螺杆压缩机的认识

③瑞典Stalsmini-S20型
第6章 螺杆式制冷压缩机
第七节 润滑系统
油温：p126 油压：p127
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？
第六节 螺杆压缩机的输气量调节机 构
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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
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 SUCTION OPENING 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 RECIRCULATION SLOT DISCHARGE 排气孔口 OPENING
SLIDE VALVE
图6-13上边一行： 滑阀前缘部位开有径向排气孔口
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
螺杆有效长度
螺杆有效长度
输气量和滑阀位置的关系曲线
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（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
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
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。
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。
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？
适用于小型、紧凑型螺杆压缩机
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。
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，
• 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
螺杆式制冷压缩机组的构成
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。
部分负荷时，机器效率会比较低
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。
a)满负荷
b)部分负荷
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。
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
• （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。
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
滑閥控制法2
再循環口
塞柱在孔中移動
滑閥調節冷量但不 控制排气口位置
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
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
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。
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。
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。
几种内容积比调节机构
①德国寇尔托马塔 （Kiihlautomat）公司
பைடு நூலகம்
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
②日立制作 所MYCOM 中V系列机器
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
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
• 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；
3.
带经济器的螺杆式制冷压缩机组
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
• 2.空调用螺杆机组 • 另讲
• 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。
带经济器的螺杆式制冷压缩机系统
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
• 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
排气
吸气
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
单螺杆式压缩机动画模拟
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
• 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？
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-SeaCon BV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 201000kW。
调节过程
图6-17a
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 。
另一种油活塞控制结构
压缩弹簧
增载电磁阀 减载电磁阀 排气端 油活塞 滑阀 吸气端
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。
• 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） 转子
星轮
• 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 • 转子齿槽范围4—8，
星轮
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。
– 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