壓縮機(jī)和真空泵的工作原理和結(jié)構(gòu)

1、壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理結(jié)構(gòu):壓縮機(jī)是制冷系統(tǒng)的心臟, 它從吸氣管吸入低溫低壓的制冷劑氣體, 通過電 機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)活塞對(duì)其進(jìn)行壓縮后, 向排氣管排出高溫高壓的制冷劑氣體, 為制冷 循環(huán)提供動(dòng)力,從而實(shí)現(xiàn)壓縮 冷凝 膨脹 蒸發(fā) ( 吸熱 的制冷循環(huán)。壓縮 機(jī)一般由殼體、電動(dòng)機(jī)、缸體、活塞、控制設(shè)備 ( 啟動(dòng)器和熱保護(hù)器 及冷卻 系統(tǒng)組成。 啟動(dòng)器基本上有兩種, 即重錘式和 PTC 式。其中后者較為先進(jìn)。 冷 卻方式有油冷和自然冷卻兩種。一般家用冰箱和空調(diào)器的壓縮機(jī)是以單相交流電作為電源, 它們的結(jié)構(gòu)原理基本 相同。冰箱壓縮機(jī)功率較小,通常在 250W 以下。而空調(diào)器壓縮機(jī)功率通常在 230-900W

2、 之間。兩者使用的致冷劑有所不同。2. 生產(chǎn)制造方法壓縮機(jī)是以流水線方式生產(chǎn)的。在機(jī)械加工車間 ( 包括鑄造 制造出缸體、活 塞 ( 轉(zhuǎn)軸 、閥片、連桿、曲軸、端蓋等零部件;在電機(jī)車間組裝出轉(zhuǎn)子、定 子;在沖壓車間制造出殼體等。然后在總裝車間進(jìn)行裝配、焊接、清洗烘干,最 后經(jīng)檢驗(yàn)合格包裝出廠。 大多數(shù)壓縮機(jī)制造廠不生產(chǎn)啟動(dòng)器和熱保護(hù)器, 而是根 據(jù)需要從市場(chǎng)采購。3. 種類目前家用冰箱和空調(diào)器壓縮機(jī)都是容積式, 其中又可分為往復(fù)式和旋轉(zhuǎn)式。 往復(fù) 式壓縮機(jī)使用的是活塞、曲柄、連桿機(jī)構(gòu)或活塞、曲柄、滑管機(jī)構(gòu),旋轉(zhuǎn)式使用 的是轉(zhuǎn)軸曲軸機(jī)構(gòu)。按應(yīng)用范圍又可分為低背壓式、中背壓式、高背壓式。低背壓式

3、( 蒸發(fā)溫度 -35 -15 , 一般用于家用電冰箱、 食品冷凍箱等。 中背壓式 ( 蒸發(fā)溫度 -20 0 , 一般用于冷飲柜、 牛奶冷藏箱等。 高背壓式 ( 蒸發(fā)溫度 -5 15 ,一般用于房間空氣調(diào)節(jié)器、除濕機(jī)、熱泵等。4. 規(guī)格、質(zhì)量壓縮機(jī)的規(guī)格是按輸入功率來劃分的。一般每種規(guī)格間相差 50W 左右。另外, 也有按氣缸容積劃分的。壓縮機(jī)主要性能指標(biāo)有:輸入、輸出功率,性能系數(shù),制冷量,啟動(dòng)電流、運(yùn)轉(zhuǎn) 電流、額定電壓、頻率,氣缸容積,噪音等。衡量一種壓縮機(jī)的性能,主要從重 量、效率和噪音三個(gè)方面的比較。按照我國標(biāo)準(zhǔn),冰箱壓縮機(jī)的性能檢驗(yàn)是依據(jù) GB9098-96 規(guī)定項(xiàng)目進(jìn)行的。 其中主要

