各类螺杆压缩机的认识PPT课件.ppt

第六节螺杆压缩机的输气量调节机构 一 滑阀能量调节原理二 滑阀能量调节机构三 内容积比调节机构 1 螺杆式制冷压缩机输气量调节的方法主要有吸入节流调节 转停调节 变频调节 滑阀调节 塞柱阀调节等 目前使用较多的为滑阀调节和塞柱阀调节 一 滑阀能量调节原理1 工作原理通过滑阀的移动 改变转子的有效工作长度 来达到输气量调节的目的 图6 13上边一行 滑阀前缘部位开有径向排气孔口 2 图6 13上边一行 滑阀前缘部位开有径向排气孔口 3 2 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 螺杆有效长度 螺杆有效长度 4 螺杆有效长度 螺杆有效长度 5 输气量和滑阀位置的关系曲线 滑阀固定端长度约占机体长度的20 这部分在吸气强范围内 螺杆式制冷压缩机的输气量调节范围一般为10 100 内的无级调节一般不要低于20 否则其震动会较大 6 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 部分负荷 特别是50 负荷以下运行时 经济性差 部分负荷时 机器效率会比较低 7 二 滑阀能量调节机构1 调节机构的组成输气量调节机构由三部分组成 第一部分包括滑阀 滑阀顶杆 油活塞 液压缸 压缩弹簧及端座 第二部分为输气量调节指示器 第三部分为油路及输气量调节控制阀 2 调节过程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的 滑阀同液压缸的活塞连成一体 由液压泵供油推动液压活塞来带动滑阀沿轴向左右移动 8 滑阀和内容积比调节滑阀控制法 再循環口 滑阀控制冷量及排气口位置 9 滑閥控制法2 塞柱在孔中移動 滑閥調節冷量但不控制排气口位置 再循環口 10 电磁换向阀由两组电磁阀构成 电磁阀a和b为一组 电磁阀c和d为另一组 每组的两个电磁阀通电时同时开启 断电时同时关闭 电磁换向阀组控制输气量调节滑阀的工作情况如下 增载 电磁阀a和b开启 c和d关闭 减载 电磁阀c和d开启 a和b关闭 负载不变化 电磁阀全部关闭 11 调节过程 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 图6 17a 12 另一种油活塞控制结构 压缩弹簧 13 补充 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 14 三 内容积比调节由于工况的改变 螺杆式制冷压缩机内压缩终了的压力pcyd往往同排气腔内的压力pdk不相等 造成等容压缩或等容膨胀的额外功耗 为此 就有必要进行内容积比调节来实现pcyd等于pdk 以适应螺杆式制冷压缩机在同工况下的高效运行 内容积比调节机构的目的 就是通过改变径向排气孔口的位置来改变内容积比 以适应不同的运行工况 我国螺杆式制冷压缩机系列的内容积比推荐值有2 6 3 6 5三种 以适应不同蒸发温度的要求 低温机采用 15 由分析可知 滑阀上开设大的径向排汽孔口时 获得小的内容积比 滑阀上开设小的径向排汽孔口时 获得大的内容积比 但是对于工况变化很大的机组 有必要实现内容比随工况变化进行无级自动调节 16 17 德国寇尔托马塔 Kiihlautomat 公司 几种内容积比调节机构 1 输气量调节滑阀2 弹簧3 内容积比调节滑阀4 7 油活塞5 6 8 进出油口 18 日立制作所MYCOM中V系列机器 瑞典Stals mini S20型 19 第七节润滑系统油温 p126油压 p127 第6章螺杆式制冷压缩机 20 第八节螺杆式压缩机总体结构和机组 一 压缩机的总体结构实例1 LG20型螺杆式制冷压缩机技术参数 制冷剂 R717 公称直径200 转子长度比1 5 主动转子额定转速2960rpm 标准冷量Qo581 5kw 电动机220kw 转子齿形 单边不对称摆线圆弧齿形 齿数比4 6 能量调节 滑阀 如何调节内容积比 21 2 ASL 76型单级双级螺杆式制冷压缩机技术参数 