3221
.pdf
Рис. 1. Основные типы компрессоров: 1 — центробежный; 2
— ротационный с катящимся ротором: 3 — ротационный пластинчатый; 4 — винтовой; 5—13 — поршневые: 5 и 6 вертикальные (5 — прямоточный, 6 — непрямоточный ); 7 — V- образный; 8 — W-образный; 9 — горизонтальный двойного действия; 10 — оппозитный; 11 — герметичный; 12 — экранированным; 13 — бессальниковый.
88
Все компрессоры, как и холодильные машины, для которых они предназначены, классифицируют по температурному режиму, холодопроизводительности, хладагенту. Кроме того, их можно классифицировать по числу ступеней сжатия, типу привода, его расположению и частоте вращения, по особенности конструкции основных узлов (цилиндров, поршня, кривошипно-шатунного механизма, сальника), типу смазки трущихся деталей.
По температуре кипения компрессоры холодильных машин разделяют на три типа, которые определяются температурными режимами работы: высокотемпературным (t0 от 10 до —10 °С); среднетемпературным (t0 от —10 до —30 °С); низкотемпературным (t0 от —25 до —100°С).
По холодопроизводительности компрессоры, как и машины,
для которых они предназначены, условно можно разделить на малые — до 15 кВт; средние — от 15 до 120 кВт; крупные — свыше 120 кВт.
В зависимости от вида хладагента различают компрессоры: для работы на фреонах (R12, R22, R502 и др.) и на аммиаке. Последние модели компрессоров унифицированы и могут быть использованы для различных холодильных агентов.
По числу ступеней сжатия компрессоры классифицируют на одноступенчатые, двухступенчатые и трехступенчатые. В двух ступенчатом компрессоре пары, сжатые в одном или нескольких цилиндрах, дополнительно сжимаются в другой группе цилиндров этого же компрессора. При температурах кипения —25°С и выше применяют обычно одноступенчатые компрессоры.
По типу привода различают компрессоры с электродвигателем, двигателем внутреннего сгорания и электромагнитные. Большинство компрессоров выпускают с асинхронным трехфазным электродвигателем (малые герметичные компрессоры) и с однофазным.
По расположению привода компрессоры разделяют на открытые (с внешним приводом) и герметичные (со встроенным двигателем).
89
Воткрытых компрессорах конец коленчатого вала выведен наружу. Герметичность в месте выхода достигается с помощью сальникового уплотнения (сальник). Движение от двигателя валу компрессора передается через муфту (непосредственный привод) или клиноременной передачей.
Вгерметичных компрессорах ротор двигателя расположен непосредственно на валу компрессора. Двигатель и компрессор собраны в одном стальном штампованном кожухе, сваренном из двух половин. Отсутствие сальника повышает надежность машины. Более крупные герметичные компрессоры выполняют с литым разъемным кожухом. В отличие от малых герметичных компрессоров со штампованным кожухом их называют бессальниковыми. Охлаждение обмотки электродвигателя парами хладагента, поступающего из испарителя, позволяет уменьшить его размеры. Для удобства замены статора изготовляют экранированные герметичные компрессоры, в которых между ротором и выносным статором имеется тонкостенный экран.
По частоте вращения вала различают компрессоры на 720, 960, 1500 и 3000 об/мин. С увеличением частоты вращения уменьшаются габаритные размеры и масса компрессора, но их изготовление связано с применением более качественных материалов, а также с необходимостью высокой точности обработки и сборки, чтобы обеспечить надежность его работы.
Взависимости от числа цилиндров компрессоры могут быть одноцилиндровыми и многоцилиндровыми (2, 4, 6, 8 и 16). Отечественная промышленность выпускает компрессоры с одним, двумя, четырьмя и восемью цилиндрами. Некоторые зарубежные фирмы изготовляют шестнадцати цилиндровые компрессоры.
Два или несколько цилиндров обычно отливают в одном блоке и затем крепят к картеру. Выпускают и блок-картерные конструкции, в которых блок цилиндров и картер выполняют в одной отливке. Несмотря на некоторую сложность отливки, блоккартерная конструкция значительно упрощает сборку так как оси цилиндров зафиксированы при расточке блок-картера и перекос этих осей относительно оси коленчатого вала в процессе сборки произойти не может.
