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      螺桿空壓機的基本結構、工作原理及構成

      螺桿空壓機的基本結構、工作原理及構成   

         螺桿壓縮機是由瑞典皇家工學院教授Lysholm1934年發明的。由于設計、制造水平的限制,六十年代以前螺桿壓縮機發展比較緩慢;六十年代初噴油技術被引入螺桿壓縮機,降低了螺桿轉子型線加工精度的要求,同時對機組的噪聲、結構、轉速等產生了有利影響。目前噴油螺桿壓縮機已成為空氣動力、制冷空調行業中的主要機型,在中等容積流量的空氣動力裝置及中等制冷量的制冷裝置中,螺桿壓縮機在市場上已占領先地位。

      一、 基本結構   

      通常我們所說的螺桿壓縮機即指雙螺桿壓縮機,它的基本結構如上圖所示。在壓縮機的主機中平行地配置著一對相互嚙合的螺旋形轉子,通常把節圓外具有凸齒的轉子(從橫截面看),稱為陽轉子或陽螺桿;把節圓內具有凹齒的轉子(從橫截面看),稱為陰轉子或陰螺桿。一般陽轉子作為主動轉子,由陽轉子帶動陰轉子轉動。轉子上的球軸承使轉子實現軸向定位,并承受壓縮機中的軸向力。轉子兩端的圓錐滾子推力軸承使轉子實現徑向定位,并承受壓縮機中的徑向力和     2  軸向力。在壓縮機主機兩端分別開設一定形狀和大小的孔口,一個供吸氣用的叫吸氣口;另一個供排氣用的叫排氣口。

       二、 工作原理 

      螺桿壓縮機的工作循環可分為吸氣過程(包括吸氣和封閉過程)、壓縮過程和排氣過程。隨著轉子旋轉每對相互嚙合的齒相繼完成相同的工作循環,為簡單起見我們只對其中的一對齒進行研究。 

      1、吸氣過程              

      (a) 吸氣過程       

      (b) 封閉過程   

      隨著轉子的運動,齒的一端逐漸脫離嚙合而形成了齒間容積,這個齒間容積的擴大在其內部形成了一定的真空,而此時該齒間容積僅僅與吸氣口連通,因此氣體便在壓差作用下流入其中。在隨后的轉子旋轉過程中,陽轉子的齒不斷地從陰轉子的齒槽中脫離出來,此時齒間容積也不斷地擴大,并與吸氣口保持連通。隨著轉子的旋轉齒間容積達到了最大值,并在此位置齒間容積與吸氣口斷開,吸氣過程結束。  吸氣過程結束的同時陰陽轉子的齒峰與機殼密封,齒槽內的氣體被轉子齒和機殼包圍在一個封閉的空間中,即封閉過程。

       2、壓縮過程                 

      隨著轉子的旋轉,齒間容積由于轉子齒的嚙合而不斷減少,被密封在齒間容積中的氣體所占據的體積也隨之減少,導致氣體壓力升高,從而實現氣體的壓縮過程。壓縮過程可一直持續到齒間容積即將與排氣口連通之前。     

      3、排氣過程            

      齒間容積與排氣口連通后即開始排氣過程,隨著齒間容積的不斷縮小,具有內壓縮終了壓力的氣體逐漸通過排氣口被排出,這一過程一直持續到齒末端的型線完全嚙合為止,此時齒間容積內的氣體通過排氣口被完全排出,封閉的齒間容積的體積將變為零。   從上述工作原理可以看出,螺桿壓縮機是通過一對轉子在機殼內作回轉運動來改變工作容積,使氣體體積縮小、密度增加,從而提高氣體的壓力。 三、 螺桿空壓機的構成  一臺噴油螺桿空壓機組主要由主機和輔機兩大部分組成,主機包括螺桿空壓機主機和主電機,輔機包括進排氣系統、噴油及油氣分離系統、冷卻系統、控制系統和電氣系統等。  在進排氣系統中,自由空氣經過進氣過濾器濾去塵埃、雜質之后,進入空壓機的吸氣口,并在壓縮過程中與噴入的潤滑油混合。經壓縮后的油氣混合物被排入油氣分離桶中,經一、二次油氣分離,再經過最小壓力閥、后部冷卻器和氣水分離器被送入使用系統。  在噴油及油氣分離系統中,當空壓機正常運轉時,油氣分離桶中的潤滑油依靠空壓機的排氣壓力和噴油口處的壓差,來維持在回路中流動。潤滑油在此壓差的作用下,經過溫控閥進入油冷卻器,再經過油過濾器除去雜質微粒后,大多數的潤滑油被噴入空壓機的壓縮腔,起到潤滑、密封、冷卻和降噪的作用;其余潤滑油分別噴入軸承室和增速齒輪箱。噴入壓縮腔中的那一部分油隨著壓縮空氣一起被排入油氣分離桶中,經過離心分離絕大多數的潤滑油被分離出來,還有少量的潤滑油經過濾芯進行二次分離,被二次分離出來的潤滑油經過回油管返回到空壓機的吸氣口等低壓端。

      、(1)、潤滑油的作用: 

      a) 冷卻作用 

      作為冷卻劑,它可有效控制壓縮放熱引起的溫升; 潤滑作用 作為潤滑劑,它可在轉子間形成潤滑油膜; 密封作用 作為密封劑, 它可填補轉子與殼體以及轉子與轉子之間的泄漏間隙。 

      b) 降噪作用 

      噴入的油是粘性流體,對聲能和聲波有吸收和阻尼作用,一般噴油后噪聲可降低1020dB(A)。 

      2)、最小壓力閥的作用 保證最低的潤滑油循環壓力; 作為止回閥,以避免在空壓機停機或無負荷情況下,供氣管線內的壓縮空氣回流到機組內;  保證油氣分離器濾芯前后有一定的壓差,以免剛開機時濾芯前后壓差過大造成擠破的現象。

      3)、溫控閥的作用 維持潤滑油溫高于壓力露點溫度以上,以免空氣中的水份析出。 

      4)、油氣分離桶的作用 作為初級油氣分離的裝置,它可將直徑大于1μm的油滴采用機械碰撞法被有效地分離出來; 作為空壓機潤滑油的儲油器;  作為油氣分離器濾芯的支撐體,該濾芯可將直徑1μm以下的油滴先聚結為直徑更大的油滴,然后再分離出來

       


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