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浅析制冷压缩机的安全防护

发布时间:2020-01-13 11:42:16

压缩机运行时,可能出现一些异常的情况,如:排气压力过高,吸气压力太低,油压不足,电动机过热,过量液体进入气缸等。出现异常情况时,若没有保护措施,压缩机将会损坏。对压缩机采取的保护措施可分为四类:①防止液击;②压力保护;③内置电动机的保护;④温度保护。

一、 防止液击

当进入气缸的液体太多,来不及从排气阀排出时,气缸内将出现液击,液击时产生的很高的压力使气缸、活塞、连杆…….等零件损坏,因此需采取一系列保护措施。
1.假盖   
将气阀组件用一弹簧紧压在气缸端部,形成假盖。缸内压力过高时,将排气阀顶起,液体泄出,缸内压力迅速降低。

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图13-1所示假盖用于全封闭式压缩机。条形排气簧片阀的升程限制器用释压弹簧压在阀板上。缸内压力因液击升高时,升程限制器被顶起,使缸内压力下降。液击消失后,释压弹簧将升程限制器压在阀板上,压缩机继续运转。
2.油加热器
曲轴箱的润滑油溶有制冷剂,环境温度低时溶入量增加。压缩机起动时,曲轴箱内压力突然降低,大量制冷剂气化,润滑油呈泡沫状并被吸入气缸,引起液击。用油加热器在起动前对润滑油加热,降低溶在润滑油中的制冷剂量是避免液击的有效措施。

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3、气液分离器
图13-2所示的气液分离器又称储液器。来自蒸发器的气液混合物在气液分离器内分离,气体从出口管的上部进入,从下部流出。分离出来的液体积存于分离器底部,其中的液体制冷剂受热气化进入出口管上部,不能气化的润滑油从回流孔流入出口管再进入压缩机。

二 、压力保护

1.吸、排气压力的控制
压缩机运行时,因系统的原因或压缩机本身的原因,可能出现排气压力过高或吸气压力过低的情况,为此需控制吸、排气压力。常见的控制器未高、低压压力控制器,它由高压控制部分和低压控制部分组成。当排气压力超过给定值时,高压控制部分动作,切断压缩机电源,使其停机;吸气压力低于给定值时,低压控制部分动作,切断压缩机电源使其停机。压缩机停机;还会同时发出声光报警讯号。

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2.安全阀
为防止制冷剂泄漏至大气,采取闭式安全阀(图13-3)。阀盘3的上侧承受排气压力,下侧承受到吸气压力和弹簧4的弹力。排气压力过高时,阀盘3向下运动,打开阀座下部的侧向孔,高压气体经此侧孔及阀体5上的侧向孔流入吸气腔。排气压力低于规定值时,阀盘3在吸气压力和弹簧4的弹力作用下向上,关闭排气管。安全阀的开启压力用螺栓7调节。%title插图%num

3.安全膜
在吸排气腔之间安装安全膜片(图13-4)。吸排气压力差超过规定值时,膜片破裂,排气压力降低。滤网6用于捕捉破碎膜片,以保护压缩机。
4.润滑油压差控制器
润滑油压差系统油泵出口处油压与曲轴箱内油压之差。为保护压缩机运动部件的良好润滑,并保证有些压缩机输气量控制机构(如:液压-拉杆控制机构)的正常动作,必须控制器上的低压入口和高压出口接通。当液压泵出入口之间的压力差过高或过低时,控制器动作,切断压缩机电源,电动机停止转动。

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三 、内置电动机的保护

1.过热
设计良好并在规定条件下运转的电动机,内部温度不会超过允许值,但电动机在过高或过低的电压下运转,或在高温环境下运转时,电动机内部温度超过允许值,在频繁起动时,更会因起动电流过大使温度过高。为了电动机不过热,除了正确使用,注意维修外,还可安装过热继电器。过热继电器可装在绕组内部(图13-5a),称为内置温度继电器,或装在电动机外部(图13-5b),称为外置温度-电流继电器。电动机内部温度超过规定值时,内置温度继电器的双金属片因变形而使触点跳开,电动机停止运转。电动机内的温度降到规定值以下时,触点复位,电路重新接通。
外置温度-电流继电器两个端子之间串联碟形双金属片和发热器。电动机内电流过大时,发热器对双金属片的加热使它处于图中虚线位置(图13-5b),触点跳开,电动机停止转动。外置温度-电流继电器保护电动机,使它不会因电流过大而过热。但在有些场合,电动机的过热不是起因于电流过大,而是起因于流经电动机的低温气体不够,例如:因制冷系统受堵制冷剂循环量很小,电动机冷却极差导致内部过热,内置温度继电器在此时起保护电动机的作用。

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2.缺相
三相电动机缺相将导致电动机无法起动或过载。为保护电动机免遭缺相之损害,采用过载继电器(图13-6),它由机械运动部分和电磁开关部分组成。机械运动部分(图13-6a)有四个端子,两个在上、两个在下。上、下端子间装有发热器3。缺相时,其它相的绕组超载电流过发热器,双金属圆盘2受热变形,推动压板,进而使电磁开关上的过负荷继电器接点8(图13-6b)跳开,激磁线圈7中无电流,磁性接触器不再闭合,电动机停止转动。过载继电器也用于正常的三相电动机,在电流过大时保护电动机。
3.相间不平衡
相间不平衡电压导致三相不平衡电流。在电流最大的相中,温升增加的比例约为电压不平衡比例平方的两倍。例如:3%的电压不平衡产生约18%的温升。保护电动机不出现相间不平衡的措施与缺相时采取的措施相同。

四、温度保护

此处所说的温度是指排气温度和壳体温度。
1.排气温度
排气温度过高导致制冷剂分解,绝缘材料的老化,润滑油结碳,气阀损坏,还会使毛细管和干燥过滤器堵塞。保护方法主要是用温控器感应排气温度,温控器应安放靠近排气口处,排气温度过高时,温控器动作,切断电路。
若排气温度过高由热气旁通引起,则不应采用停机的方法,应采用喷液冷却。
2.机壳温度
机壳温度会影响压缩机的寿命。机壳温度过高可能起因于冷凝器的换热能力不足,所以应检查冷凝器的风景或水量,水温是否合适,制冷系统内混入空气或其它不凝性气体,冷凝压力就会上升,机壳过热;吸气温度过高,机壳容易过热,此外,电动机过热也会机壳过热。
避免机壳过热,保护压缩机的根本方法是正确处理上述各种问题,同时在机壳上安装温度保护器。最常使用的机壳温度保护器即图3-165b所示的外置温度-电流保护器。将它安放在机壳上合适的地方,机壳温度过高时,碟形双金属片感受温度而变形,使电路中的触点跳开,压缩机停机。


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