螺桿制冷壓縮機(jī)用吸氣止回閥的改進(jìn)研究

劉進(jìn)亮 夏 航 王亞利 李 明

螺桿制冷壓縮機(jī)用吸氣止回閥的改進(jìn)研究

劉進(jìn)亮 夏 航 王亞利 李 明

（武漢新世界制冷工業(yè)有限公司 武漢 430023）

通常在螺桿式制冷壓縮機(jī)組中，壓縮機(jī)的吸氣口外接一個(gè)吸氣止回閥，不但要占用較大的空間，并使機(jī)組體積龐大，從而增加制造成本，相應(yīng)的吸氣管路連接也變得復(fù)雜。介紹一種內(nèi)置于壓縮機(jī)吸氣口的止回閥，因此不需要占據(jù)額外的安裝空間，使螺桿式制冷壓縮機(jī)組結(jié)構(gòu)緊湊，管路的連接也相應(yīng)簡(jiǎn)單，降低了制造成本。

螺桿式制冷壓縮機(jī)組；吸氣止回閥；改進(jìn)結(jié)構(gòu)

0 前言

螺桿制冷壓縮機(jī)組的制冷工質(zhì)氣體經(jīng)過(guò)制冷壓縮機(jī)的吸氣口被吸入到轉(zhuǎn)子腔中進(jìn)行壓縮，并最終將高壓的氣體從螺桿制冷壓縮機(jī)排氣口排出到連接在壓縮機(jī)后面的容器中。在螺桿制冷壓縮機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于螺桿制冷壓縮機(jī)不斷地重復(fù)進(jìn)行著這樣的吸氣、壓縮和排氣的過(guò)程，因此連接在螺桿制冷壓縮機(jī)吸氣口前面的容器蒸發(fā)器中的壓力會(huì)不斷降低，而連接在螺桿制冷壓縮機(jī)后面的容器諸如油分離器、冷凝器的壓縮力會(huì)不斷升高，并最終維持和穩(wěn)定在用戶使用工況的蒸發(fā)溫度和冷凝溫度所對(duì)應(yīng)的飽和蒸汽壓的壓差狀況；而這種高壓和低壓都會(huì)直接與陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子的型面相接觸，由于高低壓壓差的存在，因此會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)子的型面的兩側(cè)產(chǎn)生出力差，而這個(gè)力的作用效果是使轉(zhuǎn)子沿反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，在螺桿制冷壓縮機(jī)正常工作時(shí)，由于電動(dòng)機(jī)輸入的扭矩與使轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)的力相平衡，轉(zhuǎn)子正常吸氣和壓縮排氣，不會(huì)有問(wèn)題；然而在螺桿制冷壓縮機(jī)停機(jī)的瞬間，電動(dòng)機(jī)斷電，推動(dòng)電動(dòng)機(jī)軸旋轉(zhuǎn)的電磁力消失，因此從電機(jī)軸輸入進(jìn)來(lái)的扭矩也隨之消失，此時(shí)如果不迅速地關(guān)閉高低壓力氣源，則螺桿制冷壓縮機(jī)的陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子就會(huì)在這一壓差的作用下反轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)電機(jī)的軸也反轉(zhuǎn)；而電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)通常是不允許的，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)線圈燒毀，產(chǎn)生嚴(yán)重事故。因此在螺桿制冷壓縮機(jī)中必須要設(shè)置一個(gè)止回閥，在螺桿制冷壓縮機(jī)停機(jī)的瞬間，將高低壓氣源切斷，關(guān)閉氣流通道，使氣壓力不能作用在轉(zhuǎn)子上，轉(zhuǎn)子型面兩側(cè)的氣體趨于平衡，轉(zhuǎn)子不承受來(lái)自冷凝器和蒸發(fā)器壓差的不平衡作用力，因此不會(huì)發(fā)生反轉(zhuǎn)。

1 螺桿式制冷壓縮機(jī)組用吸氣止回閥結(jié)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì)

1.1 吸氣止回閥的連接型式

通常螺桿制冷壓縮機(jī)組用的吸氣止回閥有二種型式，一是將吸氣止回閥外接于吸氣過(guò)濾器與螺桿制冷壓縮機(jī)吸氣口之間，基本結(jié)構(gòu)如圖1所示；二是在螺桿制冷壓縮機(jī)機(jī)體鑄件上的吸氣口外連接一個(gè)吸氣止回閥，基本結(jié)構(gòu)如圖2所示。上述的螺桿制冷壓縮機(jī)組外接的吸氣止回閥不但要占用較大的空間，使螺桿制冷壓縮機(jī)組體積龐大，從而增加了螺桿制冷壓縮機(jī)的組制造成本，相應(yīng)的吸氣管路連接也變得復(fù)雜。

1—截止閥；2—制冷壓縮機(jī)；3—吸氣過(guò)濾器；4—吸氣止回閥

1—吸氣止回閥；2—吸氣過(guò)濾器；3—制冷壓縮機(jī)

1.2 吸氣止回閥結(jié)構(gòu)的改進(jìn)

為了解決上述背景技術(shù)存在的不足，本文提出了一種設(shè)計(jì)合理、安裝方便、結(jié)構(gòu)新穎、節(jié)省空間、降低成本的內(nèi)置于螺桿制冷壓縮機(jī)吸氣口的止回閥，基本結(jié)構(gòu)如圖3所示。

1—壓縮機(jī)體；2—法蘭；3—密封墊片；4—傘形筋；5—螺母；6—閥桿套；7—閥座；8—密封墊片；9—外密封圈；10—閥瓣；11—內(nèi)密封圈；12—閥桿；13—彈簧；14—彈簧座；15—螺母

