壓縮機在化工行業(yè)應用非常廣泛,應廣大七友要求,小編和從事動(dòng)設備工程師經(jīng)過(guò)多方收集資料,整理制作,最總給大家呈現出了這篇精彩的內容,希望對從事壓縮機相關(guān)的七友有所幫助?。?!
1、螺桿式壓縮機
原理:螺桿式壓縮機的結構如圖所示。在“∞”字形的氣缸中平行地配置兩個(gè)按一定傳動(dòng)比反向旋轉又相互嚙合的螺旋形轉子。通常對節圓外具有凸齒的轉子稱(chēng)為陽(yáng)轉子(習慣稱(chēng)為主動(dòng)轉子);在節圓內具有凹齒的轉子稱(chēng)為陰轉子(習慣稱(chēng)為從動(dòng)轉子) 。陰、陽(yáng)轉子上 的螺旋形體分別稱(chēng)作陰螺桿和陽(yáng)螺桿。一般陽(yáng)轉子(或經(jīng)增速齒輪組)與原動(dòng)機連接,并由此輸入功率;由陽(yáng)轉子( 或經(jīng)同步齒輪組 )帶動(dòng)陰轉子轉動(dòng)。螺桿式壓縮機的主要零部件有:一對轉子、機體、軸承、同步齒輪(有時(shí)還有增速齒輪)以及密封組件等。
按運行方式之不同,螺桿式壓縮機可分為無(wú)油壓縮機和噴油壓縮機兩類(lèi)
優(yōu)點(diǎn):
1)可靠性高。螺桿壓縮機零部件少,沒(méi)有易損件,因而它運轉可靠,壽命長(cháng),大修間隔期可達4-8萬(wàn)h.
2)操作維護方便。
3)動(dòng)力平衡好。特別適合用作移動(dòng)式壓縮機,體積小、重量輕、占地面積少。
4)適應性強。螺桿壓縮機具有強制輸氣的特點(diǎn),容積流量幾乎不受排氣壓力的影響,在寬廣的范圍內能保持較高的效率,在壓縮機結構不作任何改變的情況下,適用于多種工質(zhì)。
5)多相混輸。螺桿壓縮機的轉子齒面間實(shí)際上留有間隙,因而能耐液體沖擊,可輸送含液氣體、含粉塵氣體、易聚合氣體等。
缺點(diǎn):
1)造價(jià)高。由于螺桿壓縮機的轉子齒面是一空間曲面,需利用特制的刀具在價(jià)格昂貴的專(zhuān)用設備上進(jìn)行加工。另外,對螺桿壓縮機氣缸的加工精度也有較高的要求。
2)不能用于高壓場(chǎng)合。由于受到轉子剛度和軸承壽命等方面的限制,螺桿壓縮機只能用于中、低壓范圍,排氣壓力一般不超過(guò)3MPa。
3)不能用于微型場(chǎng)合。螺桿壓縮機依靠間隙密封氣體,一般只有容積流量大于0.2m3/min時(shí),螺桿壓縮機才具有優(yōu)越的性能。
排氣量的調節:變轉數調節,螺桿式壓縮機的排氣量和轉數成正比關(guān)系。因此,改變壓縮機的轉數就可以達到調節排氣量的目的。
停轉調節:利用壓縮機停轉來(lái)調節排氣量,常見(jiàn)的有兩種形式:1)小型螺桿式壓縮機,如若實(shí)際耗氣量低于排氣量,則儲氣罐及管網(wǎng)中的氣體壓力升高,可利用壓力繼電器之類(lèi)的裝置來(lái)控制原動(dòng)機的停轉,以實(shí)現排氣量的間斷調節。2 )在壓縮機站或化工企業(yè)中,一般是多機配置,完全可以采用停止部分壓縮機的運轉以適應實(shí)際耗氣量。
控制吸入調節:利用壓縮機吸氣管上的進(jìn)氣調節閥進(jìn)行調節??刂莆胝{節又分為停止吸入和節流吸入兩種。
