I.開啟式活塞制冷壓縮機的構造
開啟式活塞制冷壓縮機由機體、活塞及曲軸連桿機構、氣缸套及進排氣閥組合件、卸載裝置、潤滑系統五個部分組成。下面以常見的8125A100O (8AS12.5)型開啟式壓縮機為例,介紹其構造。如圖4-5所示。
812.5A100G型制冷壓縮機是一種典型的開啟式中型制冷壓縮機,可根據負荷大小進行制冷量調節。該壓縮機屬于125系列產品,共有8個氣缸,分4列排成扇形,氣缸直徑為125mm,活塞行程為100mm,轉速為960r/mind
(1)機體
機體是壓縮機最大的主要部件,用以支承壓縮機的主要零部件。機體采用強度較高的灰鑄鐵鑄成,它由曲軸箱、氣缸體、氣缸蓋、以及進氣管、排氣管等部分組成,機體上部為氣缸體,下部為曲軸箱。氣缸體上膛有8個氣缸孔,各自的氣缸套組件就安裝在其中。各氣缸套外圈的氣缸體空間為公用吸氣腔6(參見圖4-5)。吸氣腔內裝有容易拆卸的濾網。為了使曲軸箱內的壓力與吸氣壓力保持一致,并使吸氣管路中隨吸氣流人的潤滑油返回曲軸箱,吸氣腔的最低處設有回油孔。在氣缸體中除裝有氣缸套外,還有吸、排氣閥組合件9和活塞5等部件。排氣閥上裝有緩沖彈簧10,它們構成假蓋。氣缸上部裝有氣缸蓋11,與機體用螺栓連接。氣缸蓋與機體頂部的結合面必須加耐油石棉橡膠墊片,以保證螺栓連接的密封。氣缸蓋11上裝有冷卻水套。可以通入冷卻水來降低排氣溫度,以減少能量消耗和機件磨損。
氣缸體下部的曲軸箱1是固定壓縮機各機件的機座,它起著機架的作用,曲軸箱是一個密閉箱體,兩端設有兩個軸承,用以支承曲軸3;下部留有一定的容積,用于儲存潤滑油。箱中還裝有冷卻潤滑油的冷卻水管和油過濾網。箱的兩側設有側蓋,便于裝卸和修理內部的機件。在側蓋上裝有油面指示玻璃。如為兩塊油面玻璃,正常油面應在兩塊油面玻璃中心線之間;如為一塊油面玻璃,則正常油面在油面玻璃的1/2處。
(2)氣缸套及吸排氣閥組合件
其結構如圖4-6所示。吸氣閥片采用環形閥片。氣缸套10上裝有外閥座13,外閥座與氣缸套之間裝有吸氣閥片11和閥片彈簧12。內閥座2在外閥座的中間,被固定在閥蓋5上。排氣閥片4及閥片彈簧3安裝在內、外閥座和閥蓋之間。閥蓋5與內外閥座2和13靠緩沖彈簧1壓在氣缸體上。閥蓋外圈的導向環6可使閥蓋上下移動而無橫向移動,保證排氣閥片4與閥座的密封線不致錯位。
吸排氣閥是活塞式壓縮機的重要部件之一,它控制著壓縮機的吸氣、壓縮、排氣和膨脹四個過程。吸排氣閥都是受閥片兩側氣體壓力差控制而自行啟閉的自動閥。如圖4-6所示,氣缸套的頂部外緣的四周有一圈進氣孔,吸氣閥片11蓋在這些小孔上。活塞在氣缸內向下運動時,缸內壓力降低,當吸氣腔與氣缸內的壓力差大于吸氣閥片彈簧12的壓力時,吸氣閥片自動開啟,低壓蒸氣就由吸氣腔進入氣缸。當活塞向上運動,缸內氣體被壓縮時,吸氣閥片在彈簧力和內外壓差作用下,落在進氣孔上,并將進氣孔緊緊蓋嚴。活塞繼續向上移動,氣缸內的壓力大于排氣腔的壓力時,缸內高壓氣體克服排氣閥片彈簧3的彈力,沖開排氣閥片4而排出氣缸。
(3)活塞及曲軸連桿機構
活塞式制冷壓縮機的曲軸一般采用球墨鑄鐵,兩側的主要軸頸支承在曲軸箱兩端的滑動軸承上,每個曲拐上裝有幾個連桿與活塞。曲軸上鉆有油孔。以保證軸承的潤滑與冷卻。
活塞式制冷壓縮機的連桿采用可鑄鍛鐵制成,連桿的大頭一般為剖分式,帶有可拆下的薄壁軸瓦,在軸瓦上鉆有油孔,與曲軸油孔相通。連桿小頭均為不剖分式,內鑲有銅襯套,依靠活塞銷與活塞相連。連桿體內也鉆有油孔,以使潤滑油輸送到小頭軸承。
活塞式制冷壓縮機的活塞多采用鋁鎂合金鑄制,質量輕,組織細密。活塞頂部的形狀應與氣缸頂部的閥座形狀相適應,以便盡量減少余隙容積。活塞上設有兩道密封環,以保證氣缸壁與活塞之間的密封。密封環下部還設一道油環,活塞向上運動時,靠油環布油,保證潤滑;活塞向下運動時,將氣缸壁上的潤滑油刮下,以減少被排氣帶出的潤滑油數量。
(4)卸載裝置
高速多缸活塞式制冷壓縮機的卸載裝置是用來使壓縮機在運轉條件下停止部分氣缸的排氣,以改變壓縮機的制冷能力。例如:8缸制冷壓縮機,可以采用停止2缸、4缸、6缸的工作,使壓縮機的制冷能力為總制冷童的75%, 50%, 25%。此外,卸載裝置還可用作降載啟動裝置,減小啟動轉矩,簡化電動機的啟動設備和操作運行手續。
中小型活塞式制冷壓縮機普遍采用油壓啟閥式卸載裝置,它包括兩個組件,一個是頂桿啟閥機構,另一個是油壓推桿機構。
(5)潤滑系統
活塞式制冷壓縮機的潤滑是一個很重要的問題。軸與軸承、活塞與氣缸壁等運動部件的接觸面以及軸封處均需用潤滑油進行潤滑和冷卻,以降低部件溫度,減少部件磨損和摩擦所消耗的功率,保證壓縮機正常運轉,否則,即使短時間缺油,也將造成嚴重后果。此外,活塞制冷壓縮機的卸載裝置也由潤滑系統供油。活塞式制冷壓縮機潤滑油循環系統的流程參看圖4-8。
壓縮機曲軸箱下部盛有一定數量的潤滑油,通過油粗濾器6被油泵3吸人并壓出。一路被壓送至油泵端的曲軸進油孔,潤滑后主軸承、連桿大小頭軸承;另一路送至軸封處、潤滑油封,前主軸承和連桿大小頭軸承;此外,由軸封外還引一條油管至壓縮機的卸載裝置的油分配閥7;至于活塞與氣缸壁之間則是通過連桿大頭的噴濺進行潤滑。整個油路的油壓可用油泵上部的油壓調節器調節螺釘調節,油壓也就是油泵出口壓力與吸氣壓力之差應為 0.15一0.3MPa,
活塞式制冷壓縮機曲軸箱的油溫應不超過70℃。制冷能力較大的壓縮機的曲軸箱內設有油冷卻器,內通冷卻水,以降低潤滑油的溫度。此外,用于低溫條件下的活塞式氟利昂制冷壓縮機,曲軸箱中還應裝設電加熱器,啟動時加熱箱中的潤滑油,以減少其中氟利昂的溶解量,防止壓縮機的啟動潤滑不良。