螺桿式制冷機

1、陸教授工作原理工作原理 螺桿式壓縮機的工作螺桿式壓縮機的工作是依靠嚙合運動著的一個是依靠嚙合運動著的一個陽轉(zhuǎn)子與一個陰轉(zhuǎn)子，并陽轉(zhuǎn)子與一個陰轉(zhuǎn)子，并借助于包圍這對轉(zhuǎn)子四周借助于包圍這對轉(zhuǎn)子四周的機殼內(nèi)壁的空間完成的。的機殼內(nèi)壁的空間完成的。 當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)子的齒、齒槽與機殼當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)子的齒、齒槽與機殼內(nèi)壁所構(gòu)成的呈內(nèi)壁所構(gòu)成的呈“V”字形的一對齒間容積字形的一對齒間容積(基元容積）其大小會發(fā)生周期性的變化，同基元容積）其大小會發(fā)生周期性的變化，同時它還會沿著轉(zhuǎn)子的軸向由吸氣口側(cè)向排氣時它還會沿著轉(zhuǎn)子的軸向由吸氣口側(cè)向排氣口側(cè)移動，將制冷劑氣體吸入并壓縮至一定口側(cè)移動，將制冷劑氣體吸入并

2、壓縮至一定的壓力后排出。的壓力后排出。吸氣、壓縮和排氣三個過程，吸氣、壓縮和排氣三個過程，如此循環(huán)不息。如此循環(huán)不息。 螺桿機的工作循環(huán)可分為吸氣、壓縮螺桿機的工作循環(huán)可分為吸氣、壓縮和排氣三個過程。隨著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，每對相和排氣三個過程。隨著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，每對相互嚙合的齒相繼完成相同的工作循環(huán)；互嚙合的齒相繼完成相同的工作循環(huán)； 為簡單起見，只須研究其中的一對為簡單起見，只須研究其中的一對齒即可。齒即可。吸氣過程吸氣過程壓縮過程壓縮過程排氣過程排氣過程VsVsVd1.1.動力平衡性好。螺桿機無不平衡慣性力，動力平衡性好。螺桿機無不平衡慣性力，機器可平穩(wěn)地高速工作，可實現(xiàn)無基礎(chǔ)運機器可平穩(wěn)地高速工作，

3、可實現(xiàn)無基礎(chǔ)運轉(zhuǎn)，特別適合用作移動式壓縮機。轉(zhuǎn)，特別適合用作移動式壓縮機。 2.2.可靠性高。螺桿機零部件少，無氣閥可靠性高。螺桿機零部件少，無氣閥和其它密封件，沒有易損件，因而它運和其它密封件，沒有易損件，因而它運轉(zhuǎn)可靠，壽命長，易于實現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制。轉(zhuǎn)可靠，壽命長，易于實現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制。3.3.調(diào)節(jié)性能好。螺桿機可在多方調(diào)節(jié)性能好。螺桿機可在多方面順應(yīng)工況的要求。調(diào)節(jié)措施有：面順應(yīng)工況的要求。調(diào)節(jié)措施有：變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，吸氣節(jié)流調(diào)節(jié)，旁變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，吸氣節(jié)流調(diào)節(jié)，旁通調(diào)節(jié)和間歇運行等。通調(diào)節(jié)和間歇運行等。 4.4.抗液擊性能好。螺桿機的轉(zhuǎn)子抗液擊性能好。螺桿機的轉(zhuǎn)子齒面間實際留有間隙，可壓送氣齒面間

4、實際留有間隙，可壓送氣液兩相混合物。液兩相混合物。 3.3.噪聲大。噪聲大。1.1.造價高。螺桿機的轉(zhuǎn)子齒面是空造價高。螺桿機的轉(zhuǎn)子齒面是空間曲面，需利用特制刀具，在價格昂間曲面，需利用特制刀具，在價格昂貴的專用設(shè)備上加工。另外，對螺桿貴的專用設(shè)備上加工。另外，對螺桿機氣缸的加工精度也有較高要求；機氣缸的加工精度也有較高要求；2.不能用于高壓場合，排氣壓力一般不能用于高壓場合，排氣壓力一般不超過不超過4.5MPa；基本概念基本概念轉(zhuǎn)子型面的空間接觸，表現(xiàn)在端平面上就是型轉(zhuǎn)子型面的空間接觸，表現(xiàn)在端平面上就是型線接觸，兩型線的接觸點被稱為嚙合點。線接觸，兩型線的接觸點被稱為嚙合點。 22222l

