3. Автоматический запорный вентиль

Автоматический запорный вентиль находится на компрессоре и жестко крепится к нему через фланцы к всасывающему и нагнетательному патрубкам. Он имеет два запорных клапана, по одному на стороне всасывания и на стороне нагнетания. Управление автоматическим запорным вентилем осуществляется давлением смазки, поступающим по трубопроводу от смазывающего насоса компрессора.

Автоматический запорный вентиль выполняет следующие функции: при неработающем компрессоре перекрывает систему циркуляции хладагента от компрессора, а нагнетательную и всасывающую полости компрессора сообщает между собой через байпасную линию; во время пуска обеспечивает работу компрессора на байпасном режиме, тем самым снимается нагрузка с электромотора и трущихся деталей кривошипно-шатунного механизма, когда отсутствует смазка; работу компрессора под нагрузкой обеспечивает только при достаточном давлении смазки 0,1 МПа; при работе компрессора, в случае падения давления смазки ниже 0,1 МПа, в том числе из-за попадания в систему смазки большого количества хладагента, закрывается и переводит работу компрессора на байпасный режим, пока не установится нормальное давление смазки. Только после этого автоматический вентиль открывается; при остановке компрессора перекрывает его всасывающий и нагнетательный патрубки и этим самым отделяет его от системы циркуляции хладагента.

Автоматический запорный вентиль (рис. 54) состоит из блока управляющего механизма 10, к которому стяжными болтами 1 с одной стороны крепится кожух с всасывающим патрубком 18 и гидравлический цилиндр 75, а с другой стороны - кожух с нагнетательным патрубком 25. Кожуха с всасывающим и нагнетательным патрубками соединены между собой байпасным трубопроводом 5.

Рис. 54. Автоматический запорный вентиль

Блок управляющего механизма 10 имеет два фланца 12 и 8 для крепления: один с нагнетательным трубопроводом, другой с всасывающим трубопроводом холодильной установки.

Блок имеет цилиндрическое отверстие, в котором размещены два поршня-клапана 13 и 7 на стороне всасывания и нагнетания. Поршни своим уплотняющим днищем прижимаются к седлам клапанов 20 и 24, вставленных соответственно во всасывающую и нагнетательную полости запорного вентиля. Поршень-клапан 13 со стороны всасывания имеет внутренний поршень управления 11 с вспомогательной пружиной 14, а в поршне-клапане 7 со стороны нагнетания размещается закрывающая пружина 6. В средней части блока размещен штуцер 23 для присоединения контрольного манометра.

Кожух с всасывающим патрубком 18 имеет байпасное дросселирующее отверстие, перекрываемое в определенный момент входящим в него толкателем 19. Поршень 16 гидравлического цилиндра 15 выполнен заодно с толкателем 19. К торцу цилиндра 15 прикреплена крышка 17, в которой находятся штуцеры для подсоединения нагнетательного маслопровода компрессора и измерительного трубопровода давления масла.

Кожух с нагнетательным патрубком 25 имеет седло байпасного канала, перекрываемого клапаном 3, находящимся на конце стержня-тяги 4, соединенного с поршнем-клапаном 7 на стороне нагнетания. Кожух с торца закрыт крышкой 2.

Автоматический запорный вентиль работает по следующему принципу. При неработающем компрессоре, а также при пуске компрессора и когда давление смазки в системе менее 0,1 МПа поршни-клапаны 13 и 7 прижаты к седлам и удерживаются в этом положении закрывающей пружиной 6, тем самым перекрывают всасывающие и нагнетательные патрубки компрессора от системы циркуляции хладагента холодильной установки. Одновременно клапан 3 кожуха с нагнетательным патрубком 25 и дросселирующее баипасное отверстие в кожухе с всасывающим патрубком 18 открыты и сообщают нагнетательную и всасывающую стороны компрессора, т. е. установлен байпасный режим.

