压缩机和真空泵的工作原理和结构

1、压缩机的结构和工作原理结构:压缩机是制冷系统的心脏, 它从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体, 通过电 机运转带动活塞对其进行压缩后, 向排气管排出高温高压的制冷剂气体, 为制冷 循环提供动力,从而实现压缩 冷凝 膨胀 蒸发 ( 吸热 的制冷循环。压缩 机一般由壳体、电动机、缸体、活塞、控制设备 ( 启动器和热保护器 及冷却 系统组成。 启动器基本上有两种, 即重锤式和 PTC 式。其中后者较为先进。 冷 却方式有油冷和自然冷却两种。一般家用冰箱和空调器的压缩机是以单相交流电作为电源, 它们的结构原理基本 相同。冰箱压缩机功率较小,通常在 250W 以下。而空调器压缩机功率通常在 230-900W

2、 之间。两者使用的致冷剂有所不同。2. 生产制造方法压缩机是以流水线方式生产的。在机械加工车间 ( 包括铸造 制造出缸体、活 塞 ( 转轴 、阀片、连杆、曲轴、端盖等零部件;在电机车间组装出转子、定 子;在冲压车间制造出壳体等。然后在总装车间进行装配、焊接、清洗烘干,最 后经检验合格包装出厂。 大多数压缩机制造厂不生产启动器和热保护器, 而是根 据需要从市场采购。3. 种类目前家用冰箱和空调器压缩机都是容积式, 其中又可分为往复式和旋转式。 往复 式压缩机使用的是活塞、曲柄、连杆机构或活塞、曲柄、滑管机构,旋转式使用 的是转轴曲轴机构。按应用范围又可分为低背压式、中背压式、高背压式。低背压式

3、( 蒸发温度 -35 -15 , 一般用于家用电冰箱、 食品冷冻箱等。 中背压式 ( 蒸发温度 -20 0 , 一般用于冷饮柜、 牛奶冷藏箱等。 高背压式 ( 蒸发温度 -5 15 ,一般用于房间空气调节器、除湿机、热泵等。4. 规格、质量压缩机的规格是按输入功率来划分的。一般每种规格间相差 50W 左右。另外, 也有按气缸容积划分的。压缩机主要性能指标有:输入、输出功率,性能系数,制冷量,启动电流、运转 电流、额定电压、频率,气缸容积,噪音等。衡量一种压缩机的性能,主要从重 量、效率和噪音三个方面的比较。按照我国标准,冰箱压缩机的性能检验是依据 GB9098-96 规定项目进行的。 其中主要

4、项目是制冷量、 输入功率、 工作电流、 启动性能、 整机残余水份和杂质 含量,寿命试验等。其安全性能检验是依据 GB4706.17-96 规定项目进行的。 其中主要项目是抗电强度、 绝缘电阻、 泄漏电流、 堵转条件下的运行试验, 以及 电机绕组温升、壳体温度和停开试验等。对空调器压缩机的性能检验,依据 GB10870 10876-89 中的规定进行。其 安全标准则参照冰箱压缩机的标准执行。另外, 在产品定型及生产中发生可能影响产品性能的重大变化时, 连续生产满一 年或时隔一年以上再生产时, 以及出厂检验结果与型式试验有较大差异时, 均必 须进行型式试验 .工作原理:(液体化为气体时要吸热。 反

5、之, 气体化为液体时要放热。 电冰箱要怎样安排这 两种物态变化,才能达到制冷的目的呢?电冰箱是利用蒸发致冷或气化吸热的作用而达到制冷的目的。电冰箱的喉管内,装有一种商业上称为氟利昂 :freon,俗称雪种的致冷剂。常用 的一种为二氟二氯甲烷 (CCL2F2,是一种无色无臭无毒的气体,沸点为 29。 氟利昂在气体状态时, 被压缩器加压, 如图下方所示。 加压后, 经喉管流到电冰 箱背部的冷凝器,借散热片散热 (物质被压缩后,温度就会升高 后,冷凝而成液 体。液体的氟里昂进入蒸发器的活门之后, 由于脱离了压缩器的压力, 就立即化为蒸 汽,同时向电冰箱内的空气和食物等吸取汽化潜热 (latenthe

6、atofvaporization, 引致冰箱内部冷却。汽化后的氟里昂又被压缩器压回箱外的冷凝器散热, 再变为液体, 如此循环不息, 把冰箱内的热能泵到箱外。真空泵的工作原理和结构按真空泵的工作原理, 真空泵基本上可以分为两种类型, 即气体传输泵和气体捕集泵。 气体传输泵是一种能使气体不断的吸入和排出,借以达到抽气目的的真空泵。气体捕集泵 是一种使气体分子被吸附或凝结在泵的内表面上,从而减小了容器内的气体分子数目而达 到抽气目的的真空泵。真空泵是用各种方法在某一封闭空间中产生、改善和维持真空的装置。真空泵可以定 义为:利用机械、物理、化学或物理化学的方法对被抽容器进行抽气而获得真空的器件或 设备

7、。随着真空应用的发展,真空泵的种类已发展了很多种,其抽速从每秒零点几升到每 秒几十万、数百万升。按真空泵的工作原理,真空泵基本上可以分为两种类型,即气体传 输泵和气体捕集泵。随着真空应用技术在生产和科学研究领域中对其应用压强范围的要求 越来越宽,大多需要由几种真空泵组成真空抽气系统共同抽气后才能满足生产和科学研究 过程的要求,由于真空应用部门所涉及的工作压力的范围很宽,因此任何一种类型的真空 泵都不可能完全适用于所有的工作压力范围,只能根据不同的工作压力范围和不同的工作 要求,使用不同类型的真空泵。为了使用方便和各种真空工艺过程的需要,有时将各种真 空泵按其性能要求组合起来,以机组型式应用。各

