Развитие конструктивных форм поршневого холодильного компрессора

Первые конструкции компрессоров для холодильных камер представляли собой горизонтальные крейцкопфные поршневые машины двойного действия с числом оборотов, непревышающим 100 об/мин. Внешне конструкции криво-шатунного механизма и цилиндровой группы

Первые конструкции компрессоров для холодильных камер представляли собой горизонтальные крейцкопфные поршневые машины двойного действия с числом оборотов, непревышающим 100 об/мин. Внешне конструкции криво-шатунного механизма и цилиндровой группы этих компрессоров были одинаковыми с паровыми машинами. Однако внутренние формы цилиндра и поршня холодильного компрессора имели следующие особенности: сферические крышки цилиндра и днищ поршня и отсутствие охлаждения цилиндров. Такая конструкция удовлетворяла условиям работы компрессора влажным ходом, для которого были необходимы минимальные мертвые объемы и отсутствие конденсации пара на стенках. В тихоходных малооборотных машинах, выпускавшихся отечественными заводами холодильного оборудования до 1930 г, применялись тяжелые по весу шпиндельные клапаны с малыми мертвыми объемами. Нагнетательные клапаны располагали в нижней, а всасывающие — в верхней части сферических крышек Это способствовало лучшему выходу жидкого рабочего тела в случае попадания его в цилиндр или конденсации на стенках и уменьшало опасность возникновения гидравлического удара.

Конструкции современных горизонтальных компрессоров значительно отличаются от первоначальных. Эти компрессоры всасывают сухой или перегретый пар, поэтому цилиндры их выполняют с водяными рубашками, а поршни и крышки — с плоскими днищами. Клапаны располагают радиально, что уменьшает возможность попадания в полость цилиндра частей клапанов в случае поломки последних и предохраняет машину от аварий. Увеличение мертвого пространства в этих конструкциях имеет меньшее значение благодаря сухому ходу компрессора.

Рама чиллера жестко закреплена на фундаменте, цилиндр покоится на плавающей или качающейся опоре. Работа этих машин сухим ходом с повышенным числом оборотов способствовала значительному нагреванию стенок цилиндров и поршней. Для компенсации тепловых расширений стали применять подвижные опоры вместо жесткого крепления. Получила распространение смазка цилиндра под давлением с помощью плунжерных насосов, а механизмов движения — шестеренчатым или поршневым насосом, в то время как в старых конструкциях применяли капельную смазку. Клапаны шпиндельные были заменены иа пружинные пластинчатые с легкими подвижными деталями — пластинами.

В тридцатых годах нашего столетия в машинах средней и большой холодопроизводительности стали применять бескрейцкопфные конструкции компрессоров с вертикальным расположением цилиндров и прямоточными поршнями.

В вертикальных прямоточных холодильных компрессорах всасывающие клапаны расположены в поршне, а нагнетательные — в ложной благодаря чему мертвое пространство уменьшается. Размещение клапанов по всему сечению цилиндра позволяет увеличить сечение их и вследствие этого снизить дроссельные потери при прохождении пара и повысить объемный и индикаторный коэффициенты.

Нижняя часть цилиндра, в которой происходит всасывание, охлаждается холодными парами и принимает температуру, близкую температуре всасываемого рабочего тела; верхняя часть цилиндра, из которой выталкивается сжатый пар, охлаждается водой, и температура стенок ее сравнительно низкая. Вследствие этого коэффициент подогрева вертикального прямоточного компрессора выше, чем непрямоточного. Охлаждение цилиндров увеличивает также энергетические коэффициенты компрессора. Охлаждающие рубашки аммиачных машин располагают в верхней частя цилиндра или в его крышках. В фреоновых компрессорах применяют воздушное охлаждение, достигаемое оребрением цилиндров и крышек. Механические кпд двух и многоцилиндровых прямоточных компрессоров выше, чем горизонтальных машин двойного действия, благодаря меньшему весу кривошипно-шатунного механизма и, следовательно, более низким потерям на трение движущихся частей.

В двухцилиндровом вертикальном компрессоре с кривошипами, смешенными на 180°, достигается удобное расположение противовесов, частичное уравновешивание сил инерции, а поэтому в них может быть допущено большее число оборотов.