滚动转子式压缩机的技术状况及发展
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滚动转子式压缩机开发优化方向探讨摘要:随着国家对节能环保工作的重视,滚动转子式压缩机在空调器设备中应用越来越广泛。
在降低能耗,减少排放方面具有突出的优势。
要不断优化设计,改善压缩机性能,提高运行效率。
关键词:滚动转子式;压缩机;优化引言随着社会的不断进步,经济的发展以及人们生活水平的不断提高,小排量制冷设备需求迅猛增长,使全滚动转子式压缩机行业快速发展。
在世界能源危机的大环境下,提高压缩机效率成为了摆在制冷压缩机科研人员面前的重要课题。
1滚动转子式压缩机技术概述滚动转子式压缩机(也称"转子式压缩机")属于回转式压缩机,一般依靠气缸中偏心圆筒形转子的活动减小内部容积,对气体进行有效压缩。
其基本部件包括气缸、转子、弹簧等。
该压缩机有着体积孝结构简单、工作稳定等优势,可以满足大部分工况的需求。
与相同制冷量的往复式压缩机对比可知,此类压缩机的零件需求量较少,仅为后者的2/3,体积、自重仅为后者的1/2,整体用电量节省了10%,但效率至少增加了10%。
滚动转子旋转式压缩机由于结构简单、性价比高、易于大批量生产控制等特点,目前已成为家用空调压缩机的主要机型.压缩机转子系统在工作过程中要受到不平衡力、接触力、气动压力等多种周期性外力作用,如设计不当极易造成转子系统振动超标.振动超标的转子系统会使整个压缩机系统振动和噪音增大,更严重的情况是,其会直接损害压缩机转子系统的零部件,例如,轴承磨损、电机的转子和静子相碰产生摩擦受损等,从而严重的降低了压缩机转子系统的可靠性.为了避免压缩机转子系统在工作过程中的振动超标,需要对其开展系统化的动态优化设计,滚动转子压缩机滚动活塞被安装在偏心曲轴上.因此,偏心曲轴驱动机构包括滚动活塞,以及叶片弹簧系统.再加上上轴承和下轴承,所有这些回转机构组成的转子轴颈轴承系统.下轴承、气缸、下轴承和上轴承由螺栓固定为一体,由气缸或上轴承与壳体焊接,保持固定.滚动活塞和曲轴等运动件则由上、下轴承限制其位移。
压缩机的技术现状及发展趋势压缩机是一种将气体或气体混合物压缩成高压的装置。
它在各行业中广泛应用,包括制冷、制氢、石油化工等领域。
随着科学技术的进步和市场需求的变化,压缩机的技术也在不断发展。
本文将对压缩机的技术现状及发展趋势进行分析。
目前,压缩机的主要技术包括往复式压缩机和旋转式压缩机两类。
往复式压缩机是通过循环运动的活塞将气体压缩到高压,其结构相对简单,成熟度较高,广泛应用于制冷和空调系统中。
旋转式压缩机则通过旋转机械将气体压缩,其结构复杂度较高,但由于其体积小、重量轻、震动小的优点,逐渐在汽车空调和工业领域得到应用。
从技术发展趋势来看,压缩机的发展方向主要有以下几个方面:1.节能环保:随着能源资源日益紧缺和环境污染问题的加剧,节能环保成为压缩机技术发展的重要方向。
目前,压缩机的能源利用率一般较低,需要通过技术改进来提高其能效。
例如,采用变频调速技术可以根据实际需求调节压缩机的运行速度,提高其能效;开发新的工作介质,如无氟制冷剂,可以减少对大气层臭氧的损害,环保性能更好。
2.小型化和智能化:随着科技的不断进步,压缩机设备正朝着更小型化和智能化方向发展。
小型化压缩机可以减少设备占地面积,方便安装和维护;智能化压缩机则可以通过传感器、控制器等技术实现自动控制和远程监测,提高设备的稳定性和可靠性。
3.多功能化:为满足不同工业领域对压缩机的需求,压缩机正朝着多功能化方向发展。
例如,多级压缩技术可以在一台压缩机中实现多个工作状态,适应不同的工作条件;换流技术可以实现压缩机的制冷和供热功能的转换,提高能源利用效率。
4.新材料的应用:新材料的应用可以提高压缩机的性能和可靠性。
例如,采用高强度、耐高温的材料制作压缩机活塞、阀板等关键部件,可以提高其工作效率和耐久性;采用陶瓷材料制作压缩机的动力传动部件,可以减少摩擦和磨损,提高其工作效率和使用寿命。
