4第4章制冷与空调常用的执行器PPT

第4章制冷与空调常用的执行器4.1导阀4.2主阀4.3主阀与导阀的组合4.4电磁阀4.5膨胀阀4.6电动与气动调节阀4.7其他自控阀4.1导阀4.1.1恒压导阀ZZH系列恒压阀是一种常用的压力导阀，通径为3mm，是比例式调节阀门，与主阀配合使用，可以对管道中的工质实行比例调节。这种阀门适用于以氨、R12、R22等制冷剂为工质的制冷系统。ZZH型恒压阀按启闭作用，可分为正恒阀（正作用恒压阀）和反恒阀（反作用恒压阀）两种。1.正恒阀ZZHA-3型恒压阀在阀体和阀罩之间用不锈钢膜片分成上下两部分。上半部分为阀罩，阀罩内为弹簧调节系统，用它可调节恒压阀动作的设定压力值，右旋弹簧调节杆为增加弹簧力，左旋弹簧调节杆为减小弹簧力，下半部分为工质通道系统。正恒阀的工作原理：作用在膜片上方的是弹簧调节系统的弹簧力，作用在膜片下方的是阀进口处气体的压力。当膜片下方气体压力升高，超过弹簧力时，膜片10中心被顶起，带动阀芯8上移，阀口开启，随着压力逐渐升高，阀口也成比例地逐渐开大；当膜片下面压力降低时，膜片中心在弹簧力作用下下移，阀口关小，随着压力逐渐降低，阀口成比例地关小。在阀门刚开启和全开启这一范围内，阀口的开启度与膜片下方的压力成正比。阀的工作过程用一句话来形容就是“升开降闭”。ZZHB-3型恒压阀与ZZHA-3型恒压阀的结构基本相同，不同点仅在于ZZHB-3型恒压阀膜片下面用一隔板把膜片与阀进口隔开，在隔板与膜片之间引出一引管，引入系统所需控制地方的压力供其作用于膜片下面，膜片上面仍受到弹簧力的作用，其余结构与ZZHA-3相同。由于ZZHB-3型恒压阀膜片下面感受外接管引入压力，所以，在阀门刚开和全开范围内，阀口的开启度与外接管的引入压力成正比。2.反恒阀反恒阀与正恒阀的结构基本相似，所不同的是，反恒阀是一种常开型阀门。ZZHC-3型恒压阀膜片下面与阀出口相通，感受的是出口压力（ZZHA-3型恒压阀感受进口压力），ZZHD-3型恒压阀膜片下面带隔板和引管，膜片感受到的是引管内的压力。反恒阀的工作原理：当膜片下面压力升高到大于弹簧力时，弹簧被压缩，膜片中心被顶起，阀芯上移，阀口关小，随着膜片下面压力升高，阀口成比例关小，直至最后关闭；当膜片下面压力降低到小于弹簧力时，膜片中心下移，阀口成比例开大，直至全开。在阀刚关和全关这一范围内，阀口的开启度与膜片下面压力成反比。阀的工作过程用一句话来形容就是“升闭降开”。正恒阀的压力调节范围有两种规格，即0～0.7MPa和－0.03～0.2MPa。反恒阀只有0～0.7MPa一种规格。为了使用方便，恒压阀除了带有连接螺母的阀体可安装在导压管路中的单体外，还有立式（可直接装在主阀阀盖上）和横式（可装在电磁导阀阀体侧面）恒压阀。4.1.2电磁导阀电磁阀上半部分为电磁线圈部分，线圈是由高强度漆包线绕成的，线圈功率为10W（也有的为8W）；下半部分为阀体，阀体用隔磁导管将制冷工质封闭，动铁心可在导管内上下移动。阀口材料采用聚四氟乙烯。ZCL-3型的工作原理：线圈通电，线圈即产生磁场，将动铁心吸起，并带动阀芯上移，阀口开启；线圈断电，磁场消失，动铁心靠自重和弹簧力的作用带动阀芯落下，阀口关闭。由于这种电磁阀的阀芯靠动铁心的重力和弹簧力关闭，因此要求垂直安装，以免阀芯被卡住而造成失误，并且要注意阀体上的箭头应与管路中工质的流向一致。4.2主阀主阀是直接控制管道中工质流通的，但它不能独立工作，必须与导阀配合使用，是受导阀控制的执行阀，也可以认为主阀的运用是导阀的跟随和放大。常用的主阀有ZFS系列（活塞式）主阀。4.2.1主阀的结构根据用途，主阀有液用和气用之分。气用主阀有常开型和常闭型两种，液用主阀只有常闭型一种。结构：主阀主要由阀体、阀盖、阀芯、活塞、活塞杆、活塞套、弹簧、手动顶杆等部件组成。导压管由接头接至活塞上部，活塞上钻有直径为1mm的平衡孔。活塞套底部有防冲击的阻尼孔，在主阀启闭时起缓冲作用，以免损坏阀口。