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空压机原理

日期: 2018-08-18
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空压机工作原理简述

螺杆式单级压缩空压机是由一对相互平行齿合的阴阳转子(或称螺杆)在气缸内转动,使转子齿槽之间的空气不断地产生周期性的容积变化,空气则沿着转子轴线由吸入侧输送至输出侧,实现螺杆式空压机的吸气、压缩和排气的全过程。空压机的进气口和出气口分别位于壳体的两端,阴转子的槽与阳转子的齿被主电机驱动而旋转。

由电动机直接驱动压缩机,使曲轴产生旋转运动,带动连杆使活塞产生往复运动,引起气缸容积变化。由於气缸内压力的变化,通过进气阀使空气经过空气滤清器(消声器)进入气缸,在压缩行程中,由於气缸容积的缩小,压缩空气经过排气阀的作用,经排气管,单向阀(止回阀)进入储气罐,当排气压力达到额定压力0.7MPa时由压力开关控制而自动停机。当储气罐压力降至0.5--0.6MPa时压力开关自动联接启动。

二、压缩机润滑油

1、旋叶式压缩机

每种型号的压缩机对润滑油的要求都是不同的。旋叶式压缩机的润滑油功能是润滑在压缩过程中滑入和滑出的叶片。润滑油也作为叶片与机架间的密封剂使用,使气体压缩成为可能。通常ISO68-150产品满足旋叶式压缩机的粘度要求。

2、往复式压缩机

往复式压缩机提供了一个很大的流出压力容量范围从1bar g至1000bar g(4)。往复式压缩机的油润滑汽缸,曲轴箱部件,线圈,活塞,阀门和装填杆。曲轴箱部件包括十字头轴承,十字接头,十字头导承和曲柄销。近来的制冷应用表明操作粘度小于10 cSt的ISO15润滑油可提供合适的润滑作用。然而,依靠气体分子量和流压操作,加工和碳氢化合物气体往复式压缩机的经典使用是ISO68-680产品。

在大多数往复式压缩机,一种流体作为润滑剂使用于所有部件。较小的往复式压缩机使用喷溅润滑油。较大的装置通常使用一种油泵系统以润滑上方的曲轴箱部件。一些大型设备使用两种不同的润滑油,一种用于汽缸而另一种用于其它需润滑的部件。由于汽缸润滑油须与气体共存,故必须与向下液流过程兼容。汽缸润滑油可设计成为特殊气体或操作条件提供润滑作用。(2)

3、螺旋式压缩机

注满螺旋式压缩机通常使用压缩烃和生产气体,流压范围从1-25 bar g(5)。它们具有许多优点,包括改进压缩效率,低流出温度,高可靠性和由于简单的机械构造所致的较少维护。螺旋式气体压缩机必须具备几种功能。它们润滑轴承,在螺杆与机架之间提供足够的密封,移去压缩过程中的热量,冲去压缩机中的任何微粒以及保护系统免于腐蚀。较低的粘度限制是10-20cSt在对轴承的油供温度以及5cSt在流出条件下以确保合适的密封。上部的润滑油粘度取决于为轴承提供足够的润滑油的能力。典型的上部粘度限制是30-100cSt。通常ISO68-220润滑油满足螺旋式压缩机的粘度要求。准确的粘度级别依赖于操作条件和气流成分。

由于系统的闭环设计,合成产品特别适用于螺旋式压缩机(图表1)。润滑油与压缩气体进入分离器。分离的油经过一个油冷却器再回流入压缩机。在这个过程中润滑油的降解可导致如轴承故障,密封不够或腐蚀等压缩机问题。在许多应用中,合成压缩机润滑油的使用能造成有效的烃压缩和生产气体

离心压缩机主要由转子和定子两大部分组成。转子包括叶轮和轴。叶轮上有叶片,此外还有平衡盘和轴封的一部分。定子的主体是机壳(气缸),定子上还安排有扩压器、弯道、回流器、迸气管、排气管及部分轴封等。离心压缩机的工作原理为,当叶轮高速旋转时,气体随着旋转,在离心力作用下,气体被甩到后面的扩压器中去,而在叶轮处形成真空地带,这时外界的新鲜气体进入叶轮。叶轮不断旋转,气体不断地吸入并甩出,从而保持了气体的连续流动。

与往复式压缩机比较,离心式压缩机具有下述优点:1、结构紧凑,尺寸小,重量轻;2、排气连续、均匀,不需要级间中间罐等装置;3、振动小,易损件少,不需要庞大而笨重的基础;4、除轴承外,机件内部不需润滑,省油,且不污染被压缩的气体;5、转速高;6、维修量小,调节方便。

离心式压缩机通过高速旋转的叶轮,把原动机的能量传送给气体,使气体压力和速度提高,气体在压缩机内固定元件中将速度能转换为压力能。主要用来压缩和输送气体。

离心式压缩机的工作原理是气体进入离心式压缩机的叶轮后,在叶轮叶片的作用下,一边跟着叶轮作高速旋转,一边在旋转离心力的作用下向叶轮出口流动,并受到叶轮的扩压作用,其压力能和动能均得到提高,气体进入扩压器后,动能又进一步转化为压力能,气体再通过弯道、回流器流入下一级叶轮进一步压缩,从而使气体压力达到工艺所需的要求。


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