【正文】 摩擦環(huán)式軸封，這種軸封由活動環(huán)(摩擦環(huán)）、固定環(huán)、彈簧及彈簧座、壓圈和兩個“０”形耐油橡膠圈所組成，如圖5—7所示?；顒迎h(huán)槽內嵌一橡膠密封圈并與活動環(huán)一同套裝在軸上，在彈簧力和壓圈的作用下，活動環(huán)與橡膠圈一同被壓緊在軸上且使活動環(huán)緊貼在固定環(huán)上。工作時彈簧座與彈簧、軸上橡膠密封圈及活動環(huán)隨同曲軸一起轉動，固定環(huán)及其上的橡膠圈則固定不動。故工作時活動環(huán)和固定環(huán)作相對運動，緊貼的摩擦面起防止制冷劑往外泄漏的密封作用，軸上橡膠圈用來密封軸與活動環(huán)之間的間隙，固定環(huán)上的耐油橡膠密封圈起防止軸封室內潤滑油外泄的作用。圖5—8 卸載機構構造原理６、能量調節(jié)裝置：在制冷系統中，隨著冷間熱負荷的變化，其耗冷量亦有變化，因此壓縮機的制冷量亦應作必要的調整。壓縮機制冷量的調節(jié)是由能量調節(jié)裝置來實現的，所謂壓縮機的能量調節(jié)裝置實際上就是排氣量調節(jié)裝置。它的作用有二，一是實現壓縮機的空載啟動或在較小負荷狀態(tài)下啟動，二是調節(jié)壓縮機的制冷量。壓縮機排氣量的調節(jié)方法有：１176。頂開部分汽缸的吸氣閥片；２176。改變壓縮機的轉速；３176。用旁通閥使部分缸的排氣旁通回吸氣腔，這種方法用于順流式壓縮機；４176。改變附加余隙容積的大小。頂開汽缸吸氣閥片的調節(jié)方法是一種廣泛應用的調節(jié)方法，國產系列活塞式制冷壓縮機，均采用頂開部分汽缸吸氣閥片的輸氣量調節(jié)裝置，如圖5—8所示。 頂開部分汽缸吸氣閥片的輸氣量調節(jié)裝置的原理很簡單，即用頂桿將部分汽缸的吸氣閥片頂起，使之常開，使活塞在壓縮過程中，壓力不能升高，吸入蒸汽又通過吸氣閥排回吸氣側，故該汽缸無排氣量，從而達到調節(jié)輸氣量的目的即能量調節(jié)。 頂開吸氣閥片能量調節(jié)裝置可分為執(zhí)行機構、傳動機構和油分配機構三部分，主要由油分配閥、油缸、油活塞、拉桿、轉動環(huán)、頂桿和彈簧等部件組成。拉桿上有兩個凸圓，分別嵌在兩個汽缸套外部的轉動環(huán)中。若不向油缸中供油，由于油活塞左側彈簧的作用，油活塞處于油缸的右端位置，汽缸套外部的頂桿都是處在轉動環(huán)斜槽的最高位置，將吸汽閥片頂開，于是該汽缸卸載(圖5—8a)。當壓力油經油分配閥向油缸供油時，因油壓的作用，克服彈簧力使油活塞及拉桿向左移動，并通過拉桿上的凸圓使轉動環(huán)轉動一定角度，相應地使頂桿在頂桿彈簧作用放下而下滑到斜槽的最低處(圖5—8b)，這時吸汽閥片在重力和彈簧力作用下降落在閥座上并可以自由啟閉，則該汽缸處于工作狀態(tài)。 壓縮機起動時，由于機器尚未轉動，油壓為零，因而全部汽缸的吸汽閥片都被頂桿頂開，汽缸不起壓縮作用，從而實現了空載啟動。 我國系列活塞式制冷壓縮機，以兩個汽缸為一組，即每一個油活塞和拉桿控制兩個汽缸。8AS—、1/1/和1五個擋位，也就是說可以根據制冷量的需要，使制冷量按0、25％、50％、75％及100％來進行調節(jié)。利用卸載裝置來調節(jié)壓縮機的制冷量，比采用溫度控制器和低壓繼電器來控制壓縮機的停、開要好得多。特別是大功率的電動機，停開過于頻繁是電源所不允許的。167。53 離心式制冷壓縮機一、離心式制冷壓縮機的構造與工作原理 　　離心式制冷壓縮機的構造和工作原理與離心式鼓風機極為相似。