阀体（或阀盖）上设有手动顶杆，必要时可用顶杆将活塞组件顶起，使常闭型主阀阀口开启。常开型主阀必要时也可以用顶杆将阀口关闭。4.2.2主阀的工作原理主阀的工作原理随阀的不同类型而异。1.液用常闭型主阀（ZFS-00YB）的工作原理这是一种常闭型阀门，它的导压管必须接至主阀的出口端或比主阀进口压力低18kPa的地方，主阀才能正常工作。当ZCL-3型电磁导阀开启；导压管接通时，活塞上腔降压，活塞在压差作用下浮起，带动阀芯上升，主阀开启，当ZCL-3型电磁导阀关闭。导压管不通时，活塞上下腔由平衡孔均压，活塞靠弹簧力和自重下落，主阀关闭。简言之，其工作原理为“降压开启”。2.气用常闭型主阀（ZFS-00QB）的工作原理这是一种常闭型主阀，它的导压管必须接在主阀入口管道上或接在比主阀出口压力高14kPa的地方。当ZCL-3型电磁导阀开启，导压管接通时，活塞上腔加压，将活塞压下，主阀开启；当ZCL-3型电磁导阀关闭，导压管不通时，活塞上下腔由平衡孔均压，弹簧力将活塞顶起，主阀关闭。简言之，其工作原理为“加压开启”。3.气用常开型主阀（ZFS-00QK）的工作原理这是一种常开型主阀，它的导压管必须接在较主阀进口压力高0.1MPa的地方。当ZCL-3型电磁导阀开启，导压管接通时，活塞上腔加压，将活塞压下，主阀关闭。当ZCL-3型电磁导阀关闭，导压管不通时，活塞上下腔均压，弹簧力推动活塞上行，主阀开启。简言之，其工作原理为“加压关闭”。4.2.3主阀技术性能（1）最大工作压力：2MPa；正常工作压力：≤1.6MPa。（2）最高工作温度：120℃；最低工作温度：-60℃。（3）开阀压力损失：由于常闭型主阀靠压差开启，因而工质流过主阀后要产生压力损失，阀口开启越大，压力损失越大。气用常开型主阀靠弹簧开启，故没有开阀压力损失。（4）最大反压差：处于关闭状态的主阀，若阀后压力超过阀前压力和弹簧加在阀芯上的关闭力之和时，阀芯将被强行顶开，形成工质倒流，造成制冷系统工作紊乱。因此，对可能产生一定数值反压的系统，在主阀阀后应加装止回阀，以防止工质倒流。4.3主阀与导阀的组合常用的导阀有ZCL-3型电磁导阀和ZZH系列恒压导阀，常用的主阀有ZFS系列主阀。这些导阀与主阀的组合，可以采用几个导阀联合（串联或并联）与主阀组合，因而可得到具有不同调节功能的多种阀门。4.3.1单个导阀与主阀组合1.ZZHA-3型恒压阀与气用常闭型主阀组成气用常闭型恒压主阀组装方式如图4-10（a）所示。当主阀进口压力升高时，ZZHA-3型恒压阀成比例开大，主阀也成比例开大；当主阀进口压力降低时，ZZHA-3型恒压阀成比例关小，主阀也成比例关小。所以，它可以控制主阀进口压力恒定在一定范围。使蒸发压力恒定在一定范围内。n2.ZZHB-3型恒压阀与气用常开型主阀组成气用常开型恒压主阀组装方式如图4-10（b）所示。当主阀出口压力升高时，ZZHB-3型恒压阀成比例开大，主阀随之成比例关小；当主阀出口压力降低时，ZZHB-3型恒压阀成比例关小，主阀则成比例开大。所以，这种组合方式可控制主阀的出口压力恒定在一定范围内。应用于压缩机的吸气管控制时，可防止机器吸气过载。3.ZZHC-3型恒压阀与液用常闭型主阀组成液用常闭型恒压主阀组装方式如图4-10（c）所示。当主阀出口压力升高时，ZZHC-3型恒压阀成比例关小，主阀随之也成比例关小；当主阀出口压力降低时，ZZHC-3型恒压阀成比例开大，主阀也随之也成比例开大。所以，这种组合方式可控制主阀出口压力恒定在一定范围内。可用于加压供液系统的恒压供液。4.ZZHD-3型恒压阀与气用常闭型主阀组成气用常闭型恒压主阀组装方式如图4-10（d）所示。当主阀出口压力升高时，ZZHD-3型恒压阀成比例关小，主阀也成比例关小；当主阀出口压力降低时，ZZHD-3型恒压阀成比例开大，主阀也随之成比例开大。所以，这种组合方式可控制主阀出口压力在一定范围内恒定。可用于热氨融霜恒压控制和防止压缩机吸气过载控制等。