壓縮機工作原理 2

1、螺桿式壓縮機的構(gòu)造與工作過程螺桿式壓縮機是一種回轉(zhuǎn)式容積式壓縮機。它利用螺桿的齒槽容積和位置的變化來完成蒸氣的吸入、壓縮和排氣過程。無油螺桿壓縮機在本世紀三十年代問世，主要用于壓縮空氣。后來汽缸內(nèi)噴油的螺桿式壓縮機出現(xiàn)，性能得到提高，目前，噴油式螺桿壓縮機已是制冷壓縮機中主要機種之一。螺桿式壓縮機分為雙螺桿和單螺桿兩大類，雙螺桿壓縮機習(xí)慣上稱為螺桿式壓縮機。圖2為噴油式螺桿式壓縮機的構(gòu)造。在斷面為雙圓相交的汽缸內(nèi)，裝有一對轉(zhuǎn)子陽轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子。陽轉(zhuǎn)子有四個齒，陰轉(zhuǎn)子有六個齒，兩根轉(zhuǎn)子相互嚙合。當陽轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，陰轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)23周，或者說，陽轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速比陰轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速快50。圖3是螺桿式壓縮機從吸氣到

2、排氣的工作過程，在汽缸的吸氣端座上開有吸氣口，當齒槽與吸氣口相通時，吸氣就開始，隨著螺桿的旋轉(zhuǎn)，齒槽脫離吸氣口，一對齒槽空間吸滿蒸氣，如圖(a)。螺桿繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，兩螺桿的齒與齒槽相互嚙合，由氣缸體、嚙合的螺桿和排氣端座組成的齒槽容積變小，而且位置向排氣端移動，完成了對蒸氣壓縮和輸送的作用，如圖(b)。當這對齒槽空間與端座的排氣口相通時，壓縮終了，蒸氣被排出，如圖(c)。每對齒槽空間都存在著吸氣、壓縮、排氣三個過程。在同一時刻存在著吸氣、壓縮、排氣三個過程，不過它們發(fā)生在不同的齒槽空間。(2)螺桿式壓縮機的優(yōu)點： 螺桿式壓縮機只有旋轉(zhuǎn)運動，沒有往復(fù)運動，因此壓縮機的平衡性好，振動小，可以提高壓縮機

3、的轉(zhuǎn)速。 螺桿式壓縮機的結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，重量輕，無吸排汽閥，易損件少，可靠性高，檢修周期長。 在低蒸發(fā)溫度或高壓縮比工況下，用單級壓縮仍然可正常工作，且有良好的性能。這是由于螺桿式壓縮機沒有余隙，沒有吸、排汽閥，故在這種不利工況下仍然有較高的容積效率。 螺桿式壓縮機對濕壓縮不敏感。 螺桿式壓縮機的制冷量可以在10一100范圍內(nèi)無級調(diào)節(jié)，但在40以上負荷時的調(diào)節(jié)比較經(jīng)濟。(3)缺點：噪聲較大，以及需要設(shè)置一套潤滑油分離、冷卻、過濾和加壓的輔助設(shè)備，造成機組體積大。往復(fù)式壓縮機的工作原理往復(fù)式壓縮機又稱活塞式壓縮機。壓縮機的工作腔是汽缸。活塞在汽缸內(nèi)作上下往復(fù)運動，從而完成了壓縮、排汽、膨脹、吸汽

4、等過程。圖1中的四個過程分別表示了壓縮機1二作中的四個過程。到最低位置(稱活塞的下止點)時，汽缸吸滿蒸氣。而活塞轉(zhuǎn)而向上，這時吸、排汽門都關(guān)閉，汽缸容積縮小，蒸氣被壓縮，一直壓縮到排汽壓力為止。圖中(b)為排汽過程：當壓力達到一定值(大于排汽管內(nèi)壓力)時，排汽閥開啟，活塞繼續(xù)上移，蒸氣排出，一直到活塞上移到最高位置(這位置稱活塞的上止點)時，排汽結(jié)束。圖中(c)是余隙膨脹過程：為了防止活塞與吸排汽閥碰撞，活塞上移到上止點時，活塞與汽缸頂部之間留有一定間隙，稱余隙。當活塞轉(zhuǎn)而向下運動時，排汽結(jié)束時留在余隙內(nèi)的高壓蒸氣阻止吸汽閥開啟，吸汽不能開始。這時余隙內(nèi)的蒸氣隨著活塞下移而進行膨脹，一直膨脹到