改進(jìn)的螺桿制冷壓縮機(jī)內(nèi)置型吸氣止回閥，法蘭將閥座固定在螺桿制冷壓縮機(jī)吸氣口有機(jī)體上，螺桿制冷壓縮機(jī)體與閥座的結(jié)合部位設(shè)置有密封墊片，用螺栓壓緊，可保證閥座與螺桿制冷壓縮機(jī)機(jī)體的密封性能，閥座包含閥桿套、傘形筋與其鑄成一體。閥桿的外側(cè)端通過(guò)閥座的閥桿套與第一鎖緊螺母固定連接；閥桿的內(nèi)側(cè)端通過(guò)第二鎖緊螺母和閥桿上的止口相配合與彈簧座固定連接。閥桿的桿身上設(shè)置有與閥座端面相配合的圓形閥瓣，圓形閥瓣可沿閥桿往返滑動(dòng)，圓形閥瓣和彈簧座之間閥桿桿身上設(shè)置有螺旋壓縮彈簧，圓形閥瓣的開(kāi)閉由螺旋壓縮彈簧來(lái)進(jìn)行控制，螺旋壓縮彈簧的彈力可精確計(jì)算到能使圓形閥瓣關(guān)閉靈活，開(kāi)啟時(shí)阻力最小，從而增加吸氣量，保證吸氣暢通。

圓形閥瓣與閥座的配合端面之間設(shè)置有軟性密封材料的外側(cè)密封圈，外側(cè)密封圈優(yōu)選聚四氟乙烯材料，使圓形閥瓣與閥座之間既要密封嚴(yán)實(shí)又不能形成硬性沖擊；圓形閥瓣與閥桿的套接配合部位設(shè)置有內(nèi)側(cè)密封圈，內(nèi)側(cè)密封圈則可以減小圓形閥瓣與閥桿之間的運(yùn)動(dòng)摩擦力

1.3 吸氣止回閥改進(jìn)后的工作原理

當(dāng)螺桿制冷壓縮機(jī)吸氣時(shí)，圓形閥瓣在螺旋壓縮彈簧的控制下開(kāi)啟，圓形閥瓣與閥座的配合端面相分離，圓形閥瓣開(kāi)啟時(shí)螺桿制冷壓縮機(jī)機(jī)體吸氣阻力減小，增加吸氣量，保證吸氣暢通。

當(dāng)螺桿制冷壓縮機(jī)停機(jī)時(shí)，在其停機(jī)的瞬間，從油分離器、冷凝器的回流到螺桿制冷壓縮機(jī)機(jī)體吸氣口的高壓氣體頂向圓形閥瓣，螺旋壓縮彈簧從螺桿制冷壓縮機(jī)吸氣時(shí)的壓縮狀態(tài)復(fù)原，控制圓形閥瓣在閥桿上運(yùn)動(dòng)，使得圓形閥瓣關(guān)閉，由于機(jī)體進(jìn)氣口被圓形閥瓣阻擋，閥座與圓形閥瓣的配合端面緊密貼合形成密封作用，將高低壓氣源切斷，關(guān)閉氣流通道，使氣壓力不能作用在螺桿制冷壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子上，轉(zhuǎn)子型面兩側(cè)的氣體趨于平衡，轉(zhuǎn)子不承受來(lái)自冷凝器和蒸發(fā)器壓差的不平衡作用力，因此不會(huì)發(fā)生反轉(zhuǎn)。

2 結(jié)論

吸氣止回閥的改進(jìn)，將閥座、閥瓣、閥桿、彈簧、彈簧座固定一體裝卸方便，去掉了閥體，降低了止回閥的制造成本。將止回閥內(nèi)置于制冷壓縮機(jī)的機(jī)體吸氣口內(nèi)部，不需要占據(jù)額外的安裝空間、安裝方便，另外使螺桿制冷壓縮機(jī)組整體結(jié)構(gòu)更緊湊，螺桿制冷壓縮機(jī)與螺桿制冷壓縮機(jī)組中管路的連接也相應(yīng)簡(jiǎn)單，降低了螺桿制冷壓縮機(jī)組的制造成本，螺桿制冷壓縮機(jī)組吸氣改為從吸氣端座吸氣，可以減小吸氣阻力損失，并可降低螺桿制冷壓縮機(jī)組高度，提高螺桿制冷壓縮機(jī)組制冷量及節(jié)能系數(shù)值。

[1] 劉進(jìn)亮.螺桿制冷壓縮機(jī)內(nèi)置型吸氣止回閥[P].專利號(hào):ZL201120438041.0.

Research on Improvement of Inhalation Check Valve for Screw Refrigeration Compressor

Liu Jinliang Xia Hang Wang Yali Li Ming

( Wuhan New World Refrigeration Industrial Co., Ltd, Wuhan, 430023 )

Usually, in the screw refrigeration compressor unit, an inhalation check valve is connected to the suction port of the compressor, which not only takes up a large space, but also makes the unit bulky, thereby increasing the manufacturing cost, and the suction pipe connection also becomes complicated. This article introduces a check valve with a built-in compressor suction port, so there is no need to occupy additional installation space, the screw refrigeration compressor unit is compact, the pipe connection is also simple, reducing the manufacturing cost.

Screw refrigeration compressor unit; Inhalation check valve; Advanced struction

TU831.4

A

1671-6612（2020）05-597-03

劉進(jìn)亮（1976-），男，碩士，高級(jí)工程師，E-mail：wxzljs@163.com

2020-01-09