4.3.2导阀联合与主阀组合在实际使用中，根据需要用几个导阀联合控制一个主阀，可得到几种导阀控制的作用效果。例如，电磁导阀只受调节器或其他电信号的控制，只能进行双位调节；恒压导阀则只受压力信号的控制，不能接受电气信号的控制，但它能进行比例调节。若将两种导阀串联对主阀进行控制，则主阀既能受电信号控制，也受压力信号控制，使主阀得到通断启闭和比例调节效果。导阀的联合可根据需要选择，组合后的控制特点，由选用的导阀和主阀型式及其连接方式决定。1.导阀与主阀用导压管连接的组合方式这种组合方式比较灵活，但在安装时要外加导压管道来连接，安装、维修时均感到不太方便。2.导阀和主阀用丝扣连接的组合方式（组合式主阀）组合式主阀是将导阀用丝扣拧在主阀阀盖上成为一个整体，导压管由主阀本身体内钻有的导压孔来代替，它与主阀的进口或出口相通，省掉了外接导压管，因而具有结构紧凑，焊点少，安装维修方便等特点。目前冷库中使用的大都为这类阀。组合式主阀按所用导阀不同，可分为电磁主阀（电磁导阀与主阀组合）、恒压主阀（恒压导阀与主阀的组合）和电磁恒压主阀（电磁导阀与恒压导阀联合控制的主阀）等。在使用常闭型组合式主阀时，同样要注意开阀压力损失对系统的影响（尤其在低于-30℃的系统中）和防止工质倒流（在有可能出现较大的反压差的管路中）。组合式主阀的工作由导阀和主阀联合决定。表4-3导阀联合和主阀组合举例表4-3（续）导阀联合和主阀组合举例组合式主阀等效线路组合式主阀等效线路组合式主阀等效线路组合式主阀等效线路YeiyYeiyYeiy4.4电磁阀在制冷与空调自动控制系统中，电磁阀应用很广泛。它是一种由电磁力操纵的自动阀门，其动作可由压力控制器、温度控制器或液位控制器发出的电气控制信号控制。适用于各种气体、液体制冷剂、润滑油以及水等。4.4.1继动式电磁阀ZCL-6~25型电磁阀是一种继动式间接启闭式电磁阀。继动式电磁阀由两部分组成，即一个小阀和一个大阀组成。ZCL-3型电磁阀作为小阀部分，做在大阀盖上；大阀部分主要由大阀体、活塞、大阀芯、弹簧、大阀口等组成。大阀芯做在活塞上，活塞钻有1mm的平衡孔。通径15mm以上的还有手动顶杆。继动式电磁阀的工作原理是：当小阀线圈通电时，产生磁场，吸起小阀动铁心，小阀开启，这时，活塞上腔压力经过导压孔（小阀口）泄至出口端，使活塞上腔压力下降，在上下压差的作用下，活塞浮起，同时带动大阀芯上升，使大阀口开启。由于阀门在开启过程中，先开启小阀，然后开启大阀，故称二次开阀。当小阀线圈断电，小阀芯落下，小阀口关闭，把活塞上腔导压管堵死，切断了活塞上腔与大阀出口的通路。活塞上下腔压力经1mm平衡孔均压，活塞在自重和弹簧力作用下下落，大阀口关闭。继动式电磁阀的运用不如直接启闭式灵敏，但因活塞具有使开阀力增大的功能，所以适用于大、中口径的阀门。继动式电磁阀只有在阀的进出口存在一定的压差时才能开启，一般微开压差为7kPa，全开压差为14kPa。也即工质流过阀门时要产生开阀的压力损失，这点与直接启动式是不同的。直动式电磁阀是靠电磁力直接开启阀门，因而无开阀压力损失。继动式电磁阀靠活塞自重和弹簧力关闭，当出口端压力超过进口端压力14kPa时，活塞会被强行顶起，引起工质倒流。因此，考虑到系统在工作中可能出现反压差超过14kPa的工况时，继动式电磁阀的出口端应装设止回阀。通径在15mm以上的电磁阀设有手动顶杆，当电磁导阀失灵或其他原因不能自动开启阀门时，旋动顶杆，可强行把活塞顶起使大阀口开启。4.4.2三通电磁阀三通电磁阀也是直接启闭式电磁阀，用于制冷系统作为制冷压缩机气缸卸载装置的油路控制。其工作原理与ZCL-3型两通电磁阀相同。三通电磁阀与ZCL-3型两通电磁阀的区别，就是三通电磁阀有三个通道口，即a、b和c三个通道口，并且进口a和出口b不在同一水平面上，c口在下边。电磁阀线圈通电，阀杆提起，这时b、c通道口接通，而b、c通道口与a通道口不通；电磁阀断电，阀杆下落，阀芯把c通道口堵死，a通道口和b通道口连通。由于铁心只能有两个位置，所以三个通道口不能同时连通。可以看出，a通