8、种真空泵的工作原理水环式真空泵 /液环真空泵工作原理水环真空泵 (简称水环泵 是一种粗真空泵, 它所能获得的极限真空为 20004000Pa, 串联大气喷射器可达 270670Pa。水环泵也可用作压缩机,称为水环式压缩机,是属于低 压的压缩机,其压力范围为 12×105Pa 表压力。水环泵最初用作自吸水泵,而后逐渐用于石油、化工、机械、矿山、轻工、医药及 食品等许多工业部门。在工业生产的许多工艺过程中,如真空过滤、真空引水、真空送料、 真空蒸发、真空浓缩、真空回潮和真空脱气等,水环泵得到广泛的应用。由于真空应用技 术的飞跃发展,水环泵在粗真空获得方面一直被人们所重视。由于水环泵中气体

9、压缩是等 温的,故可抽除易燃、易爆的气体,此外还可抽除含尘、含水的气体,因此,水环泵应用 日益增多。在泵体中装有适量的水作为工作液。当叶轮按图中顺时针方向旋转时,水被叶轮抛向 四周,由于离心力的作用,水形成了一个决定于泵腔形状的近似于等厚度的封闭圆环。水 环的下部分内表面恰好与叶轮轮毂相切,水环的上部内表面刚好与叶片顶端接触(实际上 叶片在水环内有一定的插入深度。此时叶轮轮毂与水环之间形成一个月牙形空间,而这 一空间又被叶轮分成和叶片数目相等的若干个小腔。如果以叶轮的下部 0°为起点,那么叶 轮在旋转前 180°时小腔的容积由小变大,且与端面上的吸气口相通,此时气体被吸入,

10、当 吸气终了时小腔则与吸气口隔绝;当叶轮继续旋转时,小腔由大变小,使气体被压缩;当 小腔与排气口相通时,气体便被排出泵外。综上所述,水环泵是靠泵腔容积的变化来实现吸气、压缩和排气的,因此它属于变容 式真空泵。罗茨泵的工作原理罗茨泵在泵腔内,有二个 “8” 字形的转子相互垂直地安装在一对平行轴上,由传动比为 1的一对齿轮带动作彼此反向的同步旋转运动。 在转子之间,转子与泵壳内壁之间, 保持有 一定的间隙,可以实现高转速运行。由于罗茨泵是一种无内压缩的真空泵,通常压缩比很 低,故高、中真空泵需要前级泵。罗茨泵的极限真空除取决于泵本身结构和制造精度外, 还取决于前级泵的极限真空。为了提高泵的极限真空

11、度,可将罗茨泵串联使用。罗茨泵的工作原理与罗茨鼓风机相似。由于转子的不断旋转,被抽气体从进气口吸入 到转子与泵壳之间的空间 v0内,再经排气口排出。由于吸气后 v0空间是全封闭状态,所 以,在泵腔内气体没有压缩和膨胀。但当转子顶部转过排气口边缘, v0空间与排气侧相通时,由于排气侧气体压强较高, 则有一部分气体返冲到空间 v0中去,使气体压强突然增高。当转子继续转动时,气体排出 泵外。旋片式真空泵工作原理旋片式真空泵(简称旋片泵是一种油封式机械真空泵。其工作压强范围为1013251.33×10-2(Pa 属于低真空泵。它可以单独使用,也可以作为其它高真空泵或超 高真空泵的前级泵。它已

12、广泛地应用于冶金、机械、军工、电子、化工、轻工、石油及医 药等生产和科研部门。旋片泵可以抽除密封容器中的干燥气体,若附有气镇装置,还可以抽除一定量的可凝 性气体。但它不适于抽除含氧过高的,对金属有腐蚀性的、对泵油会起化学反应以及含有 颗粒尘埃的气体。旋片泵是真空技术中最基本的真空获得设备之一。旋片泵多为中小型泵。旋片泵有单 级和双级两种。所谓双级,就是在结构上将两个单级泵串联起来。一般多做成双级的,以 获得较高的真空度。旋片泵的抽速与入口压强的关系规定如下:在入口压强为 1333Pa 、 1.33Pa 和 1.33×10-1(Pa 下,其抽速值分别不得低于泵的名义抽速的 95%、 5

13、0%和 20%。旋片泵主要由泵体、转子、旋片、端盖、弹簧等组成。在旋片泵的腔内偏心地安装 一个转子,转子外圆与泵腔内表面相切(二者有很小的间隙,转子槽内装有带弹簧的二 个旋片。旋转时,靠离心力和弹簧的张力使旋片顶端与泵腔的内壁保持接触,转子旋转带 动旋片沿泵腔内壁滑动。两个旋片把转子、泵腔和两个端盖所围成的月牙形空间分隔成 A 、 B 、 C 三部分,当 转子按箭头方向旋转时,与吸气口相通的空间 A 的容积是逐渐增大的,正处于吸气过程。 而与排气口相通的空间 C 的容积是逐渐缩小的,正处于排气过程。居中的空间 B 的容积也 是逐渐减小的,正处于压缩过程。由于空间 A 的容积是逐渐增大(即膨胀,气体压强降 低,泵的入口处外部气体压强大于空间 A