【中國制冷網(wǎng)】1、與往復活塞式制冷壓縮機相比,螺桿式制冷壓縮機具有轉速高,重量輕,體積小,占地面積小以及排氣脈動(dòng)低等一系列優(yōu)點(diǎn)。
2、螺桿式制冷壓縮機沒(méi)有往復質(zhì)量慣性力,動(dòng)力平衡性能好,運轉平穩,機座振動(dòng)小,基礎可作得較小。
3、螺桿式制冷壓縮機結構簡(jiǎn)單,機件數量少,沒(méi)有像氣閥、活塞環(huán)等易損件,它的主要摩擦件如轉子、軸承等,強度和耐磨程度都比較高,而且潤滑條件良好,因而機加工量少,材料消耗低,運行周期長(cháng),使用比較可靠,維修簡(jiǎn)單,有利于實(shí)現操縱自動(dòng)化。
4、與速度式壓縮機相比,螺桿式壓縮機具有強制輸氣的特點(diǎn),即排氣量幾乎不受排氣壓力的影響,在小排氣量時(shí)不發(fā)生喘振現象,在寬廣的工況范圍內,仍可保持較高的效率。
5、采用了滑閥調節,可實(shí)現能量無(wú)級調節。
6、螺桿壓縮機對進(jìn)液不敏感,可以采用噴油冷卻,故在相同的壓力比下,排溫比活塞式低得多,因此單級壓力比高。
7、沒(méi)有余隙容積,因而容積效率高。
螺桿壓縮機的工作原理和結構:
1、吸氣過(guò)程:
螺桿式的進(jìn)氣側吸氣口,必須設計得使壓縮室可以充分吸氣,而螺桿式空壓機并無(wú)進(jìn)氣與排氣閥組,進(jìn)氣只靠一調節閥的開(kāi)啟、關(guān)閉調節,當轉子轉動(dòng)時(shí),主副轉子的齒溝空間在轉至進(jìn)氣端壁開(kāi)口時(shí),其空間最大,此時(shí)轉子的齒溝空間與進(jìn)氣口之自由空氣相通,因在排氣時(shí)齒溝之空氣被全數排出,排氣結束時(shí),齒溝乃處于真空狀態(tài),當轉到進(jìn)氣口時(shí),外界空氣即被吸入,沿軸向流入主副轉子的齒溝內。螺桿式空壓機維修提醒當空氣充滿(mǎn)整個(gè)齒溝時(shí),轉子之進(jìn)氣側端面轉離了機殼之進(jìn)氣口,在齒溝間的空氣即被封閉。
2、封閉及輸送過(guò)程:
主副兩轉子在吸氣結束時(shí),其主副轉子齒峰會(huì )與機殼閉封,此時(shí)空氣在齒溝內閉封不再外流,即[封閉過(guò)程]。兩轉子繼續轉動(dòng),其齒峰與齒溝在吸氣端吻合,吻合面逐漸向排氣端移動(dòng)。
3、壓縮及噴油過(guò)程:
在輸送過(guò)程中,嚙合面逐漸向排氣端移動(dòng),亦即嚙合面與排氣口間的齒溝間漸漸減小,齒溝內之氣體逐漸被壓縮,壓力提高,此即[壓縮過(guò)程]。而壓縮同時(shí)潤滑油亦因壓力差的作用而噴入壓縮室內與室氣混合。
4、排氣過(guò)程:
當螺桿空壓機維修中轉子的嚙合端面轉到與機殼排氣相通時(shí),(此時(shí)壓縮氣體之壓力最高)被壓縮之氣體開(kāi)始排出,直至齒峰與齒溝的嚙合面移至排氣端面,此時(shí)兩轉子嚙合面與機殼排氣口這齒溝空間為零,即完成(排氣過(guò)程),在此同時(shí)轉子嚙合面與機殼進(jìn)氣口之間的齒溝長(cháng)度又達到最長(cháng),其吸氣過(guò)程又在進(jìn)行。
一、全封閉式螺桿壓縮機:
機體采用高質(zhì)量、低孔隙率的鑄鐵結構,熱變形??;機體采用雙層壁結構,內含排氣通道,強度高,降噪效果好;機體內外受力基本平衡,無(wú)開(kāi)啟式、半封閉承受高壓的風(fēng)險;外殼為鋼質(zhì)結構,強度高,外形美觀(guān),重量較輕。采用立式結構,壓縮機占地面積小,有利于冷水機組多機頭布置;下軸承浸入油槽中,軸承潤滑良好;轉子軸向力較半封閉、開(kāi)啟式減少50%(排氣側電機軸的平衡作用);無(wú)臥式電機懸臂之風(fēng)險,可靠性高;避免螺桿轉子、滑閥、電機轉子自重對配合精度的影響,提高可靠性;裝配工藝性好。無(wú)油泵螺桿立式設計,使壓縮機運行或停機時(shí)不會(huì )出現缺油。下部軸承整體浸泡在油槽內,上部軸承采用壓差供油;對系統壓差要求較低,有緊急情況下,軸承潤滑保護功能,避免軸承缺油潤滑,有利于過(guò)渡季節機組的開(kāi)啟。
缺點(diǎn):采用排氣冷卻,電機在排氣口,容易導致電機線(xiàn)圈燒毀;此外,出現故障時(shí)不能及時(shí)排除。
二、半封閉式螺桿壓縮機
噴液冷卻電機,電機工作溫度低,壽命長(cháng);開(kāi)式壓縮機使用空氣冷卻電機,電機工作溫度較高,影響電機壽命,機房工作環(huán)境差;使用排氣冷卻電機,則電機工作溫度很高,電機壽命短。一般外置式油分體積較大,但效率很高;內置式油分與壓縮機結合在一起,體積小,因此效果也相對差。二級油分分油效果可達99.999%,在各種工況下都能保證壓縮機有良好的潤滑。
