螺杆制冷压缩机技术讲解三
螺杆式制冷压缩机精简介绍PPT课件
④由于螺杆式制冷压缩机采用喷油方式，需要喷入大量油而
必须配置相应的辅助设备，从而使整个机组的体积和质量加
大。
08.11.2020
(4) 螺杆式制冷压缩机的性能参数及其计算
1)输气量和容积效率
①输气量
螺杆式制冷压缩机输气量的概念与活塞式相同，也是指压 缩机在单位时间内排出的气体，换算到吸气状态下的容积。
型号标记示例 示例1 LG16ⅡTA，表示转子名义直径为160mm，以R717 为制冷剂、特长导程、第二次改型的开启螺杆式单级制冷压缩 机。 示例2 BLG14-45G，表示转子名义直径为140mm、配用电 动机额定功率为45kW、用于高温名义工况的半封闭螺杆式单 级制冷压缩机。
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开启螺杆式制冷压缩机
机壳
螺杆式制冷 压缩机的机 壳一般为剖 分式。它由 机体（气缸 体）、吸气 端座、排气 端座及两端 端盖组成。
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机壳部件 1.吸气端盖；2.吸气端座；3.机体；4.排气端座；5.排气端盖
转子
转子结构 1.阴螺杆；2.阳螺杆
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转子是螺杆式 制冷压缩机的主要 部件，常采用整体 式结构，将螺杆与 轴做成一体。
长，维修简单，使用可靠，有利于实现操作自动化；
④螺杆式制冷压缩机对进液不敏感，可采用喷油或喷液冷却，
故在相同的压力比下，排气温度比活塞式制冷压缩机低得多，
因此单级压力比高；
⑤与离心式制冷压缩机相比，螺杆式制冷压缩机具有强制输气
的特点。即输气量几乎不受排气压力的影响。在较宽的工况范
围内，仍可保持较高的效率。
依靠啮合运动着的 一对阴阳转子，借助 它们的齿、齿槽与机 壳内壁所构成的呈 “V”字形的一对齿间 容积呈周期性大小变 化，来完成制冷剂气 体吸入—压缩—排出 的工作过程。
螺杆式制冷压缩机基本结构和工作原理
螺杆式制冷压缩机基本结构和工作原理摘要：压缩机作为空调制冷系统的核心设备，广泛应用于制冷、空调等领域。
其中，螺杆式制冷压缩机由于其较高的能效比和可靠性而备受关注。
本文主要探讨中央空调螺杆式制冷压缩机的工作原理与结构。
通过深入分析其内部结构和运行机制，我们得出了一些提高压缩机效率的策略，为相关领域的研究和应用提供了理论依据。
帮助读者理解这种高效、可靠的制冷设备的工作方式。
最后，本文总结了其特点和应用领域，并指出了进一步的研究方向。
关键词：螺杆式制冷压缩机；工作原理；结构；特点1 引言中央空调系统是现代建筑中不可或缺的设施之一，而螺杆式制冷压缩机作为中央空调的核心设备，其性能和稳定性直接影响到整个空调系统的运行效果。
了解和掌握中央空调螺杆式制冷压缩机的工作原理与结构，对于优化其设计和运行具有重要意义。
本文旨在详细介绍中央空调螺杆式制冷压缩机的工作原理与结构。
了解其工作原理与结构有助于更好地开发设计及选购、使用和维护相关设备。
2 螺杆式制冷压缩机基本结构螺杆式制冷压缩机主要由转子、定子、轴承、轴封、滑阀、机体、油系统和冷却水系统等组成。
2.1 转子与定子转子是螺杆式制冷压缩机的核心部件之一，通常由一对或多个转盘组成。
这些转盘沿同一轴线旋转，形成一系列阴阳转子齿槽。
定子则由机壳和端板组成，与转子共同构成压缩机的容积腔。
2.2 轴承与轴封轴承用于支撑转子，减少其运动时的摩擦阻力。
轴封是防止制冷剂在压缩机工作时泄漏的重要部件。
2.3 滑阀与机体滑阀是控制制冷剂流动的部件，根据制冷剂的状态在转子槽中进行滑动。
机体则是整个压缩机的外壳，为各部件提供支撑和保护。
2.4 油系统和冷却水系统油系统主要用于润滑和冷却，确保压缩机正常运行。
冷却水系统则用于将压缩机运行过程中产生的热量带走，防止过热。
2.5 中央空调螺杆式制冷压缩机的主机结构中的重要零部件中央空调螺杆式制冷压缩机的主机结构中的重要零部件包括机体、螺杆（阴、阳转子）、能量调节滑阀、轴承、吸气端座、排气端座及两端端盖等。
螺杆制冷压缩机技术讲解三
能量调节失灵的原因 6、滑阀拉毛卡住。对滑阀进行修理。 6、油压低，能量调节动力不足，调整油压。 7、能量指示器故障，如指针松动脱落等。 8、能量指示器接线错误。
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螺杆式压缩机组介绍