5、MOvm11111lMOvm122121lvlvmmKMO2bMaKPO2MPO1MOKOPOPO1212MOKOvvmm2221POPOMOMOMOKO12122221一個好齒形，除須滿足嚙合原理外，一個好齒形，除須滿足嚙合原理外，還需滿足以下幾條基本原則：還需滿足以下幾條基本原則：具有充分大的齒間容積；基元容積的具有充分大的齒間容積；基元容積的氣密性好，各種效率高；轉(zhuǎn)子具有穩(wěn)氣密性好，各種效率高；轉(zhuǎn)子具有穩(wěn)定的傳動特性，熱變形性能好以及足定的傳動特性，熱變形性能好以及足夠的強度、剛度和良好的加工工藝性夠的強度、剛度和良好的加工工藝性能。能。2002011DaazCn式中式中 z1陽轉(zhuǎn)子齒數(shù)

6、；陽轉(zhuǎn)子齒數(shù)；a01、a02陰、陽轉(zhuǎn)子齒間面積；陰、陽轉(zhuǎn)子齒間面積；D0轉(zhuǎn)子的公稱直徑。轉(zhuǎn)子的公稱直徑。 螺桿機轉(zhuǎn)子接觸線的頂點，通常不螺桿機轉(zhuǎn)子接觸線的頂點，通常不能達(dá)到陰陽轉(zhuǎn)子氣缸孔的交線，在能達(dá)到陰陽轉(zhuǎn)子氣缸孔的交線，在接觸線頂點和機殼的轉(zhuǎn)子氣缸孔之接觸線頂點和機殼的轉(zhuǎn)子氣缸孔之間，會形成一個空間曲邊三角形間，會形成一個空間曲邊三角形 。第一代對稱圓弧型線第一代對稱圓弧型線 原始對稱圓弧型線組成齒曲線第二代不對稱圓弧型線第二代不對稱圓弧型線1.1.轉(zhuǎn)子型線應(yīng)滿足嚙合要求。螺桿機的轉(zhuǎn)子型線應(yīng)滿足嚙合要求。螺桿機的陰陽轉(zhuǎn)子型線必須是滿足嚙合定律的共陰陽轉(zhuǎn)子型線必須是滿足嚙合定律的共軛型線，即

7、不論在任何位置，經(jīng)過型線軛型線，即不論在任何位置，經(jīng)過型線接觸點的公法線必須通過節(jié)點。接觸點的公法線必須通過節(jié)點。 2.2.轉(zhuǎn)子型線應(yīng)形成長度較短的連續(xù)接觸轉(zhuǎn)子型線應(yīng)形成長度較短的連續(xù)接觸線。線。3.3.轉(zhuǎn)子型線應(yīng)形成較小的泄漏三角形。轉(zhuǎn)子型線應(yīng)形成較小的泄漏三角形。4.4.轉(zhuǎn)子型線應(yīng)使齒間面積盡量大。轉(zhuǎn)子型線應(yīng)使齒間面積盡量大。 瑞典瑞典AtlasAtlas公司提公司提出，在圓弧擺線所出，在圓弧擺線所組成的非對稱單邊組成的非對稱單邊型線的基礎(chǔ)上形成，型線的基礎(chǔ)上形成，齒數(shù)比齒數(shù)比4 4：6 6。 德國德國KaeserKaeser公公司創(chuàng)造，齒形司創(chuàng)造，齒形采用采用5 5：6 6的齒的齒數(shù)比。

8、數(shù)比。 德國德國GHHGHH公司提出公司提出的的CFCF齒形，齒數(shù)齒形，齒數(shù)比比5 5：6 6。7 . 05 . 01jRR齒高數(shù)齒高數(shù)系數(shù)越系數(shù)越大，則陰轉(zhuǎn)子大，則陰轉(zhuǎn)子的齒部越薄，的齒部越薄，齒的剛度下降齒的剛度下降（1）扭轉(zhuǎn)角）扭轉(zhuǎn)角表示轉(zhuǎn)子上的一個齒在轉(zhuǎn)子兩端端平面上表示轉(zhuǎn)子上的一個齒在轉(zhuǎn)子兩端端平面上投影的夾角投影的夾角22扭轉(zhuǎn)角扭轉(zhuǎn)角接觸線接觸線泄漏量泄漏量 型面軸向力型面軸向力扭轉(zhuǎn)角扭轉(zhuǎn)角 吸排氣孔口可以做吸排氣孔口可以做 大，以減小氣流損失大，以減小氣流損失（2 2）扭角系數(shù)）扭角系數(shù) 當(dāng)轉(zhuǎn)子的扭轉(zhuǎn)角大到某當(dāng)轉(zhuǎn)子的扭轉(zhuǎn)角大到某數(shù)值時，嚙數(shù)值時，嚙合兩轉(zhuǎn)子的某基元容積對，在吸氣端

