螺桿式制冷機(jī)

1、陸教授工作原理工作原理 螺桿式壓縮機(jī)的工作螺桿式壓縮機(jī)的工作是依靠嚙合運(yùn)動(dòng)著的一個(gè)是依靠嚙合運(yùn)動(dòng)著的一個(gè)陽轉(zhuǎn)子與一個(gè)陰轉(zhuǎn)子，并陽轉(zhuǎn)子與一個(gè)陰轉(zhuǎn)子，并借助于包圍這對(duì)轉(zhuǎn)子四周借助于包圍這對(duì)轉(zhuǎn)子四周的機(jī)殼內(nèi)壁的空間完成的。的機(jī)殼內(nèi)壁的空間完成的。 當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子的齒、齒槽與機(jī)殼當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子的齒、齒槽與機(jī)殼內(nèi)壁所構(gòu)成的呈內(nèi)壁所構(gòu)成的呈“V”字形的一對(duì)齒間容積字形的一對(duì)齒間容積(基元容積）其大小會(huì)發(fā)生周期性的變化，同基元容積）其大小會(huì)發(fā)生周期性的變化，同時(shí)它還會(huì)沿著轉(zhuǎn)子的軸向由吸氣口側(cè)向排氣時(shí)它還會(huì)沿著轉(zhuǎn)子的軸向由吸氣口側(cè)向排氣口側(cè)移動(dòng)，將制冷劑氣體吸入并壓縮至一定口側(cè)移動(dòng)，將制冷劑氣體吸入并

2、壓縮至一定的壓力后排出。的壓力后排出。吸氣、壓縮和排氣三個(gè)過程，吸氣、壓縮和排氣三個(gè)過程，如此循環(huán)不息。如此循環(huán)不息。 螺桿機(jī)的工作循環(huán)可分為吸氣、壓縮螺桿機(jī)的工作循環(huán)可分為吸氣、壓縮和排氣三個(gè)過程。隨著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，每對(duì)相和排氣三個(gè)過程。隨著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，每對(duì)相互嚙合的齒相繼完成相同的工作循環(huán)；互嚙合的齒相繼完成相同的工作循環(huán)； 為簡(jiǎn)單起見，只須研究其中的一對(duì)為簡(jiǎn)單起見，只須研究其中的一對(duì)齒即可。齒即可。吸氣過程吸氣過程壓縮過程壓縮過程排氣過程排氣過程VsVsVd1.1.動(dòng)力平衡性好。螺桿機(jī)無不平衡慣性力，動(dòng)力平衡性好。螺桿機(jī)無不平衡慣性力，機(jī)器可平穩(wěn)地高速工作，可實(shí)現(xiàn)無基礎(chǔ)運(yùn)機(jī)器可平穩(wěn)地高速工作，

3、可實(shí)現(xiàn)無基礎(chǔ)運(yùn)轉(zhuǎn)，特別適合用作移動(dòng)式壓縮機(jī)。轉(zhuǎn)，特別適合用作移動(dòng)式壓縮機(jī)。 2.2.可靠性高。螺桿機(jī)零部件少，無氣閥可靠性高。螺桿機(jī)零部件少，無氣閥和其它密封件，沒有易損件，因而它運(yùn)和其它密封件，沒有易損件，因而它運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，壽命長(zhǎng)，易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制。轉(zhuǎn)可靠，壽命長(zhǎng)，易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制。3.3.調(diào)節(jié)性能好。螺桿機(jī)可在多方調(diào)節(jié)性能好。螺桿機(jī)可在多方面順應(yīng)工況的要求。調(diào)節(jié)措施有：面順應(yīng)工況的要求。調(diào)節(jié)措施有：變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，吸氣節(jié)流調(diào)節(jié)，旁變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，吸氣節(jié)流調(diào)節(jié)，旁通調(diào)節(jié)和間歇運(yùn)行等。通調(diào)節(jié)和間歇運(yùn)行等。 4.4.抗液擊性能好。螺桿機(jī)的轉(zhuǎn)子抗液擊性能好。螺桿機(jī)的轉(zhuǎn)子齒面間實(shí)際留有間隙，可壓送氣齒面間