手动调节 按增载按扭，高压油由电磁阀进油接头进入， 然后从电磁阀增载接头流出进入油活塞后腔，此 时油活塞前腔与电磁阀减载接头相通，并通过电 磁阀回油接头与吸气端座上的回油接头相通，那 么油活塞后腔压力大于前腔压力，在压差的作用 下，油活塞向前腔运动，通过滑阀导管带动滑阀 后移。实现增载。卸载则与此过程相反。
滑阀
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螺杆式压缩机组介绍
油活塞
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螺杆式压缩机组介绍
滑阀导管 卸载弹簧
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螺杆式压缩机组介绍
能量显示装置
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螺杆式压缩机组介绍
四通电磁阀
能量调节油管
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螺杆式压缩机组介绍
原理：通过滑伐的移动使压缩机阴、阳螺杆齿间工作容 积，在齿面接触线从吸气端向排气端移动的前一段内，仍 与吸气孔口相通，并使这部分气体回流到吸气孔口。即减 少了螺杆的有效工作长度，来达到能量调节的目的。
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螺杆式压缩机组介绍
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螺杆式压缩机组介绍
内容积比调节过程
通过控制内容积比油活塞两侧润滑油的进出， 改变其两侧的压力，带动内容积比滑阀在转子腔 内移动，改变能量滑阀有效排气口的位置从而改 变内容积比。
注 意！ 内容积比调节仅在满载位是有效的；由于结构 和轴向排气口的影响，在冷凝温度确定的条件下， 蒸发温度低于一定值，内容积比调节也无意义； 受电机配置等影响，内容积比调节也是受限制的。
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螺杆式压缩机组介绍
吸气
排气
满载位状态
制冷技术：螺杆式制冷压缩机
螺杆式制冷压缩机螺杆式压缩机结构简单、紧凑、损件少，在高压缩比工况下容积效率高。
螺杆式制冷压缩机是一种容积型回转式压缩机，有双螺杆和单螺杆两种形式。
双螺杆压缩机靠一对相互啮合的阴阳转子（螺杆）的转动，形成对气体的压缩。
图4－11为双螺杆压缩机转子结构图。
一、螺杆式制冷压缩机的基本结构螺杆式制冷压缩机的基本结构见图4－11 双螺杆压缩机转子结构图图4－12所示。
主要部件是：阳、阴转子、机体（包括气缸体和吸、排气端座）、轴承、轴封、平衡活塞及能量调节装置。
转子表面是螺旋形，主动转子端面上的齿形为凸形（即阳转子），从动转子端面上的齿形是凹的（即阴转子），两转子齿槽与∞字形的气缸体内壁之间形成一个V形密封空间，此空间称为基元容积。
随着转子的旋转，基元容积不断变化，完成吸气、压缩和排气过程。
气体从吸气端座的进气口吸入，经压缩后从排气端座的排气口排出。
螺杆式压缩机没有吸、排气阀。
吸排气过程是连续进行的，因此，机器的振动小，气流脉动小。
螺杆式压缩机靠喷油来润滑转子，冷却气缸壁，降低排气温度，并在转子及气缸壁面之间形成油膜密封，还能够降低机械噪声。
大型螺杆式制冷压缩机配有一套润滑系统，因此，生产厂家将螺杆式压缩机和油润滑系统（包括油分离器、油冷却器、油泵及其它油系统设备）组装成机组，在生产厂内制作试验完成后整体出厂，在安装现场接上制冷剂进排气管、油冷却器的冷却介质管路（水冷用冷却水，制冷剂冷却用氨液体）和电路就可以使用了。
平衡活塞和推力轴承的作用是抵消转子上产生的较大的轴向力。
平衡活塞内充有润滑油，依靠液压的作用抵消转子产生的轴向力。
图4－12 双螺杆压缩机1—平衡活塞2—吸气端座3—阴转子4—机体5—阳转子6—主轴承7—排气端座8—推力轴承9—轴封10—滑阀三、能量调节螺杆式制冷压缩机的能量调节多采用滑阀调节，其基本原理是通过滑阀的移动改变压缩机阳、阴转子齿间的工作容积，即减少的压缩制冷剂蒸气的循环量。
其结构原理是，滑阀的移动减少了螺杆有效工作长度，造成压缩的起始点后移，部分已经进入阴阳转子间空隙的低压蒸气没有被压缩，即达到能量调节的目的。
螺杆式制冷压缩机精简介绍
5.1 概述
(4) 螺杆式制冷压缩机的性能参数及其计算
1)输气量和容积效率
①输气量
螺杆式制冷压缩机输气量的概念与活塞式相同，也是指压 缩机在单位时间内排出的气体，换算到吸气状态下的容积。 螺杆式制冷压缩机的理论输气量为单位时间内阴、阳转子 转过的齿间容积之和，即