制冷剂 R717 公称直径低压级250 高压级200 电动机300kw 转子齿形 单边不对称摆线圆弧齿形 齿数比4 6 能量调节 滑阀 如何调节内容积比 22 3单螺杆式压缩机单螺杆压缩机是在20世纪50年代由法国辛麦恩 Zimmern 发明 并于1963年正式投产 由于具有结构简单 零部件少 重量轻 效率高 振动小和噪声低等优点 开始用于压缩空气 20世纪70年代中期 荷兰Grasso SeaConBV公司成功地把单螺杆式压缩机研制成型号为MSl0的制冷压缩机后 很快在中小型制冷空调和热泵装置上得到应用 目前单螺杆式压缩机有开启式和半封闭式两种 电动机匹配功率20 1000kW 23 组成 一个螺杆 两个或两个以上星轮分类 圆柱形C 平面形P 常用CP形 圆柱螺杆 平面星轮 24 结构 机壳 圆柱螺杆 平面星形轮 通常螺杆直径d1与星形轮直径d2比为1 中心距b 0 8d1 转子齿槽范围4 8 25 1 单螺杆压缩机的工作原理单螺杆压缩机是利用形似涡轮截面的星轮 与蜗杆转子 又称螺杆转子 相啮合 故又有蜗杆压缩机之称 单螺杆压缩机也属于容积型回转式压缩机 其开启式结构如图3 38所示 图中由螺杆转子1的齿间凹槽 星轮3缸内壁组成一独立的基元容积 犹如往复压缩机的气缸容积 转动的星轮齿片作为活塞 随着转子和星轮不断地移动 基元容积的大小发生周期性的变化 单螺杆压缩机没有吸 排气阀 其工作原理如图3 39所示 26 27 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 28 单螺杆式压缩机动画模拟 29 1 吸气过程 图a 螺杆齿槽在星轮齿尚未啮入前与吸气腔相通 处于吸气状态 当螺杆转到一定位置 星轮齿将螺杆齿槽封闭 吸气过程结束 30 2 压缩过程 图b 吸气过程结束后 螺杆继续旋转 随着星轮齿沿着螺杆齿槽推进 封闭的齿间容积不断减少 气体压力就不断高 直至齿槽内的气体与排气口刚要接通为止 气体压缩过程结束 31 3 排气过程 图c 当齿槽与排气口连通时 即开始排气 直至星轮全部扫过螺杆齿槽 槽内气体全部排出为止 32 单螺杆压缩机与双螺杆压缩机不同之处 是转子两侧对称配置的星轮 分别构成双工作腔 各自完成吸气 压缩和排气过程 所以单螺杆压缩机的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 1 输气量计算 2 机壳分剖分 整体式 剖分为水平剖分 内部结构图6 27 螺杆安装位置 33 3 螺杆 星轮啮合副星轮的机构 整体式 浮动式 弹性星轮整体式 一体材料浮动式 工程塑料 O型圈弹性星轮 星轮每个齿做成弹性镶嵌件 4 能量调节机构薄膜式 转动环式 滑阀式 34 2020 3 20 35 三 输气量和内容积比调节1 输气量调节单螺杆式制冷压缩机的输气量调节机构主要有转动环式和滑阀式两种 它们均可以在保持内压力比不变的条件下 实现输气量在25 l00 范围内的无级调节 在一定转速下 压缩机的输气量正比于星轮齿封闭时的最大基元容积 若能设法减少此基元容积值 就可以达到调节输气量的目 转动环式和滑阀式输气量调节 都是采用将基元容积中的部分工质回流到吸气腔的方法 来减少基元容积值 推迟压缩过程的起始位置 从而实现输气量的无级调节 36 1 转动环式调节机构转动环式输气量调节机构的结构原理如图所示 在压缩机排气端的气缸与螺杆间 设置一个与螺杆主轴同心 并可以绕此中心改变其周向位置的排气量调节圆环块 气缸上开有与吸气腔连通的回流通道 满负荷时图a 圆环块完全盖住回流通道 部分负荷时 图b 圆环块转至一定位置 最初星轮齿扫过的容积气体并未压缩 而是经回流通道流回吸气腔 37 a 满负荷b 部分负荷 38 2 滑阀式调节机构滑阀式输气量调节机构的结构原理如图所示 其工作原理与双螺杆压缩机相同 但具体结构却有较大差别 滑阀安置在具有半圆槽的气缸壁上 由两个星轮同时与螺杆齿槽形成压缩腔 故在螺杆两边就有相应的两个滑阀 图a表示输气量调节滑阀l在全负荷位置 