文档介绍：第三章空气压缩机
1 压缩空气基础知识
压缩机的分类
按使用目的分类
工艺用压缩机:用于工艺上的特殊要求,其介质通常为特殊气体,如煤气、氮气、氢气等;其进出口压力通常视具体要求而定。
压缩机制冷用压缩机:用作空调、冷库冷冻等制冷工艺;其介质为制冷剂,如氟利昂、氨气等。
动力用压缩机:介质一般为空气,亦称作空压机;进气压力即大气压;它以压缩空气作为动力源,用来驱动各种气动工具,控制仪表、阀门,输送物料等等。常用的出口压力一般为6~10 bar。
在制氧行业中,空压机则用于为制氧机提供气源。
按压缩原理和结构分类:
按压缩原理,通常分为两大类,一类是容积式---利用气体容积的变化提高气体压力;另一类是动力式(或速度式)——利用气体高速旋转时产生的速度,最后将速度能转化为压力能。
按其结构的不同分为以下几种形式:
活塞式
往复式
膜片式
容积式滑片式单螺杆
螺杆式
回转式双螺杆
压缩机液环式
转子式
离心式
透平式轴流式
动力式混流式
喷射式
往复式空压机与回转式空压机的结构特点
往复式空压机与回转式空压机同属容积型空压机,它们都是通过改变工作腔内的气体容积(压缩气体的空间)来提高气体的压力。
往复式空压机
最常见的型式为活塞式空压机,其工作原理是利用曲柄连杆机构将原动机的旋转运动转变为活塞的直线往复运动,并借助进、排气阀的自动开闭进行气体的吸入、压缩和排出。其特点是:
1)适用的压力范围广,不论流量大小都能达到所需压力。目前工业应用上压力大于3Mpa的压缩机仍采用活塞式压缩机。
2)热效率高,适应性较强,即排气量范围较广,且不受压力高低的影响;
3)转速不高,机器体积大而重;
4)结构复杂,易损件多,维修量大;
5)排气不连续,气流脉动大,运转时振动大。
回转式空压机
常见的型式有滑片式和螺杆式,其中螺杆式应用最广。螺杆式空压机又分为单螺杆和双螺杆。目前双螺杆空压机在螺杆式空压机市场上占主导地位。
双螺杆空压机的工作原理:是借助于两个在机壳(气缸)内的螺旋形转子,按一定的传动比(四对六或五对六)相互啮合回转运动所产生的工作容积的变化,而实现气体的压缩。
与往复式比较,它不存在往复惯性力和力矩,所以转速高、基础小、重量轻、振动小、运转平稳;它无活塞机中的活塞和高频振动的进排气阀,故零部件(特别是易损件)少、结构简单易于维修;同时,在转子每转之内常有多次排气过程,所以它输气均匀、压力脉动小,不必设置大容量的储气罐;但其转子加工困难需要专用设备,并且相对运动的机件之间密封问题较难满意解决。
2 喷油螺杆压缩机的原理与特点
工作原理
螺杆式空气压缩机的核心部件是压缩机主机,是容积式压缩机中的一种,空气的压缩是靠装置于机壳内互相平行啮合的阴阳转子的齿槽之容积变化而达到。压缩机壳体内有一对经过精密加工的相互啮合的阴、阳转子,电机通过传动装置驱动阳转子,再由阳转子带动阴转子。转子在与它精密配合的机壳内转动使转子齿槽之间的气体不断地产生周期性的容积变化而沿着转子轴线,由吸入侧推向排出侧
,完成吸入、压缩、排气三个工作过程。机壳内喷入的压缩机油与空气混合,在转子的齿槽间被有效地压缩。油在机体内的作用主要有:
1)润滑。油在转子齿槽间形成一层油膜,避免金属与金属直接接触。
2)密封。密封转子各部的间隙和转子与壳体的间隙。
3)冷却。吸收压缩过程中产生的大部分热量。
工作流程
空气通过进气过滤器将大气中的灰尘或杂质滤除后,由进气控制阀进入压缩机主机,在压缩过程中与喷入的冷却润滑油混合,经压缩后的混合气体从压缩腔排入油气分离罐,此时压缩排出的含油气体通过碰撞、拦截、重力作用,绝大部份的油介质被分离下来,然后进入油气精分离器进行二次分离,得到含油量很少的压缩空气,当空气被压缩到规定的压力值时,最小压力阀开启,排出压缩空气到冷却器进行冷却,最后送入使用系统。
特点
1)能强制而连续输气,没有脉冲。排气量几乎不随排气压力而变,对变工况运行具有较好的适应性。
2)没有往复运动的惯性力,能做到转子的动态平衡,机座振动小,没有气阀,活塞环等易损件,运行寿命长,维护管理简单。
3)具有较高转速,能与高速原动机直接相联,机件数量少,结构紧凑,重量轻,占地面积小。
4)可以在工作腔中喷油,使其具有单级压比高,排温低,噪声低,容积效率高等优点。
压缩空气净化系统
1)空气污染物主要有来自空气和系统之内的固体颗粒、水和压缩机内的润滑油;
2)一般通过干燥系统和过滤系统来对压缩空气净化;
3)露点(ADP):用来表明空气中水分的含量,就是当湿空气在水蒸气