qVt 60z1n1V1 z2 n2V2 C
（2）效率
①等熵效率s
②指示效率（内效率）i ③压缩机的机械效率m
Ps s Pe
Ps i Pi
Pi m Pe
压缩机的等熵效率s，与指示效率i之间有如下关系
Ps Ps Pi s i m Pe Pe Pi
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(5) 内容积比及附加功损失
1.内容积比 转子的齿间基元容积随着螺杆的旋转容积的缩小而被压缩， 直至基元容积与排气孔口边缘相通为止，这一过程称为内压 缩过程。基元容积吸气终了的最大容积为V1，相应的气体压 力为吸气压力p1，内压缩完成时的容积为V2，相应的气体压 力为p2。可变基元容积在吸气完成时的最大容积V1，与内压 缩完成时的容积V2的比值，称为螺杆式制冷压缩机的内容积 比 v。
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2)功率和效率 1）功率 ①压缩机等熵压缩所需理论功率Ps（kW）
q ma h2 h1 Ps 3600
②压缩机的指示功率Pi（kW）
q ma h2 h1 Pi i 3600 i Ps
③压缩机的轴功率Pe（kW）
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Pe=Pi+Pm
转子结构 1.阴螺杆；2.阳螺杆
转子的毛坯常为锻 件，一般多采用中碳钢 ， 有特殊要求时也有用40Cr 等合金材料。目前，不少 转子采用球墨铸铁，既便 于加工，又降低了成本。 转子精加工后，应进行动 平衡校验。
《制冷压缩机》第6章 螺杆式制冷压缩机
特点： 1.齿数比5：6，使阴阳转 子圆周速度接近，型线光 滑无棱角，利于提高效率。 2.型线远离节圆，在接触 线上的速度差，有利于油 膜的生成，提高气密性。 3.但齿槽较浅，面积利用 系数较小。靠增大中心距 来弥补。 4.存在较大的泄漏三角形。
Hale Waihona Puke CF齿形双边不对称齿形，由椭圆、圆弧、 点生式摆线等曲线及其共轭线组成
§6-3 热力性能
独立基元容积： 每一个单独转子的齿间容积 基元容积（对）：在高压侧，阴阳转子相互连通的齿间容积
1. 理论输气量：单位时间内阴、阳转子转过的齿间容积 之和。
qvt z1nVp01 z2n2Vp02 1
qvt：理论输气量，单位m3/min z1 , z2：阳阴转子齿数 V p 01 ,V p 02：阳阴转子的一个齿间容积，单位m3 n1 , n2：阳阴转子转速，单位r/min
瑞典SRM公司 瑞典Atlas公司 德国Kaeser公司 德国GHH公司
X齿形
特点：
单边不对称齿形，由圆弧摆线及其共轭线组成
1.齿数比4：6； 2.齿高半径R较大，中心 距B较小，面积利用系数 较大； 3.阴转子型线较为光滑， 流阻较小，效率较高。
Sigma齿形
单边不对称齿形，由抛物线、椭圆、 圆弧等圆锥曲线及其共轭线组成
2. 实际输气量：由于泄漏、气体受热等，螺杆式制 冷压缩机的实际输气量，低于其理论输气量。
qva v qvt
容积效率受压力比影响不大，主要受泄漏影响。 泄漏与两转子接触线长度和间隙面积有关，而且还与 螺杆喷油的温度和喷油量有关。温度低，油粘度大则 密封效果好。所以，接触线长度越短，间隙值越小， 油温低，增加一定喷油量，都有利于容积效率的提高。 外泄漏：向吸气通道或正在吸气的基元容积中的泄漏。 影响容积效率。 内泄漏：向正在压缩的基元容积中的泄漏。 影响功耗，不影响容积效率。
第三章螺杆式制冷压缩机 制冷压缩机(第2版)教学课件
高压供油产生与轴向 力相反的压力，使轴
向力得以平衡。
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4. 轴封
制冷系统的密封至关重要，因此在开启 式螺杆式制冷压缩机的转子外伸轴处，通常采 用密封性能较好的接触式机械密封，它主要有 图3-6所示的弹簧式和图3-7所示的波纹管式两 种。并且需向此轴封处供以高于压缩机内部压 力的润滑油，以保证在密封面上形成稳定的油 膜。必须注意的是，轴封中有关零部件的材料 要能耐制冷剂的腐蚀。
排气端座中部有安置阴、阳转子的前主轴
承及推力轴承的轴承座孔，下部铸有排气腔，
与其内侧的轴向排气孔口连通。
轴向排气孔口的位置和形状大小，应尽可能
地使压缩机所要求的排气压力完全由内压缩达到。
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2 、转子