進(jìn)排氣管連通調節:從裝置的結構上來(lái)看,此種調節方法是簡(jiǎn)便的,它只需在排出管道上安裝一調節閥。調節工況時(shí),壓縮的氣體沿旁通管道經(jīng)此調節閥流回吸入口
空轉調節:它實(shí)際上是停止吸入和進(jìn)、排氣管連通調節聯(lián)合使用的一種綜合調節方法,采用一種在截斷吸入的同時(shí),能使進(jìn)、排氣管連通的減荷閥??辙D調節的示功圖如圖4-49所示。它可在停止吸入調節示功圖的基礎上,考慮到氣體向進(jìn)氣管道(大氣)排放(經(jīng)安裝在壓縮機排氣止回閥前 的連通管)而得到。
滑閥調節:滑閥調節與活塞式壓縮機部分行程壓開(kāi)吸氣閥調節的基本原理相同,它是使齒間容積在接觸線(xiàn)從吸入端向排出端移動(dòng)的前一段時(shí)間內仍與吸氣孔口相通,并使這部分氣體回流到吸氣孔口。也就是說(shuō),減短了螺桿的有效軸向長(cháng)度,以達到調節排氣量的目的。
2、滑片式壓縮機
工作原理:滑片式壓縮機的主要機件由三部分組成:機體1(又稱(chēng)氣缸)、轉子2及滑片3。
滑片式壓縮機的轉子偏心配置在氣缸內,轉子上開(kāi)有若干縱向凹槽,在凹槽中裝有能沿徑向自由滑動(dòng)的滑片。
由于轉子在氣缸內偏心配置,氣缸內壁與轉 子外表面間構成一個(gè)月牙形空間。轉子旋轉時(shí),滑片受離心力的作用從槽中甩出,其端部緊貼在 機體內圓壁面上,月牙形的空間被滑片分隔成若 干扇形的小室——基元容積。
在轉子旋轉一周之內,每一基元容積將由最 小值逐漸變大,直到最大值,再由最大值逐漸變 小,變到最小值。隨著(zhù)轉子的連續旋轉,基元容積遵循上述規律周而復始變化。
如圖所示,在機體上開(kāi)設有吸氣孔口(左側) 和排氣孔口(右側) 。
基元容積逐漸增大時(shí),在左面與吸氣孔口相遇。開(kāi)始吸入氣體,直到基元容積達到最大,組成該基元容積的后一滑片(相對于旋轉方向)越過(guò)吸氣孔口的上邊緣時(shí)吸氣終止。以后,基元容積開(kāi)始縮小,氣體在其內被壓縮。當組成該基元容積的前一滑片達到排氣孔口的上邊緣時(shí),基元容積開(kāi)始和排氣孔口相通,則壓縮過(guò)程結束,排氣開(kāi)始。而在基元容積的后一滑片越過(guò)排氣孔口的下邊緣時(shí),排氣終止。之后,基元容積達最小值。轉子繼續旋轉,基元容積又開(kāi)始增大。由此,余留在該最小容積中的壓縮氣體進(jìn)行膨脹。當基元容積的前一滑片達到吸氣孔口的下邊緣后,該正在擴大的基元容積又和吸氣孔口相通,重新開(kāi)始吸入氣體。如果滑片數為 z,則在轉子每旋轉一周之中,依次有z個(gè)基元容積分別進(jìn)行吸氣-壓縮-排氣-膨脹過(guò)程。
分類(lèi):第一類(lèi):滴油滑片式壓縮機第二類(lèi):噴油滑片式壓縮機第三類(lèi):無(wú)油滑片式壓縮機
特點(diǎn):滑片式壓縮機結構簡(jiǎn)單、制造容易,操作和維修保養方便。它幾乎完全平衡,無(wú)振動(dòng),所以要求的基礎小。此外,在旋轉一周之中有多個(gè)基元容積與吸排氣管接通,因此吸排氣壓力脈動(dòng)較小,不需安裝很大的貯氣器。
