Компрессорная холодильная машина

 

В бессальниковом компрессоре холодильной машины установлен газонепроницаемый экран, отделяющий статор и ротор электродвигателя от паровой полости компрессора. В экране выполнено отверстие. Компрессор дополнительно снабжен полой втулкой, проходящей через корпус компрессора, один конец которой снабжен торцевым уплотнением и примыкает к отверстию в газонепроницаемом экране, другой размещен вне корпуса и подсоединен к циркуляционному контуру хладагента между испарителем и компрессором. В линию связи между полой втулкой и циркуляционным контуром хладагента введены электроконтактный датчик давления, обратный клапан и двухходовой электроуправляемый вентиль, который электрически связан с электроконтактным датчиком давления. Технический результат от использования изобретения заключается в уменьшении потерь в электродвигателе - электрических и механических. 2 ил.

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к компрессорным холодильным машинам, оснащенным герметичными экранированными компрессорами, и может найти применение во всех областях искусственного холода, преимущественно в аммиачных холодильных машинах.

Известно размещение статора электродвигателя компрессора внутри его корпуса (см., например, ЦЫДЗИК В.Е. и ИОЭЛЬСОН Е.Б. Холодильные машины и аппараты, ч. 1. - М.-Л.: Госэнергоиздат, 1932, с. 41 - 42), при этом статор и ротор отделены от пространства, в котором циркулирует хладагент.

Известны экранированные компрессоры, в которых статор от ротора либо двигатель в целом отделены от вала газонепроницаемым экраном (см., например, 1. ЯКОБСОН В. Б. Малые холодильные машины. - М.: Пищевая промышленность, 1977, с. 102 - 103; 2. ЗЕЛИКОВСКИЙ И.Х., КАПЛАН Л.Г. Малые холодильные машины и установки. Справочник. - М.: ВО "Агропромиздат", 1989, с. 28 - 30) из нержавеющей стали, закрепляемым приваркой к кожуху или разъемным соединением.

К недостаткам таких холодильных машин следует отнести большую сложность и трудоемкость изготовления, обусловленную необходимостью крепления и центровки экрана, существенное увеличение энергозатрат в электродвигателе, обусловленных наличием зазоров между статором и экраном (со стороны ротора) и между экраном и ротором, порядка 16% и более; сокращение коэффициента энергетической эффективности Ка холодильной машины (например, для ФГэСО.7 имеет значение коэффициента Ка на 10% ниже чем ФГ07).

Известен аммиачный герметичный компрессор (см. например, ГИРШ. Холодильная техника. - М.: Пищепромиздат, 1937, с. 117, рис. 49), в котором изоляция электродвигателя находилась под воздействием паров аммиака. К недостаткам этого компрессора следует отнести ненадежность работы компрессора вследствие пробоя изоляции, при наличии в аммиаке воды, разрушения медных проводов обмотки.

Известно техническое предложение (см. ж. Kaltertklimatech., 1993, 46, N 10, с. 712 - 722) относительно создания герметичных или полугерметичных компрессоров на аммиаке путем герметизации медных обмоток электродвигателя.

К недостаткам этого предложения следует отнести отсутствие конкретных технических решений; имеющиеся рекомендации по замене медных обмоток на алюминий приводят к большим габаритам и металлоемкости компрессоров и ухудшают сопоставимые энергетические показатели.

За прототип принята герметичная холодильная машина (Пат. США 5314316), где в вертикальном компрессоре приводной двигатель размещен в нижней части кожуха таким образом, что он отключен от внутреннего объема компрессора, через который всасывается пар, что исключает непосредственный контакт всасываемого пара с обмотками электродвигателя. В нижней части вал герметизируется слоем смазочного масла.

К недостаткам известной машины следует отнести отсутствие герметизации в верхней части двигателя, что не исключает контакта обмоток с парами хладагента и их вредное влияние на состояние обмотки электродвигателя и ее изоляцию.

Цель изобретения - повысить энергетические показатели компрессорной холодильной машины с экранированным компрессором путем снижения потерь в электродвигателе экранированного герметичного компрессора, за счет поддержания нормативного зазора между статором и ротором и сокращения гидравлического сопротивления паров хладагента в зазоре в процессе вращения ротора.

Поставленная цель достигается тем, что заявляемая компрессорная холодильная машина содержит в замкнутом циркуляционном контуре хладагента бессальниковый компрессор, конденсатор, дроссель-вентиль, при этом в корпусе компрессора установлен газонепроницаемый экран, в котором размещены статор и ротор электродвигателя, в газонепроницаемом экране выполнено отверстие, причем компрессор дополнительно снабжен проходящей через корпус полой втулкой, один конец которой снабжен торцевым уплотнением и примыкает к отверстию в газонепроницаемом экране, другой размещен вне корпуса и подсоединен к циркуляционному контуру хладагента между испарителем и компрессором, при этом в линию связи между полой втулкой и циркуляционным контуром введены электроконтактный датчик давления, обратный клапан и двухходовой электроуправляемый вентиль, который электрически связан с электроконтактным датчиком давления.

Размещение статора и ротора электродвигателя внутри герметичного экрана, в котором выполнено отверстие и к которому плотно примыкает полая втулка, другой конец которой размещен вне корпуса и линией связи объединен с циркуляционным контуром хладагента между испарителем и компрессором, позволяет использовать компрессор для вакуумирования внутренней полости экрана.