9、與吸合兩轉(zhuǎn)子的某基元容積對，在吸氣端與吸氣孔口隔斷時，其齒在排氣端并末完全脫氣孔口隔斷時，其齒在排氣端并末完全脫離，致使轉(zhuǎn)子的齒間容積不能完全充氣。離，致使轉(zhuǎn)子的齒間容積不能完全充氣?？紤]這一因素對壓縮機輸氣量的影響，用考慮這一因素對壓縮機輸氣量的影響，用 扭角系數(shù)扭角系數(shù)C C 表征。設(shè)陽轉(zhuǎn)子齒槽實際充氣表征。設(shè)陽轉(zhuǎn)子齒槽實際充氣容積為容積為 理論充氣容積理論充氣容積 則則010101010101011pppppppVVVVVVVC01pV01pV01pV01pV01pV3、長徑比和圓周速度、長徑比和圓周速度 （1 1）長徑比）長徑比5 . 110DL輸氣量不變時：輸氣量不變時： DD0 0

10、不平衡軸向力不平衡軸向力； DD0 0轉(zhuǎn)子強度和剛度轉(zhuǎn)子強度和剛度 吸排氣孔口氣流流動損失吸排氣孔口氣流流動損失 容積效率容積效率（2 2）圓周速度）圓周速度一、輸氣量調(diào)節(jié)機構(gòu)一、輸氣量調(diào)節(jié)機構(gòu)1 1、滑閥調(diào)節(jié)、滑閥調(diào)節(jié)二、內(nèi)容積比調(diào)節(jié)機構(gòu)二、內(nèi)容積比調(diào)節(jié)機構(gòu)1 1、開啟式螺桿機的缺點、開啟式螺桿機的缺點 需用軸封封住制冷劑和油的泄需用軸封封住制冷劑和油的泄 漏通道；漏通道； 電動機冷卻風(fēng)扇氣流噪音大；電動機冷卻風(fēng)扇氣流噪音大； 需要配置單獨的油分離器、油需要配置單獨的油分離器、油 冷卻器等復(fù)雜的油系統(tǒng)部件。冷卻器等復(fù)雜的油系統(tǒng)部件。2 2、開啟式螺機發(fā)展趨勢和研究成果、開啟式螺機發(fā)展趨勢和研

11、究成果 普遍采用內(nèi)容積比調(diào)節(jié)機構(gòu)普遍采用內(nèi)容積比調(diào)節(jié)機構(gòu) 采用單機兩級壓縮采用單機兩級壓縮開啟式螺機的小型化開啟式螺機的小型化齒形改進齒形改進優(yōu)化供油量和油質(zhì)優(yōu)化供油量和油質(zhì)采用滾動軸承和無油泵系統(tǒng)采用滾動軸承和無油泵系統(tǒng)采用水冷式電動機采用水冷式電動機采用經(jīng)濟器系統(tǒng)（節(jié)能效果顯著，采用經(jīng)濟器系統(tǒng)（節(jié)能效果顯著，制冷量增加制冷量增加1434%，而功率僅，而功率僅增加增加813%）。）。絕大多數(shù)的封閉式螺桿制冷壓縮機為半封絕大多數(shù)的封閉式螺桿制冷壓縮機為半封閉式，僅有少數(shù)廠家生產(chǎn)全封閉式，但兩閉式，僅有少數(shù)廠家生產(chǎn)全封閉式，但兩者的內(nèi)部結(jié)構(gòu)幾乎完全相同。者的內(nèi)部結(jié)構(gòu)幾乎完全相同。在封閉式螺桿制冷