5、吸汽壓力以下時才結(jié)束。圖(d)是吸汽過程：吸汽閥開啟，隨著活塞往下運動而吸汽，一直進行到活塞下移到活塞下止點為止。(2)優(yōu)點：它應(yīng)用比較廣泛，制造技術(shù)成熟，結(jié)構(gòu)簡單，而且對加工材料和加工工藝要求較低，造價比較低，適應(yīng)性強，能適應(yīng)廣闊的壓力范圍和制冷量要求，可維修性強。(3)缺點：無法實現(xiàn)較高轉(zhuǎn)速，機器大而重，不容易實現(xiàn)輕量化，排氣不連續(xù)，氣流容易出現(xiàn)波動，而且工作時有較大的振動。由于曲軸連桿式壓縮機的上述特點，已經(jīng)很少有小排量壓縮機采用這種結(jié)構(gòu)形式，曲軸連桿式壓縮機目前大多應(yīng)用在客車和卡車的大排量空調(diào)系統(tǒng)中。漩渦式壓縮機結(jié)構(gòu)原理它的原理是由偏心軸帶動運動滑盤繞固定滑盤的軸線擺動而完成進氣和壓縮

6、的功能。與旋轉(zhuǎn)式相比，渦旋式壓縮機不僅同樣沒有曲軸連桿進排氣閥等，而且無旋轉(zhuǎn)式所必須有的滑片、排氣閥而極大地提高了工作的可靠性，使工作更加可靠。渦旋式壓縮機的活塞就是那個繞固定滑盤的軸線擺動的運動滑盤。但渦旋式壓縮機的制造加工要求非常高，加工成本直接影響了成本及應(yīng)用。 旋轉(zhuǎn)（滑片）壓縮機旋轉(zhuǎn)式壓縮機的活塞象一個在扁平圓盒子內(nèi)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子一樣，活塞裝在偏心軸上沿汽缸側(cè)壁面做平面滾動，作用于汽缸內(nèi)的制冷劑。為了隔斷吸氣區(qū)與排氣區(qū)，在氣缸側(cè)壁上開有一個垂直的槽，槽內(nèi)裝有一個與轉(zhuǎn)子配合很好，可以被壓進轉(zhuǎn)子側(cè)壁槽內(nèi)的滑片。與活塞壓縮機相比消除了進氣伐片故障、曲軸連桿這些將電機旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為往復(fù)直線運動對效

7、率的影響，曲軸連桿部分的抱軸卡澀、活塞余隙對效率的影響等問題。小型制冷壓縮機技術(shù)有了很大進步，效率有了很大的提高。但其滑片的密封及排氣伐片的故障等問題并沒有徹底解決。螺桿壓縮機培訓(xùn)資料1 螺桿壓縮機的概況1.1 特長、規(guī)格 螺桿壓縮機與其他形式的壓縮機比較，一般具有如下特長，并廣泛應(yīng)用于空調(diào)、冷凍、廠房設(shè)備、空氣熱源冷暖等方面。螺桿壓縮機滑動部位少，沒有短時間必須交換的動作閥等零件，所以可靠性高，沒有長時間大修的必要。結(jié)構(gòu)簡單，主要零件數(shù)約是往復(fù)式的1/10（本公司比）。采用雙重密封結(jié)構(gòu)，低噪音。冷媒壓縮因是通過連續(xù)吸氣進行壓縮，所以為低振動。效率高，尤其是在低溫用途、空氣熱源冷暖用方面，能發(fā)

8、揮超群的性能。容量控制有階段和連續(xù)兩種方式，能廣泛適應(yīng)不同的需要。如果在壓縮機吸入側(cè)噴射液體冷媒，排出氣體的溫度不會上升到120以上。使用排出溫度達到120且不會炭化或劣化的特殊合成潤滑油。壓縮機啟動負荷小，馬達啟動可采用啟動電流小的星-三角式（）。表1 壓縮機的規(guī)格型 號4005SC-H, 4005SC-Z5005SC-H, 5005SC-Z6005SC-H, 6005SC-Z轉(zhuǎn)子齒數(shù)（M/F）個5 / 6外形（M/F）mm125/ 100140 / 112長 度mm129. 2127. 0156. 4回 轉(zhuǎn) 數(shù)rpm2, 880排 出 量m3/h137. 4 169. 5 208. 7冷

