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空压机分类及发展历程

来源:网站收集编辑   2013-02-22   点击:1451次
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一、空压机分类视图


二、应用范围
1、活塞式压缩机为往复式压缩机,其排气压力一般为0.2-32MPa,最高可达到700MPa,容积流量一般为0.1-400(最小0.01)m3 /min常用于中压、高压的场合。
2、单螺杆和双螺杆则属于回旋式压缩机,其排气压力一般为0.2-1MPa,最高可达到4.5MPa,容积流量一般为0.1-500m3/min,常用于中低压场合。
三、活塞式压缩机工作原理和特点
a.往复式空气压缩机
         在现代工业领域,活塞式压缩机目前占有主要市场。但随着人们对机器可靠性及能耗、环保等方面要求的提高,螺杆式和涡旋式压缩机开始占有一定的市场;在制冷空调领域,往复式制冷压缩机作为一种传统的制冷压缩机,适用于制冷量较广范围内的制冷系统。虽然目前它的应用还比较广泛,但市场份额正逐渐减小。
b.活塞式压缩机
活塞式压缩机是一种最常见的容积式压缩机。它由曲柄连杆机构将驱动机的旋转运动变为活塞的往复运动。活塞与气缸共同组成压缩机工作腔,依靠活塞在气缸内的往复运动,并借助进、排气阀的自动开闭,使气体周期性地进入气缸工作腔,进行压缩和排出。
工作原理
       当气缸内作往复运动的活塞向右移动时,气缸内活塞左腔的压力低于大气压力pa ,吸气阀开启,外界空气吸入缸内,这个过程称为吸气过程。当气缸吸满气体,吸气阀关闭,活塞向左移动,令缸内气体压力上升,这个过程称为压缩过程。当缸内压力高于输出空气管道内压力 p 后,排气阀打开。压缩空气送至输气管内,这个过程称为排气过程。活塞的往复运动是由电动机带动的曲柄滑块机构形成的。曲柄的旋转运动转换为滑动——活塞的往复运动。
        这种结构的压缩机在排气过程结束时总有剩余隙容积存在。在下一次吸气时,剩余容积内的压缩空气会膨胀,从而减少了吸入的空气量,降低了效率,增加了压缩功。且由于剩余隙容积的存在,当压缩比增大时,温度急剧升高。故当输出压力较高时,应采取分级压缩。分级压缩可降低排气温度,节省压缩功,提高容积效率,增加压缩气体排气量。
四、双螺杆压缩机工作原理和特点
20世纪30年代,瑞典工程师发明了(双)螺杆压缩机。1937年,SRM公司研制成功了两类螺杆压缩机试验样机,并取得了令人满意的测试结果。1957年喷油螺杆空气压缩机投入了市场应用。 1961年又研制成功了喷油螺杆制冷压缩机和螺杆工艺压缩机。经过随后持续的基础理论研究和产品开发试验,通过对转子型线的不断改进和专用转子加工设备的开发成功,螺杆压缩机的优越性能得到了不断的发挥。

与活塞压式缩机等其他类型压缩机相比,螺杆压缩机的发展历史较短,是一种比较新颖的压缩机。
        双螺杆压缩机的基本结构如图示。在“∞”形的气缸中,平行地配置着一对互相啮合的螺旋形转子。通常对节圆外具有凸齿的转子,称为阳转子或阳螺杆。在节圆内具有凹齿的转子,称为阴转子或阴螺杆。一般阳转子与原动机连接,由阳转子带动阴转子转动。因此阳转子又称为主动转子,阴转子又称为从动转子。在压缩机机体的两端,分别开设一定形状和大小的孔口。一个供吸气用,称作吸气孔口;另一个供排气作用,称作排气孔口。


1. 吸气过程
        吸气过程即将开始时的转子的一对齿前端完全啮合,且即将与吸气孔口连通。随着转子开始运动,由于齿的一端逐渐脱离啮合而形成了齿间容积,这个齿间容积的扩大,在其内部形成了一定的真空,而此齿间容积又仅与吸气口连通,因此气体便在压差作用下流入其中。在随后的转子旋转的过程中,阳转子齿不断从阴转子的齿槽中脱离出来,齿间容积不断扩大,并与吸气孔口保持连通。从某种意义上讲,也可以把这个过程看成是活塞(阳转子齿)在气缸(阴转子齿槽)中滑动。吸气结束时候,最显著的特征是齿间容积达到最大值,并且齿间容积在此位置与吸气孔口断开。
2. 压缩过程
        气体被转子齿和机壳包围在一个封闭的空间中,齿间容积由于转子齿的啮合就要开始减少。随着转子的旋转,齿间容积由于转子的啮合而不断减少,被密封在齿间容积中的气体所占据的体积也随之减少,导致压力升高,从而实现气体的压缩过程。
3. 排气过程
        齿间容积与排气孔口连通后,即开始排气过程。随着齿间容积的不断缩小,具有排气压力的气体逐渐通过排气孔口被排出。这个过程一直持续到齿末端的型线完全啮合。此时,齿间容积内的气体通过排气孔口被完全排出,封闭的齿间容积的体积将变成零。
优点:
1. 可靠性相对于活塞机要高。双螺杆压缩机零部件比活塞机少,易损件少,因而它运转可靠,寿命长。
        2. 操作比活塞机方便。双螺杆压缩机自动化程度高,操作人员不必经过长时间的专业培训,可实现无人值守运转,操作相对简单,可按需要排气量供气。
        3. 动力平衡比活塞机好。双螺杆压缩机没有活塞往复移动的惯性力,机器可平稳地高速工作,可实现无基础运转,特别适合作移动式压缩机。
缺点:
1. 造价比较贵。由于双螺杆压缩机的转子齿面是一空间曲面,需利用特制刀具在价格昂贵的专用设备上进行加工。另外,对双螺杆压缩机气缸的加工精度也有较高的要求。
2. 不能用于高压场合。由于受到转子刚度和轴承寿命等方面的限制,双螺杆压缩机只能适用于中、低压范围,排气压力一般不超过3MPa。
3. 不能用于微型场合。双螺杆压缩机依靠间隙密封气体,目前一般只有容积流量大于2m3/min时,双螺杆压缩机才具有优越的性能。
四、单螺杆压缩简介
单螺杆压缩机的一个螺杆可与两个或两个以上星轮啮合。螺杆和星轮按其外形可分为圆柱型(C)和平面型(P)。由这两种类型可构成四种单螺杆压缩机:a.PC型、b.PP型、c.CP型和d.CC型。目前最常用的时CP型。


五、三种常见压缩机比较






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