12、壓縮機的設(shè)計中，都采在封閉式螺桿制冷壓縮機的設(shè)計中，都采用第三代轉(zhuǎn)子型線，陰陽轉(zhuǎn)子的齒數(shù)比多用第三代轉(zhuǎn)子型線，陰陽轉(zhuǎn)子的齒數(shù)比多用用6 6、5 5齒，齒，7 7、5 5齒，齒，6 6、4 4齒，也有少數(shù)采齒，也有少數(shù)采用用8 8、6 6齒和齒和5 5、4 4齒；齒；在軸承方面，均采用滾動軸承；在軸承方面，均采用滾動軸承；在調(diào)節(jié)方面，采用滑閥調(diào)節(jié)或柱塞調(diào)節(jié)。在調(diào)節(jié)方面，采用滑閥調(diào)節(jié)或柱塞調(diào)節(jié)。二、油系統(tǒng)部件二、油系統(tǒng)部件1、油分離器油分離器工作原理工作原理利用油滴與制冷劑蒸氣密度的不同，利用油滴與制冷劑蒸氣密度的不同，使混合氣體流經(jīng)直徑較大的油分離使混合氣體流經(jīng)直徑較大的油分離器時，利用突然擴大

13、通道面積使流器時，利用突然擴大通道面積使流速降低，同時改變流動方向及其他速降低，同時改變流動方向及其他分油措施來實現(xiàn)分油。分油措施來實現(xiàn)分油。2、油冷卻器、油冷卻器 噴入螺桿機的油溫推薦值：氨機：2555，氟機：2545。 壓縮機排出的高溫高壓氨蒸氣經(jīng)冷凝器冷凝后變壓縮機排出的高溫高壓氨蒸氣經(jīng)冷凝器冷凝后變成液體，首先進入虹吸罐，在虹吸罐的液面達(dá)到成液體，首先進入虹吸罐，在虹吸罐的液面達(dá)到溢流口時，液體經(jīng)溢流口進入儲液器而向蒸發(fā)器溢流口時，液體經(jīng)溢流口進入儲液器而向蒸發(fā)器供液。在油冷卻器中吸收潤滑油的熱量后蒸發(fā)變供液。在油冷卻器中吸收潤滑油的熱量后蒸發(fā)變成氣體，經(jīng)回氣口回到虹吸罐，氣體所攜帶的

14、液成氣體，經(jīng)回氣口回到虹吸罐，氣體所攜帶的液體在虹吸罐中得到分離。體在虹吸罐中得到分離。3、止逆閥、止逆閥吸氣止逆閥的作用是防止停機后吸氣止逆閥的作用是防止停機后,由于氣體倒流造成制冷劑在吸入管由于氣體倒流造成制冷劑在吸入管路內(nèi)凝結(jié)。路內(nèi)凝結(jié)。排氣止逆閥是防止停機后，高壓氣排氣止逆閥是防止停機后，高壓氣體由冷凝器倒流入機體內(nèi)，使轉(zhuǎn)子體由冷凝器倒流入機體內(nèi)，使轉(zhuǎn)子倒轉(zhuǎn)。倒轉(zhuǎn)。經(jīng)濟器制冷循環(huán)系統(tǒng)又稱為中間補氣循經(jīng)濟器制冷循環(huán)系統(tǒng)又稱為中間補氣循環(huán)系統(tǒng)。在壓縮機吸氣結(jié)束后的某一位環(huán)系統(tǒng)。在壓縮機吸氣結(jié)束后的某一位置，在機體上增開一個補氣口，吸入來置，在機體上增開一個補氣口，吸入來自經(jīng)濟器的制冷工質(zhì)蒸汽，使進入蒸發(fā)自經(jīng)濟器的制冷工質(zhì)蒸汽，使進入蒸發(fā)器的制冷工質(zhì)液體具有更低的溫度，從器的制冷工質(zhì)液體具有更低的溫度，從而顯著增大機組的制冷量。而顯著增大機組的制冷量。 經(jīng)濟器制冷循環(huán)系統(tǒng)有閃發(fā)式和換熱器經(jīng)濟器制冷循環(huán)系統(tǒng)有閃發(fā)式和換熱器式兩種。式兩種。閃發(fā)式制冷循環(huán)系統(tǒng)閃發(fā)式制冷循環(huán)系統(tǒng)1、螺桿機噪聲的形成 主要有吸氣、壓縮和排氣過程中的空氣動力噪聲，即吸排氣流動噪聲，氣體泄漏噪聲，當(dāng)壓縮終了壓力不等于排氣管內(nèi)壓力時產(chǎn)生氣體回流和膨脹的噴射