4、實(shí)際留有間隙，可壓送氣液兩相混合物。液兩相混合物。 3.3.噪聲大。噪聲大。1.1.造價(jià)高。螺桿機(jī)的轉(zhuǎn)子齒面是空造價(jià)高。螺桿機(jī)的轉(zhuǎn)子齒面是空間曲面，需利用特制刀具，在價(jià)格昂間曲面，需利用特制刀具，在價(jià)格昂貴的專用設(shè)備上加工。另外，對(duì)螺桿貴的專用設(shè)備上加工。另外，對(duì)螺桿機(jī)氣缸的加工精度也有較高要求；機(jī)氣缸的加工精度也有較高要求；2.不能用于高壓場(chǎng)合，排氣壓力一般不能用于高壓場(chǎng)合，排氣壓力一般不超過不超過4.5MPa；基本概念基本概念轉(zhuǎn)子型面的空間接觸，表現(xiàn)在端平面上就是型轉(zhuǎn)子型面的空間接觸，表現(xiàn)在端平面上就是型線接觸，兩型線的接觸點(diǎn)被稱為嚙合點(diǎn)。線接觸，兩型線的接觸點(diǎn)被稱為嚙合點(diǎn)。 22222l

5、MOvm11111lMOvm122121lvlvmmKMO2bMaKPO2MPO1MOKOPOPO1212MOKOvvmm2221POPOMOMOMOKO12122221一個(gè)好齒形，除須滿足嚙合原理外，一個(gè)好齒形，除須滿足嚙合原理外，還需滿足以下幾條基本原則：還需滿足以下幾條基本原則：具有充分大的齒間容積；基元容積的具有充分大的齒間容積；基元容積的氣密性好，各種效率高；轉(zhuǎn)子具有穩(wěn)氣密性好，各種效率高；轉(zhuǎn)子具有穩(wěn)定的傳動(dòng)特性，熱變形性能好以及足定的傳動(dòng)特性，熱變形性能好以及足夠的強(qiáng)度、剛度和良好的加工工藝性夠的強(qiáng)度、剛度和良好的加工工藝性能。能。2002011DaazCn式中式中 z1陽轉(zhuǎn)子齒數(shù)

6、；陽轉(zhuǎn)子齒數(shù)；a01、a02陰、陽轉(zhuǎn)子齒間面積；陰、陽轉(zhuǎn)子齒間面積；D0轉(zhuǎn)子的公稱直徑。轉(zhuǎn)子的公稱直徑。 螺桿機(jī)轉(zhuǎn)子接觸線的頂點(diǎn)，通常不螺桿機(jī)轉(zhuǎn)子接觸線的頂點(diǎn)，通常不能達(dá)到陰陽轉(zhuǎn)子氣缸孔的交線，在能達(dá)到陰陽轉(zhuǎn)子氣缸孔的交線，在接觸線頂點(diǎn)和機(jī)殼的轉(zhuǎn)子氣缸孔之接觸線頂點(diǎn)和機(jī)殼的轉(zhuǎn)子氣缸孔之間，會(huì)形成一個(gè)空間曲邊三角形間，會(huì)形成一個(gè)空間曲邊三角形 。第一代對(duì)稱圓弧型線第一代對(duì)稱圓弧型線 原始對(duì)稱圓弧型線組成齒曲線第二代不對(duì)稱圓弧型線第二代不對(duì)稱圓弧型線1.1.轉(zhuǎn)子型線應(yīng)滿足嚙合要求。螺桿機(jī)的轉(zhuǎn)子型線應(yīng)滿足嚙合要求。螺桿機(jī)的陰陽轉(zhuǎn)子型線必須是滿足嚙合定律的共陰陽轉(zhuǎn)子型線必須是滿足嚙合定律的共軛型線，即

