恒溫恒濕試驗(yàn)箱螺桿式制冷壓縮機(jī)主要由機(jī)殼、轉(zhuǎn)子、軸承、軸封、平衡活塞及能量調(diào)節(jié)裝置等組成,如圖5—10所示。下面介紹我國具有代表性的螺桿式制冷壓縮機(jī),以武漢新世界制冷工業(yè)有限公司產(chǎn)品為例。
1、螺桿Ⅰ型制冷壓縮機(jī)
螺桿I型壓縮機(jī)垂直剖面圖 螺桿I型壓縮機(jī)水平剖面圖
1.能量指示 2.滑閥 3.聯(lián)軸器4.陽轉(zhuǎn)子5.機(jī)體6.平衡活塞7.陰轉(zhuǎn)子
螺桿Ⅰ型系列制冷壓縮機(jī)是我國較早開發(fā)并廣泛使用的代螺桿式制冷壓縮機(jī),具有八十年代螺桿式制冷壓縮機(jī)的典型結(jié)構(gòu),一對轉(zhuǎn)子裝入由吸氣端座、機(jī)體、排氣端座組成的機(jī)殼中,通過特殊的吸排氣通道和轉(zhuǎn)子的嚙合回轉(zhuǎn)而完成吸氣、壓縮、排氣三個(gè)過程,轉(zhuǎn)子下部的滑閥裝置除完成能量調(diào)節(jié)功能外,還保證壓縮機(jī)空載起動(dòng)。
主軸承采用滑動(dòng)軸承,裝在吸、排氣端座上,必須用一個(gè)較大的油泵進(jìn)行強(qiáng)制而充分地潤滑,同時(shí),也對轉(zhuǎn)子主軸頸表面硬度提出了較高的要求。
內(nèi)容積比可調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)屬于制冷公司國際首創(chuàng),它克服了內(nèi)外壓力不等時(shí)的等容壓縮或等容膨脹損失功,可使壓縮機(jī)運(yùn)行在較省功狀態(tài),它應(yīng)用在LG20和LG16螺桿式制冷壓縮機(jī)上。
LG12.5和LG25螺桿式制冷壓縮機(jī)是固定排氣口,內(nèi)容積比不能調(diào)節(jié),為適應(yīng)不同工況(不同壓力比)而配備了3種不同的內(nèi)容積比滑閥,供用戶訂貨時(shí)選用一種,當(dāng)外壓比變化時(shí)內(nèi)壓力不能同步變化而增加了壓縮機(jī)的功耗。
目前、國內(nèi)的開啟式用于制冷螺桿壓縮機(jī)生產(chǎn)廠家主要有3家:武冷、大冷、煙冷,大冷、煙冷供應(yīng)市場仍為Ⅰ型壓縮機(jī),武冷已基本不生產(chǎn)Ⅰ型壓縮機(jī)。
2、螺桿III(II)型制冷壓縮機(jī)
螺桿III(II)型壓縮機(jī)垂直剖面圖
螺桿III(II)型壓縮機(jī)水平剖面圖
1.油活塞2.吸氣過濾網(wǎng)3.滑閥4.聯(lián)軸器5.陽轉(zhuǎn)子
6.機(jī)體7.平衡活塞8.能量測定裝置9.陰轉(zhuǎn)子
螺桿II型制冷壓縮機(jī)是制冷公司瞄準(zhǔn)國外先進(jìn)水平在1994年開始研制開發(fā)、1996年全部完成系列化的第二代開啟式螺桿制冷壓縮機(jī),嚴(yán)格地說,II型制冷壓縮機(jī)是一個(gè)過渡產(chǎn)品,主要針對Ⅰ型壓縮機(jī)上的很多缺陷作了重大改進(jìn)而沒有改變螺桿的核心-型線,主要原因是制冷公司想走一個(gè)比較穩(wěn)健的產(chǎn)品開發(fā)之路。
螺桿II型制冷壓縮機(jī)在結(jié)構(gòu)上采用了多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù):
軸向定位及徑向支撐全部采用高質(zhì)量進(jìn)口滾動(dòng)軸承,轉(zhuǎn)子定位,軸頸無磨損,額定壽命40000h。由于軸承定位使得轉(zhuǎn)子裝配間隙減小,實(shí)測其容積效率高于I型機(jī),相同工況下的制冷量比螺桿I型壓縮機(jī)高出2~3%;采用結(jié)構(gòu)的機(jī)械密封,密封壓力可達(dá)2.5MPa,確保使用壽命;潤滑系統(tǒng)在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)由高低壓壓差供油,一個(gè)小油泵僅在開機(jī)前提供預(yù)潤滑油,油泵故障率極低;能量調(diào)節(jié)滑閥及內(nèi)容積比調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)均由微機(jī)自動(dòng)控制,保證壓縮機(jī)在高、中、低溫各種工況下均運(yùn)行在效率點(diǎn),運(yùn)行更經(jīng)濟(jì),便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。內(nèi)容積比可調(diào)在國外已普遍被采用,在國內(nèi)僅我公司采用此項(xiàng)新技術(shù);吸氣過濾器布置在機(jī)體內(nèi),吸排氣截止閥和吸排氣止逆閥合二為一,成為結(jié)構(gòu)的止回式截止閥。這一切使機(jī)器的結(jié)構(gòu)更緊湊,外形更美觀。