Введение на линии связи между полой поджимающей втулкой и циркуляционным контуром электроконтактного датчика давления и двухходового электроуправляемого вентиля, электрически связанных между собой, позволяет обеспечить периодическое подключение внутренней полости экрана к линии всасывания в компрессор, по мере возможного натекания во внутреннюю полость экрана паров через соответствующие уплотнения. Размещение обратного клапана на линии связи между полой втулкой и циркуляционным контуром исключает обратное натекание пара в полость экрана через двухходовой электроуправляемый вентиль при его работе в положении "прямо".

На фиг. 1 приведена принципиальная схема компрессорной холодильной машины; на фиг. 2 - продольный разрез бессальникового компрессора.

Компрессорная холодильная машина (фиг. 1 и 2) содержит в замкнутом циркуляционном контуре 1 бессальниковый компрессор 2, в корпусе 3 которого в газонепроницаемом экране 4 размещены ротор 5 и статор 6 электродвигателя, конденсатор 7, дроссель-вентиль 8 и испаритель 9.

В газонепроницаемом экране 4 выполнено отверстие 10; в корпус 3 компрессора 2 введена полая втулка 11, один конец 12 которой снабжен торцевым уплотнением 13, другой конец 14 размещен вне корпуса 3 и подсоединен к циркуляционному контуру, между испарителем 9 и компрессором 2, причем в линию связи 15 между концом 14 полой втулки 11 и циркуляционным контуром 11 введены электроконтактный датчик давления (ЭДД) 16, например, электроконтактный манометр, обратный клапан (ОК) 17 и двухходовой электроуправляемый вентиль (ДЭВ) 18, электрически связанный с ЭДД 16.

В бессальниковом компрессоре 2 (фиг. 2) также показаны всасывающий 19 и нагнетательный 20 патрубки, канал прохода 21 паров хладагента в полость сжатия (условно не показана) компрессора 2, канал 22 для смазочного масла, вал электродвигателя 23, уплотнение 24 вала 23, крышка 25, уплотнение 26 газопроницаемого экрана 4, уплотнение 27 полой втулки 11.

Компрессор 2 (фиг. 2) вводят в рабочее состояние следующим образом. В снятой крышке 25 в уплотнении 27 размещают полую втулку 11. В корпусе 3 устанавливают уплотнение 26 и газонепроницаемый экран 4. К отверстию 10 подводят внутренний конец 12 втулки 11 с размещенным на торце уплотнением 13, устанавливают и крепят к корпусу 3 крышку 25. Уплотнением 27 обеспечивают плотность прижатия уплотнения 13 к экрану 4 и плотность по внешней поверхности втулки 11. Затем к другому концу 14 втулки 11 подсоединяют линию связи 15, на которой устанавливают ЭДД 16 и ОК 17, и вводят в циркуляционный контур 1 путем подсоединения к ДЭВ 18.

Компрессорная холодильная машина (фиг. 1 и 2) работает следующим образом. Пары хладагента, например, аммиака, по циркуляционному контуру 1 из испарителя 9 поступают через ДЭВ 18, проходящий канал которого находится в положении "прямо", во всасывающий патрубок 19 компрессора 2. При движении в полости корпуса 3 от паров отделяется смазочное масло, которое через канал 22 поступает в полость сжатия компрессора 2, пары отводят теплоту от газопроницаемого экрана 4 и через канал 21 поступают в полость сжатия, где сжимаются и через патрубок 20 нагнетаются в конденсатор 7, ожижаются в конденсатор 7 и через дроссель-вентиль 8 жидкость поступает в испаритель 9. Цикл работы завершается.

При повышении давления во внутренней полости герметичного экрана 4, где на валу 23 размещен ротор 5 и охватывающий его статор 6, ЭДД 16 подает импульс на ДЭВ 18, проходной канал которого переводится в положение "сбоку", и компрессор 2 обеспечивает понижение давления во внутренней полости герметичного экрана 4 до заданного значения давления. После достижения заданного давления ЭДД 16 подает импульс на ДЭВ 18, и проходной канал в последнем переводится в положение "прямо", цикл работы холодильной машины продолжается.

Таким образом, заявляемая холодильная машина по сравнению с известными позволяет: - обеспечить необходимое снижение давления в зазоре "статор-ротор" и тем самым уменьшить потери в электродвигателе - электрические и на трение (механические); - снизить удельные и общие затраты мощности на производство холода ориентировочно на 10%; - обеспечить широкое использование бессальникового компрессора в составе аммиачной компрессорной холодильной машины, тем самым повысить степень экологической безопасности аммиачных холодильных машин.

Формула изобретения

Компрессорная холодильная машина, содержащая в замкнутом циркуляционном корпусе хладагента бессальниковый компрессор, в корпусе которого в газонепроницаемом экране размещены статор и ротор электродвигателя, конденсатор, дроссель-вентиль и испаритель, отличающаяся тем, что в газонепроницаемом экране выполнено отверстие и компрессор дополнительно снабжен полой втулкой, проходящей через корпус компрессора, один конец которой снабжен торцевым уплотнением и примыкает к отверстию в газонепроницаемом экране, другой размещен вне корпуса и подсоединен к циркуляционному контуру хладагента между испарителем и компрессором, причем в линию связи между втулкой и циркуляционным контуром введены электроконтактный датчик давления, обратный клапан и двухходовый электроуправляемый вентиль, при этом электроконтактный датчик давления электрически связан с двухходовым электроуправляемым вентилем.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2