Читайте также:
|
Поршневим називають компресор, в якого поршень в циліндрі здійснює зворотно-поступальні рухи. Найпростіший поршневий компресор (Рис. 2) складається з циліндра, в якому переміщається поршень (між стінами циліндра і поршнем є невеликий зазор). Рух поршня забезпечується кривошипно-шатунним механізмом від валу з приводним двигуном. В кришці циліндра розташовані клапани нагнітання і всмоктування компресора.
За один оборот валу, тобто за два ходи поршня, в кожному циліндрі компресора здійснюєтьсяповний робочий цикл. Під час руху поршня вправо (згідно малюнку) у надпоршневому просторі створюється розрідження і пари холодагента всмоктуються в циліндр з випарника через відкритий клапан. В момент зворотного ходу поршня пари стискаються і тиск зростає. Клапан всмоктування при цьому закривається, а стиснуті пари через клапан нагнітання виштовхуються в конденсатор. Потім напрям руху поршня змінюється, нагнітальний клапан закривається і компресор знов всмоктує пари з випарника. Таким чином, циклічно повторюється весь робочий процес.
Рис.2. Схема поршневого компресора
Загальний вигляд поршневого компресора приведений на рис. 3. В корпусі компресора, виготовленому з чавуну, знаходиться циліндр і картер, в якому розташований колінчастий вал. В нижній частині картера залито масло для змащування деталей компресора, що підлягають тертю. Корені шийки колінчастого валу лежать в підшипниках, а до шатунної шийки прикріплений своєю нижньою головкою шатун. Шийка валу, що виходить з картера назовні, ущільнена сальником, щоб не було втрат холодагента через зазор між валом і підшипником. На шийці валу напресований маховик, який обертається разом з валом від електродвигуна за допомогою пасової передачі.
Рис.3. Поршневий компресор
Шатун сполучений своєю верхньою головкою з поршнем за допомогою поршневого пальця. Під час обертання валу поршень поперемінно рухається вздовж осі циліндра від одного крайнього положення до іншого на величину подвійного радіусу кривошипа. На поршні надіті кільця, що ковзають по робочій поверхні дзеркала циліндра ущільнюючи (завдяки своїй пружності) порожнину циліндра, щоб пари холодагента не могли потрапити в картер.
Верхній торець циліндра закритий головкою. Головка циліндра складається з двох камер: всмоктування і нагнітання. В кожній камері знаходиться клапан, відповідно всмоктування та нагнітання. Клапани розташовані по обидві сторони клапанної плити і закривають наявні в ній отвори, які сполучають камери головки з циліндром. До камери всмоктування підходить трубопровід всмоктування, сполучений з випарником, до камери нагнітання — нагнітальний трубопровід, сполучений з конденсатором.
Цикл роботи компресора складається з наступних етапів:
Етап 1. Під час руху поршня вниз робочий об'єм циліндра (об'єм циліндра над поршнем) збільшується і тиск парів холодагента в ньому падає.
Етап 2. Коли тиск в циліндрі стане нижче, ніж тиск в камері всмоктування головки (у випарнику), відкриється клапан всмоктування і пари холодагента, з випарника по трубопроводу всмоктування будуть поступати в циліндр. Почнеться процес всмоктування. Він буде продовжуватися до тих пір, поки поршень, не досягне крайнього нижнього положення (нижня мертва зона) в циліндрі, і почне рухатися вгору. Робочий об'єм циліндра буде зменшуватися, а тиск парів, відповідно, рости.
Етап 3. Як тільки тиск парів в циліндрі перевищить тиск в камері всмоктування головки, клапан всмоктування закриється і процес всмоктування закінчиться. Почнетьсястиснення парів. Процес стиснення буде відбуватися до тих пір, поки тиск парів в циліндрі не перевищить тиску в камері нагнітання головки (в конденсаторі).
Етап 4. В результаті попереднього етапу відкриється нагнітальний клапан. Почнеться процес нагнітання, тобто виштовхування стиснутих парів з циліндра компресора в конденсатор.
Невелика кількість стиснутих парів холодагента на етапі 4 неминуче залишиться в циліндрі. Це відбувається тому, що при крайньому верхньому положенні поршня (верхня мертва зона) в циліндрі є зазор між денцем поршня і клапанною плитою, для запобігання удару поршня. Зазор створює шкідливий мертвий об'єм, в який також входить об'єм, утворюваний прохідним перетином отвору в клапанній плиті, що сполучає циліндр з камерою нагнітання головки. Стиснуті пари, що залишилися в “мертвому” об'ємі (просторі), будуть розширятися в циліндрі під час подальшого руху поршня вниз до тих пір, поки їх тиск, тобто тиск в циліндрі, не стане нижче, ніж тиск парів холодагента в камері всмоктування головки. Отжепід час руху поршня вниз відбувається розширення парів, що залишилися в циліндрі, і всмоктування нових парів холодагента з випарника, а при русі поршня вгору — стиснення парів і нагнітання їх в конденсатор.
Надійність збереження холодагента в компресорі залежить від ступеня герметизації компресора. Найбільш схильні до витоків холодагента компресори відкритого типу (Рис. 4.а,б), що мають сальники і роз'ємні частини корпусу.
Для герметизації такого компресора ретельно обробляють площини роз’ємну корпусу, ущільнюючи їх прокладками, і сполучають великою кількістю болтів. Найуразливіше для витоку холодагентамісце виходу валу з корпусу, щоущільнюється складними по конструкції сальниками, проте і вони недостатньо надійні. Крім того, надійність сальників значно знижується із збільшенням частоти обертання валу.
