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1、 1.1 螺杆式压缩机的结构阴转子 阳转子 1HITACHI Screw CompressorR-22, R-134a, and R-407C refrigerants日立螺杆式压缩机2 螺杆式压缩机的工作原理 依靠啮合运动着的 一对阴阳转子，借助 它们的齿、齿槽与机 壳内壁所构成的呈 “V”字形的一对齿间 容积呈周期性大小变 化，来完成制冷剂气 体吸入压缩排出 的工作过程。 3 螺杆压缩机的工作过程4 1.2 螺杆压缩机的特点1）工作于中型制冷量范围内，易损件少， 有利于实现操作自动化，可靠性和效率较 高； 2）加工精度高，价格较高，噪声大； 3）部分负荷的效率较高，无活塞式的液击 和离心式
2、的喘振现象； 4）采用喷油方式，需要喷入大量油而必须 配置相应的辅助设备。5 2.1 主要零部件 1） 机壳一般为剖分 式，它由机 体（气缸体 ）、吸气端 座、排气端 座及两端端 盖组成，材 料通常采用 灰铸铁。 62） 转子 转子是螺杆式制冷压缩 机的主要部件，常采用 整体式结构，将螺杆与 轴做成一体。 转子的毛坯常为锻件，一般多 采用中碳钢 ，有特殊要求时也有 用40Cr等合金材料。73） 轴承与油压平衡活塞 螺杆式制冷压缩机属 高速重载。为了保证 阴、阳转子的精确定 位及平衡轴向力和径 向力，必须选用高精 度、高速、重载的轴 承和相应的平衡机构 ，确保转子可靠运行 。高压供油产生与轴向力
3、 相反的压力，使轴向力 得以平衡。 84） 轴封 轴封处应供以高于压缩机内部压力的润滑油，以保 证在密封面上形成稳定的油膜。 95）输气量调节滑阀与喷油结构 滑阀调节原理通过改变转子的有效 工作长度，来达到输 气量调节的目的。 喷油：吸收气体压缩过程中产生的 热量，降低排气温度，还可以起 密封和润滑作用。 10 2.2 基本参数 1）转子的齿形 齿形的基本要求：较好的气密性 接触线长度尽量短较大的面积利用系数气体沿转子外圆与机体内 壁间的A方向泄漏 气体沿 转子端面与端盖间的B方向 泄漏 气体沿转子接触线 的C方向泄漏 11泄漏三角形形成：高压基元容积内气体向较低压力基 元容积泄漏，其泄漏面形
4、状接近空间 曲边三角形，称为泄漏三角形，又称 轴向泄漏。 转子的齿形应具有较小 的泄漏三角形，理论上 越小越好。 122）几种典型齿形 瑞典Atlas copco公司 德国Kaeser压缩机公司 13德国GHH公司 日本神户的齿形 瑞典斯达尔（Stals）齿形 143）圆周速度和转速 喷油螺杆式压缩机最佳圆周速度选择在2535m/s左右 喷油螺杆式压缩机若采用不对称齿形时，主动转子转速范围为 7304400r/min，小直径的转子可以选用较高的转速 。 4）公称直径、长径比 确定螺杆直径系列化的原则是：在最佳圆周速度的范围内，以尽 可能少的螺杆直径规格来满足尽可能广泛的输气量范围。一般值在11
5、.5之间，我国产品有两种长径比，即=1.0和=1.5 15 3.1 输气量的计算 理论输气量 （3-1） （3-5） 实际输气量（3-6） 输气系数 16 3.2 影响输气系数的主要因素 1）泄漏 2）吸气压力损失 3）预热损失上述三种损失的大小，与压缩机的尺寸、 结构、转速、制冷工质的种类、气缸喷油量 和油温，机体加工制造的精度、磨损程度及 运行工况等因素有关。 17 3.3 输气量调节 1）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。18输气量和滑阀位置的关系曲线 调节过程中，功率与
6、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。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。19滑阀调节机构的组成 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 。202）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 21 3.4 内容积比调节 调节原因：为了减少额外功耗，需进行内容积比调节，使压缩终了的压力等于 排气腔内的压力以适应螺杆式制冷压缩机
7、在不同工况下的高效运行。 德国寇尔托马塔（ Kiihlautomat）公司 几种内容积比调节机构 22日立制作 所MYCOM 中V系列机器 瑞典Stals- mini-S20型 23 4.1 开启螺杆式压缩机的结构 24开启式单机双级螺杆压缩机 25开启式压缩机的优点 （1）压缩机与电动机相分离，使压缩机的适用范围更广。（2）同一台压缩机，可以适应不同制冷剂，除了采用卤代烃制冷剂外，通过更改部分零件的材质，还可采用氨作制冷剂。 （3）可根据不同的制冷剂和使用工况条件，配用不同容量的电动机。发展趋势和研究成果 （1）普遍采用内容积比调节机构；（2）采用单机双级压缩；（3）开启螺杆式压缩机的小型化
8、。26 4.2 半封闭螺杆式压缩机 特点： （1）压缩机的阴阳 转子都采用6:5或7:5齿数 （2）油分离器与主机做成一体 （3）内置电动机靠制冷剂气体冷却 （4）压差供油 （5）无油冷却系统27喷射液体制冷剂以降低排气温度1排气温度传感器 2温控喷液阀 3 视镜 4电磁阀 5喷油入口采用原因：当风冷及热泵机组使用工况较恶劣，在高的冷凝压力和低的蒸发压力时，排气和润滑油温度或内置电动机温度会过高，造成保护装置动作，压缩机 停机，为了保证压缩机能在工作界限范围内运行，可采用喷射液体制冷剂进 行冷却降温。 28采用移动滑阀旁通吸入气体的方法 进行输气量无级或 有级调节。 带输气量调节的压缩机29
9、4.3 全封闭螺杆式压缩机 输气量调节由微机控 制滑阀移动来实现 输气量调节不设滑阀， 采用电动机变频调节 30 5.1 螺杆式压缩机机组1） 开 启螺杆式 制冷压缩 机组的系 统图 312）几种油分离器 a)卧式油分离器 b)立式油分离器 c)二次油分离器 323）多级油分离器与油冷却器 4）油过滤器液压泵和油压调节阀油加热器、油压保护 开关和油温保护33 5.2 带经济器的螺杆压缩机系统 当单级螺杆式制冷压缩机按双级制冷 循环工作，为达到节能的效果，应增设 中间容器5，称为经济器 。a)一级节流制冷系统 b)二级节流制冷系统34 5.3 喷液螺杆压缩机系统 压缩过程中用喷射制冷剂液体代替喷
10、油，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。喷液不能完全代 替喷油，因为油有 一定粘度，密封效 果好，所以，目前 常用的是将制冷剂 液体和油混合后喷 射进去。 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35 6.1 单螺杆式压缩机 转子星轮36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37单螺杆式压缩机动画模拟38 6.2 结构参数 1）转子齿槽数和星轮齿数 转子的齿槽数取决于所要求的内容积
11、比，槽数越多，则其齿间面积 就越小，齿槽长度与齿间面积之比增大，提高了内容积比，但转子基元 容积会缩小。星轮齿片数与转子齿槽数相比互为质数。2）星轮齿形 3）星轮直径D2与转子直径D1之比D 394）中心距B5）星轮齿片齿宽b和转子齿尖宽c 6）啮合角40 6.3 输气量和内容积比调节 a)满负荷 b)部分负荷 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 411）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 6.4 单螺杆压缩机及机组的结构特点 省去了液压泵和油冷却器，装置结构更为紧凑简单。42 7.1 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7.2 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。 43
