空气压缩机的用途

空气压缩机的用途
  空气压缩机是用来提高气体压力和输送气体的机械。从能量的观点来看,压缩机是属于将原动机的动力能转变为气体压力能的机器。随着科学技术的发展,压力能的应用日益广泛,使得压缩机在国民经济建设的许多部门中成为必不可少的关键设备之一。
单螺杆压缩机原理及结构
单螺杆压缩机的主要零件有单螺杆转子、星轮和机壳,Cp型单螺杆压缩机由一个圆柱螺杆和两个对称布置的平面星轮组成啮合副,装在机壳内构成。螺杆螺槽、机壳内壁和星轮齿面构成封闭的基元容积。运转时,动力传到螺杆轴上,由螺杆带动星轮齿在螺槽内相对移动,这种相对移动相当于往复式压缩机的活塞(星轮)在汽缸(螺杆槽与机壳内壁形成的基元容积)中移动。随着星轮齿的移动,封闭的基元容积发生变化,相应的气体由吸气腔进入螺杆齿槽空间,经压缩后达到设计压力值,由开在壳体上的排气三角口排至油气分离器内。
  单螺杆压缩机的壳体上开有喷油孔。将油喷入压缩腔,以起密封各部间隙,冷却气体、吸振、消声及润滑螺杆-星轮摩擦副的作用。

  螺杆通常有6个螺槽,由两个星轮将各螺槽分隔成上下两个空间,各自实现吸气、压缩和排气过程,因此单螺杆相当于一台六缸双作用的往复式压缩机。

  由上述可知,单螺杆压缩机除具备回转式压缩机的结构简单、紧凑单位容积利用率较高和无气阀组件等优点外,因其星轮对称地配置于螺杆的两侧,还具有下独特的优点。

(1) 结构合理,具有理想的力平衡性
  单螺杆压缩螺机在螺杆两端间开有引气通道,流至高压侧的气体将通过引气通道回流至低压侧,从而使螺杆两端面上的气体力相互平衡。由于星轮在螺杆轴线两侧对称配置,作用于螺杆上的气体径向力相互抵消。作用于螺槽内的气体轴向力也相互抵消。因此作用在螺杆轴支撑轴承上载荷就小,轴承寿命长,星轮齿上所受的气体力,只有活塞式压缩机或双螺杆压缩机的1/30左右。故该机器能平稳的无振动的在高工作转速下运转,而无需特别的基础,仅需安放在水平的地面上,省去了基础费用。

(2) 单机容量大,无余隙容积
  由于单螺杆压缩机运行时,螺杆每转一周,每一个螺槽均工作两次,螺槽空间得到充分利用,因此与其它回转式压缩机相比,结构尺寸相同时排气量较大,排气量相同时,结构尺寸较小。以3000r/min的单螺杆压螺机为例,每分钟压缩次数为3000X12=36000次。
  此外,螺杆的螺槽深度随压力的增高而减少,在排气结束、星轮齿脱离螺槽时,深度为零,故理论上不存在余隙容积,因而,容积效率较高。

(3) 由于高速
  (一般为3000r/min)轻载,啮合副型线设计先进合理,任一瞬时啮合的两共轭曲线都能形成收敛锲隙,且间隙适当,容易在螺槽与星轮之间的间隙中建立流体动力润滑油膜,确保螺杆星轮处于湿摩擦状态,从而有效地减少星轮的摩损,降低气体泄露提高了机器的效率和寿命,保障了运行安全可靠。因此,这种压缩机的寿命仅取决于轴承的耐久性,即使采用滚动轴承,寿命也可达到二万至三万工作小时。但压缩机在启动和停机的过程中,由于转速较低,建立流体动力润滑的条件受到损坏,在很短时间内会出现啮合的摩擦表面的直接摩擦,为了减少由此引起的摩擦,需要选取适当的摩擦副材料,以便得到较小的摩擦系数。另外,由于转速较高,可直接选用价格便宜的电机,无需装设减速器,且还相应带来重量轻、体积小、占地面积省等优点。
(4) 操作维修简便,易损件少,控制系统完美,排气均匀。选择压缩机应注意的问题
选择空压机的基本准则是经济性、可靠性与安全性。
一是应考虑排气压力的高低和排气量大小。一般用途空气动力用压缩机排气压力为0.7MPa,老标准为0 .8MPa。目前社会上有一种排气压力为0.5MPa的空压机,从使用角度看是不合理的,因为对风动工具而言其压力余量太小,输气距离稍远一些就不能使用。另外,从设计角度看,这种压缩机设计为一级压缩,压比太大,易引起排气温度过高,造成气缸积炭,导致事故发生。如果用户所用的压缩机大于0.8MPa,一般要特别制造,不能采取强行增压的办法,以免造成事故。
排气量是空压机的主要参数之一,选择空压机的气量要和所需的排气量相匹配,并留有10%的余量。如果用气量大而空压机排气量小,风动工具一开动,会造成空压机排气压力的大大降低,而不能驱动风动工具。当然盲目追求大排气量也是错误的,因为排气量越大压缩机配的电机越大,不但价格高,而且浪费购置资金,使用时也会浪费电力能源。
另外,在选排气量时还要考虑高峰用量和通常用量及低谷用量。如果低谷用量较大,而通常用量和高峰用量都不大,国外通常的办法是以较小排气量的空压机并联取得较大的排气量,随着用气量增大而逐一开机,这样不但对电网有好处,而且能节约能源。
二是要考虑用气场合和条件。如用气场地狭小(船用、车用),应选立式;如用气场合有长距离的变化(超过 500米),则应考虑移动式;如果使用场合不能供电,则应选择柴油机驱动式;如果使用场合没有自来水,就必须选择风冷式。
在风冷、水冷两种冷却方式上,用户常有错误的认识,认为水冷好,其实不然。国内外小型压缩机中风冷式大约占到90%以上,这是因为在设计上风冷简便,使用时无需水源。
而水冷式压缩机的致命缺点有四:必须有完备的上下水系统,投资大;水冷式冷却器寿命短;在北方冬季还容易冻坏气缸;在正常的运转中会浪费大量的水。
三是要考虑压缩空气质量。一般空压机产生的压缩空气均含有一定量润滑油,并有一定量的水,有些场合是禁油和禁水的,这时不但对压缩机选型要注意,必要时要增加附属装置
解决的办法:一是选用无润滑压缩机。这种压缩机气缸中基本上不含油,其活塞环和填料一般为聚四氟乙烯。但这种机器也有缺点,润滑不良,故障率高;聚四氟乙烯也是一种有害物质,食品、制药行业不能使用;无润滑压缩机只能做到输气不含油,不能做到不含水。第二种也是常用的方法,是将空压机(无论哪种)再加一级或二级净化装置或干燥器。这种装置可使压缩机空气既不含油又不含水,使压缩空气中的含油水量在5ppm以下,可满足工艺要求
四是要考虑压缩机运行的安全性。空压机是一种带压工作的机器,工作时伴有温升和压力,其运行的安全性要放在首位。国家对压缩机的生产实行规范化的“两证”制度,即压缩机生产许可证和压力容器生产许可证(储气罐)。因此,在选购压缩机产品时,要严格审查“两证”。通常有证厂家的产品质量保证系统是完善的,不会出现大的质量问题, 即使出现一些问题,也会由厂家负责三包。

 


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