7、不論在任何位置，經(jīng)過型線軛型線，即不論在任何位置，經(jīng)過型線接觸點(diǎn)的公法線必須通過節(jié)點(diǎn)。接觸點(diǎn)的公法線必須通過節(jié)點(diǎn)。 2.2.轉(zhuǎn)子型線應(yīng)形成長(zhǎng)度較短的連續(xù)接觸轉(zhuǎn)子型線應(yīng)形成長(zhǎng)度較短的連續(xù)接觸線。線。3.3.轉(zhuǎn)子型線應(yīng)形成較小的泄漏三角形。轉(zhuǎn)子型線應(yīng)形成較小的泄漏三角形。4.4.轉(zhuǎn)子型線應(yīng)使齒間面積盡量大。轉(zhuǎn)子型線應(yīng)使齒間面積盡量大。 瑞典瑞典AtlasAtlas公司提公司提出，在圓弧擺線所出，在圓弧擺線所組成的非對(duì)稱單邊組成的非對(duì)稱單邊型線的基礎(chǔ)上形成，型線的基礎(chǔ)上形成，齒數(shù)比齒數(shù)比4 4：6 6。 德國(guó)德國(guó)KaeserKaeser公公司創(chuàng)造，齒形司創(chuàng)造，齒形采用采用5 5：6 6的齒的齒數(shù)比。

8、數(shù)比。 德國(guó)德國(guó)GHHGHH公司提出公司提出的的CFCF齒形，齒數(shù)齒形，齒數(shù)比比5 5：6 6。7 . 05 . 01jRR齒高數(shù)齒高數(shù)系數(shù)越系數(shù)越大，則陰轉(zhuǎn)子大，則陰轉(zhuǎn)子的齒部越薄，的齒部越薄，齒的剛度下降齒的剛度下降（1）扭轉(zhuǎn)角）扭轉(zhuǎn)角表示轉(zhuǎn)子上的一個(gè)齒在轉(zhuǎn)子兩端端平面上表示轉(zhuǎn)子上的一個(gè)齒在轉(zhuǎn)子兩端端平面上投影的夾角投影的夾角22扭轉(zhuǎn)角扭轉(zhuǎn)角接觸線接觸線泄漏量泄漏量 型面軸向力型面軸向力扭轉(zhuǎn)角扭轉(zhuǎn)角 吸排氣孔口可以做吸排氣孔口可以做 大，以減小氣流損失大，以減小氣流損失（2 2）扭角系數(shù)）扭角系數(shù) 當(dāng)轉(zhuǎn)子的扭轉(zhuǎn)角大到某當(dāng)轉(zhuǎn)子的扭轉(zhuǎn)角大到某數(shù)值時(shí)，嚙數(shù)值時(shí)，嚙合兩轉(zhuǎn)子的某基元容積對(duì)，在吸氣端

9、與吸合兩轉(zhuǎn)子的某基元容積對(duì)，在吸氣端與吸氣孔口隔斷時(shí)，其齒在排氣端并末完全脫氣孔口隔斷時(shí)，其齒在排氣端并末完全脫離，致使轉(zhuǎn)子的齒間容積不能完全充氣。離，致使轉(zhuǎn)子的齒間容積不能完全充氣?？紤]這一因素對(duì)壓縮機(jī)輸氣量的影響，用考慮這一因素對(duì)壓縮機(jī)輸氣量的影響，用 扭角系數(shù)扭角系數(shù)C C 表征。設(shè)陽轉(zhuǎn)子齒槽實(shí)際充氣表征。設(shè)陽轉(zhuǎn)子齒槽實(shí)際充氣容積為容積為 理論充氣容積理論充氣容積 則則010101010101011pppppppVVVVVVVC01pV01pV01pV01pV01pV3、長(zhǎng)徑比和圓周速度、長(zhǎng)徑比和圓周速度 （1 1）長(zhǎng)徑比）長(zhǎng)徑比5 . 110DL輸氣量不變時(shí)：輸氣量不變時(shí)： DD0 0