9、煤R22 , R407C ,R134a法定制冷能力 R22 R407C 噸16. 16 19. 94 24. 6 14. 02 17. 30 21. 30 電機輸 出kW303745電 源頻 率 數(shù)V-Hz380V -50Hz啟 動 方 式方式相 間 電 阻0.25640.22710.1897相 數(shù)3極 數(shù)2潤 滑 方 式L壓差供油方式容量調(diào)整范圍階 段 控 制%100 , 75 , 50 , 33(只是啟動時)100 , 75 , 50 , 25(只是啟動時)連 續(xù) 控 制%1003310025油種 類ICEMATIC SW220HT注 入 量L6油 加 熱 器 容 量W150冷 煤 過 濾

10、 器80目油 過 濾 器150目外形尺寸寬mm1, 0931, 1791, 309長mm413458高mm505530產(chǎn) 品 重 量kg360420440備注1：電機相間電阻是指當溫度為20時的值。1.2 工作原理螺桿壓縮機是通過由5個凸齒組成的陽轉(zhuǎn)子（以下簡稱為M轉(zhuǎn)子）與由6個凹齒組成的陰轉(zhuǎn)子（以下簡稱為F轉(zhuǎn)子）的嚙合形成齒形空間吸入冷媒，通過減小齒形空間來壓縮冷媒至所定壓力。吸入行程從在軸向到半徑方向上開口的吸入口吸入冷媒。隨著轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)子下側(cè)，嚙合分開，齒溝長度增大，冷媒被吸入齒形空間。壓縮行程從齒溝的吸入側(cè)開始進行齒形的嚙合，密封線漸漸向排出側(cè)行進，齒形空間減少，進行壓縮。壓縮行

11、程通過隨著冷媒一起吸入的潤滑油，在轉(zhuǎn)子間隙內(nèi)形成油膜密封，同時對轉(zhuǎn)子進行潤滑。陽轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子漸漸靠近排出口進行壓縮，壓力升高。排出行程齒形空間與排出口連上，開始排出行程。此行程持續(xù)到排出端，直到齒形空間的冷媒被完全送出為止。1.3 壓縮機的外觀尺寸及構(gòu)造 圖13為壓縮機的尺寸圖及結(jié)構(gòu)圖。圖3的轉(zhuǎn)子由滾柱軸承支撐，壓縮冷媒所產(chǎn)生的軸向力由滾珠軸承來支撐。陽轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的軸向力陰轉(zhuǎn)子的3-4倍，因此為了緩和軸向力，陽轉(zhuǎn)子側(cè)的滾珠軸承采用3連式來增加負荷容量。容量控制是由形成了殼體的一部分的滑閥經(jīng)活塞向軸方向移動，通過旁通冷媒來進行控制的。另外，殼體內(nèi)藏的馬達的標準規(guī)格為200V啟動。圖3為壓縮機的分

12、解圖。請通過此圖確認各零部件的位置。5圖1 4005SC半封閉型螺桿壓縮機尺寸圖6圖2 5005SC, 6005SC半封閉型螺桿壓縮機尺寸圖圖3 半封閉型螺桿壓縮機結(jié)構(gòu)圖編號名 稱材 料1主殼體FC2502螺桿轉(zhuǎn)子3滾珠軸承4馬達5馬達蓋FC2506滾珠軸承7滑閥8桿9活塞10D蓋11E蓋板12排出容量鍋爐板：STPG370-E平 板：SM400B13分離器14終端15冷媒過濾器機 種LH4005SU（-Z）4005SP（-Z）10775055005SU（-Z）5005SP（-Z）11615306005SU（-Z）6005SP（-Z）11915301.4 啟動方式一般22kW以上的壓縮機，由于