上述新技術(shù)使整個(gè)壓縮機(jī)的技術(shù)水平得到了提升,使制冷公司的產(chǎn)品邁上了一個(gè)新臺(tái)階。為了快速趕上國外先進(jìn)水平,制冷公司在Ⅱ型壓縮機(jī)已推向市場并已被市場接受的情況下,于1997年開始研制Ⅲ型螺桿式壓縮機(jī),Ⅲ型螺桿式壓縮機(jī)是在Ⅱ型壓縮機(jī)的基礎(chǔ)上著重改變了兩項(xiàng)內(nèi)容,它采用了制冷公司與西安交通大學(xué)合作開發(fā)的具有國際先進(jìn)水平的第三代螺桿轉(zhuǎn)子型線,使壓縮機(jī)的效率提高了5~8%;第二它改變了傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子長徑比設(shè)計(jì),開發(fā)了短導(dǎo)程及特長導(dǎo)程壓縮機(jī),由Ⅱ型壓縮機(jī)只有LG16Ⅱ、LG20Ⅱ、LG25Ⅱ三種變?yōu)棰笮蛪嚎s機(jī)有LG16ⅢD、LG16Ⅲ、LG20ⅢD、LG20Ⅲ、LG20ⅢT、LG25ⅢD、LG25Ⅲ、LG25ⅢT、LG31.5Ⅲ、LG31.5ⅢT十種,可以方便客戶選型。
還值得一提的是,制冷公司在螺桿III型壓縮機(jī)的研制、開發(fā)過程中,全部采用專用軟件進(jìn)行各種型線參數(shù)、熱力性能計(jì)算、動(dòng)力分析、幾何特性計(jì)算、受力計(jì)算、工作過程模擬、刀具刃形計(jì)算,使壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)、開發(fā)能力與水平也同時(shí)達(dá)到了世界先進(jìn)水平。
機(jī)殼:—般為剖分式,由機(jī)體、吸氣端座及排氣端座等三部分用螺栓連接組成。機(jī)體內(nèi)腔橫斷面為雙圓相交的橫8字形,與置于其內(nèi)的兩個(gè)嚙合轉(zhuǎn)子的外圓柱面相適合。
轉(zhuǎn)子:一對互相嚙合的螺桿,其上具有特殊的螺旋齒形。其中凸齒形的稱為陽轉(zhuǎn)子,凹齒形的稱為陰轉(zhuǎn)子。陽轉(zhuǎn)子與陰轉(zhuǎn)子的齒數(shù)比,一般為4:6(大流量的壓縮機(jī)齒數(shù)比可為3:4,當(dāng)壓縮比高達(dá)20時(shí),齒數(shù)比可采用6:8)目前也有很多采用5:6、5:7齒數(shù)比。多數(shù)情況下,陽轉(zhuǎn)子與電動(dòng)機(jī)直接連接,稱為主動(dòng)轉(zhuǎn)子,陰轉(zhuǎn)子為從動(dòng)轉(zhuǎn)子,故陽轉(zhuǎn)子多為四頭右旋,陰轉(zhuǎn)子多為六頭左旋。為了使螺桿式制冷壓縮機(jī)系列化,零件標(biāo)準(zhǔn)化和通用化,我國確定的螺桿的公稱直徑系列有為100、125、160、200、250、315、355、510mm等8種,其長徑比分別有λ=1.14、1.5、1.65、1.94幾種,制冷公司產(chǎn)品將λ=1.14稱為短導(dǎo)程、λ=1.5稱為正常導(dǎo)程(因我國的國標(biāo)型線導(dǎo)程為1.5)、λ=1.94稱為特長導(dǎo)程。
軸承與軸封:螺桿式Ⅰ型制冷壓縮機(jī)的陰、陽轉(zhuǎn)子均由滑動(dòng)軸承(主軸承)和向心推力球軸承支承。主軸承用柱銷正確安裝固定在吸、排氣端座內(nèi),止推軸承在排氣側(cè)陽、陰轉(zhuǎn)子上各裝有兩只,以承受一定的軸內(nèi)力。Ⅲ(Ⅱ)制冷壓縮機(jī)全部采用進(jìn)口的滾動(dòng)軸承,他采用了四個(gè)圓柱滾動(dòng)軸承代替了Ⅰ型制冷壓縮機(jī)的滑動(dòng)軸承,采用四點(diǎn)角接觸球軸承代替向心推力球軸承。螺桿式制冷壓縮機(jī)的軸封也多采用彈簧式或波紋管式機(jī)械密封,安裝在主動(dòng)轉(zhuǎn)子靠聯(lián)軸器——端軸上。一般承壓為2.5MPa,國內(nèi)軸封生產(chǎn)廠家的有兩家,一家為英國克蘭公司在天津獨(dú)資企業(yè),另一家為民營的丹東克隆公司,制冷公司產(chǎn)品均采用上述兩家生產(chǎn)的軸封,可以保證壓縮機(jī)的長期運(yùn)行。
平衡活塞:由了結(jié)構(gòu)上的差異,因吸、排氣側(cè)之間的壓力差所引起的,作用在陽轉(zhuǎn)子上的軸向合力,比作用在陰轉(zhuǎn)子上的軸向合力大得多。因此,陽轉(zhuǎn)子上除裝設(shè)止推軸承外,還增設(shè)油壓平衡活塞,以減輕陽轉(zhuǎn)子對滑動(dòng)軸承端面的負(fù)荷,減輕止推軸承所承受的軸向力。
能量調(diào)節(jié)裝置:由滑閥、油缸、油活塞、四通換向閥及油管路等組成?;钊b在氣缸壁下部兩圓交匯處,改變滑閥的位置,即可起調(diào)節(jié)制冷量的作用。
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