活塞式制冷壓縮機(jī),又稱往復(fù)式壓縮機(jī),旋轉(zhuǎn)的曲軸通過(guò)連桿帶動(dòng)活塞在氣缸中作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng),并通過(guò)吸、排氣閥片相應(yīng)的配合動(dòng)作,來(lái)完成吸氣、壓縮、排氣和膨脹四個(gè)過(guò)程。活塞式制冷壓縮機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定、維修方便、壓縮比高、工作溫度范圍較大等許多優(yōu)點(diǎn),所以直至今日,它在各種壓縮機(jī)中,仍占有最重要的位置。
一、活塞式制冷壓縮機(jī)的工作原理
活塞式制冷壓縮機(jī)的工作原理,可以通過(guò)活塞在氣缸內(nèi)的位置變化和氣體狀態(tài)變化加以說(shuō)明,其理想的工作過(guò)程,如圖2.1-1所示。
1.吸氣當(dāng)活塞從位置1向右移動(dòng)時(shí).氣缸的工作容積逐漸變大,在氣缸內(nèi)外壓差的作用下,吸氣閥開啟,壓縮機(jī)開始吸氣,直到活塞移動(dòng)到位置2,氣缸的工作容積達(dá)到最大,吸氣過(guò)程結(jié)束。
2.壓縮活塞到達(dá)位置2后,向左反向移動(dòng),吸氣閥關(guān)閉,氣缸的工作容積不斷減小,壓力升高,為壓縮過(guò)程。當(dāng)活塞移動(dòng)到位置3時(shí),排氣閥開啟,壓縮過(guò)程結(jié)束。
3.排氣當(dāng)活塞移動(dòng)到位置3時(shí),壓縮機(jī)開始排氣。當(dāng)活塞移動(dòng)到位置4時(shí),氣缸內(nèi)的氣體全部排出,排氣閥關(guān)閉,排氣過(guò)程結(jié)束。
壓縮機(jī)的實(shí)際工作過(guò)程,如圖2.1-2所示。它與理想過(guò)程主要有以下區(qū)別:
(1)實(shí)際的壓縮過(guò)程,活塞與氣缸蓋不能相撞,必須留有一定的余隙容積,因此,壓縮機(jī)不能把氣缸內(nèi)的氣體排凈,當(dāng)活塞下行時(shí),余隙容積中的高壓氣體急劇膨脹,增加了氣體的膨脹過(guò)程4-1,使壓縮機(jī)的吸氣量減小。
(2)實(shí)際的吸氣和排氣過(guò)程,由于氣缸內(nèi)外的壓差,必須大于吸、排氣閥片的自重與吸、排氣彈簧力的合力,才能使吸、排氣閥開啟。因此,壓縮機(jī)在進(jìn)行吸、排氣時(shí),分別存在壓差損失△P1和△P2。
此外,在實(shí)際吸氣過(guò)程中還存在吸入氣缸內(nèi)的氣體遇熱膨脹,比容增大,而使吸氣量減小的溫度損失;在實(shí)際壓縮和排氣過(guò)程中、存在高壓與低壓間的壓差,因而,產(chǎn)生泄漏現(xiàn)象,而使輸氣量減少的泄漏損失。
二、活塞式制冷壓縮機(jī)的分類
按照不同的標(biāo)準(zhǔn),活塞式制冷壓縮機(jī)可以作如下的分類:
1.按排氣量分類30m³/min以上為大型,10~30m³/min為中型,3~10m³/min為小型,3m³/min以下為微型。
2.按標(biāo)準(zhǔn)制冷量分類580kW以上為大型,60~580kW為中型,60kW以下為小型。
3.按所用的制冷劑分類有氨制冷壓縮機(jī)、氟利昂制冷壓縮機(jī)及共沸制冷劑壓縮機(jī)等。
4.按壓縮機(jī)對(duì)蒸氣的壓縮次數(shù)分類在一次循環(huán)過(guò)程中只對(duì)蒸氣壓縮一次的稱為單級(jí)壓縮機(jī),壓縮兩次的稱為雙級(jí)壓縮機(jī)。其中雙級(jí)壓縮機(jī)中對(duì)蒸氣進(jìn)行第一次壓縮的稱為低壓機(jī)(級(jí)),進(jìn)行第二次壓縮的稱為高壓機(jī)(級(jí))。
5.按蒸氣進(jìn)出氣缸中的相對(duì)流向分類凡是制冷劑進(jìn)出氣缸方向相同的稱為順流式壓縮機(jī),凡是制冷劑進(jìn)出氣缸方向相反的稱為逆流式壓縮機(jī)。逆流式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,目前生產(chǎn)和使用較多。
6.按活塞對(duì)蒸氣的作用方式分類凡只由活塞的一側(cè)對(duì)蒸氣進(jìn)行壓縮的,稱為單作用式壓縮機(jī);凡活塞的兩側(cè)都對(duì)蒸氣進(jìn)行壓縮的,稱為雙作用式壓縮機(jī)。單作用式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,目前生產(chǎn)、使用的壓縮機(jī)多為單作用式。
7.按氣缸中心線的布置型式分類有V型、L型(直立式)、W型、S型等,如圖2.1-3所示。
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