4、項(xiàng)目是制冷量、 輸入功率、 工作電流、 啟動(dòng)性能、 整機(jī)殘余水份和雜質(zhì) 含量,壽命試驗(yàn)等。其安全性能檢驗(yàn)是依據(jù) GB4706.17-96 規(guī)定項(xiàng)目進(jìn)行的。 其中主要項(xiàng)目是抗電強(qiáng)度、 絕緣電阻、 泄漏電流、 堵轉(zhuǎn)條件下的運(yùn)行試驗(yàn), 以及 電機(jī)繞組溫升、殼體溫度和停開試驗(yàn)等。對(duì)空調(diào)器壓縮機(jī)的性能檢驗(yàn),依據(jù) GB10870 10876-89 中的規(guī)定進(jìn)行。其 安全標(biāo)準(zhǔn)則參照冰箱壓縮機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。另外, 在產(chǎn)品定型及生產(chǎn)中發(fā)生可能影響產(chǎn)品性能的重大變化時(shí), 連續(xù)生產(chǎn)滿一 年或時(shí)隔一年以上再生產(chǎn)時(shí), 以及出廠檢驗(yàn)結(jié)果與型式試驗(yàn)有較大差異時(shí), 均必 須進(jìn)行型式試驗(yàn) .工作原理:(液體化為氣體時(shí)要吸熱。 反

5、之, 氣體化為液體時(shí)要放熱。 電冰箱要怎樣安排這 兩種物態(tài)變化,才能達(dá)到制冷的目的呢?電冰箱是利用蒸發(fā)致冷或氣化吸熱的作用而達(dá)到制冷的目的。電冰箱的喉管內(nèi),裝有一種商業(yè)上稱為氟利昂 :freon,俗稱雪種的致冷劑。常用 的一種為二氟二氯甲烷 (CCL2F2,是一種無色無臭無毒的氣體,沸點(diǎn)為 29。 氟利昂在氣體狀態(tài)時(shí), 被壓縮器加壓, 如圖下方所示。 加壓后, 經(jīng)喉管流到電冰 箱背部的冷凝器,借散熱片散熱 (物質(zhì)被壓縮后,溫度就會(huì)升高 后,冷凝而成液 體。液體的氟里昂進(jìn)入蒸發(fā)器的活門之后, 由于脫離了壓縮器的壓力, 就立即化為蒸 汽,同時(shí)向電冰箱內(nèi)的空氣和食物等吸取汽化潛熱 (latenthe

6、atofvaporization, 引致冰箱內(nèi)部冷卻。汽化后的氟里昂又被壓縮器壓回箱外的冷凝器散熱, 再變?yōu)橐后w, 如此循環(huán)不息, 把冰箱內(nèi)的熱能泵到箱外。真空泵的工作原理和結(jié)構(gòu)按真空泵的工作原理, 真空泵基本上可以分為兩種類型, 即氣體傳輸泵和氣體捕集泵。 氣體傳輸泵是一種能使氣體不斷的吸入和排出,借以達(dá)到抽氣目的的真空泵。氣體捕集泵 是一種使氣體分子被吸附或凝結(jié)在泵的內(nèi)表面上,從而減小了容器內(nèi)的氣體分子數(shù)目而達(dá) 到抽氣目的的真空泵。真空泵是用各種方法在某一封閉空間中產(chǎn)生、改善和維持真空的裝置。真空泵可以定 義為:利用機(jī)械、物理、化學(xué)或物理化學(xué)的方法對(duì)被抽容器進(jìn)行抽氣而獲得真空的器件或 設(shè)備