13、啟動電流大，所以除了直入啟動以外，還采用啟動、PW啟動。從啟動電流這點來說，啟動有很多優(yōu)點，因此額定輸出功率22kW以上的日立半封閉螺桿壓縮機全部采用啟動。如圖5所示，啟動時，定子的線圈采用星形（）接線，通過給各相加電源電壓的1/來控制啟動電流，馬達加速進入正常運轉(zhuǎn)之后，切換到三角形（）接線，將各項電壓加滿到電源電壓。采用這種方式，可將啟動電流控制到只有全電壓啟動的1/3。圖4 方式馬達啟動1.5 潤滑結(jié)構(gòu)潤滑油系統(tǒng)圖如圖5所示。因為螺桿壓縮機是采用潤滑油儲存在高壓部D殼體，通過高壓與低壓的壓差向滑動部供油的結(jié)構(gòu)，所以不需要同往復(fù)式壓縮機一樣使用油泵。D殼體儲存的油通過150目油過濾器的過濾以

14、后，給如下三個系統(tǒng)供油：向軸承（滾柱軸承和滾珠軸承）供油 提供給陽轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子的油，對軸承進行了潤滑后，再吸入轉(zhuǎn)子內(nèi)，對嚙合部進行潤滑后與冷媒一起排出，通過分離器分離后再回到D殼體儲存。向轉(zhuǎn)子齒面供油 提供給吸入側(cè)滾柱軸承的油及在循環(huán)中循環(huán)的油，給轉(zhuǎn)子嚙合部供油，與冷媒一起排出，通過分離器分離后再回到D殼體底部儲存。向容量控制機構(gòu)供油 通過毛細管向汽缸部供油，驅(qū)動了活塞以后，排油被送到殼體的吸入側(cè)，再次被吸入轉(zhuǎn)子內(nèi)后，與相同回到D殼體儲存。 如上所述，油從D殼體供給到各滑動部后，被吸入轉(zhuǎn)子內(nèi)，與冷媒一起排出，通過分離器分離后再回到D殼體儲存，而冷媒則被排出到冷凝器。圖5 半封閉型螺桿壓縮機潤滑

15、油系統(tǒng)圖 （階段控制）1.6 容量控制結(jié)構(gòu)螺桿壓縮機的容量控制機構(gòu)如圖6、7所示，是通過設(shè)在嚙合部的滑閥向轉(zhuǎn)子軸方向滑動來調(diào)整有效吸入量而進行的。一旦吸入氣體被吸入轉(zhuǎn)子的嚙合部，因為滑閥向排出方向滑動，所以虛線箭頭所示多余部分會向吸入側(cè)旁通，只有必要的氣體量被排出?；y的動作是通過使固定在滑閥上的活塞進行油壓作用而動作的。圖6是以階段控制為例對容量控制進行說明?；y移到最左側(cè)時為100%負荷，相反移到最右側(cè)時為負荷最小（4005SU為33%負荷，5005SU及6005SU為25%負荷）。圖示位置為75%負荷。下面表示壓縮機電磁閥的動作，100%運轉(zhuǎn)時，3個電磁閥全部關(guān)閉。因此活塞的A、B面全為

16、高壓，但是滑閥端面的A面為高壓，B面為低壓，因此滑閥一直滑動到左側(cè)，固定在100%負荷的位置。負荷為75%時電磁閥202打開，活塞A面被開放為低壓，由于活塞AB面的壓差滑閥向右側(cè)移動，恰好在圖示位置上壓力取得平衡，固定，成為75%負荷運轉(zhuǎn)。另外，壓縮機啟動時減輕啟動力矩所必需的最小卸載，是關(guān)閉電磁閥202，打開電磁閥201，與前面相同將A面開放為低壓，使滑閥滑動到最右側(cè)?；钊鸅面所附的線圈彈簧，是在停止時將活塞推向最右側(cè)所用。圖6 容量控制結(jié)構(gòu)（階段控制）備注：本圖為從壓縮機上方的俯視圖。卸載電磁閥的配置電磁閥動作表 電磁閥容量201202203備注100%閉閉閉75%閉開閉50%閉閉開啟動開