综上所述,压缩机技术正朝着节能环保、小型化智能化、多功能化和新材料应用等方向发展。
压缩机的发展现状
压缩机是一种能够将气体压缩成高压状态的装置,广泛应用于空调、制冷、气体输送等领域。
随着科学技术的不断发展,压缩机也在不断演进和改进。
目前,压缩机的发展趋势主要体现在以下几个方面:
1. 高效节能:为了满足对节能环保的需求,压缩机的设计和制造趋向于更高的效率和节能。
采用先进的技术和材料,降低能耗,提高整体效率,减少能源浪费。
2. 小型化:随着科技的进步和对便携性需求的增加,压缩机逐渐向小型化方向发展。
越来越多的压缩机产品采用紧凑设计,占用空间小,重量轻,方便携带和安装。
3. 智能化:随着物联网和人工智能技术的兴起,压缩机也逐渐智能化。
通过传感器、数据分析和自动控制系统,实现对压缩机运行状态的监测和控制,提高运行效率和维护管理的方便性。
4. 多功能性:为了适应不同行业和应用领域的需求,压缩机越来越多地拥有多功能特性。
例如,一些压缩机不仅可以进行气体压缩,还可以同时进行除湿、过滤等处理,提供更加全面的服务。
5. 环保和新能源:面对环境保护和能源危机的挑战,压缩机的发展也在朝着环保和新能源方向努力。
例如,一些新型压缩机采用环保冷媒,减少对大气层臭氧的破坏;同时,也有一些压
缩机利用太阳能、风能等新能源进行动力驱动,降低对传统能源的依赖。
总的来说,压缩机的发展现状呈现出高效节能、小型化、智能化、多功能性和环保新能源等趋势。
这些发展趋势的出现,将进一步提升压缩机的性能和适应性,满足不断变化的市场需求。
滚动转子式压缩机的技术状况及发展随着世界能源的紧缺和保护环境的呼声越来越高,人们对家用电器中占重要地位的空调器提出了节能、降低对环境直接污染和间接污染等要求。
滚动转子式压缩机作为房间空调器一种常用的、效率较高的压缩机形式,它与往复式压缩机相比,具有容积效率高,往复运动部件少,振动小,不需要内部悬挂支撑弹簧,零部件少等优点。
据统计,相对于往复式压缩机,转子式压缩机体积减少40-50%,重量轻40-50%。
从二十世纪八十年代起,对转子式压缩机的研究非常活跃,井已实现商品化。
目前在国内外,滚动转子式压缩机已替代往复式压缩机而广泛应用于空调等家用制冷设备中。
1 改进液动转子式压缩机特佐的技求方寨提高滚动转子式压缩机的性能是各个生产厂家最为关心的,力此,各个制造厂商纷纷投资研究提高滚动转子式压缩机的性能。
目前,改进滚动转子式压缩机特性的技术方案主要集中在提高机组工作效率、选用优质材料、降低噪声、增强可靠性等四个方面。
1.l提高压缩机工作效率提高压缩机的效率主要从电动机和压缩机机构两方面着手。
对于提高电动机效率可以采用特低铁损高磁通量的新型硅钢片作为铁芯材料,改变传统的绕线技术,提高电机的糟满率,装配过程中严格控制电机转子与定子之间的气隙等方案。
而对于提高压缩机机构的效率,采用的措施有:通过零件优化选配,减少滑动部分的间隙;采用圆形气缸,用减少螺栓扭紧力矩来减少其变形;高精度加工,提高滑动部分表面精度;采用计算机模拟技术,引入有限元方法,同时考虑到制冷剂及润滑油的泄漏、吸气加热损失、余隙中的气体膨胀等因素,建立滚动转子式压缩机的数学模型来指导设计。
根据压缩机运行过程中参数的变化规律,优化零部件的结构尺寸,选取合适的配合间隙,从而提高压缩机的输气量;生产线主要设备采用计算机管理程序控制自动检测,可对零件的加工质量进行综合分析与控制,确保了零件加工质量严格控制压缩机的装配间隙主要包括滚动转子与气缸的径向间隙。
转子与上、下端盖的端面间隙、滑片与气缸憎的侧面间隙、滑片与上、下端盖的端面间隙;改善润滑油循环系统,采用L形排气管和新型的油封装置,选用最合适的油槽、油量和制冷剂流通面积。
改进滚动转子式压缩机特性的技术现状及发展趋势作者:李娜陈振兴来源:《名城绘》2018年第12期摘要:滚动转子式压缩机虽然不为人们熟知,但说到家庭的空调相信谁人都已经较为熟稔了,长期以来针对这类压缩机开展了的大量的研究工作,如节能、环保冷媒的应用、小型化设计、以及应用领域的拓展。
