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的調節。調節方法有連續調節和分級調節兩種，前者可在額定的氣量范圍內作無級的調節，但在實用上分級調節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)，一般采用轉動環或滑閥來調節制冷量，其中，滑閥調節法在對壓縮機內容積比的變化及容積比能(比功率)等方面的影響均優于轉動環調節法?。但這兩種調節方案均使機器結構復雜化，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，采用進氣節流、進排氣管道連通、壓縮機停／開和變轉速等調節方法。其中，進氣節流調節范圍廣海，但節流阻力使功耗和排氣溫度增加；進、排氣管道連通雖然簡單易行，但相當于排氣泄漏，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／開調節的經濟性好，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生不利影響；采用轉速調節較為理想，但需由內燃機、渦輪機或變頻調速機構來控制轉速，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節的方法，該方法在不改變機體結構的條件下，能夠實現排氣量的分級調節。

2 單螺桿壓縮機氣量調節原理

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——螺桿轉速，r／min

— — 螺桿頭數

— — 星輪齒封閉螺槽時的最大螺槽容積，rn3

  由此可知，當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位置上設置電磁閥，則當電磁閥開啟時，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，利用電磁閥來調節氣量的實質在于改變封閉螺槽內氣體開始壓縮的時間(位置)，使有效的螺槽容積作相應的改變，從而達到調節氣量的目的。電磁閥設置的數量及其安裝位置，可根據實際需要，由要求的調節的范圍和級數確定。

3 柱塞式電磁閥的工作原理和基本結構 0．05

圖2示出了常閉型柱塞式電磁閥的基本結構，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，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。當電磁線圈通電后，鐵心產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，封閉螺槽內氣體就由回流通道返回進氣腔，見圖1(b)。柱塞式電磁閥在安裝時應采取工藝措施，使其頂面與氣缸內壁在同一圓柱面上，以確保電磁閥在閉合狀態下不存在余隙容積。

4 設計實例

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

(1)根據實際運行工況需要，確定排氣量的分級數。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)根據分級數，在由壓縮機設計時已知的單螺桿壓縮機星輪轉角 ：與螺桿螺槽容積 的關系曲線上(見圖3)，確定調節到各級排氣量時相應的星輪轉角 ， ， ，其具體數值如表1所示。