滑片式壓縮機的主要缺點(diǎn)是滑片與轉子氣缸之間有很大的機械摩擦,產(chǎn)生較大的能量損失,因此效率較低。以排氣量10m3/min, 排氣壓力 6.86×105N/ m2的移動(dòng)式空壓機為例,其效率要比同參數的螺桿式壓縮機約低10%, 比同參數的往復式壓縮機約低20%。此外,雖然滑片的壽命現在已能突破8000小時(shí),但取決于材質(zhì)、加工精度及運行條件,故它仍是影響滑片式壓縮機運轉周期的一個(gè)重要因素。
用途:滑片式壓縮機廣泛運用于各種中、小型壓縮空氣裝置和小型空調制冷裝置中。在化學(xué)工業(yè)和食品工業(yè)中,無(wú)油機器可用來(lái)輸送或加壓各種氣體?;綑C械還可作為真空泵使用,單級可獲5000-4000N/m2 (真空度95-96%), 雙級可獲1500-1OOON/m2(真空度98.5-99%)。
滑片式壓縮機多為單級或雙級的,三級以上的很少見(jiàn)到。滴油潤滑的機器,單級壓力比為3-4;噴油機器單級壓力比可達8;無(wú)油潤滑機器的單級壓力比很少超過(guò)2.5 。常見(jiàn)的排氣量范圍是1-20m3/min。壓縮機一般與電功機直聯(lián),轉數范圍一般是500-30OOrpm。
3、液環(huán)式壓縮機
工作原理:在泵體中裝有適量的水作為工作液。由于離心力的作用,水形成了一個(gè)決定于泵腔形狀的近似于等厚度的封閉圓環(huán)。水環(huán)的上部分內表面恰好與葉輪輪轂相切,水環(huán)的下部?jì)缺砻鎰偤门c葉片頂端接觸(實(shí)際上葉片在水環(huán)內有一定的插入深度)。此時(shí)葉輪輪轂與水環(huán)之間形成一個(gè)月牙形空間,而這一空間又被葉輪分成葉片數目相等的若干個(gè)小腔。如果以葉輪的上部0°為起點(diǎn),那么葉輪在旋轉前180°時(shí)小腔的容積由小變大,且與端面上的吸氣口相通,此時(shí)氣體被吸入,當吸氣終了時(shí)小腔則與吸氣口隔絕;當葉輪繼續旋轉時(shí),小腔由大變小,使氣體被壓縮;當小腔與排氣口相通時(shí),氣體便被排出泵外。
特點(diǎn):液環(huán)式壓縮機或真空泵,通常用水作密封液,所以又習稱(chēng)水環(huán)泵。由于液體的充分冷卻作用,壓縮氣體終了溫度很低。所以,液環(huán)式壓縮機適合壓縮在高溫下易于分解的氣體,如乙炔、二硫化碳、硫化氫等,也適于壓縮高溫時(shí)易于聚合的一些氣體。由于壓縮介質(zhì)不與氣缸直接接觸,所以,它也特別適用于壓縮具有強烈腐蝕性的氣體,如氯氣等。此時(shí),可選用一種與被壓縮氣體不起作用的液體作密封液。如壓縮氯氣時(shí)用濃硫酸作密封液。液環(huán)式壓縮機氣缸不需潤滑,可作為特殊用途的無(wú)潤滑壓縮機使用。除此之外,此種型式壓縮機的結構簡(jiǎn)單,制造、操作方便,易損零件少,排氣脈動(dòng)和噪聲均較小,
4、滾動(dòng)活塞式壓縮機
工作原理:滾動(dòng)活塞式壓縮機,將低壓氣體提升為高壓的一種從動(dòng)的流體機械。是制冷系統的心臟,它從吸氣管吸入低溫低壓的制冷劑氣體,通過(guò)電機運轉帶動(dòng)活塞對其進(jìn)行壓縮后,向排氣管排出高溫高壓的制冷劑液體,為制冷循環(huán)提供動(dòng)力,從而實(shí)現壓縮→冷凝→膨脹→蒸發(fā) ( 吸熱 ) 的制冷循環(huán)。依靠偏心安設在汽缸內的旋轉活塞在圓柱形汽缸內作滾動(dòng)運動(dòng)和一個(gè)與滾動(dòng)活塞相接觸的滑板的往復運動(dòng)實(shí)現氣體壓縮的壓縮機。