本文介绍了改进滚动转子压缩机特的技术方案和其发展趋势。
关键词:滚动转子式压缩机;技术方案;发展趋势1前言滚动转子压缩机属于回转式容积式压缩机,其基本部件包括气缸、曲轴、滚套、叶片、轴承等组成。
偏心曲轴带动滚套在气缸旋转,滚套外表面与缸体内表面之间可构成一个月牙形空间,往复运动的叶片将该空间范围分为高压腔和低压腔。
曲轴旋转一周,高压腔体积变小完成压缩排查,低压腔体积增大完成吸气。
下一周,低压腔吸入的冷媒被压缩机排出,如此周而复始。
与相同制冷量的往复式压缩机比较,转子压缩机零件是其2/3,体积为其1/2,电机效率高10%以上【1】。
由于该压缩机结构简单、体积小、工作稳定,可以满足大部分工况的需要。
滚动转子压缩机的主要缺点是叶片与滚套壁面之间的泄漏、摩擦和磨损较大,限制了它的工作寿命及效率的提高;并且这种压缩机加工精度要求较高。
2改进滚动转子压缩机特性的技术方案在供大于求的市场环境下,改善滚动转子压缩机的特性提高压缩机的竞争力成为各压缩机厂商的关注焦点。
近几年,改进滚动转子压缩机的特性方案主要集中在提高压缩机的工作效率、和改善压缩机的噪声和振动两个方面。
2.1压缩机的工作效率提高压缩机的工作效率主要从压缩机结构和电机两方面入手。
传统提高压缩机的结构的效率采用的措施有:通过零件的优化选配,减少零部件的间隙;高精度加工,提高零部件滑动部分的精度;选用上轴承定位降低泵体与壳体连接过程中泵体的变形量;改善滚套与上下轴承间的间隙、叶片与气缸侧面的间隙、叶片与上下轴承见得间隙等。
近几年,采用计算机模拟技术,引入有限元方法,同时考虑制冷剂和润滑油的泄露、吸气加热损失、余隙中的气体膨胀等因素,建立滚动转子压缩机的数学模型来指导设计。
滚动转子式压缩机的技术状况及发展
随着世界能源的紧缺和保护环境的呼声越来越高,人们对家用电器中占重要地位的空调器提出了节能、降低对环境直接污染和间接污染等要求。
滚动转子式压缩机作为房间空调器一种常用的、效率较高的压缩机形式,它与往复式压缩机相比,具有容积效率高,往复运动部件少,振动小,不需要内部悬挂支撑弹簧,零部件少等优点。
据统计,相对于往复式压缩机,转子式压缩机体积减少40-50%,重量轻40-50%。
从二十世纪八十年代起,对转子式压缩机的研究非常活跃,井已实现商品化。
目前在国内外,滚动转子式压缩机已替代往复式压缩机而广泛应用于空调等家用制冷设备中。
1 改进液动转子式压缩机特佐的技求方寨
提高滚动转子式压缩机的性能是各个生产厂家最为关心的,力此,各个制造厂商纷纷投资研究提高滚动转子式压缩机的性能。
目前,改进滚动转子式压缩机特性的技术方案主要集中在提高机组工
作效率、选用优质材料、降低噪声、增强可
靠性等四个方面。
1.l提高压缩机工作效率
提高压缩机的效率主要从电动机和压缩机机构两方面着手。
对于提高电动机效率可以采用特低铁损高磁通量的新型硅钢片作为铁芯材料,改变传统的绕线技术,提高电机的糟满率,装配过程中严格控制电机转子与定子之间的气隙等方案。
而对于提高压缩机机构的效率,采用的措施有:通过零件优化选配,减少滑动部分的间隙;采用圆形气缸,用减少螺栓扭紧力矩来减少其变形;高精度加工,提高滑动部分表面精度;采用计算机模拟技术,引入有限元方法,同时考虑到制冷剂及润滑油的泄漏、吸气加热损失、余隙中的气体膨胀等因素,建立滚动转子式压缩机的数学模型来指导设计。
根据压缩机运行过程中参数的变化规律,优化零部件的结构尺寸,选取合适的配合间隙,从而提高压缩机的输气量;生产线主要设备采用计算机管理程序控制自动检测,可对零件的加工质量进行综合分析与控制,确保了零件加工质量严格控制压缩机的装配间隙主要包括滚动转子与气缸的径向间隙。
转子与上、下端盖的端面间隙、滑片与气缸憎的侧面间隙、滑片与上、下端盖的端面间隙;改善润滑油循环系统,采用L形排气管和新型的油封装置,选用最合适的油槽、油量和制冷剂流通面积。
另外,对于热泵型滚动转子式压缩机,优化储液器的内部结构,更好地适应制冷与制热工况的运行要求,也能使机组的运行效率得到改善。
1.2选用优质制造材料