7、。隨著真空應(yīng)用的發(fā)展,真空泵的種類已發(fā)展了很多種,其抽速從每秒零點(diǎn)幾升到每 秒幾十萬、數(shù)百萬升。按真空泵的工作原理,真空泵基本上可以分為兩種類型,即氣體傳 輸泵和氣體捕集泵。隨著真空應(yīng)用技術(shù)在生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中對(duì)其應(yīng)用壓強(qiáng)范圍的要求 越來越寬,大多需要由幾種真空泵組成真空抽氣系統(tǒng)共同抽氣后才能滿足生產(chǎn)和科學(xué)研究 過程的要求,由于真空應(yīng)用部門所涉及的工作壓力的范圍很寬,因此任何一種類型的真空 泵都不可能完全適用于所有的工作壓力范圍,只能根據(jù)不同的工作壓力范圍和不同的工作 要求,使用不同類型的真空泵。為了使用方便和各種真空工藝過程的需要,有時(shí)將各種真 空泵按其性能要求組合起來,以機(jī)組型式應(yīng)用。各

8、種真空泵的工作原理水環(huán)式真空泵 /液環(huán)真空泵工作原理水環(huán)真空泵 (簡(jiǎn)稱水環(huán)泵 是一種粗真空泵, 它所能獲得的極限真空為 20004000Pa, 串聯(lián)大氣噴射器可達(dá) 270670Pa。水環(huán)泵也可用作壓縮機(jī),稱為水環(huán)式壓縮機(jī),是屬于低 壓的壓縮機(jī),其壓力范圍為 12×105Pa 表壓力。水環(huán)泵最初用作自吸水泵,而后逐漸用于石油、化工、機(jī)械、礦山、輕工、醫(yī)藥及 食品等許多工業(yè)部門。在工業(yè)生產(chǎn)的許多工藝過程中,如真空過濾、真空引水、真空送料、 真空蒸發(fā)、真空濃縮、真空回潮和真空脫氣等,水環(huán)泵得到廣泛的應(yīng)用。由于真空應(yīng)用技 術(shù)的飛躍發(fā)展,水環(huán)泵在粗真空獲得方面一直被人們所重視。由于水環(huán)泵中氣體

9、壓縮是等 溫的,故可抽除易燃、易爆的氣體,此外還可抽除含塵、含水的氣體,因此,水環(huán)泵應(yīng)用 日益增多。在泵體中裝有適量的水作為工作液。當(dāng)葉輪按圖中順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí),水被葉輪拋向 四周,由于離心力的作用,水形成了一個(gè)決定于泵腔形狀的近似于等厚度的封閉圓環(huán)。水 環(huán)的下部分內(nèi)表面恰好與葉輪輪轂相切,水環(huán)的上部?jī)?nèi)表面剛好與葉片頂端接觸(實(shí)際上 葉片在水環(huán)內(nèi)有一定的插入深度。此時(shí)葉輪輪轂與水環(huán)之間形成一個(gè)月牙形空間,而這 一空間又被葉輪分成和葉片數(shù)目相等的若干個(gè)小腔。如果以葉輪的下部 0°為起點(diǎn),那么葉 輪在旋轉(zhuǎn)前 180°時(shí)小腔的容積由小變大,且與端面上的吸氣口相通,此時(shí)氣體被吸入,

10、當(dāng) 吸氣終了時(shí)小腔則與吸氣口隔絕;當(dāng)葉輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí),小腔由大變小,使氣體被壓縮;當(dāng) 小腔與排氣口相通時(shí),氣體便被排出泵外。綜上所述,水環(huán)泵是靠泵腔容積的變化來實(shí)現(xiàn)吸氣、壓縮和排氣的,因此它屬于變?nèi)?式真空泵。羅茨泵的工作原理羅茨泵在泵腔內(nèi),有二個(gè) “8” 字形的轉(zhuǎn)子相互垂直地安裝在一對(duì)平行軸上,由傳動(dòng)比為 1的一對(duì)齒輪帶動(dòng)作彼此反向的同步旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 在轉(zhuǎn)子之間,轉(zhuǎn)子與泵殼內(nèi)壁之間, 保持有 一定的間隙,可以實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)速運(yùn)行。由于羅茨泵是一種無內(nèi)壓縮的真空泵,通常壓縮比很 低,故高、中真空泵需要前級(jí)泵。羅茨泵的極限真空除取決于泵本身結(jié)構(gòu)和制造精度外, 還取決于前級(jí)泵的極限真空。為了提高泵的極限真空