分類(lèi):滾動(dòng)活塞式壓縮機按其原理可分為容積型滾動(dòng)活塞式壓縮機與速度型滾動(dòng)活塞式壓縮機。容積型又分為 往復式滾動(dòng)活塞式壓縮機、回轉式滾動(dòng)活塞式壓縮機;速度型滾動(dòng)活塞式壓縮機又分為:軸流式滾動(dòng)活塞式壓縮機、離心式滾動(dòng)活塞式壓縮機。
目前家用冰箱和空調器滾動(dòng)活塞式壓縮機都是容積式,其中又可分為往復式和旋轉式。往復式滾動(dòng)活塞式壓縮機使用的是活塞、曲柄、連桿機構或活塞、曲柄、滑管機構,旋轉式使用的目前多是滾動(dòng)轉子滾動(dòng)活塞式壓縮機。在商用空調上,又多是離心式、渦旋式、螺桿式。
按應用范圍又可分為低背壓式、中背壓式、高背壓式。低背壓式 ( 蒸發(fā)溫度 -35 ~ -15 ℃ ) ,一般用于家用電冰箱、食品冷凍箱等。中背壓式 ( 蒸發(fā)溫度 -20 ~ 0 ℃ ) ,一般用于冷飲柜、牛奶冷藏箱等。高背壓式 ( 蒸發(fā)溫度 -5 ~ 15 ℃ ) ,一般用于房間空氣調節器、除濕機、熱泵等。
滾動(dòng)活塞式壓縮機的規格是按輸入功率來(lái)劃分的。一般每種規格間相差 50W 左右。另外,也有按氣缸容積劃分的。
5、渦旋式壓縮機
渦旋式壓縮機是由一個(gè)固定的漸開(kāi)線(xiàn)渦旋盤(pán)和一個(gè)呈偏心回旋平動(dòng)的漸開(kāi)線(xiàn)運動(dòng)渦旋盤(pán)組成可壓縮容積的壓縮機。渦旋壓縮機的獨特設計,使其成為當今世界節能壓縮機。渦旋壓縮機主要運行件渦盤(pán)只有齪合沒(méi)有磨損,因而壽命更長(cháng),被譽(yù)為免維修壓縮機。渦旋壓縮機運行平穩、振動(dòng)小、工作環(huán)境寧靜,又被譽(yù)為‘超靜壓縮機’。 渦旋式壓縮機結構新穎、精密,具有體積小、噪音低、重量輕、振動(dòng)小、能耗小、壽命長(cháng)、輸氣連續平穩、運行可靠、氣源清潔等優(yōu)點(diǎn)。
工作原理:渦旋式壓縮機是有兩個(gè)雙函數方程型線(xiàn)的動(dòng)、靜渦盤(pán)相互咬合而成。在吸氣、壓縮、排氣的工作過(guò)程中,靜盤(pán)固定在機架上,動(dòng)盤(pán)由偏心軸驅動(dòng)并由防自轉機構制約,圍繞靜盤(pán)基圓中心,作很小半徑的平面轉動(dòng)。氣體通過(guò)空氣濾芯吸入靜盤(pán)的外圍,隨著(zhù)偏心軸的旋轉,氣體在動(dòng)靜盤(pán)噬合所組成的若干個(gè)月牙[1] 形壓縮腔內被逐步壓縮,然后由靜盤(pán)中心部件的軸向孔連續派出
特點(diǎn):
效率高,更有利于節能,保護環(huán)境;噪聲更低;體積更小,重量更輕;運行平穩,氣流脈動(dòng)小,扭矩變化小,壓縮機壽命長(cháng);
壓縮過(guò)程長(cháng),相鄰壓縮腔壓差小,泄漏量小,效率更高。
6、羅茨鼓風(fēng)機
工作原理和特點(diǎn):羅茨鼓風(fēng)機是最早制造的兩轉子回轉式壓縮機之一。羅茨鼓風(fēng)機的主要零部件有:轉子,同步齒輪,機體(氣缸及端板), 軸承密封件等。
