柱塞式電磁閥的結(jié)構(gòu)

 1 前言

    單螺桿壓縮機在使用中，由于工作工況的變化，要求壓縮機排氣量或制冷量作相應(yīng)的調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)方法有連續(xù)調(diào)節(jié)和分級調(diào)節(jié)兩種，前者可在額定的氣量范圍內(nèi)作無級的調(diào)節(jié)，但在實用上分級調(diào)節(jié)已完全能夠滿足實際運行的需要。對于單螺桿制冷壓縮機(以下稱制冷機)，一般采用轉(zhuǎn)動環(huán)或滑閥來調(diào)節(jié)制冷量，其中，滑閥調(diào)節(jié)法在對壓縮機內(nèi)容積比的變化及容積比能(比功率)等方面的影響均優(yōu)于轉(zhuǎn)動環(huán)調(diào)節(jié)法?。但這兩種調(diào)節(jié)方案均使機器結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，加工要求也很高。對于單螺桿氣體壓縮機(以下稱壓氣機)，則與其他容積式壓縮機一樣，采用進(jìn)氣節(jié)流、進(jìn)排氣管道連通、壓縮機停／開和變轉(zhuǎn)速等調(diào)節(jié)方法。其中，進(jìn)氣節(jié)流調(diào)節(jié)范圍廣海，但節(jié)流阻力使功耗和排氣溫度增加；進(jìn)、排氣管道連通雖然簡單易行，但相當(dāng)于排氣泄漏，無端增加能耗，常用于氣體不宜排向大氣的工藝用壓縮機；壓縮機停／開調(diào)節(jié)的經(jīng)濟性好，適用于微小型壓縮機(<5—10kW)，但此法除需配置較大容量的儲氣罐外，還對電機壽命及能耗產(chǎn)生不利影響；采用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)較為理想，但需由內(nèi)燃機、渦輪機或變頻調(diào)速機構(gòu)來控制轉(zhuǎn)速，使壓縮機造價提高。

本文提出了一種采用常閉型柱塞式電磁閥的氣量調(diào)節(jié)的方法，該方法在不改變機體結(jié)構(gòu)的條件下，能夠?qū)崿F(xiàn)排氣量的分級調(diào)節(jié)。

2 單螺桿壓縮機氣量調(diào)節(jié)原理

單螺桿壓縮機的理論排氣量可表示為[ ]：=2 1 (1)

式中 ——理論排氣量，m3／min

n——螺桿轉(zhuǎn)速，r／min

— — 螺桿頭數(shù)

— — 星輪齒封閉螺槽時的最大螺槽容積，rn3

  由此可知，當(dāng)n和 1固定時Vr=廠( )，改變就可以改變排氣量。但對于幾何參數(shù)已定的單螺桿壓縮機來說，星輪齒封閉螺槽時的最大螺槽容積 值是固定的。如圖1所示，若在壓縮機機體的適當(dāng)位置上設(shè)置電磁閥，則當(dāng)電磁閥開啟時，封閉螺槽中待壓縮的氣體就會通過此閥的回流孑L返回吸氣腔，待星輪齒越過回流孔后，壓縮過程才開始。因此，利用電磁閥來調(diào)節(jié)氣量的實質(zhì)在于改變封閉螺槽內(nèi)氣體開始壓縮的時間(位置)，使有效的螺槽容積作相應(yīng)的改變，從而達(dá)到調(diào)節(jié)氣量的目的。電磁閥設(shè)置的數(shù)量及其安裝位置，可根據(jù)實際需要，由要求的調(diào)節(jié)的范圍和級數(shù)確定。

3 柱塞式電磁閥的工作原理和基本結(jié)構(gòu) 0．05

圖2示出了常閉型柱塞式電磁閥的基本結(jié)構(gòu)，該電磁閥主要由殼體、彈簧、銜鐵、電磁線圈、鐵心等元件組成。在正常狀態(tài)，電磁閥閉合，與銜鐵固接成一體的回流孑L塞將回流孑L口和回流通道封堵。當(dāng)電磁線圈通電后，鐵心產(chǎn)生的電磁力使銜鐵連同回流孔塞克服彈簧力而下移，此時電磁閥開啟，回流孔口被打開，封閉螺槽內(nèi)氣體就由回流通道返回進(jìn)氣腔，見圖1(b)。柱塞式電磁閥在安裝時應(yīng)采取工藝措施，使其頂面與氣缸內(nèi)壁在同一圓柱面上，以確保電磁閥在閉合狀態(tài)下不存在余隙容積。

4 設(shè)計實例

圖2 柱塞式電磁閥的結(jié)構(gòu)本實例所用樣機的主要參數(shù)：容積流量(排氣量)3m3／min，排氣壓力0．7MPa，轉(zhuǎn)速2940r／min，容積效率O．85，傳動比1．8333。設(shè)計步驟為：

(1)根據(jù)實際運行工況需要，確定排氣量的分級數(shù)。為簡單計，本實例采用3級，即為總排氣量(或螺槽容積)的100％、70％和40％。其中，40％用于 動和低載時，70％用于中等載荷時，100％則用于滿載時。

(2)根據(jù)分級數(shù)，在由壓縮機設(shè)計時已知的單螺桿壓縮機星輪轉(zhuǎn)角 ：與螺桿螺槽容積 的關(guān)系曲線上(見圖3)，確定調(diào)節(jié)到各級排氣量時相應(yīng)的星輪轉(zhuǎn)角 ， ， ，其具體數(shù)值如表1所示。