但它的工作原理與活塞式壓縮機有根本的區(qū)別，它不是利用汽缸容積減小的方式來提高汽體的壓力，而是依靠動能的變化來提高汽體壓力。離心式壓縮機具有帶葉片的工作輪，當工作輪轉動時，葉片就帶動汽體運動或者使汽體得到動能，然后使部分動能轉化為壓力能從而提高汽體的壓力。這種壓縮機由于它工作時不斷地將制冷劑蒸汽吸入，又不斷地沿半徑方向被甩出去，所以稱這種型式的壓縮機為離心式壓縮機。其中根據壓縮機中安裝的工作輪數量的多少，分為單級式和多級式。如果只有一個工作輪，就稱為單級離心式壓縮機，如果軸 軸封 工作輪 擴壓器 蝸殼 工作輪葉片 擴壓器葉片 圖5—9 單級離心式制冷壓縮機是由幾個工作輪串聯而組成，就稱為多級離心式壓縮機。在空調中，由于壓力增高較少，所以一般都是采用單級，其它方面所用的離心式制冷壓縮機大都是多級的。單級離心式制冷壓縮機的構造主要由工作輪、擴壓器和蝸殼等所組成，如圖5—9所示。 壓縮機工作時制冷劑蒸汽由吸汽口軸向進入吸汽室，并在吸汽室的導流作用引導由蒸發(fā)器(或中間冷卻器)來的制冷劑蒸汽均勻地進入高速旋轉的工作輪3(工作輪也稱葉輪，它是離心式制冷壓縮機的重要部件，因為只有通過工作輪才能將能量傳給汽體)。汽體在葉片作用下，一邊跟著工作輪作高速旋轉，一邊由于受離心力的作用，在葉片槽道中作擴壓流動，從而使汽體的壓力和速度都得到提高。由工作輪出來的汽體再進入截面積逐漸擴大的擴壓器4(因為汽體從工作輪流出時具有較高的流速，擴壓器便把動能部分地轉化為壓力能，從而提高汽體的壓力)。汽體流過擴壓器時速度減小，而壓力則進一步提高。經擴壓器后汽體匯集到蝸殼中，再經排氣口引導至中間冷卻器或冷凝器中。 二、離心式制冷壓縮機的特點與特性 離心式制冷壓縮機與活塞式制冷壓縮機相比較，具有下列優(yōu)點： (1)單機制冷量大，在制冷量相同時它的體積小，占地面積少，重量較活塞式輕5～8倍。 (2)由于它沒有汽閥活塞環(huán)等易損部件，又沒有曲柄連桿機構，因而工作可靠、運轉平穩(wěn)、噪音小、操作簡單、維護費用低。 (3)工作輪和機殼之間沒有摩擦，無需潤滑。故制冷劑蒸汽與潤滑油不接觸，從而提高了蒸發(fā)器和冷凝器的傳熱性能。 (4)能經濟方便的調節(jié)制冷量且調節(jié)的范圍較大。 (5)對制冷劑的適應性差，一臺結構一定的離心式制冷壓縮機只能適應一種制冷劑。 (6)由于適宜采用分子量比較大的制冷劑，故只適用于大制冷量，一般都在25～30萬大卡／時以上。如制冷量太少，則要求流量小，流道窄，從而使流動阻力大，效率低。但近年來經過不斷改進，用于空調的離心式制冷壓縮機，單機制冷量可以小到10萬大卡／時左右。量與冷凝溫度、蒸發(fā)溫度的關系。由物理學可知，回轉體的動量矩的變化等于外力矩，則 T=m(C2UR2C1UR1)兩邊都乘以角速度ω，得 Tω=m(C2UωR2C1UωR1)也就是說主軸上的外加功率N為： N=m(U2C2UU1C1U) 上式兩邊同除以m則得葉輪給予單位質量制冷劑蒸汽的功即葉輪的理論能量頭。離心式制冷壓縮機的特性是指理論能量頭與流量之間變化關系，也可以表示成制冷 W=U2C2UU1C1U≈U2C2U （因為進口C1U≈0）又C2U=U2C2rctgβ C2r=Vυ1/(A2υ2) 故有W= U22(1Vυ1ctgβ)A2υ2U2 式中：V—葉輪吸入蒸汽的容積流量（m3/s） υ1υ2 ——分別為葉輪入口和出口處的蒸汽比容（m3/kg） AU2—葉輪外緣出口面積(m2)與圓周速度(m/s) β—葉片安裝角 由上式可見，理論能量頭W與壓縮機結構、轉速、冷凝溫度、蒸發(fā)溫度及葉輪吸入蒸汽容積流量有關。