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转子是螺杆式 制冷压缩机的 主要部件，常 采用整体式结 构，将螺杆与 轴做成一体。
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一般说， 低负荷、小型机器中，多采用滚动轴承； 高负荷、大中型机器中，多采用滑动轴承。
值得指出的是，为了平衡部分或全部轴向 力，通常用一个平衡活塞或类似装置，在它两 边施加一定的压差，来达到这一目的。平衡活 塞位于阳转子吸气端的主轴颈尾部，它利用高 压油注入活塞顶部的油腔内，产生与轴向力相 反的压力，使轴向力得以平衡。
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德国GHH公司
日本神户的齿形
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瑞典斯达尔（Stals）齿形
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2. 转子的齿数和扭转角
转子的齿数和压缩机的输气量、效率及转
子的刚度有很大关系。
通常转子齿数越少，在相同的转子长度和
端面面积时，压缩机有较大的输气量。增加齿
所以接触线是基元容积的活动边界，它把 齿间容积分成为两个不同的压力区，起到隔离 基元容积的作用。
螺杆式压缩机讲解
ηV—容积效率，
压缩机
2．功率的计算
与活塞式压缩机计算的方法相同
五、螺杆式压缩机的特性
1．螺杆式压缩机的特点
螺杆式压缩机兼有速度型及容积型两者的特点
压缩机
优点：
（1） 螺杆式压缩机具有较高的齿顶线速度，转速高达每分钟万转以上， 故常可与高速动力机直接相连。因而其单位排气量的体积、重量、占地面积 以及排气脉动远比往复式压缩机为小。 （2）螺杆式压缩机没有诸如气阀、活塞环等零件，因而它运转可靠、 寿命长、易于实现远距离控制。此外，由于没有往复运动零部件，不存在不 平衡惯性力(矩)，所以螺杆式压缩机基础小，甚至可以实现无基础运转。 （3）无油螺杆式压缩机可保持气体洁净(不含油)；又由于阴螺杆、阳 螺杆齿间实际上留有间隙，因而能耐液体冲击，可压送含液气体及粉尘气体 等。此外，喷油螺杆式压缩机可获得高的单级压力比(最高达20—30)以及低 的排气温度。 （4）螺杆式压缩机具有强制输气的特点，即排气量几乎不受排气压力 的影响；其内压力比与转速、密度几乎无关系，这一点与叶片式压缩机不同。 （5）螺杆式压缩机在宽广的工况范围内，仍能保持较高的效率，没有 叶片式压缩机在小排气量时出现的喘振现象。
压缩机
缺点：
(1) 由于齿间容积周期性地与吸、排气孔口连通，以及气体通过间 隙的泄漏等原因，致使螺杆式压缩机产生很强的中、高频噪声，必须 采取消音、减噪措施。 (2) 由于螺杆齿面为一空间曲面，且加工精度要求又高，故加工需 特制的刀具及专用的设备。 (3) 由于机器是依靠间隙密封气体，以及螺杆刚度等方面的限制， 螺杆式压缩机只适用于中、低压范围。
压缩机
(3) 排气过程 在齿间容积对与 排气孔口连通后， 排气过程开始。 由于螺杆回转时 容积的不断缩小， 将压缩后具有一 定压力的气体送 至排气管。此过 程一直延续到该 容积对达最小值 时为止。
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螺杆式压缩机组介绍
油活塞
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螺杆式压缩机组介绍
滑阀导管 卸载弹簧5螺杆式压缩机组介绍来自能量显示装置6
螺杆式压缩机组介绍
四通电磁阀
能量调节油管
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螺杆式压缩机组介绍
原理：通过滑伐的移动使压缩机阴、阳螺杆齿间工作容 积，在齿面接触线从吸气端向排气端移动的前一段内，仍 与吸气孔口相通，并使这部分气体回流到吸气孔口。即减 少了螺杆的有效工作长度，来达到能量调节的目的。
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能量调节失灵的原因 6、滑阀拉毛卡住。对滑阀进行修理。 6、油压低，能量调节动力不足，调整油压。 7、能量指示器故障，如指针松动脱落等。 8、能量指示器接线错误。
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螺杆式压缩机组介绍
