螺杆式制冷压缩机是一种压缩空气的容积型压缩机,以下将从其分类、工作原理、结构组成、特点及应用这几个维度展开介绍:
分类
按螺杆数量:可分为单螺杆压缩机和双螺杆压缩机。单螺杆压缩机由一个转子和两个星轮组成;双螺杆压缩机则是利用置于机体内的两个具有螺旋状齿槽的螺杆相啮合旋转来工作13。
按密封形式:可分为开启式、半封闭式、全封闭式。全封闭式螺杆压缩机机体采用高质量、低孔隙率的铸铁结构,热变形小,采用立式结构,占地面积小;半封闭式螺杆压缩机一般采用喷液冷却电机,电机工作温度低,寿命长;开启式螺杆压缩机的压缩机与电动机分离,使压缩机的适用范围更广2。
工作原理1
吸气过程:齿间基元容积随着转子旋转而逐渐扩大,并和吸入孔口连通,气体通过吸入孔口进入齿间基元容积,当转子旋转一定角度后,齿间基元容积越过吸入孔口位置与吸入孔口断开,吸气过程结束。
压缩过程:在压缩开始阶段,主动转子的齿间基元容积和从动转子的齿间基元容积彼此孤立地向前推进,称为传递过程。转子继续转过某一角度,主动转子的凸齿和从动转子的齿槽又构成一对新的 V 形基元容积,随着两转子的啮合运动,基元容积逐渐缩小,实现气体的压缩过程。
排气过程:由于转子旋转时基元容积不断缩小,将压缩后具有一定压力的气体送到排气腔,此过程一直延续到该容积最小时为止。随着转子的连续旋转,上述吸气、压缩、排气过程循环进行,各基元容积依次陆续工作,构成了螺杆式制冷压缩机的工作循环。
结构组成1
机壳:一般为剖分式,由机体、吸气端座及排气端座等三部分用螺栓连接组成。机体内腔横断面为双圆相交的横 8 字形,与置于其内的两个啮合转子的外圆柱面相适合。
转子:为一对互相啮合的螺杆,其上具有特殊的螺旋齿形。其中凸齿形的称为阳螺杆,凹齿形的称为阴螺杆。阳螺杆与阴螺杆的齿数比,一般为 4:6。多数情况下,阳螺杆为主动转子,与电动机直接连接,阴螺杆为从动转子。
轴承与轴封:螺杆式制冷压缩机的阴、阳螺杆均由滑动轴承和向心推力球轴承支承。轴封多采用摩擦环式机械密封器,安装在主动转子靠联轴器一端轴上。
平衡活塞:由于结构上的差异,吸、排气侧之间的压力差所引起的作用在阳螺杆上的轴向合力比作用在阴螺杆上的轴向合力大得多。因此,阳螺杆上除装设止推轴承外,还增设油压平衡活塞,以减轻阳螺杆对滑动轴承端面的负荷,减轻止推轴承所承受的轴向力。
能量调节装置:由滑阀、油缸、油活塞、四通电磁换向阀及油管路等组成。活塞装在气缸壁下部两圆交汇处,改变滑阀的位置,即可起调节制冷量的作用。
特点
优点:零部件少,没有如气阀、活塞环等易损件,运转可靠,寿命长,大修间隔期可达 4-8 万小时;动力平衡性能好,运转平稳,机座振动小,基础可做得较小;转速高,重量轻,体积小,占地面积小,排气脉动低;对制冷剂中含有大量的润滑油不敏感,能在大的压力差或压力比的工况下工作,排气温度低;具有良好的输气量调节性23。
缺点:全封闭式螺杆压缩机采用排气冷却,电机在排气口,容易导致电机线圈烧毁,且出现故障时不易及时排除;柱塞式半封闭螺杆压缩机通过齿轮传动增速,转速高,磨损大,可靠性差;开启式螺杆压缩机轴封易泄漏,配用的电动机高速旋转,气流噪声大,还需要配置单独的油分离器、油冷却器等复杂的油系统部件,机组体积庞大,使用维护不便2。
应用:广泛应用于冷冻、冷藏、空调和化工工艺等制冷装置上,如冷库、超市冷柜、空调系统、工业冷水机组等,以它为主机的螺杆式热泵还可用于采暖空调方面,有空气热源型、水热泵型、热回收型、冰蓄冷型等.