90
По расположению осей цилиндров различают компрессоры горизонтальные, оппозитные (два цилиндра под углом 180°, т. е. с противоположным движением поршня), вертикальные (обычно два цилиндра в одном блоке), V - образные (четырехцилиндровые, с расположением осей цилиндров под углом 90е), W - образные (четыре пары цилиндров с углами между парой по 45е). Различное расположение цилиндров позволяет на одной базе (ход поршня и механизм движения) создать ряд компрессоров различной холодопроизводительности.
Взависимости от числа рабочих полостей цилиндра
компрессоры могут быть простого и двойного действия. В компрессорах простого действия пар сжимается при движении поршня в одном направлении, в компрессорах двойного действия
—и при обратном движении поршня (другой его стороной). Компрессоры двойного действия обычно бывают только крупные горизонтальные.
По движению паров в цилиндре различают прямоточные и непрямоточные компрессоры.
Впрямоточном компрессоре всасывающие клапаны расположены в верхней части поршня. При движении поршня вниз они открываются, и пар из всасывающего патрубка снизу заполняет цилиндр. При движении поршня вверх пар сжимается и выталкивается через нагнетательные клапаны, расположенные в верхней части цилиндра. Таким образом, в прямоточном компрессоре пар в процессе сжатия не меняет направления своего движения.
Внепрямоточном компрессоре направление движения пара меняется: при всасывании он идет вниз, а при сжатии и выталкивании вверх (имеется в виду вертикальный компрессор). Холодный всасываемый пар соприкасается здесь с наиболее горячей верхней частью цилиндра. Расширение всасываемого пара увеличивает потери производительности компрессора. Однако конструкция поршня в непрямоточном компрессоре значительно проще, н вся машина более компактна. В настоящее время выпускают малые фреоновые компрессоры непрямоточного типа.
91
По типу кривошипно-шатуннсго механизма компрессоры классифицируют на крейцкопфные и бескрейцкопфные, В крейцкопфных компрессорах движение от шатуна к поршню передается через промежуточную деталь — крейцкопф (ползун). Сейчас крейцкопфы применяют только в крупных горизонтальных компрессорах. Все малые компрессоры бескрейцкопфпого типа. Шатун может быть с разъемом в нижней головке в сочетании с коленчатым валом или неразъемного типа с прямым валом и эксцентриком.
За рубежом в малых компрессорах домашних холодильников начали применять так называемые электромагнитные компрессоры, Возвратно-поступательное движение поршня создается непосредственно электромагнитом, без помощи кривошипно-шатунного его механизма.
По типу смазки трущихся деталей различают компрессоры со смазкой разбрызгиванием и принудительной.
В малых фреоновых компрессорах смазка осуществляется, как правило, путем разбрызгивания. В компрессорах средней производительности применяют смазку под давлением, с помощью шестеренчатого или плунжерного масляного насоса.
2 Герметичные компрессоры
Герметичные компрессоры рассчитаны для работы на холодильных агентах R12, R22 и R502. Холодопроизводительность их составляет от 175 до 3000 Вт. Компрессоры данного типа применяют в домашних холодильниках и в торговом холодильном оборудовании.
Герметичные компрессоры (табл. 1) выпускают поршневыми (типа ФГ и ФГН), экранированными (ФГэ) и ротационными
(ФГр).
92
2.1 Компрессоры домашних холодильников
Одной из первых моделей компрессоров для домашних холодильников (типа «ЗИЛ—Москва» и др.) является компрессор ФГО,14 (рис. 2). Это одноцилиндровый непрямоточный компрессор с горизонтально расположенным валом. Коленчатый вал укреплен в двух коренных подшипниках скольжения. На шейку вала насажен шатун с разъемной нижней головкой. На верхней головке шатуна с помощью пальца укреплен поршень. Поршень не имеет поршневых колец. Для уменьшения перепуска сжатых паров в картер зазор между поршнем и цилиндром делают минимальным, что достигается повышенной точностью обработки и селективной сборкой. Всасывающие клапаны в виде тонких
93
стальных фигурных пластин консольно укреплены на клапанной доске.