10、不平衡軸向力不平衡軸向力； DD0 0轉(zhuǎn)子強(qiáng)度和剛度轉(zhuǎn)子強(qiáng)度和剛度 吸排氣孔口氣流流動(dòng)損失吸排氣孔口氣流流動(dòng)損失 容積效率容積效率（2 2）圓周速度）圓周速度一、輸氣量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)一、輸氣量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)1 1、滑閥調(diào)節(jié)、滑閥調(diào)節(jié)二、內(nèi)容積比調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)二、內(nèi)容積比調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)1 1、開啟式螺桿機(jī)的缺點(diǎn)、開啟式螺桿機(jī)的缺點(diǎn) 需用軸封封住制冷劑和油的泄需用軸封封住制冷劑和油的泄 漏通道；漏通道； 電動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇氣流噪音大；電動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇氣流噪音大； 需要配置單獨(dú)的油分離器、油需要配置單獨(dú)的油分離器、油 冷卻器等復(fù)雜的油系統(tǒng)部件。冷卻器等復(fù)雜的油系統(tǒng)部件。2 2、開啟式螺機(jī)發(fā)展趨勢(shì)和研究成果、開啟式螺機(jī)發(fā)展趨勢(shì)和研

11、究成果 普遍采用內(nèi)容積比調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)普遍采用內(nèi)容積比調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 采用單機(jī)兩級(jí)壓縮采用單機(jī)兩級(jí)壓縮開啟式螺機(jī)的小型化開啟式螺機(jī)的小型化齒形改進(jìn)齒形改進(jìn)優(yōu)化供油量和油質(zhì)優(yōu)化供油量和油質(zhì)采用滾動(dòng)軸承和無油泵系統(tǒng)采用滾動(dòng)軸承和無油泵系統(tǒng)采用水冷式電動(dòng)機(jī)采用水冷式電動(dòng)機(jī)采用經(jīng)濟(jì)器系統(tǒng)（節(jié)能效果顯著，采用經(jīng)濟(jì)器系統(tǒng)（節(jié)能效果顯著，制冷量增加制冷量增加1434%，而功率僅，而功率僅增加增加813%）。）。絕大多數(shù)的封閉式螺桿制冷壓縮機(jī)為半封絕大多數(shù)的封閉式螺桿制冷壓縮機(jī)為半封閉式，僅有少數(shù)廠家生產(chǎn)全封閉式，但兩閉式，僅有少數(shù)廠家生產(chǎn)全封閉式，但兩者的內(nèi)部結(jié)構(gòu)幾乎完全相同。者的內(nèi)部結(jié)構(gòu)幾乎完全相同。在封閉式螺桿制冷

12、壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)中，都采在封閉式螺桿制冷壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)中，都采用第三代轉(zhuǎn)子型線，陰陽轉(zhuǎn)子的齒數(shù)比多用第三代轉(zhuǎn)子型線，陰陽轉(zhuǎn)子的齒數(shù)比多用用6 6、5 5齒，齒，7 7、5 5齒，齒，6 6、4 4齒，也有少數(shù)采齒，也有少數(shù)采用用8 8、6 6齒和齒和5 5、4 4齒；齒；在軸承方面，均采用滾動(dòng)軸承；在軸承方面，均采用滾動(dòng)軸承；在調(diào)節(jié)方面，采用滑閥調(diào)節(jié)或柱塞調(diào)節(jié)。在調(diào)節(jié)方面，采用滑閥調(diào)節(jié)或柱塞調(diào)節(jié)。二、油系統(tǒng)部件二、油系統(tǒng)部件1、油分離器油分離器工作原理工作原理利用油滴與制冷劑蒸氣密度的不同，利用油滴與制冷劑蒸氣密度的不同，使混合氣體流經(jīng)直徑較大的油分離使混合氣體流經(jīng)直徑較大的油分離器時(shí)，利用突然擴(kuò)大

