螺杆式制冷压缩机课件

发布者:admin 发布时间:2019-10-29 21:10 浏览次数:

  日立螺杆式压缩机 HITACHI Screw Compressor R-22, R-134a, and R-407C refrigerants 1 ? 螺杆式压缩机的工作原理 依靠啮合运动着的 一对阴阳转子,借助 它们的齿、齿槽与机 壳内壁所构成的呈 “V”字形的一对齿 间容积呈周期性大小 变化,来完成制冷剂 气体吸入—压缩—排 出的工作过程。 2 ? 螺杆压缩机的工作过程 3 ? 1.2 螺杆压缩机的特点 1)工作于中型制冷量范围内,易损件少, 有利于实现操作自动化,可靠性和效率较 高; 2)加工精度高,价格较高,噪声大; 3)部分负荷的效率较高,无活塞式的液 击和离心式的喘振现象; 4)采用喷油方式,需要喷入大量油而必 须配置相应的辅助设备。 4 ? 2.1 主要零部件 1) 机壳 一般为剖分 式,它由机 体(气缸 体)、吸气 端座、排气 端座及两端 端盖组成, 材料通常采 用灰铸铁。 5 2) 转子 转子是螺杆式制冷压缩 机的主要部件,常采用 整体式结构,将螺杆与 轴做成一体。 转子的毛坯常为锻件,一般多 采用中碳钢 ,有特殊要求时也有 用40Cr等合金材料。 6 3) 轴承与油压平衡活塞 螺杆式制冷压缩机属 高速重载。为了保证 阴、阳转子的精确定 位及平衡轴向力和径 向力,必须选用高精 度、高速、重载的轴 承和相应的平衡机构, 确保转子可靠运行。 高压供油产生与轴向力 相反的压力,使轴向力 得以平衡。 7 4) 轴封 轴封处应供以高于压缩机内部压力的润滑油,以保 证在密封面上形成稳定的油膜。 8 5)输气量调节滑阀与喷油结构 调节原理 通过改变转子的有效 工作长度,来达到输 气量调节的目的。 滑阀 喷油: 吸收气体压缩过程中产生的 热量,降低排气温度,还可以起 密封和润滑作用。 9 ? 2.2 基本参数 1)转子的齿形 齿形的基本要求: ①较好的气密性 ②接触线长度尽量短 ③较大的面积利用系数 ①气体沿转子外圆与机体内 壁间的A方向泄漏 ②气体沿 转子端面与端盖间的B方向 泄漏 ③气体沿转子接触线 泄漏三角形 形成: 高压基元容积内气体向较低压力 基元容积泄漏,其泄漏面形状接近空 间曲边三角形,称为泄漏三角形,又 称轴向泄漏。 转子的齿形应具有较小 的泄漏三角形,理论上 越小越好。 11 2)几种典型齿形 德国Kaeser压缩机公司 瑞典Atlas copco公司 12 德国GHH公司 日本神户的?齿形 瑞典斯达尔(Stals)齿形 13 3)圆周速度和转速 喷油螺杆式压缩机最佳圆周速度选择在25?35m/s左右 喷油螺杆式压缩机若采用不对称齿形时,主动转子转速范围为 730?4400r/min,小直径的转子可以选用较高的转速 。 4)公称直径、长径比λ 确定螺杆直径系列化的原则是:在最佳圆周速度的范围内,以尽 可能少的螺杆直径规格来满足尽可能广泛的输气量范围。 一般?值在1?1.5之间,我国产品有两种长径比,即?=1.0和?=1.5 14 ? 3.1 输气量的计算 理论输气量 qvt ? 60?z1n1V1 ? z2n2V2 ?C? 2 qvt ? 60Cn C? n1 LD0 (3-1) (3-5) 实际输气量 qva ? ?V qvt ?V ——输气系数 m3 h (3-6) 15 ? 3.2 影响输气系数的主要因素 1)泄漏 2)吸气压力损失 3)预热损失 上述三种损失的大小,与压缩机的尺寸、 结构、转速、制冷工质的种类、气缸喷油量 和油温,机体加工制造的精度、磨损程度及 运行工况等因素有关。 16 ? 3.3 输气量调节 1)滑阀调节 滑阀的位置离固定端 越远,回流孔长度越 大,输气量就越小, 当滑阀的背部接近排 气孔口时,转子的有 效长度接近于零,便 能起到卸载启动的目 的。 17 输气量和滑阀位置的关系曲线 螺杆式制冷压缩机的输气量 调节范围一般为10%?100% 内的无级调节。 调节过程中,功率与输 气量在50%以上负荷运 行时几乎是成正比例关 系,但在50%以下时, 性能系数则相应会大幅 度下降,显得经济性较 差。 18 滑阀调节机构的组成 滑阀轴向移动的动作是根据吸气压力和温度, 通过液压传动机构来完成 。 19 2)塞柱阀调节 当需要减少输气量时,将塞柱 阀1打开,基元容积内一部分制冷 剂气体就回流到吸气口。当需要 输气量继续减少时,则再将塞柱 阀2打开。 适用于小型、紧凑型螺杆压缩机 20 ? 