但柱塞式半封閉螺桿壓縮機通過(guò)齒輪傳動(dòng)增速,轉速高(約12000轉/分),磨損大,可靠性差。
三、開(kāi)啟式螺桿壓縮機
開(kāi)啟式機組的優(yōu)點(diǎn)是:
1)壓縮機與電動(dòng)機分離,使壓縮機的適用范圍更廣;
2)同一臺壓縮機,可以適用不同制冷劑,除了采用鹵代烴制冷劑外,通過(guò)更改部分零件的材質(zhì),還可采用氨作制冷劑;
3)可根據不同制冷劑和使用工況條件,配用不同容量的電動(dòng)機。
4)開(kāi)啟式也分為單螺桿和雙螺桿
單螺桿壓縮機由一個(gè)圓柱螺桿和兩個(gè)對稱(chēng)布置的平面星輪組成嚙合副,裝在機殼內。螺桿螺槽、機殼(氣缸)內壁和星輪齒構成封閉容積。動(dòng)力傳到螺桿軸上,由螺桿帶動(dòng)星輪旋轉。氣體(工質(zhì))由吸氣腔進(jìn)入螺槽內,經(jīng)壓縮后通過(guò)排氣孔口和排氣腔排出。星輪的作用相當于往復活塞壓縮機的活塞,當星輪齒在螺槽內相對運動(dòng)時(shí),封閉容積逐漸減小,氣體受到壓縮。
螺桿壓縮機工作原理及全封閉、半封閉、開(kāi)啟式比較
單螺桿壓縮機的螺桿具有6個(gè)螺槽,星輪有11個(gè)齒,相當于6個(gè)氣缸,兩個(gè)星輪同時(shí)與螺槽嚙合,因此,螺桿每旋轉一周相當于12個(gè)氣缸在工作。
眾所周知,螺桿壓縮機(包括雙螺桿和單螺桿兩種)在回轉壓縮機中所占比重最大。從國際市場(chǎng)來(lái)看,1963年到1983年這20年間,全世界螺桿壓縮機銷(xiāo)售量每年增長(cháng)率為30%。目前,日本、歐美等國在中等氣量的壓縮機中,雙螺桿壓縮機占80%。作為同樣工作范圍內的單螺桿壓縮機和雙螺桿壓縮機,相比較而言,雙螺桿以其加工工藝性好、可靠性高等特點(diǎn),在整個(gè)螺桿機市場(chǎng)上占到80%以上的份額,單螺桿壓縮機僅占不到20%。以下對兩種壓縮機作一簡(jiǎn)要比較。
1. 結構
單螺桿壓縮機的螺桿與星輪屬于一對球面蝸桿副,螺桿軸和星輪軸必須保持空間垂直;雙螺桿壓縮機的陰、陽(yáng)轉子相當于一對齒輪副,陰、陽(yáng)轉子軸保持平行位置。從結構上而言,單螺桿壓縮機螺桿與星輪之間的配合精度難以保證,故整機運行可靠性較雙螺桿為低。
2. 驅動(dòng)方式
兩種壓縮機均可與電機直聯(lián)或通過(guò)皮帶輪傳動(dòng),當雙螺桿壓縮機轉速較高時(shí),需要加增速齒輪。
3. 冷量調節方法
兩種壓縮機的氣量調節方法基本相同,均可以采用滑閥連續調節或柱塞有級調節。當采用滑閥調節時(shí),雙螺桿壓縮機需要一個(gè)滑閥,而單螺桿壓縮機則同時(shí)需要兩個(gè)滑閥,故結構上變得復雜,可靠性亦下降。
4.制造成本方面
單螺桿壓縮機:螺桿和星輪軸承可選用普通軸承,制造成本較低。
雙螺桿壓縮機:由于兩螺桿轉子負荷比較大,要求選用精度較高的軸承,制造成本較高。
5.可靠性
單螺桿壓縮機:?jiǎn)温輻U壓縮機的星輪是易損部件,除對星輪材料有較高要求外,星輪還需定期更換。
雙螺桿壓縮機:雙螺桿壓縮機中沒(méi)有易損件,無(wú)故障運行時(shí)間可達4~8萬(wàn)小時(shí)。
6. 裝配及維修
由于單螺桿壓縮機螺桿軸和星輪軸必須保持空間垂直,其軸向和徑向位置精度要求很高,故相對雙螺桿壓縮機其裝配和維修方便性降低。
開(kāi)啟式機組主要缺點(diǎn)有:
?。?)軸封易泄漏,這也是用戶(hù)經(jīng)常維護的對象;
?。?)配用的電動(dòng)機高速旋轉,氣流噪聲大,加上壓縮機本身噪聲也較大,影響環(huán)境;
?。?)需要配置單獨的油分離器、油冷卻器等復雜的油系統部件,機組體積龐大,使用維護不便。
四、三螺桿壓縮機
三轉子獨具的幾何構造決定了它比雙轉子設計的壓縮機泄漏率更低;三轉子螺桿壓縮機能極大程度地降低作用在軸承上的負載;軸承負載的降低使得排氣面積增大,從而提高效率;在任何負荷狀態(tài)下減少機組泄漏都很重要,尤其處在部分負荷狀態(tài)下運行時(shí),影響更是巨大。
負荷自我調節:當系統發(fā)生變化時(shí)傳感器迅速反應,控制器進(jìn)行相關(guān)計算,從而迅速正確地自我調節;自我調節不受執行器、導葉、電磁閥及滑閥的限制,能夠直接快速可靠地執行。
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