手动调节 按增载按扭，高压油由电磁阀进油接头进入， 然后从电磁阀增载接头流出进入油活塞后腔，此 时油活塞前腔与电磁阀减载接头相通，并通过电 磁阀回油接头与吸气端座上的回油接头相通，那 么油活塞后腔压力大于前腔压力，在压差的作用 下，油活塞向前腔运动，通过滑阀导管带动滑阀 后移。实现增载。卸载则与此过程相反。
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内容积比调节装置 概念：内容比是指吸入完成时的容积与压缩终了的 容积比。 螺杆压缩机最经济的工作过程是转子腔实际压缩 比与冷凝压力与蒸发压力的比相同，在内外压比 不相同时总能造成附加损失，同时还会伴随着强 烈的周期性排气噪声。
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原理：采用可靠的内容积比调节机构，使压 缩机在各种工况条件下实现内压比与外压比 相等，使压缩机经济运行。
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关于内容积比的选择
不可调型压缩机有三种内容积比(滑阀)供选择蒸发温 度（冷凝温度为40℃）:
2.6低压缩比 -5℃以上 3.0中低压缩比 -5℃到-15℃ 3.6中高压缩比 -15℃到-25℃ 5.0高压缩比 -27℃以下
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螺杆式压缩机组介绍
可调型压缩机运行时可以进行L(内容积比2.6)、M (内 容积比3.0、3.6)、H (内容积比5.0)的调节.
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内容积比调节过程
通过控制内容积比油活塞两侧润滑油的进出， 改变其两侧的压力，带动内容积比滑阀在转子腔 内移动，改变能量滑阀有效排气口的位置从而改 变内容积比。
注 意！ 内容积比调节仅在满载位是有效的；由于结构 和轴向排气口的影响，在冷凝温度确定的条件下， 蒸发温度低于一定值，内容积比调节也无意义； 受电机配置等影响，内容积比调节也是受限制的。
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自动调节
螺杆式压缩机组介绍
可编程控制器根据冷冻水出水温度（吸气压力） 与设定水温（压力）的偏差，以及出水温度（吸 气压力）的变化率，计算出上载或卸载的频率和 持续时间，控制上载电磁阀或卸载电磁阀的开、 关，通过油压驱动滑阀至所要求的工作位置，达 到能量调节要求。
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注 意! ①能量指示器的显示是滑阀位移的百分比，不 等于能量的真实百分比。 ②螺杆压缩机的能量调节范围一般为15％～ 100％。
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吸气
排气
满载位状态
回流吸气孔口 部分载位状态
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螺杆式压缩机组介绍
滑阀的移动改变螺杆的有 效工作长度
70
0
100
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螺杆式压缩机组介绍
能量调节示意图
油活塞
滑阀
上载
回油
卸载
上载
四通电磁阀
进油
卸载 11
能量调节失灵的原因 1、四通电磁阀故障。电磁阀的常见故障有阀芯卡住、 线圈烧、密封圈失效等。若阀芯卡住，可用手推动电 磁阀两端应急按钮，或对电磁阀阀芯进行拆洗。 2、油管堵塞。疏通清洗油管。 3、油活塞间隙过大、密封圈老化，造成上、卸载腔不 能完全封闭，引起自动上载。检查更换油活塞密封圈。 4、油活塞卡住。由于润滑油内含有机械杂质，造成油 活塞与油缸拉毛，油活塞卡住。对油活塞和油缸进行 修理。
目录
➢ 螺杆压缩机能量调节装置的组成 ➢ 螺杆压缩机能量调节装置的图样 ➢ 能量调节示意图 ➢ 量调节失灵的原因 ➢ 内容积比调节装置 ➢ 内容积比调节过程
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螺杆式压缩机组介绍
能量调节装置
组成 滑阀、油缸、油活塞、滑阀导杆、螺旋导管、喷油导杆、压 缩弹簧、能量指示器、四通电磁阀及油管等。
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螺杆式压缩机组介绍