對于結構一定、轉速一定的壓縮機來說，UAβ皆為常量，則理論能量頭W僅與流量V、蒸發(fā)溫度、冷凝溫度有關。 按照離心式制冷壓縮機的特性，宜采用分子量比較大的制冷劑，目前離心式制冷機所用的制冷劑有F—1F—1F—2F—113和F—114等。我國目前在空調用離心式壓縮機中應用得最廣泛的是F—11和F—12，且通常是在蒸發(fā)溫度不太低和大制冷量的情況下，選用離心式制冷壓縮機。此外，在石油化學工業(yè)中離心式的制冷壓縮機則采用丙烯、乙烯作為制冷劑，只有制冷量特別大的離心式壓縮機才用氨作為制冷劑。三、離心式制冷壓縮機的調節(jié)離心式制冷壓縮機和其它制冷設備共同構成一個能量供給與消耗的統一系統。制冷機組在運行時，只有當通過壓縮機的制冷劑的流量與通過設備的流量相等時，以及壓縮機所產生的能量頭與制冷設備的阻力相適應時，制冷系統的工況才能保持穩(wěn)定。但是制冷機的負荷總是隨外界條件與用戶對冷量的使用情況而變化的，因此為了適應用戶對冷負荷變化的需要和安全經濟運行，就需要根據外界的變化對制冷機組進行調節(jié)，離心式制冷機組制冷量的調節(jié)有：1176。改變壓縮機的轉速；2176。采用可轉動的進口導葉；3176。改變冷凝器的進水量；4176。進汽節(jié)流等幾種方式，其中最常用的是轉動進口導葉調節(jié)和進汽節(jié)流兩種調節(jié)方法。所謂轉動進口導葉調節(jié)，就是轉動壓縮機進口處的導流葉片以使進入到葉輪去的汽體產生旋繞，從而使工作輪加給汽體的動能發(fā)生變化來調節(jié)制冷量。所謂進汽節(jié)流調節(jié)，就是在壓縮機前的進汽管道上安裝一個調節(jié)閥，如要改變壓縮機的工況時，就調節(jié)閥門的大小，通過節(jié)流使壓縮機進口的壓力降低，從而實現調節(jié)制冷量。離心式壓縮機制冷量的調節(jié)最經濟有效的方法就是改變進口導葉角度，以改變蒸汽進入葉輪的速度方向(C1U)和流量V。但流量V必須控制在穩(wěn)定工作范圍內，以免效率下降。167。54 螺桿式制冷壓縮機螺桿式制冷壓縮機和活塞式制冷壓縮機在汽體壓縮方式上相同，都屬于容積型壓縮機，也就是說它們都是靠容積的變化而使氣體壓縮的。不同點是這兩種壓縮機實現工作容積變化的方式不同。螺桿式制冷壓縮機是利用置于機體內的兩個具有螺旋狀齒槽的螺桿相嚙合旋轉及其與機體內壁和吸、排氣端座內壁的配合，造成齒間容積的變化，從而完成氣體的吸入、壓縮及排出過程。螺桿式壓縮機可分為無油式和噴油式兩種。無油螺桿壓縮機本世紀30年代問世時主要用于壓縮空氣，50年代才用于制冷裝置中。60年代出現了氣缸內噴油的螺桿式制冷壓縮機，性能得到提高。近年來，隨著齒形和其他結構的不斷改進，性能又有了很大提高。再加上螺桿式壓縮機無余隙容積，效率高，無吸、排氣閥裝置等易損件。因此，目前螺桿式制冷壓縮機已成為一種先進的制冷壓縮機，特別是噴油式螺桿壓縮機已是制冷壓縮機中主要機種之一，得到了廣泛的應用。螺桿式壓縮機是一種高速回轉的容積式壓縮機，通過工作容積縮小進行氣體壓縮，除了兩個高速回轉的螺桿轉子外，沒有其它運動部件，具有回轉式壓縮機（如離心式壓縮機）和往復式壓縮機（如活塞式壓縮機）各自的優(yōu)點，如體積小、重量輕、運轉平穩(wěn)、易損件少、效率高、單級壓比大、能量無級調節(jié)等，在壓縮機行業(yè)得到迅速發(fā)展及應用。由于螺桿制冷壓縮機單級有較大的壓縮比及寬廣的容量范圍，故適用于高、中、低溫各種工況，特別在低溫工況及變工況情況下仍有較高的效率，這一優(yōu)點是其它機型（如吸收式、離心式等）不具備的。