При включении компрессора между сторонами всасывания и нагнетания создается незначительная разность давления паров хладагента, соответствующая гидравлическому сопротивлению байпасной линии. После того, как в системе смазки компрессора создалось давление 0,1 МПа, автоматический запорный вентиль переключает компрессор с работы на байпасном режиме на режим нормальной работы. При этом в автоматическом запорном вентиле происходят следующие механические процессы.

Масло из компрессора через нагнетательный маслопровод поступает в гидравлический цилиндр 15, перемещает поршень 16, который своим толкателем 19 открывает седло клапана управления 21. При этом давление конденсации в камере управления между поршнями-клапанами 13, 7 понижается до давления всасывания компрессора через открытый клапан управления 21 и канал в поршне управления 11. Далее толкатель, преодолевая усилие закрывающей пружины 6 перемещает поршень-клапан 13 со стороны всасывания и открывает седло всасывающего клапана 20, в то же время толкатель 19 перекрывает байпасное дросселирующее отверстие. В результате этого на стороне нагнетания компрессора создается повышенное давление. Это давление паров хладагента в кожухе с нагнетательным патрубком 25 и давление в конденсаторе со стороны нагнетательного трубопровода воздействуют на поршень-клапан 7 на стороне нагнетания, перемещают его, преодолевая сопротивление закрывающей пружины 6, и открывают седло нагнетательного клапана 24. Одновременно перекрывается байпасный канал клапаном 3, смонтированным на стержне-тяге 4, соединенном с поршнем-клапаном 7 на стороне нагнетания.

Таким образом компрессор начинает работать под нагрузкой. При нахождении поршней-клапанов 13, 7 в крайнем среднем положении штифт управления 22 перекрывает сопло 9, в результате чего межпоршневое пространство разобщается с нагнетательной стороной, а давление в нем понижается до давления всасывания, что способствует более надежному удержанию поршней-клапанов в этом положении.

При остановке компрессора давление в системе смазки падает, в результате чего закрывающая пружина 6 через поршень управления 11, поршень-клапан 13 со стороны всасывания и толкатель 19 перемещает гидравлический поршень 19 в исходное положение. Поршень управления 11 и поршень-клапан 13 со стороны всасывания закрываются, а толкатель 19 открывает байпасное дросселирующее отверстие. Штифт управления 22 открывает сопло 9 и сообщает межпоршневое пространство с нагнетательной стороной со стороны конденсатора. В результате разность давления падает до нуля и закрывающая пружина 6 перемещает поршень-клапан 7 со стороны нагнетания, закрывая нагнетательный клапан. Байпасный клапан на стержне-тяге 4, соединенный с поршнем-клапаном 7 со стороны нагнетания, открывается, нагнетательная и всасывающая стороны компрессора соединяются байпасной линией. Таким образом автоматический запорный вентиль закрывается.

В таком же порядке происходит закрытие автоматического запорного вентиля в случае падения или отсутствия давления масла.

Схема прохождения хладагента через автоматический запорный вентиль в открытом и закрытом положении показана на рис. 55.

Рис. 55. Схема работы автоматического запорного вентиля: а - вентиль закрыт; б - вентиль открыт

Работа автоматического запорного вентиля осуществляется по трем фазам:

I. Компрессор не работает. Всасывающий и нагнетательный трубопроводы закрыты, т. е. вентиль закрыт. Нагнетательная и всасывающая стороны компрессора соединены между собой через байпасный трубопровод.

II. Компрессор работает, давление масла ниже 0,1 МПа. Компрессор работает без нагрузки. Всасывающий и нагнетательный трубопроводы закрыты - вентиль закрыт. Хладагент через байпасный трубопровод подается от нагнетательной стороны компрессора на его всасывающую сторону.

III. Компрессор работает, давление масла в норме. Автоматический запорный вентиль открыт. Компрессор подает хладагент в систему холодильной установки. Байпасный вентиль закрыт.