13、通道面積使流器時(shí)，利用突然擴(kuò)大通道面積使流速降低，同時(shí)改變流動(dòng)方向及其他速降低，同時(shí)改變流動(dòng)方向及其他分油措施來實(shí)現(xiàn)分油。分油措施來實(shí)現(xiàn)分油。2、油冷卻器、油冷卻器 噴入螺桿機(jī)的油溫推薦值：氨機(jī)：2555，氟機(jī)：2545。 壓縮機(jī)排出的高溫高壓氨蒸氣經(jīng)冷凝器冷凝后變壓縮機(jī)排出的高溫高壓氨蒸氣經(jīng)冷凝器冷凝后變成液體，首先進(jìn)入虹吸罐，在虹吸罐的液面達(dá)到成液體，首先進(jìn)入虹吸罐，在虹吸罐的液面達(dá)到溢流口時(shí)，液體經(jīng)溢流口進(jìn)入儲(chǔ)液器而向蒸發(fā)器溢流口時(shí)，液體經(jīng)溢流口進(jìn)入儲(chǔ)液器而向蒸發(fā)器供液。在油冷卻器中吸收潤(rùn)滑油的熱量后蒸發(fā)變供液。在油冷卻器中吸收潤(rùn)滑油的熱量后蒸發(fā)變成氣體，經(jīng)回氣口回到虹吸罐，氣體所攜帶的

14、液成氣體，經(jīng)回氣口回到虹吸罐，氣體所攜帶的液體在虹吸罐中得到分離。體在虹吸罐中得到分離。3、止逆閥、止逆閥吸氣止逆閥的作用是防止停機(jī)后吸氣止逆閥的作用是防止停機(jī)后,由于氣體倒流造成制冷劑在吸入管由于氣體倒流造成制冷劑在吸入管路內(nèi)凝結(jié)。路內(nèi)凝結(jié)。排氣止逆閥是防止停機(jī)后，高壓氣排氣止逆閥是防止停機(jī)后，高壓氣體由冷凝器倒流入機(jī)體內(nèi)，使轉(zhuǎn)子體由冷凝器倒流入機(jī)體內(nèi)，使轉(zhuǎn)子倒轉(zhuǎn)。倒轉(zhuǎn)。經(jīng)濟(jì)器制冷循環(huán)系統(tǒng)又稱為中間補(bǔ)氣循經(jīng)濟(jì)器制冷循環(huán)系統(tǒng)又稱為中間補(bǔ)氣循環(huán)系統(tǒng)。在壓縮機(jī)吸氣結(jié)束后的某一位環(huán)系統(tǒng)。在壓縮機(jī)吸氣結(jié)束后的某一位置，在機(jī)體上增開一個(gè)補(bǔ)氣口，吸入來置，在機(jī)體上增開一個(gè)補(bǔ)氣口，吸入來自經(jīng)濟(jì)器的制冷工質(zhì)蒸汽，使進(jìn)入蒸發(fā)自經(jīng)濟(jì)器的制冷工質(zhì)蒸汽，使進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷工質(zhì)液體具有更低的溫度，從器的制冷工質(zhì)液體具有更低的溫度，從而顯著增大機(jī)組的制冷量。而顯著增大機(jī)組的制冷量。 經(jīng)濟(jì)器制冷循環(huán)系統(tǒng)有閃發(fā)式和換熱器經(jīng)濟(jì)器制冷循環(huán)系統(tǒng)有閃發(fā)式和換熱器式兩種。式兩種。閃發(fā)式制冷循環(huán)系統(tǒng)閃發(fā)式制冷循環(huán)系統(tǒng)1、螺桿機(jī)噪聲的形成 主要有吸氣、壓縮和排氣過程中的空氣動(dòng)力噪聲，即吸排氣流動(dòng)噪聲，氣體泄漏噪聲，當(dāng)壓縮終了壓力不等于排氣管內(nèi)壓力時(shí)產(chǎn)生氣體回流和膨脹的噴射