4.1.3 （4）容积式压缩机的结构和工作原理-螺杆式压缩机在线视频

第三类回转式压缩机 是螺杆式压缩机

目前 应用最广的螺杆式压缩机 主要有单螺杆

双螺杆两种形式 且以半封闭结构为主

单螺杆压缩机主要由

一个螺杆转子和两个星轮组成

双螺杆压缩机主要由

两个相互啮合的螺杆转子组成

随着技术的进步

螺杆式压缩机 在型线和结构设计方面

都有了长足的进步

同时 螺杆的加工设备

如 铣床和磨床的技术进步

又有力地推动了 螺杆压缩机的产业化进程

目前 螺杆式压缩机在

制冷和空气压缩领域 应用最广

在制冷领域 在中等制冷量范围内

已逐渐替代了往复式压缩机

并在大制冷量范围 又占据了

离心式压缩机的部分市场

为提高压缩机主轴承的使用寿命 并降低噪声

目前 已研发出力平衡特性更好的三螺杆压缩机

它是 由一个阳转子和两个阴转子组成

对称设置的阴转子 在很大程度上

降低了阳转子轴承的侧向受力

改善了寿命和噪声性能

但其工作原理与双螺杆压缩机相同

我们首先来看看 双螺杆制冷压缩机的

结构和工作原理

我们从这台双螺杆压缩机的

沿轴向拆分的动画中 可以看出

双螺杆压缩机主要由

壳体 耐氟电机 阴阳转子 油分离器 润滑系统

包括能量调节滑阀在内的能量调节系统

以及轴承 弹簧 活塞

多种阀门和电控箱等构成

除压缩机的吸 排气口外

压缩机上 往往还带有喷油孔 补气孔等接口

在双螺杆压缩机的一对转子中

通常采用四 六齿配合的压缩机结构

具有四个凸形齿的转子 我们称作“阳转子”

具有六个凹形齿的转子 我们叫做“阴转子”

二者紧密贴合

与压缩机壳体 滑阀等结构

一起构成密闭空间腔

压缩机主轴与阳转子 为一体化结构

随着主轴的转动 带动阴转子转动

就相当于 多个变形的活塞

在变形气缸中 做连续吸气和连续压缩

压缩机工作 可分为三个过程

第一 吸气过程 来自蒸发器的低压制冷剂

从压缩机右侧的端部吸入 经过电机后

被引入阴阳转子之间的V形密封空间

第二 压缩过程 阴阳转子在电机的带动下旋转

V形密封空间的容积 逐渐缩小 气体被压缩

第三是排气过程 高压气体排出密封空间

经排气通道 进入压缩机的左侧

再经过高效油分离器

回流到压缩机中部

再由压缩机中部顶端的排气管 排入冷凝器

大家注意到 螺杆在旋转过程中

螺杆的前端为吸气 后端为排气

故 压缩机处于连续吸气 连续压缩状态

因此 这种压缩机也非常容易实现

制冷剂补气的准双级压缩循环

螺杆压缩机的能量调节 主要采用滑阀来实现

滑阀是紧密贴合在

阴阳转子V形密封空间上部

并可左右移动

滑阀在油压的作用下

通过启闭加载与卸载电磁阀

即可调节滑阀的位置

以调节参与气体压缩的转子长度

从而调节 压缩机的理论输气量

进而有级或无级调节 压缩机的制冷量

螺杆压缩机（还）可以采用

转速与滑阀联合调节方式

可以实现 内压缩比和容量的双重调节

可大幅度提升 制冷热泵系统

在部分负荷和变工况下的能效比

我们再来看看 单螺杆压缩机的

结构和工作原理

这里给出了 单螺杆压缩机的

剖面透视图和工作原理图

从图中可以看出

单螺杆压缩机主要是由

一个圆柱形螺杆和两个对称配置的

平面星轮组成啮合副 装在机壳内

螺杆 螺槽 气缸和星轮齿顶面

构成密封的齿间容积

运转时 动力传到主轴上

由螺杆带动星轮旋转

气体由进气口进入螺槽内

经压缩后 通过气缸上的排气口排出

星轮的作用 相当于活塞式压缩机的活塞

当星轮在螺槽中相对移动时

封闭的齿间容积 逐渐减小

实现了制冷剂的连续压缩

下面 我们用一个小视频来

进一步了解 单螺杆转子压缩机的工作过程

我们 如果把压缩机的容量调节滑阀

内容积比调节滑阀和两个星轮 从壳体内拆卸下来

并移除压缩机的壳体

就能看到单螺杆压缩机的核心部件 主螺杆

主螺杆为旋转圆柱体结构

上面有六个螺纹和凹槽

每个凹槽 都是一个封闭的压缩室

两个星轮 将主螺杆的凹槽分隔成上 下两个空间

各自实现吸气 压缩和排气过程

因此 单螺杆式压缩机相当于

一台六缸 双作用活塞式压缩机

两个星轮形状相同 位于主螺杆的两侧

当星轮的齿片 穿过凹槽的中心时

密闭腔内的气体 被压缩至更高的压力

并从压缩机的侧面排出

由于 主螺杆的两端面均处于吸气压力下

轴向受力平衡

对称的双排气口构造 又使径向力平衡

平衡的径向力和轴向力

使得压缩机的轴承 具有较长的使用寿命

单螺杆压缩机具有

容量调节滑阀和内容积比调节滑阀

故 可以实现压缩机的无级 变容量调节

单螺杆压缩机的转子两端 被大小相等

方向相反的吸气压力作用

使其受力互相平衡

同时 单螺杆转子两侧的星轮

可使转子的径向载荷力 相互平衡

因此 其运行时的振动小 噪声低

是一类可靠性高 使用寿命长的压缩机

下面 我们简要总结一下

螺杆压缩机的结构和性能特点

螺杆压缩机的转速高 零部件少

易损零件少 维护容易

运转平稳 振动小 但噪声较大

可调节内容积比或内压缩比 容积效率高

可承受少量的回液 换句话说 对液压缩不太敏感

电动机的冷却方式 可以采用喷润滑油 喷液态制冷剂来冷却

以降低压缩机的排气温度

螺杆压缩机的单机制冷量 范围较宽

可覆盖70～4600kW的制冷量范围

主要采用滑阀 进行容量调节

同时调节内容积比

可实现10～100％的能量调节

目前 已开发出变频调速型螺杆压缩机

使得其制冷与热泵机组的部分负荷和

变工况条件下的能效比 得到大幅度改善

因此 大幅度提升了季节能效比

已广泛应用于水冷 风冷式冷水机组

和空气源热泵机组中