因此，螺桿式制冷壓縮機被廣泛用于空調、冷凍、化工、水利等各個工業(yè)領域，是制冷領域特別是工業(yè)制冷領域的最佳機型。由于螺桿制冷壓縮機屬于容積式壓縮機，適用于NH3（氨）、R22（氟利昂22）等各種制冷工質，不需要對機器結構作任何改變，所以一般認為螺桿式制冷壓縮機不存在困擾制冷界的CFCS工質替代問題。我國的螺桿式壓縮機最早由合肥通用所組織國內有關廠家共同開發(fā)研制，于1974年下達聯合設計任務書，4～5個行業(yè)廠家同時研制，最后只有武冷廠一家在研制，1978年，武冷廠成功地運行了國產第一臺螺桿式壓縮機KA20C（現型號LG20A），并于1979年率先通過部級鑒定，八十年代初投入批量生產，開始了我國螺桿式壓縮機的生產。 一、螺桿式制冷壓縮機的總體構造與工件原理吸氣(a)螺桿式制冷壓縮機結構簡圖 (b) 螺桿式制冷壓縮機結構立體圖 1．吸汽端座 2．機體 3．螺桿 4．排氣端座 5．能量調節(jié)閥 圖5—10 螺桿式制冷壓縮機4螺桿式制冷壓縮機主要由機殼、轉子、軸承、軸封、平衡活塞及能量調節(jié)裝置等組成，如圖5—10所示。 下面介紹我國具有代表性的螺桿式制冷壓縮機，以武漢新世界制冷工業(yè)有限公司產品為例。螺桿Ⅰ型制冷壓縮機螺桿I型壓縮機垂直剖面圖 螺桿I型壓縮機水平剖面圖 螺桿Ⅰ型系列制冷壓縮機是我國最早開發(fā)并廣泛使用的第一代螺桿式制冷壓縮機，具有八十年代螺桿式制冷壓縮機的典型結構，一對轉子裝入由吸氣端座、機體、排氣端座組成的機殼中，通過特殊的吸排氣通道和轉子的嚙合回轉而完成吸氣、壓縮、排氣三個過程，轉子下部的滑閥裝置除完成能量調節(jié)功能外，還保證壓縮機空載起動。主軸承采用滑動軸承，裝在吸、排氣端座上，必須用一個較大的油泵進行強制而充分地潤滑，同時，也對轉子主軸頸表面硬度提出了較高的要求。內容積比可調節(jié)機構屬于武新制冷公司國際首創(chuàng)，它克服了內外壓力不等時的等容壓縮或等容膨脹損失功，可使壓縮機運行在最省功狀態(tài)，它最先應用在LG20和LG16螺桿式制冷壓縮機上。，內容積比不能調節(jié)，為適應不同工況（不同壓力比）而配備了３種不同的內容積比滑閥，供用戶訂貨時選用一種，當外壓比變化時內壓力不能同步變化而增加了壓縮機的功耗。目前、國內的開啟式用于制冷螺桿壓縮機生產廠家主要有3家：武冷、大冷、煙冷，大冷、煙冷供應市場仍為Ⅰ型壓縮機，武冷已基本不生產Ⅰ型壓縮機。 螺桿III(II)型制冷壓縮機螺桿III(II)型壓縮機垂直剖面圖螺桿III(II)型壓縮機水平剖面圖1. 油活塞 2. 吸氣過濾網 3. 滑閥 4. 聯軸器 5. 陽轉子 6. 機體7. 平衡活塞 8. 能量測定裝置 9. 陰轉子螺桿II型制冷壓縮機是武新制冷公司瞄準國外先進水平在1994年開始研制開發(fā)、1996年全部完成系列化的第二代開啟式螺桿制冷壓縮機，嚴格地說，II型制冷壓縮機是一個過渡產品，主要針對Ⅰ型壓縮機上的很多缺陷作了重大改進而沒有改變螺桿的核心－型線，主要原因是武新制冷公司想走一個比較穩(wěn)健的產品開發(fā)之路。螺桿II型制冷壓縮機在結構上采用了多項先進技術：軸向定位及徑向支撐全部采用高質量進口滾動軸承，轉子精確定位，軸頸無磨損，額定壽命40000h。由于軸承精確定位使得轉子裝配間隙減小，實測其容積效率高于I型機，相同工況下的制冷量比螺桿I型壓縮機高出2～3%；采用最新結構的機械密封，確保使用壽命；潤滑系統在機器運轉時由高低壓壓差供油，一個小油泵僅在開機前提供預潤滑油，油泵故障率極低；能量調節(jié)滑閥及