3.4 内容积比调节 调节原因: 为了减少额外功耗,需进行内容积比调节,使压缩终了的压力等于 排气腔内的压力以适应螺杆式制冷压缩机在不同工况下的高效运行。 几种内容积比调节机构 ①德国寇尔托马塔 (Kiihlautomat)公司 21 ②日立制作 所MYCOM 中V系列机器 ③瑞典Stalsmini-S20型 22 ? 4.1 开启螺杆式压缩机的结构 23 开启式单机双级螺杆压缩机 24 开启式压缩机的优点 (1)压缩机与电动机相分离,使压缩机的适用范围更广。 (2)同一台压缩机,可以适应不同制冷剂,除了采用卤代烃 制冷剂外,通过更改部分零件的材质,还可采用氨作制冷剂。 (3)可根据不同的制冷剂和使用工况条件,配用不同容量的 电动机。 发展趋势和研究成果 (1)普遍采用内容积比调节机构; (2)采用单机双级压缩; (3)开启螺杆式压缩机的小型化。 25 ? 4.2 半封闭螺杆式压缩机 特点: (1)压缩机的阴阳 转子都采用6:5或7:5 齿数 (2)油分离器与主 机做成一体 (3)内置电动机靠 制冷剂气体冷却 (4)压差供油 (5)无油冷却系统 26 喷射液体制冷剂以降低排气温度 1—排气温度传感器 2—温控喷液阀 3—视镜 4—电磁阀 5—喷油入口 采用原因: 当风冷及热泵机组使用工况较恶劣,在高的冷凝压力和低的蒸发压力时, 排气和润滑油温度或内置电动机温度会过高,造成保护装置动作,压缩机停 机,为了保证压缩机能在工作界限范围内运行,可采用喷射液体制冷剂进行 冷却降温。 27 带输气量调节的压缩机 采用移动滑阀旁 通吸入气体的方法 进行输气量无级或 有级调节。 28 ? 4.3 全封闭螺杆式压缩机 输气量调节不设滑阀, 采用电动机变频调节 输气量调节由微机控 制滑阀移动来实现 29 ? 5.1 螺杆式压缩机机组 1) 开 启螺杆式 制冷压缩 机组的系 统图 30 2)几种油分离器 a)卧式油分离器 b)立式油分离器 c)二次油分离器 31 3)多级油分离器与油冷却器 4) ①油过滤器 ②液压泵和油压调节阀 ③油加热器、油压保护 开关和油温保护 32 ? 5.2 带经济器的螺杆压缩机系统 a)一级节流制冷系统 b)二级节流制冷系统 当单级螺杆式制冷压缩机按双级制冷 循环工作,为达到节能的效果,应增设 中间容器5,称为经济器 。 33 ? 5.3 喷液螺杆压缩机系统 压缩过程中用喷射制冷剂液体代替喷油,省去油冷却器,缩小油分离器, 并且喷液冷却,能使排气温度下降,防止封闭式压缩机电动机因排气温度 过高引起保护装置动作而停机。 喷液不能完全代 替喷油,因为油有 一定粘度,密封效 果好,所以,目前 常用的是将制冷剂 1—压缩机;2—油分离器;3—冷凝器;4—储液器; 液体和油混合后喷 射进去。 5—调节阀;6—节流阀;7—蒸发器 34 ? 6.1 单螺杆式压缩机 转子 星轮 35 工作原理 a)吸气过程 b)压缩过程 c)排气过程 具有内压缩过程,而且一个基元容积在旋转一周内, 完成了两次吸气、压缩和排气循环过程 36 单螺杆式压缩机动画模拟 37 ? 6.2 结构参数 1)转子齿槽数和星轮齿数 转子的齿槽数取决于所要求的内容积比,槽数越多,则其齿间面积 就越小,齿槽长度与齿间面积之比增大,提高了内容积比,但转子基元 容积会缩小。 星轮齿片数与转子齿槽数相比互为质数。 2)星轮齿形 3)星轮直径D2与转子直径D1之比?D D2 ?D ? ?1 D1 38 4)中心距B 5)星轮齿片齿宽b和转子齿尖宽c 6)啮合角? 39 ? 6.3 输气量和内容积比调节 a)满负荷 b)部分负荷 a)滑阀1、2分别处于输气量 最大和内容积比最小位置 b)滑阀1、2分别处于输气量 减小和内容积比增大位置 40 ? 6.4 单螺杆压缩机及机组的结构特点 1)齿槽数与星轮齿片数之比合理 2)径向力能得到很好的平衡 3)排气孔口呈径向,轴向力可得 到平衡 4)可以使用高性能 新型材料 5)容积效率高, 压力脉动小 6)机组结构大大简化 7)可以设置经济器, 提高性能系数 省去了液压泵和油冷却器,装置结构更为紧凑简单。 41 ? 7.1 安全保护对象 1. 水流量保护 2. 高低压保护 3. 油压保护 4. 其他常用保护 7.2 喷液喷油保护 利用压缩机对液击不敏感特性,直接喷气液两相的制 冷剂来冷却电动机,以保护电动机,不使其温度过高。 42


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