图b表示输气量调节滑阀1由吸气端向排气端移动一定距离 使基元容积吸入的气体回流到吸气腔 减少输气量 这种滑阀调节机构比调节转动环简单可靠 而且调节上便于实现自动或半自动 39 内容积比调节同双螺杆式压缩机一样 由于单螺杆式压缩机无吸排气阀 在压缩终了时的压力不一定与排气管内的压力相等 所以要进行内容积比调节 单螺杆式压缩机内容积比调节原理如图所示 滑阀用以调节内容积比 图是滑阀2处于靠近吸气口位置 排气口较大 使基元容积较早地与排气口相通 因此内容积比变小 图是滑阀2移动至靠近排气口位置 排气口较小 这样推迟了基元容积和排气口相通的位置 内容积比较大 单螺杆压缩机输气量调节滑阀1与内容积比调节滑阀2可分开单独动作 实现了工况变化时压缩机一直在较高效率下运行 40 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 41 5 轴承和轴封单螺杆与双螺杆压缩机的一个主要差别是 单螺杆压缩机的螺杆与星形轮啮合副上的作用力很小 可以选用普通级别的轴承 42 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 43 二 螺杆式制冷压缩机组1 LG20螺杆式制冷压缩机组的构成生产厂多将压缩机 驱动电动机及上述辅助机构组装成机组的形式 称为螺杆式制冷压缩机组 压缩机组由压缩机 电动机 联轴器 油分离器 油冷却器 液压泵 油过滤器 吸气过滤器 控制台等组成 图6 32 44 45 46 47 48 49 螺杆式制冷压缩机组的构成 50 a 一级节流制冷系统b 二级节流制冷系统1 压缩机2 油分离器3 冷凝器4 贮液器5 经济器6 蒸发器7 8 节流阀9 油冷却器 3 带经济器的螺杆式制冷压缩机组 51 52 2 空调用螺杆机组另讲 53 3 带经济器的螺杆式制冷压缩机组螺杆式制冷压缩机虽具有单级压力比高的优点 但随着压力比的增大 泄漏损失急速地增加 因此 低温工况下运行时效率显著降低 为了扩大其使用范围 改善低温工况的性能 提高效率 可利用螺杆式制冷压缩机吸气 压缩 排气单向进行的特点 在机壳或端盖的适当位置开设补气口 使转子基元容积在压缩过程的某一转角范围 与补气口相通 使系统中增设的中间容器内的闪发性气体 通过补气口进入基元容积中 这样 单级螺杆式制冷压缩机按双级制冷循环工作 达到节能的效果 此增设的中间容器称为经济器 54 1 压缩机2 油分离器3 冷凝器4 储液器5 调节阀6 节流阀7 蒸发器 带经济器的螺杆式制冷压缩机系统 55 4 喷液螺杆式制冷压缩机组螺杆式压缩机喷液或喷油 是利用了它对湿行程不敏感 即不怕带液运行的优点而实施的 由于油的降温密封作用 在螺杆式压缩机运行中喷入大量的润滑油 提高了压缩机的性能 然而 对于油的处理上 却增加了油分离器和油冷却器等设备 使得机组笨重庞大 与螺杆式压缩机主机结构简单 体积小 质量轻极不相称 尤其是中小型封闭式压缩机 在压缩机压缩过程中用喷射制冷剂液体代替喷油 借此省去油冷却器 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 56 多机头并联机组在同一系统中采用多台螺杆式压缩机并联来代替单台机运行 在调节工况时 可以节省功率 特别是在较大输气量的系统中尤为有利 近几年多台主机并联运转系统取得很大发展 其适用冷量范围为240 1500kW 优点 其一是可以用较少的机型来满足不同输气量的需要 便于制造厂生产 降低成本 其二是使用时可以逐台启动主机 对电网冲击小 启动装置的要求低 其三是运转效率可以提高 当其中某一台主机出现故障时 可以单独维修而系统仍可以维持运转 57 安全保护装置一 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 二 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 58 59 60 61 62 63 64 65 66 1 简述螺杆式制冷压缩机的工作原理