Ротор электродвигателя укреплен на хвостовике вала, а статор, имеющий рабочую и пусковую обмотки, запрессован в кожух компрессора. Питание от сети однофазного тока напряжением 220 В. Компрессоры с электродвигателем, рассчитанным на 127 В, в настоящее время не выпускают.
Рис. 2. Герметичный компрессор домашнего холодильника: 1
— трубка для зарядки R12 и маслом; 2 и 3 — глушители; 4 — ротор; 5 — статор; 6 — маслонасос.
В компрессоре ФГ0,1 для передачи движения от вала к поршню использован кривошипно-кулисный механизм (рис. 3). При вращении вертикального вала (п = 3000 об/мин) кривошип, расположенный на торце шейки вала, придает кулисе с горизонтальной прорезью возвратно-поступательное движение. Кулиса жестко связана с поршнем. Смазка трущихся деталей осуществляется плунжерным насосом, приводимым в движение эксцентриковой частью коленчатого вала. По отверстиям вала масло попадает к коренным и шатунным шейкам и через редукционный клапан (на рисунке не виден) — в среднюю часть
94
цилиндра. Кольцевые канавки на поршне способствуют улучшению смазки и уплотнению.
Рис. 3. Кулисный механизм герметичного компрессора ФГО,1: 1— нижняя часть герметичного компрессора; 2 — болт; 3
—статор электродвигателя; 4 — корпус электродвигателя; 5 — болт крепления крышки цилиндра; 6 — крышка цилиндра; 7 — клапанная доска; 8 — цилиндр; 9 — поршень; 10 — шатунная шейка кривошипного вала; 11 — кулиса; 12 — вкладыш кулисы; 13 — нагнетательная трубка; 14 — верхняя часть герметичного кожуха; 15 — кривошипный вал; 16 — направляющая пружинного амортизатора; 17 — пружина амортизатора; 18 — опора амортизатора; 19 — коренной подшипник кривошипного вала; 20
—ротор электродвигателя.
95
2.2 Компрессоры типов ФГ и ФГН
Эти компрессоры применяют в торговом холодильном оборудовании. Для работы в среднетемпературном и высокотемпературном режимах (плюсовом) применяют R12, для низкотемпературного режима (ФГН) — R22. Они работают от сети трехфазного переменного тока напряжением 380 В. Частота вращения 1500 или 3000 об/мин. Имеется тенденция перехода к частоте вращения 3000 об/мин. Компрессоры, рассчитанные на частоту вращения 3000 об/мин (см. табл. 11), имеют в конце марки в скобках цифру 2.
На рис. 4 показан один из компрессоров типа ФГ (ФГ1,1~3), Два цилиндра диаметром 36 мм расположены горизонтально под углом 90°. Вал компрессора вертикальный и эксцентриковый.
Корпус компрессора, отлитый из серого чугуна, объединяет два цилиндра, нагнетательную полость, находящуюся между ними, верхний коренной подшипник и широкий фланец с расточкой, в которой запрессовывается статор электродвигателя. В цилиндры запрессованы втулки из антифрикционного чугуна, содержащего марганец и титан. Обмотка электродвигателя выполнена из провода ПЭВ-0,35 с винилфлексовой изоляцией, стойка по отношению к фреону и маслу. В нижней части корпуса укреплена крышка с расточкой, которая является нижним коренным подшипником.
96
Рис. 4. Компрессор ФГ1,1~3: 1 — кожух; 2 — всасывающий вентиль; 3 — эксцентриковый вал; 4 — ротор; 5 — статор; 6 — всасывающая трубка; 7 — клеммная коробка с реле температуры; 8 — шатун; 9 — палец; 10 — масляный фильтр; 11 — поршень; 12 — клапанная доска со всасывающим нагнетательным клапаном; 13 — крышка цилиндра; 14 — опоры для установки на амортизаторы; 15 — пружинная подвеска.
Эксцентриковый вал имеет два противовеса, прикрепленных к нему винтами. На общую шатунную шейку вала (эксцентрик) надеты шатуны с неразъемной нижней головкой (рис. 5,6). На выступающую часть вала насажен ротор электродвигателя.
Поршни компрессора не имеют поршневых колец. Уплотнение достигается уменьшением зазора между поршнем и цилиндром до 0,01—0,018 мм, что обеспечивается точной обработкой и специальной (селективной) сборкой. Три
97