渦旋空壓機?是一種容積式壓縮的空壓機,壓縮部件由動渦旋盤和靜渦旋組成。
其工作原理是利用動、靜渦旋盤的相對公轉運動形成封閉容積的連續變化,實現壓縮氣體的目的。
主要用于空調、制冷、一般氣體壓縮以及用于汽車發動機增壓器和真空泵等場合,可在很大范圍內取代傳統的中、小型往復式空壓機。
結構特點
兩個具有雙函數方程型線的動渦盤和靜渦盤相錯180°對置相互嚙合,其中動渦盤由一個偏心距很小的曲柄軸驅動,并通過防自轉機構約束,繞靜渦盤作半徑很小的平面運動,從而與端板配合形成一系列月牙形柱體工作容積。
特點:利用排氣來冷卻電機,同時為平衡動渦旋盤上承受的軸向氣體力而采用背壓腔結構,另外機殼內是高壓排出氣體,使得排氣壓力脈動小,因而振動和噪聲都很小。
背壓腔如何實現軸向力的平衡?
動渦旋盤上開背壓孔,背壓孔與中間壓力腔相通,從背壓孔引入氣體至背壓腔,使背壓腔處于吸、排氣壓力之間的中間壓力。通過背壓腔內氣體作用于動渦旋盤的底部,從而來平衡各月牙形空間內氣體對動渦旋盤的不平衡軸向力和力矩。
高壓外殼的特點:
1、吸氣溫度加熱損失少;
2、排氣脈動小;
3、啟動時冷凍機油發泡。
低壓外殼的特點:
1、吸氣溫度易過熱;
2、空壓機不易產生液擊;
3、內置電動機效率較高。
數碼渦旋空壓機
采用“軸向柔性”浮動密封技術,將一活塞安裝在頂部訂渦旋盤處,活塞頂部有一調節室,通過0.6mm直徑的排氣孔和排氣壓力相連接,而外接PWM閥(脈沖寬度調節閥)連接調節室和吸氣壓力。PWM閥處于常閉位置時,活塞上下側的壓力為排氣壓力,一彈簧力確保兩個渦旋盤共同加載。PWM閥通電時,調節室內排氣被釋放至低壓吸氣管,導致活塞上移,帶動頂部定渦旋盤上移,該動作使動、定渦旋盤分隔,導致無制冷劑通過渦旋盤。
對壓縮過程進行中間補氣的經濟器運行方式,是解決渦旋空壓機在低溫工況下運行時,由于壓比過高導致排氣溫度過高的有效方法。
渦旋空壓機的工作過程
渦旋空壓機在主軸旋轉一周時間內,其吸氣、壓縮、排氣三個工作過程是同時進行,外側空間與吸氣口想通,始終處于吸氣過程,內側空間與排氣口想通,始終處于排氣過程。
渦旋空壓機的特點
優點:
相鄰兩壓縮室壓差小,可使氣體泄漏量減少。
由于吸氣、壓縮、排氣過程是同時連續進行,故壓力上升速度較慢,因此轉矩變化幅度小、振動小;同時沒有余隙容積,故不存在引起容積效率下降的膨脹過程。
無吸、排氣閥,效率高,可靠性高,噪聲低。
由于采用柔性結構,抗雜質和液擊能力強,一旦壓縮腔內壓力過高,可使動盤與靜盤端面脫離,壓力立即得到釋放。
機殼內腔為排氣室,減少了吸氣預熱,提高了空壓機容積效率。
由于壓縮氣體由外向內運動,可進行噴液冷卻和中間補氣,實現經濟器運行。
缺點:
渦旋體型線加工精度非常高,其端板平面的平面度、端板平面與渦旋體側壁面的垂直度須控制在微米級,必須采用專用的精密加工設備以及精確的調心裝配技術。
限制其應用范圍:目前僅用于功率在1~15kW的空調器中密封要求高,密封機構復雜。由于無氣閥,壓縮腔內部會形成過壓縮和欠壓縮。
發展趨勢:
1.渦旋體型線的研究開發:單一型線、修正型線、組合型線、通用型線。
2.擴大制冷容量:變頻渦旋機、數碼渦旋機、雙作用渦旋機、雙機共用同一機殼渦旋機等。
3.擴大應用范圍:開發低溫用渦旋機、渦旋式真空泵、渦旋式空壓機、渦旋式發動機等。
4.理論研究進一步深入:計算機模擬及優化設計,建立各種模型(如各種泄露模型、傳熱模型、摩擦損失模型等)排氣孔口的形狀和位置,背壓孔的大小、位置及背壓壓力的高低等,并進行動力學分析。
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