17、閉閉啟動前3分鐘以上及啟動后30秒鐘停止閉閉閉圖7 容量控制結(jié)構(gòu)（連續(xù)控制）備注：本圖為從壓縮機上方的俯視圖。卸載電磁閥的配置電磁閥動作表 電磁閥容量201202203備注容量上升閉閉開容量下降閉開閉中立保持閉閉閉啟動開閉閉啟動前3分鐘以上及啟動后30秒鐘停止閉閉閉1.7 檢查接頭 檢查接頭用于壓力計的取出口處。檢查接頭的結(jié)構(gòu)如圖8所示。編號零部件名稱1本體2墊片3盲螺母4主軸5彈簧6密封環(huán)圖8 檢查接頭結(jié)構(gòu)圖如圖所示，檢查接頭的A部密封面粘合密封，但如拆下盲螺母，安上壓力計配管的擴口螺母，主軸壓下彈簧，形成向下移動，使密封面A出現(xiàn)空隙，就可以檢查內(nèi)部壓力了。1.8 壓縮機定期檢查基準壓縮機的

18、定期檢查，請按照表2半密封型螺桿壓縮機日常檢查、定期檢查基準、表3冷凍機油的劣化和顏色目視基準實施。表2半密封型螺桿壓縮機日常檢查、定期檢查基準 區(qū)分時間和年月實施項目備注時間年月日常檢查每天運轉(zhuǎn)狀況（壓力、溫度、電壓、電流值、特記事項等）的記錄定期檢查水冷用每40, 000小時1.壓縮機大修檢查及零部件檢查。2.潤滑油的檢查根據(jù)以下更換基準空冷用每24, 000小時軸承冷凍機油轉(zhuǎn)子折起墊圈（螺栓止動）墊片·O環(huán)塑料環(huán)吸入冷煤過濾器油過濾器備注最好采用短時間根據(jù)用途、使用條件，個別項目有追加的必要注意：1. ：檢查出現(xiàn)異常時更換零件 ：更換零件2. 本表用于運轉(zhuǎn)狀況良好、運轉(zhuǎn)記錄完備

19、的情況3. 如果使用劣化或被鐵粉等污染的冷凍機油的話，會造成軸承壽命縮短。所以請注意觀察視油鏡，如果出現(xiàn)有污染，即使還未到更換時間也需要更換。由于在本螺桿壓縮機上使用的冷凍機油有隨紫外線而變色的特性，所以比較難以根據(jù)色調(diào)判斷，此時請參考表3的顏色樣本。另外，可以用全酸化來判斷有的劣化。以下的全酸化測試工具是機油生產(chǎn)廠家銷售的，請參考使用。機油廠家：CASTORAL測試工具：酸性檢查測試工具表3 冷凍機油的劣化和顏色目視基準色（ASTM）記號BAEDC判定油的顏色無異常要注意要交換冷凍機油菜8.06.57.06.04.05.03.02.0 16壓縮機壓力表1. 壓縮機上連接的高、中、低、油壓表在

20、制冷循環(huán)過程中代表了系統(tǒng)以下幾個部分的壓力：高壓表表示的是壓縮機的排（氣）出壓力。壓縮機的排氣壓力主要取決于氟利昂在水冷凝器中與循環(huán)冷卻水的熱交換的程度（要求冷卻水的溫度要低，低于28，有一定的壓力和流量，并且水冷凝器的換熱管壁無結(jié)垢現(xiàn)象）、取決于排氣是否通暢、取決于系統(tǒng)是否干凈（無不凝性氣體混入系統(tǒng)）、取決于系統(tǒng)氟利昂（R22）的充注量是否合適（按照壓縮機功率的大小充注不能太多）、取決于系統(tǒng)的氣密性是否完好（系統(tǒng)的低壓端不能有泄露）等。2. 系統(tǒng)中的壓力表相當于是制冷系統(tǒng)上的眼睛，因為氟利昂在系統(tǒng)內(nèi)流動的情況我們是無法看到的，系統(tǒng)如出現(xiàn)問題，只能從壓力指示的情況作出判斷：如果系統(tǒng)出現(xiàn)高壓壓力（表）不斷的下降，且制冷狀況惡化（降溫較差），那么可以初步斷定是系統(tǒng)的高壓部分有泄露情況（氟利昂泄漏）；如果系統(tǒng)的高壓壓力呈不斷上漲趨勢、甚至上漲的壓力超過高壓繼電器設(shè)定的保護壓力值，且制冷狀況惡化（降溫較差）。那么，可以初步斷定，制冷系統(tǒng)的低壓部分有泄漏點（空氣進入）。系統(tǒng)上的低壓表壓力，如果開機，溫度還沒降什么，而低壓表壓力卻降到真空壓力。那么，可以初步斷定系統(tǒng)有堵塞的部分