,),旋转。,转子的齿槽、机体的内壁面和两端端盖等共同构成的工作容积，机体的两端设有成对角线布置的吸、排气孔口。随着转子在机体内的旋转运动，阴、阳转子和机体之间形成的呈,V,字型的一对齿间容积,(,基元容积,),的大小，随转子的旋转而变化，使工作容积由于齿的侵入或脱开而不断发生变化，从而周期性地改变转子每对齿槽间的容积，来达到吸气、压缩和排气的目的。,图,3-31,表示了基元容积的工作过程：,吸气过程：,阳转子带动阴转子旋转至,A,点位置，一个,v,形密封空间与吸气口相通，开始吸气；随着转子的旋转，,v,形密封空间的容积不断增大，气体逐渐进入该空间。当转于旋转至,B,点位置时，此,v,形密封空间开始不与吸气口相通，吸气过程结束；此时，该空间容积达到最大。,压缩过程：,从,B,点起，阴转子继续旋转，两个转子之间形成的密封啮合线向排气侧移动，此,v,形密封空间的逐渐缩小，空间中的气体被压缩。压缩过程一直进行到位置,C,，,v,形密封空间与排气口相通为止。,排气过程：,气体从位置,c,开始与排气口相通，随着阴、阳转子继续旋转，,v,形密封空间中的气体被压入排气管；直到转子旋转至,D,点，,v,形密封空间中的气体完全被排出时，结束排气过程。,从以上过程的分析可知，两转子转向互相迎合的一侧，即凸齿与凹齿彼此迎合嵌入的一侧，气体受压缩并形成较高压力，称为高压力区；相反，螺杆转向彼此相背离的一侧，即凸齿与凹齿彼此脱开的一侧，齿间容积在扩大形成较低压力，称为低压力区。此两区域借助于机壳、转子相互啮合的接触线而隔开。,（,二）输气量调节装置,螺杆制冷压缩机常用滑阀调节能量，即在两个转子高压侧，装上一个能够轴向移动的滑阀，来调节能量。滑阀调节能量的原理，是利用滑阀在螺杆