11、度,可將羅茨泵串聯(lián)使用。羅茨泵的工作原理與羅茨鼓風(fēng)機(jī)相似。由于轉(zhuǎn)子的不斷旋轉(zhuǎn),被抽氣體從進(jìn)氣口吸入 到轉(zhuǎn)子與泵殼之間的空間 v0內(nèi),再經(jīng)排氣口排出。由于吸氣后 v0空間是全封閉狀態(tài),所 以,在泵腔內(nèi)氣體沒有壓縮和膨脹。但當(dāng)轉(zhuǎn)子頂部轉(zhuǎn)過排氣口邊緣, v0空間與排氣側(cè)相通時(shí),由于排氣側(cè)氣體壓強(qiáng)較高, 則有一部分氣體返沖到空間 v0中去,使氣體壓強(qiáng)突然增高。當(dāng)轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),氣體排出 泵外。旋片式真空泵工作原理旋片式真空泵(簡(jiǎn)稱旋片泵是一種油封式機(jī)械真空泵。其工作壓強(qiáng)范圍為1013251.33×10-2(Pa 屬于低真空泵。它可以單獨(dú)使用,也可以作為其它高真空泵或超 高真空泵的前級(jí)泵。它已

12、廣泛地應(yīng)用于冶金、機(jī)械、軍工、電子、化工、輕工、石油及醫(yī) 藥等生產(chǎn)和科研部門。旋片泵可以抽除密封容器中的干燥氣體,若附有氣鎮(zhèn)裝置,還可以抽除一定量的可凝 性氣體。但它不適于抽除含氧過高的,對(duì)金屬有腐蝕性的、對(duì)泵油會(huì)起化學(xué)反應(yīng)以及含有 顆粒塵埃的氣體。旋片泵是真空技術(shù)中最基本的真空獲得設(shè)備之一。旋片泵多為中小型泵。旋片泵有單 級(jí)和雙級(jí)兩種。所謂雙級(jí),就是在結(jié)構(gòu)上將兩個(gè)單級(jí)泵串聯(lián)起來。一般多做成雙級(jí)的,以 獲得較高的真空度。旋片泵的抽速與入口壓強(qiáng)的關(guān)系規(guī)定如下:在入口壓強(qiáng)為 1333Pa 、 1.33Pa 和 1.33×10-1(Pa 下,其抽速值分別不得低于泵的名義抽速的 95%、 5

13、0%和 20%。旋片泵主要由泵體、轉(zhuǎn)子、旋片、端蓋、彈簧等組成。在旋片泵的腔內(nèi)偏心地安裝 一個(gè)轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子外圓與泵腔內(nèi)表面相切(二者有很小的間隙,轉(zhuǎn)子槽內(nèi)裝有帶彈簧的二 個(gè)旋片。旋轉(zhuǎn)時(shí),靠離心力和彈簧的張力使旋片頂端與泵腔的內(nèi)壁保持接觸,轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)帶 動(dòng)旋片沿泵腔內(nèi)壁滑動(dòng)。兩個(gè)旋片把轉(zhuǎn)子、泵腔和兩個(gè)端蓋所圍成的月牙形空間分隔成 A 、 B 、 C 三部分,當(dāng) 轉(zhuǎn)子按箭頭方向旋轉(zhuǎn)時(shí),與吸氣口相通的空間 A 的容積是逐漸增大的,正處于吸氣過程。 而與排氣口相通的空間 C 的容積是逐漸縮小的,正處于排氣過程。居中的空間 B 的容積也 是逐漸減小的,正處于壓縮過程。由于空間 A 的容積是逐漸增大(即膨脹,氣體壓強(qiáng)降 低,泵的入口處外部氣體壓強(qiáng)大于空間 A