螺杆压缩机教材

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1、第三章第三章          回转式制冷压缩机 第一节第一节       概述回转式制冷压缩机是工作容积作旋转运动的容积式压缩机。气体压缩和压力变化是依靠容积变化来实现的，而容积的变化又是通过压缩机的一个或几个转子在气缸里作旋转运动来达到的。与往复式压缩机不同的是，其容积在周期性地扩大和缩小的同时，空间位置也在不断变化。只要在气缸上合理地配置吸气和排气孔口，就可以实现吸气、压缩和排气等基本工作过程。就气体压力提高的原理而言，回转式制冷压缩机与往复式制冷压缩机相同，都属于容积式压缩机，即都是通过工作容积的变化而使气体压力变化。就主要机件(转

2、子)的运动形式而言，又与速度式压缩机相同，所以回转式制冷压缩机同时兼有上述两类机器的特点。由于回转式制冷压缩机没有往复运动机构，所以结构简单，体积小、重量轻、零部件少(特别是易损件少)，可靠性高。它运转时力矩变化小，动力平衡性好，转速高，振动小，输气脉动小，同时操作简便，易于实现自动化。回转式制冷压缩机的型式和结构类型较多，故有多种分类法。通常都按其结构元件的特征来区分和命名。目前广为使用的有螺杆式制冷压缩机、滚动转子式制冷压缩机和涡旋式制冷压缩机等，它们在各种冷冻、冷藏及空调装置中得到了日益广泛的应用。其中，制冷量在1.1kW以下时，滚动

3、转子式制冷压缩机效率较好；制冷量在1~15kW范围内，涡旋式制冷压缩机效率最高；制冷量大于15kW时，螺杆式制冷压缩机效率最好。因此，回转式制冷压缩机的应用，已进入活塞式制冷压缩机的世袭领地。但是，回转式制冷压缩机也有它的缺点，主要是它的运动机件表面多呈曲面形状，这些曲面的加工及检测均较复杂，有的还需使用专用设备。其次是回转式制冷压缩机运动机件之间或运动机件与固定机件之间，常需保持一定的运动间隙，气体通过间隙势必引起泄漏，这就限制了回转式制冷压缩机达到较大的压力比，同时，为了不降低回转式制冷压缩机的效率，又必须控制运动间隙尽可能小，势必造成

4、加工和装配精度较高。另外，由于转速高以及工作容积与吸、排气孔口周期性地通断，使螺杆式制冷压缩机噪声较高，故常需采用减噪消声措施。螺杆式压缩机又分为双螺杆和单螺杆压缩机。通常为简化起见，也称双螺杆压缩机为螺杆式压缩机。单螺杆压缩机，又称蜗杆压缩机，它由一根螺杆和两个星轮组成。它在很多方面与双螺杆压缩机类似，而且具有更加理想的力平衡性，故在国内外得到了较快的发展，不过目前在制冷方面使用还不广泛。 第二节螺杆式制冷压缩机工作原理及特点一、工作原理螺杆式(即双螺杆)制冷压缩机具有一对互相啮合、相反旋向的螺旋形齿的转子。其齿面凸起的转子称为阳转子，齿

5、面凹下的转子称为阴转子。转子的齿相当于活塞，转子的齿槽、机体的内壁面和两端端盖等共同构成的工作容积，相当于气缸。机体的两端设有成对角线布置的吸、排气孔口。随着转子在机体内的旋转运动，使工作容积由于齿的侵入或脱开而不断发生变化，从而周期性地改变转子每对齿槽间的容积，来达到吸气、压缩和排气的目的。互相啮合的转子，在每个运动周期内，分别有若干个相同的工作容积依次进行相同的工作过程，这一工作容积，称为基元容积。它由转子中的一对齿面、机体内壁面和端盖所形成。只需研究其中一个工作容积的整个工作循环，就能了解压缩机工作的全貌。螺杆式制冷压缩机的运转过程从

6、吸气过程开始，然后气体在密封的基元容积中被压缩，最后由排气孔口排出。阴、阳转子和机体之间形成的呈“V”字型的一对齿间容积(基元容积)的大小，随转子的旋转而变化，同时，其空间位置也不断移动。图3—1表示了基元容积的工作过程。(1)吸气过程转子旋转时，阳转子的一个齿连续地脱离阴转子的一个齿槽，齿间容积逐渐扩大，并和吸气孔口连通，气体经吸气孔口进齿间容积，直到齿间容积达到最大值时，与吸气孔口断开，齿间容积封闭，吸气过程结束，如图3—1(a)所示。值得注意的是，此时阳和阴转子的齿间容积彼此并不连通。(2)压缩过程转子继续旋转，在阴、阳转子齿间容积连

7、通之前，阳转子齿间容积中的气体，受阴转子齿的侵入先行压缩；经某一转角后，阴、阳转子齿间容积连通，形成“V”字形的齿间容积对(基元容积)，随两转子齿的互相挤入，基元容积被逐渐推移，容积也逐渐缩小，实现气体的压缩过程，如图3—1(b)所示。压缩过程直到基元容积与排气孔口相连通时为止，如图3—1(c)，此刻排气过程开始。(3)排气过程如图3—1(d)所示，由于转子旋转时基元容积不断缩小，将压缩后气体送到排气管，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

8、作循环。从以上过程的分析可知，两转子转向互相迎合的一侧，即凸齿与凹齿彼此迎合嵌入的一侧，气体受压缩并形成较高压力，称为高压力区；相反，螺杆转向彼此相背离的一侧，即凸齿与凹齿彼此脱