如圖,由近乎橢圓形的氣缸與兩側的端板包容成一個(gè)空間,氣缸兩對面分別設置與吸、排氣管道相連的吸氣孔口與排氣孔口。一對彼此嚙合的葉輪由氣缸外側的一對同步齒輪帶動(dòng)而作方向相反的旋轉。借助于兩葉輪的嚙合(實(shí)際上兩葉輪并不接觸,兩者之間留有微小的 “嚙合間隙”使吸氣口與排氣口相互隔絕。在旋轉過(guò)程中,無(wú)內壓縮地將氣缸容積內的氣體從吸氣孔口推到排氣孔口,以達到鼓風(fēng)的目的
主要特點(diǎn):其最大的特點(diǎn)是使用時(shí)當壓力在允許范圍內加以調節時(shí)流量之變動(dòng)甚微,壓力選擇范圍很寬,具有強制輸氣的特點(diǎn)。輸送時(shí)介質(zhì)不含油。結構簡(jiǎn)單、維修方便、使用壽命長(cháng)、整機振動(dòng)小。
由于周期性的吸、排氣和瞬時(shí)等容壓縮造成氣流速度和壓力的脈動(dòng),因而會(huì )產(chǎn)生較大的氣體動(dòng)力噪聲。此外,轉子之間和轉子與氣缸之間的間隙會(huì )造成氣體泄漏,從而使效率降低。羅茨鼓風(fēng)機的排氣量為0.15~150立方米/分,轉速為 150~3000轉/分。單級壓比通常小于1.7,最高可達2.1,可以級串聯(lián)使用。
主要用途:污水處理,水產(chǎn)養殖,氣力輸送,水泥,化工,鑄造,面粉等國民經(jīng)濟部門(mén)。
7、偏心滾動(dòng)轉子式壓縮機
工作原理:在氣缸1內偏心配置轉子2 。當轉子繞氣缸中心O轉動(dòng)時(shí),轉子緊貼在氣缸內表面上(實(shí)際上,往往具有0.1-0.2 mm間隙)滾動(dòng)。由此,轉子外表面和氣缸內表面之間構成一月牙形空間,其位置隨轉子的轉角而變化?;?將月牙形空間分離成兩個(gè)孤立部分,一部分和吸氣孔口相通, 另一部分通過(guò)排氣閥3與排氣接管相遠?;繌椈?(有的同時(shí)兼有油壓)壓緊在轉子外表面上(或者靠?jì)蓚€(gè)偏心輪導向) 。
當轉子與氣缸接觸點(diǎn)轉到超過(guò)吸氣孔口時(shí),滑片右方 (按圖示)至接觸點(diǎn)之間的部分與吸氣孔口相遇,它的容積隨轉子的轉動(dòng)而增大,從而由吸氣孔口吸進(jìn)氣體。當轉子接觸點(diǎn)轉到最上位置時(shí),此部分空間達到最大值且充滿(mǎn)了新鮮氣體,吸氣停止。
另一部分,滑片左方(按圖示)至接觸點(diǎn)部分充滿(mǎn)轉子在上一轉中吸入新鮮氣體。這部分空間隨轉子旋轉逐漸縮小,其內氣體壓力逐漸增高,直至腔內壓力達到排氣管里的壓力,排氣閥開(kāi)啟,則開(kāi)始排氣。轉子接觸點(diǎn)越過(guò)排氣口后,排氣過(guò)程結束。這樣,轉子每旋轉兩周,基元容積完成吸氣、壓縮、排氣過(guò)程。
該機器的轉子繞軸心轉動(dòng),以實(shí)現在氣缸內滾動(dòng)?;刂?zhù)可自由轉動(dòng)的柱形導向器內的滑槽滑動(dòng)。在轉子表面套有薄鋼環(huán)制的彈性套,以保證與氣缸內表面和滑片端部具有良好的密封、減少磨損。
偏心滾動(dòng)轉子式壓縮機的特點(diǎn)是由于采用氣缸內噴油冷卻,排氣溫度較低,所以,它能達到的壓力比很大。在制冷裝置中,一級壓縮的壓力比就可達到30以上。
偏心滾動(dòng)轉子式壓縮機必須裝設排氣閥,其壓力比并不取決于排氣孔口的位置,因而它適用于壓力比變化的工作條件,例如在制冷裝置和真空系統中使用。