由于滚动转子式压缩机的转速接近3000r/min,巨压缩机构的配合间隙极小限数微米),要求各个滑动部件具有硬度高。
摩擦系数小及搭配良好的摩擦副。
基于上述因素,通常对各个部件作相应的处理:滑片材料采用加人镍铬铂小硼但跨合金元素的特殊铸铁件;转子采用镍铬铝铸铁;偏心轴采用比普通铸铁具有高得多的强度、韧性及抗疲劳性的球墨铸铁(FCDS);气缸、上。
下端盖。
机架均采用FC-25灰铸铁;排气阀用
高级不锈钢;滑片用高速工具钢;润滑油用特制的矿物油。
1.3降低滚动转子式压缩机噪声
全封闭的滚动转子式压缩机的噪声声源主要来自电机噪声和机械噪声两类。
电机噪声是由于电机结构中不同极性相互作用而产生的吸引力使电机的定子与转子空气问隙发生变化,产生磁场振荡而引起噪声。
可以通过改进电机的转子,使电机转动的自振频率避开电源谐波频率,可以大幅降低电磁噪声;并适当降低压缩机转子的偏心率,也可以降低电磁噪声。
机械噪声是由于排气阀片的运动作用。
气体压力脉动以及各种运动部件激励振动而产生噪声。
降低机械噪声的措施有:
通过阀片系统的修改,消除阀片的颤振;采用合适的阀片升程限制器及高度并适当增加阀片弹簧阻尼,都可以大大降低阀片噪声;采用亥姆霍兹型消声室改善低频噪声;增加压力缓冲孔改善高频噪声;改变压缩机外壳形状,尽量增大外壳的刚度,以便升高其固有频率,躲开激励流量比较高的低频区域,从而降低压缩机的辐射噪声。
1.4 提高压缩机的可靠性
由于滚动转子压缩机式全封闭压缩机,其内部任何一个零部件的损坏将造成整台机子的报废。
因此,滚动转子式压缩机的可靠性是关系到机组性能的关键。
提高压缩机可靠性的措施有:对于电机,采用双重漆膜耐氟漆包线(H级);装配前,通过对电动机的拆卸检验,控制漆包线的气孔、伤痕;实行全部电机耐电压试验。
严格控制压缩机内的水分含量和杂质含量;进行加速寿命试验和起动耐久性试验,确保压缩机的可靠性;采用特制的过流保护器,过热保护装置,防止电机烧损,确保压缩机安全运行;密封接线柱的遮蔽。
2 滚动转子式压缩机的发层方向
2.l开发绿色环保压缩机
随着国内、外加诀废除CFCS和替代HCFC等对大气臭氧层破坏和产生温室效应的制冷剂的步伐,开发采用对环境影响较小的新制冷工质势在必行。
目前,利用R407c
和R410a制冷剂的滚动转子式压缩机已投入市场,适合于其它新制冷工质的压缩机系列也即将问世。
相应于新制冷剂的压缩机热力性能的计算,新型润滑油的开发;新制冷剂与润滑油的相溶性,电机绝缘材料的改进和压缩机制造材料的选择都有待于完善。
2.2开发双转子型滚动转子式压缩机
为了适应大制冷量的要求以及改善压缩机的特性,双气缸双转子的滚动转子式压缩机已被开发。
它是在一根垂直的轴上有两个相互错开呈腮旷的偏心轮,与其相配合的有两个气缸,使得制冷量增加一倍,而外形尺寸增加不大,同时使平衡性改善,振动减小,转矩变化均匀。
2.3变频滚动转子式压缩机的发展
变频压缩机可以提高空调器的季节能效比和热舒适性,井使压缩机容量有随负荷的变化而具有较大的变化能力,因此近年来在国外发展很快。
目前变频压缩机的频率调节范围从20HZ-180HZ。
但变频压缩机需要解决的问题是:高速运转时轴承负荷过大;滑片摩擦和磨损问题;气阀的寿命问题;低转速的振动和润滑油的供给问题。
同时,对压缩机的设汁和制造提出了更高的要求。
2.4向低温领域扩展
近年来,随着对结构的迸一步改进和加工精度的进一步提高,使得滚动转子式压缩机在低温领域中同样具有较高的性能系数,因而已成功地应用于家用冰箱和冷柜中,它不仅大幅度缩小了安放压缩机的空问,增大了冰箱和冷柜的有效容积,同时还减轻了冰箱和冷柜的整机重量。
2.5开发具有制冷量凋节的压缩机
常规的滚动转子式压缩机均不具备制冷量调节的功能。
近年来,在滚动转子式压缩机上设计了制冷量调节机构,即在气缸上分别开有多个回气孔,通过阀门与吸气腔相通,其制冷量可在10-100%的范围内迸行调节。
3结论
为了适应节能降耗和舒适性的要求,滚动转子压缩机将不断改进其性能,向高效节能、棵护环境、低噪声和智能控制方向发展。