Враховуючи практично неминучі витоки холодагента, холодильники з компресорами відкритого типу заповнюють дещо великою кількістю холодагента, чим потрібно для роботи компресора, і в процесі експлуатації періодично його поповнюють.
Краща герметизація забезпечується в напівгерметичних (Рис. 4.в) компресорів. Двигун таких компресорів вставлений в кожух, який прикріплений болтами до корпусу компресора. В даній конструкції кріплення двигуна відпадає потреба в сальнику.
Рис. 4. Типи компресорів: а и б –відкриті; в – напівгерметичні; г - герметичні
Герметизація площин роз’ємну кожуха двигуна з корпусом компресора забезпечується точністю їх обробки, а також застосуванням ущільнюючих прокладок. Найбільш надійна герметизація в герметичних (Рис. 4.г) компресорів.
В герметичних конструкціях компресор з’єднаний з електродвигуном без проміжної передачі і знаходиться разом з ним в загальному кожусі. Дані конструкції називають герметичним компресором або мотор-компресором. При такому розташуванні компресора разом з електродвигуном відпадає потреба в сальнику, що звичайно є основним місцем витоків холодагента. Ротор електродвигуна насаджений безпосередньо на вал компресора, а статор закріплений на корпусі компресора або в кожусі.
Корпус компресора служить основною несучою частиною, і включає відлитий циліндр та корені підшипники колінчастого валу. На корпусі змонтовано решту деталей компресора і статор двигуна. Цим забезпечується компактність конструкції мотор-компресора.
На відміну від компресорів відкритого типу поршневі кільця в мотор-компресорі не застосовують, а необхідне ущільнення поршня в циліндрі досягається завдяки малим (0,01...0,02 мм) зазорам між ними. Клапани (всмоктування і нагнітання) представляють собою пружні пластинки різної форми, виготовлені з тонкої (0,10...0,30 мм) високовуглецевої сталі.
У зв'язку з високими вимогами, що пред'являються до роботи побутових холодильників, в герметичних компресорах на лініях всмоктування і нагнітання біля головки циліндра встановлюють глушники для зниження шуму, створюваного пульсуючими парами холодагента.
Відмітною особливістю герметичних компресорів є також наявність пружної підвіски компресора і двигуна, що значно знижує шум і вібрації при їх роботі. Вібрація мотор-компресора передається на шафу холодильника, що може спричинити коливання посуду в камері. Особливо посилюється вібрація в моменти зупинок компресора.
Для усунення вібрацій шафи мотор-компресор підвішують на пружинах. Існують два типи підвіски зовнішня та внутрішня.
Призовнішній підвісці компресор і двигун жорстко закріплюють в кожусі, а кожух підвішують на рамі через пружини або опирают на них. Кількість пружин в підвісці буває від двох до чотирьох. Для того, щоб трубопроводи сполучені з кожухом не ламалися в період його коливань, і в той же час не перешкоджали роботі пружин, їх роблять з компенсаційними витками. В багатьох конструкціях агрегатів із зовнішньою підвіскою мотор-компресора є болти, за допомогою яких можна на час транспортування агрегату (холодильника) жорстко закріпити мотор-компресор на рамі. Під час встановлення холодильника на місці його експлуатації болти відгвинчують.
Привнутрішній підвісці компресор з двигуном підвішують на пружинах усередині кожуха, а кожух жорстко закріплюють на рамі. В цьому випадку мотор-компресор більш компактний і всі його зовнішні частини жорстко сполучені одна з одною.
Перевагами зовнішньої підвіски є:
* кращі умови охолоджування обмоток статора завдяки доброму тепловому контакту статора з кожухом. При внутрішній підвісці умови охолоджування обмоток погіршуються, оскільки статор не торкається стін кожуха, і тепло від обмоток передається кожуху через пари холодагента, що мають відносно погану теплопровідність;
* можливість усунення дефекту у разі порушення кріплення підвіски і появи стукоту. При внутрішній підвісці така можливість виключається і холодильний агрегат доводиться піддавати складному ремонту.
В свою чергу у внутрішній підвісці:
* менший рівень шуму працюючого компресора;
* вібрації майже не передаються на кожух.
Останніми роками внутрішня підвіска мотор-компресора знайшла широке застосування. Основний недолік її — погіршення охолоджування обмоток — компенсується шляхом застосування температуростійкої ізоляції обмоток, що допускає підвищений нагрів.
В побутових вітчизняних холодильниках використовувалося два типи герметичних компресорів, що випускаються промисловістю: ДХ і ФХ. Компресор ДХ-1010 — одноциліндровий, поршневий, непрямоточний, з кривошипно-шатунним механізмом і горизонтально розташованим валом, частота обертання валу 1500 об/хв. Підвіска мотор-компресора зовнішня; в одних агрегатах кожух підвішений на чотирьох пружинах, в інших спирається на дві або три пружини.
Компресор ФГ-0,100 — одноциліндровий, непрямоточний з кулісним механізмом і вертикально розташованим валом. Частота обертання валу 3000 об/хв. Підвіска мотор-компресора внутрішня в кожусі. Технічна характеристика компресорів ДХ і ФГ приведена в табл. 1.
В агрегатах ДХ з зовнішньою підвіскою (Рис.5) компресор і статор електродвигуна поміщений в загальний циліндричний кожух і з’єднані гвинтами. Кожух закритий з двох сторін кришками, привареними до металевого циліндра. В одну з кришок (збоку статора) впаяні прохідні контакти, через які подається напруга електромережі двигуну, а також штуцер (або трубка заповнення), через який холодильний агрегат заповнюють змащувальним маслом і хладоном.
Таблиця 1.
Дата добавления: 2015-12-07; просмотров: 128 | Нарушение авторских прав